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茂兰保护区森林生态功能评价

2021-07-06柳华富覃欧换蒙惠理兰洪波

内蒙古林业调查设计 2021年3期
关键词:乔木林保护区片区

柳华富,覃欧换,蒙惠理,兰洪波

(1.贵州茂兰国家级自然保护区管理局,贵州 荔波 558400;2.荔波县林业局,贵州 荔波 558400)

森林覆盖率是体现森林资源质量的一项指标,但森林覆盖率只能体现森林植被的覆盖程度和少量森林质量情况,随着生态建设不断发展和人们对森林更深入地研究,森林覆盖率已经不能满足人们对森林全面认识的需要,因此,一个反映森林生态功能和综合效益的指标应运而生[1]—森林生态功能。森林生态功能是森林生态系统中形成的有利于人类发展的功能与条件,包括净化环境、涵养水源、调节气候、水土保持功能、生物多样性保护等[2]。早期的主要研究方向是森林生态系统对降水的分配与拦截效应、净化水质功能、防蚀与保持水土功能、公益评价和森林生产力等方面[3]。20 世纪70 年代提出并讨论了生态系统为人类提供的服务及人类对其功能的影响,20世纪80年代我国就开始深入地对森林生态功能进行了研究[4]。近年来,随着对森林功能与效益研究的不断深化,我国森林资源的发展方向已经从“开发利用”转为“全面保护”[5],“中央环保督查”、“绿盾行动”和“森林保护执法专项行动”等一系列保护森林专项举措,充分表明国家对保护和管理森林资源的高度重视。因此,评价森林生态系统服务功能对制定合理的森林经营方案、管护森林资源具有一定参考价值和指导意义。

1 保护区概况与林地资源现状

1.1 保护区概况

贵州茂兰国家级自然保护区位于贵州省荔波县南部,地理位置为E107°52′10~108°45′40″,N25°09′20″~25°20′50″,处于贵州高原向广西丘陵平原过渡的斜坡地带,地势西北高东南低,属于中亚热带季风湿润气候[6],区内喀斯特地貌十分丰富,形态多种多样,呈现岀峰峦叠嶂的喀斯特峰丛景观。全区最高海拔1 078.6 m,最低海拔430 m,平均海拔880 m以上。

保护区始建于1984年,1987年建立省级自然保护区,1988年批准为国家级自然保护区,1996年被联合国教科文组织批准纳入“人与生物圈”保护区网络成员,2007 年批准为世界自然遗产保护地之一[7]。保护区主要保护对象为亚热带喀斯特森林生态系统及其珍稀野生动物资源,是全球同纬度地区面积最大、相对集中、原生性强、相对稳定的喀斯特森林生态系统,是研究喀斯特森林生态特性的天然实验室和研究基地。

1.2 保护区林地资源现状

根据调查结果,区内含乔木林、竹林、特殊灌木林等7种地类,林地面积共计20 074.05 hm2(其中森林面积19 767.79 hm2)。活立木蓄积2 545 270 m3,国土面积22 287 hm2,森林覆盖率为88.7%。茂兰保护区是以乔木林地为其重要组成,面积19 136.71 hm2,占总面积85.86 %,蓄积1 895 954.7 m3。乔木林地在各个片区均有分布,以洞塘和翁昂片区最多,各区依次排序为:洞塘>翁昂>永康>三岔河>甲良保护点。见表1。

表1 茂兰保护区林地面积统计表 单位:hm2

2 数据来源与评价方法

2.1 数据来源及评价内容

数据来源于茂兰保护区森林资源规划设计调查成果。根据评价指标体系,确定保护区内的所有乔木林(小班)为评价对象,分别按片区、不同森林自然度、不同森林群落结构、不同树种结构等评价其相应的森林生态功能。

2.2 评价指标及权重划分

评价指标借鉴全国森林资源连续清查中的指标体系,结合《贵州省第四次森林资源规划设计调查实施细则》中的相关标准,通过利用反映森林生物量、生物多样性和森林结构的有关特征因子,按相对重要性来综合评价乔木林林分生态功能等级[8],见表2。

表2 森林生态功能评价因子及类型划分标准

2.3 森林生态功能计算方法

以表2 中所列8 项作为森林生态功能评价因子,根据调查成果数据,确定该项评价因子所在等级,按权重分配计算得到该小班综合分值,计算方法为[9]:

式中:Xi为第i项评价因子的类型值(等级Ⅰ、等级Ⅱ、等级Ⅲ对应取值为1、2、3);

Wi为各评价因子的权重;Y为该小班所得综合分值。

2.4 森林生态功能等级划分标准

根据综合得分值按表3评定生态功能等级。

表3 森林生态功能等级评定标准

通过综合得分求倒数得到该乔木林小班生态功能指数(森林生态功能指数值≤1,数值越接近于1,表明生态功能越好),即:

将统计生态功能指数按小班面积取加权平均值,得到该林分综合等级即:

式中:n为小班个数;Aj为第j个小班面积;Zj为j个小班生态功能指数;K2为分类生态功能指数。

3 评价结果

3.1 茂兰保护区森林生态功能评价结果

对茂兰保护区572 个乔木林小班进行了评价,综合生态功能指数为0.73,远超过0.67,其森林生态功能总体处于“好”的水平。茂兰保护区以森林生态功能等级为“好”的乔木林林分为主,生态功能指数为0.76,面积14 041.94 hm2,占总评价面积73.38%;等级为“中”的面积5 080.9 hm2,生态功能指数为0.58,占26.55%;等级为“差”的面积13.87 hm2,生态功能指数为0.37,占0.07%。茂兰保护区森林生态功能综合评价见表4。

表4 茂兰保护区森林生态功能综合评价结果表

3.2 不同片区森林生态功能评价结果

翁昂片区综合生态功能指数为0.76,森林生态功能评价最高,总体评价优于其他片区。其次是洞塘和永康片区森林生态功能指数均为0.71,并列第二。甲良五针松保护点和三岔河片区生态综合指数均在0.7 以下,均为“中”等水平,其中甲良五针松保护点综合指数为0.66,三岔河片区综合指数为0.65。各片区森林生态功能指数由高到低排序为:翁昂>永康(洞塘并列)>甲良保护点>三岔河。

评价等级为“好”的乔木林林分集中分布在洞塘、翁昂和永康片区,其中洞塘片区评价为“好”的面积5 281.3 hm2,占该片区73.8 %;翁昂片区面积6 846.4 hm2,占该片区85.7 %;永康片区面积1 860.85 hm2,占该片区74.49 %。而甲良五针松保护点“好”与“中”水平的面积持平,比例分别为52.8%和47.2%;三岔河片区则以“中”等水平为主,面积188.56 hm2,占该片区84.52%。各片区森林生态功能评价结果见表5。

表5 各片区森林生态功能评价

3.3 不同森林自然度森林生态功能评价结果

茂兰保护森林自然度划分为Ⅰ~Ⅴ级,综合森林生态指数均大于0.5,处于中等偏上水平。等级为“好”且综合生态指数大于0.67 的森林自然度等级共4类,仅Ⅳ级森林自然度为0.69;等级为“中”的除Ⅴ级森林自然度之外均高于0.6;等级为“差”的只涉及Ⅴ级森林自然度,生态功能指数为0.37。不同森林自然度森林生态功能指数评价由高到低排序为:Ⅰ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅴ。

保护区以Ⅰ、Ⅱ级森林自然度评价等级为“好”的乔木林林分占据主导,其中Ⅰ级森林自然度等级为“好”的面积6 394.98 hm2,占该评价等级98.8 %;等级为“中”的面积77.42 hm2,占1.2%;Ⅱ级森林自然度等级为“好”的面积7 528.39 hm2,占该评价等级95.28 %;等级为“中”的面积373.14 hm2,占4.72 %;Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级自然度等级以“中”,面积占比均在90%以上。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级自然度均无“差”等级的乔木林林分,保护区评价等级为“好”的乔木林林分面积随自然度等级减小而减少。不同森林自然度森林生态功能评价结果见表6。

3.4 不同树种结构森林生态功能评价结果

保护区包括所有树种结构的乔木林林分,其中阔叶混交林森林生态功能指数为0.73,总体评价优于其他类型的树种结构;其次为针阔混交林,森林生态功能指数为0.71;阔叶相对纯林、针叶纯林、针叶混交林和针叶相对纯林均处于“中”等水平,针叶纯林评价最低,森林生态功能为0.48。不同树种结构森林生态功能指数由高到低排序为:阔叶混交林>针阔混交林>阔叶相对纯林(针叶混交林并列)>阔叶纯林>针叶相对纯林>针叶纯林,见表7。

评价等级为“好”的树种结构集中分布于阔叶混交林、针阔混交林和阔叶纯林中,以阔叶混交林最为突出,面积13 904.03 hm2,占该树种结构类型的74.49%;阔叶相对纯林、针叶混交林和针叶相对纯林处于“中”等水平的面积比例为100 %;等级为“差”的主要分布于针叶纯林。不同树种结构森林生态功能评价结果见表7。

表7 不同树种结构森林生态功能评价

3.5 不同森林群落结构森林生态功能评价结果

森林群落结构以完整结构森林生态功能评价最高,综合生态功能指数为0.73,较完整结构和简单结构无“好”的乔木林林分,为“中”等及以下水平,其中较完整结构综合指数为0.46,简单结构综合指数为0.42。不同森林群落结构森林生态功能指数由高到低排序为:完整结构>较完整结构>简单结构。

茂兰保护区乔木林林分森林群落结构以完整结构为主,等级为“好”的面积14 041.94 hm2,占该结构评价比例的73.8%,“中”等水平面积5 063.32 hm2,占26.5 %;较完整结构全部为“中”等水平,面积1.63 hm2;简单结构含“中”、“差”两个水平,其中“中”等水平面积15.95 hm2,占该结构评价比例的53.49%,“差”等水平面积13.87 hm2,占0.37%。不同森林群落结构森林生态功能评价结果见表8。

表8 不同森林群落结构森林生态功能评价

4 结语

综上分析可见,茂兰保护区森林资源生态功能状况为:

一是保护区森林生态功能指数为0.73,生态功能等级处于“好”的水平,说明保护区成立以来,森林资源管护成效显著,但“中”等及以下水平的乔木林林分面积为5 094.77 hm2,非森林地类面积仍有306.26 hm2,具有进一步增加森林面积和提高森林生态功能的空间。制定科学的森林经营方案,改善乔木林林分森林质量,提高森林的生态功能是今后森林管理经营中应重视的主要问题。

二是在5个片区评价结果中,虽洞塘面积最大,却以翁昂评价质量最优,洞塘辖区内板寨、五圩和移民新村等人口密集区域生态功能为乔木林分生态功能为“中”等及以下水平,说明人为活动是影响森林生态功能的重要因素,应妥善处理好资源保护与社区发展之间的矛盾。

三是以Ⅰ、Ⅱ级森林自然度、树种结构为阔叶混交林、森林群落结构为完整结构的乔木林林分森林生态功能等级最高,这三个评价因子在森林生态功能评价中权重较高。在今后的经营管理中,应减少人为活动对森林群落的影响,合理配置造林树种,促进人工林向天然林结构转化,以达到提高森林生态功能的目的。

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