基于生态脆弱性分析的森林资源经营措施优化研究——以湖南省青羊湖国有林场为例

姚厚斌，周乃富

(国家林业和草原局中南调查规划设计院，湖南 长沙 410014)

森林经营方案是林业管理部门和森林经营主体为了科学、合理、有序经营森林资源，充分发挥其生态、经济和社会效益而编制的关于森林培育、保护和利用以及对各项森林经营生产活动顺序和森林经营利用措施的规划和设计[1-4]，在传统的森林经营方案编制中，往往容易忽视森林生产经营措施对生态脆弱区的影响，而生态脆弱区是在特定自然、社会、经济条件下人与自然长期综合作用形成的特殊区域[5,6]，合理安排生态脆弱程度较高小班的经营方式及措施，对森林生态系统的稳定具有重要意义[7-9]。本研究以青羊湖国有林场为对象，结合生态脆弱性的研究对传统方法下提出的森林经营方案进行调整，使生态脆弱程度较高的区域更注重生态稳定性的提升，以此保证林场整体经济效益的发挥的同时兼顾着林场生态功能的恢复和提升。

1 森林资源概况

湖南省青羊湖国有林场位于湖南省宁乡市黄材镇西部，地处28°10′20″—28°12′00″ N，111°58′00″—120°05′00″ E。西北部与桃江、安化两县交界，总面积1 083.9 hm2，其中一分场面积464.8 hm2，二分场面积459.69 hm2，官山工区面积159.2 hm2。林场以森林资源保护为重点，森林主要为水源涵养林和风景林等生态效益高的林种，生态功能定位特殊，生物资源丰富，环境优美，是长株潭地区重要的生态源地。

1.1 森林面积及蓄积

1.1.1 森林资源面积 青羊湖国有林场总面积1 083.9 hm2，其中林地面积1 074.0 hm2，占林场总面积的99.1%；非林地9.9 hm2，占0.9%。林地中乔木林地955.9 hm2，竹林地70.7 hm2，灌木林地24.5 hm2，未成林造林地1.9 hm2，其他无立木林地1.1 hm2，林业辅助生产用地19.9 hm2。

青羊湖国有林场是生态型林场，其生态公益林面积为882.6 hm2，占森林总面积的83.9%，包含防护林和特用林，面积分别为382.9 hm2和499.7 hm2，占森林总面积的36.4%和47.5%。乔木林林龄结构中，中龄林面积最大578.9 hm2，占60.6%。近熟林、成熟林和过熟林合计337.6 hm2，占比57.3%。幼龄林39.4 hm2，占4.1%。

1.1.2 森林资源蓄积 青羊湖国有林场森林资源蓄积115 637 m3，生态公益林蓄积为96 922 m3，占总蓄积的83.8%；商品林蓄积为18 714 m3，占总蓄积的16.2%。生态公益林中，防护林蓄积为39 351 m3，特用林蓄积为57 571 m3。商品林中，用材林蓄积为18 714 m3。乔木林龄组结构中，幼龄林蓄积2 882 m3，占2.5%；中龄林蓄积66 274 m3，占57.3%；近熟林、成熟林和过熟林合计46 481 m3，占40.2%。

1.2 森林资源现状

青羊湖林场乔木林单位面积蓄积量121 m3·hm-2。按起源分，天然林105 m3，人工林126 m3；按森林类别分，公益林112 m3，商品林114 m3。国家级公益林115 m3·hm-2。人工林每公顷蓄积约为天然林的1.2倍，公益林每公顷蓄积与商品林持平。

林分郁闭度 林场乔木林按郁闭度等级划分为“密”(郁闭度≥0.80)、“中”(郁闭度0.40-0.79)和“疏”(郁闭度0.20-0.39)3个等级，其面积分别为120.1 hm2、735.2 hm2和100.6 hm2，平均郁闭度为0.63。青羊湖林场郁闭度较高，其中“中”、“密”郁闭度乔木林地占比87.4%，因此后期需对林场安排较多的抚育间伐，而对于郁闭度为“疏”的乔木林地，需结合龄组结构，采取合理的经营措施，进一步提高林分质量，更好发挥生态效益。

龄组结构 全林场幼、中、近、成、过龄林面积比例为1∶13∶9∶7∶2，幼龄林所占比例较小，仅为3%；幼、中龄林与近、成、过熟林的面积比约为0.8∶1，低于合理的幼、中龄林与近、成、过熟林的面积比1∶1，林龄结构不协调，后备资源不足，龄组结构有待进一步优化。

2 数据来源与方法

2.1 数据来源

本研究主要数据为青羊湖国有林场森林资源二类调查数据，包含树种、龄组、土壤等数据，地形图等。

2.2 研究方法

本研究需要从生态敏感性和景观格局两方面对林地生态脆弱性进行评价。生态敏感性指标包括坡度、土层厚度、蓄积量和暴露度，景观格局指标包括破碎度和连通度。利用AHP法以1、3、5、7、9确定生态敏感性级别及权重，利用主成分分析法确定生态脆弱性测定指标权重。景观格局指数则利用fragstas3.0软件计算。根据景观格局指数和生态敏感性，利用主成分分析法确定各测定指标权重，构建各类林地生态脆弱性评价模型：

FVIi=aPDi+bTCHDi+cXJLi+dBLDi+ePSDi+fTTXi

(1)

式中，FVIi为i类林地的生态脆弱性；a,b,c,d,e,f为各测定指标权重系数，a+b+c+d+e+f=1。

各测定因子指标如表1。

表1 各因子脆弱性等级分类

3 结果与分析

3.1 经营区划与经营布局

表2 湖南省青羊湖国有林场森林经营区划表

3.1.2 森林管理类型区划 以《全国森林资源经营管理分区施策导则》和《湖南省森林经营规划》为准则，结合青羊湖国有林场森林资源的实际情况，将森林资源管理类型按地域划分为3类，即重点保护类型区、保护经营类型区和集约经营类型区。

表3 湖南青羊湖国有林场森林资源经营管理类型区划表 hm2

3.1.3 经营类型设计

根据经营期内林分和林种现状，结合森林经营区的划分，将林场森林资源划分为以下森林经营类型：

(1)杉木风景和环境保护为主的兼用林；(2)杉木水源涵养为主的兼用林；(3)杉木一般用材培育为主的兼用林；(4)杉木大径级用材培育为主的兼用林；(5)水杉风景和环境保护为主的兼用林；(6)马尾松风景和环境保护为主的兼用林；(7)马尾松水源涵养为主的兼用林；(8)阔叶混交景观和环境保护为主的兼用林；(9)阔叶混交水源涵养为主的兼用林；(10)阔叶混交集约经营的用材林；(11)阔叶混交一般用材培育为主的兼用林；(12)针阔混交风景和环境保护为主的兼用林；(13)针阔混交林水源涵养为主的兼用林；(14)针叶混交风景和环境保护为主的兼用林；(15)针叶混交水源涵养为主的兼用林；(16)竹林风景和环境保护为主的兼用林；(17)竹林水源涵养为主的兼用林；(18)茶叶风景和环境保护为主的兼用林；(19)茶叶人工集约经营的食用原料林；(20)茶叶自然保护为主的兼用林；(21)果树组集约经营的果林。

3.1.4 森林经营措施类型设计

根据林场划分的森林经营区和不同的经营类型以及森林培育方向要求，确定林场的经营措施类型为：(1)更新造林型；(2)封山育林型；(3)成林抚育间伐与修枝型(包括幼龄林、中龄林、近熟林的抚育)；(4)公益林管护型；(5)低效林改造型；(6)主伐利用型；(7)公益林更新改造型；(8)经济林经营型；(9)竹林管护型。

3.2 青羊湖国有林场生态脆弱性分析

通过生态脆弱性评价模型计算得到青羊湖国有林场生态脆弱性指数空间分布情况，并依据生态脆弱性等级划分标准制作了生态脆弱性等级空间分布图(图1～图3)，以此分析青羊湖国有林场生态脆弱性。整体来看，青羊湖国有林场生态脆弱性由微度脆弱、轻度脆弱、中度脆弱、重度脆弱和极度脆弱5种类型组成。其中，微度脆弱区面积占比为21.81%，轻度脆弱区面积占比为29.85%，中度脆弱区面积占比为28.43%，重度脆弱区面积占比为15.97%，极度脆弱区面积占比为3.94%。

但一年之后，俞永福便卸任了阿里大文娱董事长，出任eWTP投资小组组长。此时，阿里集团各个业务的管理层都在做新老交替，阿里巴巴大文娱也开始交接棒，一批原管理团队离任，并开始实行班委基础上的轮值总裁制。2017年12月，杨伟东被任命为大文娱首位轮值总裁，并兼任大优酷事业群总裁。2018年5月，杨伟东又兼任了阿里音乐CEO。

极度脆弱区是生态状况最差，极易被外力破坏生态平衡的区域。青羊湖国有林场极度脆弱区占比较少，主要为非林地，少数为茶林和乔木林。在一林班中极度脆弱区域的小班中0097号小班为马尾松，其他均为林业辅助性非经营类型地类。二林班极度脆弱区域的小班中0289号小班和0352号小班的部分区域为其他硬阔类，0270、0271号小班为茶叶，0233号小班为其他无立木林地，其他均为林业辅助生产的非经营类型地类或建设用地。三林班中极度脆弱的小班较少，主要为茶叶，如0385、0386号小班等。

重度脆弱区同样需要注意生态状况，在经理期内需合理安排采伐强度，以防出现生态环境破坏的情况。重度脆弱区面积总体占比为15.97%，主要分布在一二林班，三林班分布较少。其中一林班以杉木、其他硬阔类、竹林为主，还有少量其他软阔；二林班主要为其他硬阔类，其他软阔和茶叶少量分布；三林班主要是竹林、杉木、茶叶和其他软阔。

3.3 森林经营措施调整

3.3.1 森林经营方式调整 结合生态脆弱性分析，对森林经营方案中高度脆弱区的森林经营方式进行调整，主要有一林班的0261、0243、0245和0332号小班，茶叶人工集约经营的食用原料林调整为茶叶风景和环境保护为主的兼用林，调整面积为7.94 hm2；0316号小班果树组集约经营的果树林调整为保护经营的果树林，调整面积为0.85 hm2；0130、0090和0092号小班，杉木水源涵养林为主的兼用林保护类型由保护经营调整为重点保护，调整面积为7.28 hm2；0084、0091和0093号小班，针叶混交林水源涵养为主的兼用林保护类型由保护经营调整为重点保护，调整面积为2.84 hm2；二林班中0216号小班，阔叶混交林集约经营的用材林调整为阔叶混交林风景和环境保护为主的兼用林，调整面积为3.0 hm2。总共涉及调整小班12个，调整面积21.91 hm2，调整后各森林经营管理类型面积如表4。

表4 湖南青羊湖国有林场调整后森林资源经营管理类型区划表 hm2

3.3.2 森林采伐调整 通过传统的方法提出了青羊湖国有林场的森林经营方案，并且具体经营措施分年度落实到小班地块，但是由于在森林经营方案编制过程中可能忽视某些小班的生态脆弱性，而出现采伐强度过大而导致生态破坏的情况。同时，青羊湖国有林场是生态型林场，对小班生态效益的经营要更加注重。基于此，本研究在传统的森林经营方案的基础上，结合生态脆弱性对其进行相应的调整，以保证林场在发挥经济效益的同时不对小班的生态环境造成破坏。

本研究所调整的对象主要是处于重度脆弱区和极度脆弱区的小班，因为这些小班生态风险更高，极易受到外界的干扰而导致生态系统被破坏。其中一林班0097号小班，优势树种为马尾松，林龄结构为幼龄林，其经理期内二期的采伐强度为0.2，但其处于极度脆弱区，应降低其采伐强度，可调为0.1，并且采伐后补植部分其他硬阔类，以增加其混交度，提高生态稳定性。二林班和三林班极度脆弱区需要调整的小班有0270、0271、0385、0386号小班，茶叶为人工种植经济作物，人为干扰强度较大，因此对这些小班的措施主要是加大其防护力度，防止水土、肥力的过度流失，避免土壤沙化。二林班的0233号小班亦处于极度脆弱区内，为其他无立木林地，需视实际情况增加其覆盖度，防止水土流失，并逐渐将其培育成阔叶混交林，以保证其生态稳定性。

重度脆弱区小班较多，主要分布在一、二林班。一林班中竹林小班有0127、0104、0134、0158、0151、0111、0112、0066、0046号小班，这些小班处于重度脆弱区，不对其进行采伐措施；其他硬阔类小班中0129、0100、0052号小班采伐强度为0.1，采伐后注意补植阔叶树种，增强其生态稳定性，0128、0095、0094、0096号小班采伐强度为0.15，可调至0.1，降低其采伐强度，避免对其有较大的人为干扰；杉木小班有0130、0036、0071、0074、0076、0078、0092号小班，马尾松的小班有0101、0055、0084、0090、0093号小班，其采伐强度均为0.15，对杉木小班和马尾松小班的调整主要是采伐后需更新阔叶树种，逐步以阔叶树种代替杉木和马尾松，形成阔叶混交林；其他软阔中0131和0130号小班可将采伐强度从0.15降至0.1，并且对其实行封育措施，促进其天然更新。二林班中竹林和茶林的小班无须调整期经营措施；其他软阔的小班只有0319和0227，其采伐强度均为0.15，可调整至0.1，并且对其实行封育措施，促进其天然更新；其他硬阔的小班较多，有0346、0347、0328号小班采伐强度为0.2，0352、0228号小班采伐强度为0.15，0218、0219、0215、0216号小班前期只抚育，后期采伐强度为0.2，可调至0.1，处于重度脆弱区的小班应注意保持其近自然经营的状态，避免对其林分有较大的干扰。三林班重度脆弱区小班较少，有杉木0363号小班，竹林0361号小班，其他软阔0356、0380号小班，茶叶0385号小班，这些小班均无采伐的经营措施，无须调整。

表5 调整前后采伐蓄积对比表 m3

通过调整重度脆弱区和极度脆弱区小班的采伐强度后，各小班的采伐量相应降低。前5年抚育间伐的采伐量减少了74.54 m3，前5年低效林改造采伐量减少了57.15 m3，后5年抚育间伐采伐量减少了398.69 m3，后5年更新采伐减少了40.09 m3，总采伐量减少了570.47 m3(表5)。

4 结论与讨论

4.1 青羊湖国有林场森林资源整体较好，森林蓄积总量为115 637 m3，平均蓄积量为121 m3·hm-2，近熟林和成熟林的平均蓄积较大。林场的经营措施以生态优先，重点保护的森林经营管理类型占总面积的77.55%。

4.2 青羊湖国有林场整体生态较好，以微度脆弱、轻度脆弱和中度脆弱性区域为主，重度脆弱区和极度脆弱区较少，面积占比分别为15.97%和3.94%。极度脆弱区小班以林分辅助生产的非经营类型地类为主，重度脆弱区小班主要分布在一二林班，经营措施主要以低效林改造为主。总体而言，三林班的生态状况要优于一林班二林班。

4.3 结合生态脆弱性对传统方法下提出的森林经营方案进行调整，是对该方案的补充，避免高度生态脆弱区和极度生态脆弱区出现较大的人为干扰。传统的森林经营方案只是就森林资源进行结构、功能的调整，但是在调整的过程中容易忽视小班地块的生态敏感性，有些小班虽然目前生态状况良好，但在实施经营措施时仍需注意其生态脆弱性，降低采伐强度，以保证生态功能的稳定性，通过调整，重点保护森林经营类型面积增加10.12 hm2，保护经营类型面积增加1.77 hm2，集约经营的森林类型减少11.79 hm2，涉及调整的小班12个，调整面积21.91 hm2，森林采伐共减少570.47 m3。同时对于单一树种的林分类型，如杉木林和马尾松林，应逐步调整其林分结构，使其向阔叶混交林转变，以增强其生态稳定性。