岫巖縣公益林森林健康評價研究

王月嬋

(遼寧省林業(yè)科學研究院，遼寧 沈陽 110032)

森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，是人類賴以生存的重要資源。隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，資源枯竭與環(huán)境惡化等問題日漸凸顯，森林資源也面臨人為、自然等多方面的干擾和破壞。森林健康是指在保證森林自身可持續(xù)發(fā)展的基礎上，能夠最大程度發(fā)揮其生態(tài)效益，同時兼顧社會和經(jīng)濟效益，健康的森林具有較好的自我調(diào)節(jié)和保持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的能力[1-2]。森林健康評價體系包括評價指標的篩選、評價指標體系構(gòu)建、評價方法選擇及結(jié)果分析。對森林健康進行評價，有助于提高森林生態(tài)系統(tǒng)抵御風險的能力，促進森林資源持續(xù)穩(wěn)定的增長[3]。

生態(tài)公益林對維持生物多樣性、促進社會發(fā)展具有重要作用，具體表現(xiàn)在防沙固沙、涵養(yǎng)水源、除塵凈化空氣、改善生態(tài)環(huán)境等方面。岫巖縣現(xiàn)有公益林94 873.8 hm2，重點公益林8 055.1 hm2，本文對岫巖縣公益林進行健康評價，得出健康指數(shù)得分和健康等級，旨在為深入了解岫巖縣公益林健康狀態(tài)，制定可持續(xù)性經(jīng)營技術和措施提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

岫巖滿族自治縣位于遼東半島的北部，40°～40°39′N， 122°52′～123°41′E，東與鳳城市、東港市毗連，西與大石橋市、蓋州市為鄰，南與莊河市相接，北及西北與遼陽縣、海城市接壤，面積4 502 km2。境內(nèi)地勢北高南低，多山，間有小塊沖積平原和盆地，平均海拔92.4 m。屬北溫帶濕潤地區(qū)季風氣候，年平均氣溫約8.0 ℃，年均降水量約820 mm。林木蓄積量近500萬m3，森林覆蓋率71.3%。森林多為天然次生林和人工林，樹種有35科80屬170多種，珍貴樹種有紫椴Tiliaamurensis、核桃楸Juglansmandshurica、山槐Maackiaamurensis、水曲柳Fraxinusmandshurica、刺楸Kalopanaxseptemlobus、黃波羅Phellodendronamurensis等。

2 樣地調(diào)查

在岫巖縣東風、龍?zhí)逗颓鍥錾饺罅謭鲋羞x取立地條件基本一致、林相完整、有代表性的地段設置20塊標準地，每塊標準地面積100 m×100 m，標準地情況見表1。林木平均樹高12.90 m，平均胸徑13.18 cm，郁閉度0.74，密度1 064株·hm-2。土壤侵蝕面積281.9 hm2，其中Ⅰ級、Ⅲ級面積分別為279.6、2.3 hm2，分別占99.18%和0.82%。對標準地的土壤容重、養(yǎng)分含量進行測定。

表1 標準地基本情況

3 指標體系建立

本研究結(jié)合岫巖縣公益林具體情況，選擇代表性強、頻率高且易獲取的評價指標，即樹木的生產(chǎn)力、森林群落完整性、森林風險和土壤狀況，構(gòu)建岫巖公益林健康評價指標體系，結(jié)果見表2。

表2 岫巖公益林健康評價指標體系

4 健康評價模型的建立

本文選擇森林健康指數(shù)(FEHI)層次分析來判斷森林健康情況，具體模型為：

(1)

式中：Wh、Wj、Wk、Wl分別代表生產(chǎn)力狀況、群落完整性、森林風險等級、土壤狀況中各要素二級指標的權(quán)重，且

式中：Ph、Pj、Pk、Pl分別代表生產(chǎn)力狀況、群落完整性、森林風險等級、土壤狀況的二級要素指標；W1、W2、W3、W4分別代表生產(chǎn)力狀況、群落完整性、森林風險等級、土壤狀況的權(quán)重，且

W1+W2+W3+W4=1

(2)

森林進行評價時，為了體現(xiàn)整體性和一致性，對實測數(shù)據(jù)進行標準化處理，使參數(shù)之間具有可比性，其公式為：

(3)

式中：Cm為各二級指標樣地的實測數(shù)據(jù)； Max(Cn)為某一個二級指標在實測數(shù)據(jù)中的最大值；Cm′為各實測數(shù)據(jù)標準化后的值。

5 權(quán)重的確定

5.1 一級指標權(quán)重的確定

建立生產(chǎn)力狀況、群落完整性、森林風險等級、土壤狀況一級指標權(quán)重計算。

5.1.1 建立矩陣

5.1.2 計算矩陣最大值及權(quán)重

(AW)1=1.396，(AW)2=1.164，(AW)3=0.72，(AW)4=1，λmax=4.28

5.1.3 矩陣一致性檢驗

CR為矩陣一致性比率，RI=1.5為一致性指標，因此，判斷此矩陣具有較好的一致性，可以確定生產(chǎn)力狀況、群落結(jié)構(gòu)、抵抗力、土壤狀況的權(quán)重分別為0.328、0.276、0.16、0.232。

5.2 二級指標權(quán)重的確定

5.2.1 生產(chǎn)力狀況二級指標權(quán)重確定

生產(chǎn)力狀況指標矩陣見表3。

表3 生產(chǎn)力狀況指標矩陣

5.2.2 群落完整性二級指標權(quán)重確定

群落完整性指標矩陣見表4。

表4 群落完整性指標矩陣

5.2.3 森林風險等級二級指標權(quán)重確定

森林風險等級指標矩陣見表5。

表5 森林風險等級指標矩陣

5.2.4 土壤狀況二級指標權(quán)重確定

土壤狀況指標矩陣見表6。

表6 土壤狀況指標矩陣

5.3 各級指標權(quán)重匯總

將上述的一級和二級指標權(quán)重進行匯總，結(jié)果見表7。

表7 岫巖公益林健康評價指標權(quán)重匯總

6 公益林健康評價結(jié)果

6.1 健康評價標準

將所得健康指數(shù)按照森林健康等級劃分標準進行分類，結(jié)果見表8。

表8 森林健康指數(shù)等級劃分

6.2 健康指數(shù)得分

將野外調(diào)查所得的原始數(shù)據(jù)整理后進行標準化，再結(jié)合指標體系與權(quán)重，得出各標準地的健康指數(shù)，結(jié)果見表9。

從表9可以看出，標準地5、10、20的健康指數(shù)均在0.7以上，處于良好狀態(tài)；標準地2、8、11、14、15、16、17的健康指數(shù)均在0.55以下，處于亞健康狀態(tài)；其余標準地的健康指數(shù)在0.5～0.7，處于健康狀態(tài)。

表9 20個標準地健康指數(shù)

7 結(jié) 論

對岫巖縣公益林20個標準地的生產(chǎn)力狀況、群落完整性、森林風險等級及土壤狀況4方面進行健康評價。結(jié)果表明，標準地5、10和20的健康指數(shù)分別為0.757、0.715、0.754，健康指數(shù)等級為良好，占總數(shù)的15%，平均健康指數(shù)為0.742；10塊標準地的健康指數(shù)等級為健康，占總數(shù)的50%，平均健康指數(shù)為0.620；7塊標準地的健康指數(shù)等級為亞健康等級，占總數(shù)的35%，平均健康指數(shù)為0.505。總體來看，岫巖公益林處于亞健康與健康之間，平均健康指數(shù)為0.598。