中山市城市生態(tài)風(fēng)景林自然度評(píng)價(jià)*

林俊新 修小娟 何秀云 覃藝偉 鮑海泳 冼麗鏵 陳紅躍

1 中山市國(guó)有森林資源保護(hù)中心 廣東中山 528400

2 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院 廣州 510642

0 引言

生態(tài)風(fēng)景林是隨著城市化發(fā)展而出現(xiàn)的一種全新林種［1］。生態(tài)風(fēng)景林首次提出是在1997年底經(jīng)過(guò)專家論證的“深圳市生態(tài)風(fēng)景林規(guī)劃意見”中［2］。不同學(xué)者對(duì)這一概念分別進(jìn)行了闡述，其觀點(diǎn)的相同之處在于強(qiáng)調(diào)和突出生態(tài)風(fēng)景林的自然生態(tài)功能和美學(xué)景觀價(jià)值，并以此展開對(duì)生態(tài)風(fēng)景林應(yīng)用范圍的研究。由此，從生態(tài)風(fēng)景林的功能性角度可以將其定義為:在現(xiàn)有山地森林殘缺不全的基礎(chǔ)上，通過(guò)樹種配置和營(yíng)林技術(shù)進(jìn)行林相改造，使植被重新向著地帶性頂極群落演替，生長(zhǎng)成為具有可持續(xù)生態(tài)效益和明顯景觀效果的人工干預(yù)混交林［2-3］。

林分自然度指現(xiàn)實(shí)植被與它們的原始狀態(tài)之間的距離或者相似性程度，是一項(xiàng)對(duì)特定條件森林狀態(tài)評(píng)價(jià)的指標(biāo)，包括植被構(gòu)成、植被多樣性和森林演替等方面內(nèi)容［4］。林分的自然度是開展林分近自然經(jīng)營(yíng)的重要參考依據(jù)之一。當(dāng)前，近自然經(jīng)營(yíng)在許多國(guó)家越來(lái)越受到關(guān)注，同時(shí)林分自然度評(píng)價(jià)也成為關(guān)注對(duì)象［4-5］，廣泛用于自然保護(hù)價(jià)值和森林現(xiàn)狀的評(píng)價(jià)［6-9］以及森林經(jīng)營(yíng)計(jì)劃的制定［10］。

本文將在總結(jié)其他類型林分研究評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，選擇自然度這一重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)，以實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)為依據(jù)，建立生態(tài)風(fēng)景林綜合評(píng)價(jià)體系，對(duì)研究地區(qū)的生態(tài)質(zhì)量現(xiàn)狀做出科學(xué)合理的分析與評(píng)價(jià)，為城市生態(tài)風(fēng)景林質(zhì)量的提高提供指導(dǎo)，同時(shí)也為生態(tài)風(fēng)景林及其他類型森林的評(píng)價(jià)提供理論基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況

廣東省中山市位于珠江三角洲中部偏南的西、北江下游出海處。隨著鄉(xiāng)村“四旁綠化” “一區(qū)三線”綠化“林相改造”等多層次的造林行動(dòng)先后推進(jìn)，中山森林正逐步演化更替，形成了多樹種、多層次、多色彩、多功能的具有南亞熱帶季風(fēng)常綠闊葉林景觀特色的森林體系，建成了以森林植被為主體的穩(wěn)定、安全的生態(tài)屏障。本研究所選擇的研究區(qū)集中在中山市城區(qū)及郊外的森林公園、風(fēng)景名勝區(qū)、林場(chǎng)以及現(xiàn)存保護(hù)較好的天然次生林和風(fēng)水林。

2 研究方法

2.1 標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)定

2012年9 ―12月，在全面踏查的基礎(chǔ)上，采用典型抽樣的方法，從每種類型選出代表性林分設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地;共設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地33 塊，其中每種類型調(diào)查樣地至少有3 個(gè)重復(fù);標(biāo)準(zhǔn)地規(guī)格為20 m ×20 m，在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)設(shè)置5 個(gè)5 m ×5 m 的灌木樣方，隨機(jī)抽取8 個(gè)2 m ×2 m 的草本樣方。

2.2 調(diào)查內(nèi)容

1)標(biāo)準(zhǔn)地:一是調(diào)查地點(diǎn)、樣地號(hào)、樣地面積、改造林分類型、調(diào)查人、調(diào)查日期;二是樣地的經(jīng)緯度、海拔、地形地勢(shì)(坡位、坡度、坡向)、土壤類型等因子;三是植被類型、造林年代等。2)群落組成:包括喬木樹種的種名、株數(shù)，地被植物種類數(shù)。3)群落結(jié)構(gòu):首先每木檢尺，即對(duì)胸徑5 cm以上的喬木每木記錄胸徑;其次，用尼康E4500 相機(jī)拍攝林地平面冠層圖像。4)物種多樣性:記錄灌木種類、株數(shù)、平均高、蓋度，草本的層蓋度、平均高度和幼苗幼樹的種類、株數(shù)、平均高。5)干擾程度:人為管理程度、自然干擾情況，如是否有火災(zāi)病蟲害等，采用訪問(wèn)、查閱檔案和現(xiàn)場(chǎng)記錄等方法［11-13］。

2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

從調(diào)查所得的林分特征因子中，比較各因子變異系數(shù)(CV)，分析各因子敏感性［14］;根據(jù)敏感性確定評(píng)價(jià)指標(biāo)［15］，計(jì)算每個(gè)參選指標(biāo)的變異系數(shù)(CV)并分級(jí)。

2.4 自然度值計(jì)算

采用層次分析法［16］獲得自然度評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。由于指標(biāo)間量綱不統(tǒng)一，缺乏可比性，需對(duì)參評(píng)因子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理［17］，以克服參數(shù)間的不可比性。

其中W(bi)為bi相對(duì)于A 層的權(quán)重值，W(cij)為cij相對(duì)于B 層中bi的權(quán)重值，(cij)為指標(biāo)相對(duì)于A 的綜合權(quán)重值。

3 結(jié)果與分析

3.1 自然度評(píng)價(jià)

經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化及各樣地自然度綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的計(jì)算，得到自然度評(píng)價(jià)結(jié)果(圖1)。中山市生態(tài)風(fēng)景林自然度水平普遍較低，33 個(gè)樣地的平均自然度值僅為0.409 3。自然度最高的為五桂山田心11號(hào)樣地，自然度值為0.767 5;自然度最低的是五桂山田心15 號(hào)樣地。五桂山田心11 號(hào)樣地因位于中山市五桂山鎮(zhèn)田心森林公園內(nèi)，遠(yuǎn)離市區(qū)，地勢(shì)陡峭，屬于2006年雜林改造所得，原有雜林發(fā)育時(shí)間較長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)人為改造(適當(dāng)疏伐并補(bǔ)植優(yōu)勢(shì)樹種等措施)，樣地植物結(jié)構(gòu)群落趨于穩(wěn)定，自然更新較好，因而其自然度值高。五桂山田心15 號(hào)樣地為格木純林，林地發(fā)育時(shí)間短，喬木單一且長(zhǎng)勢(shì)較弱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、物種單一，林分整體蓋度較低，更新較差，自然度值低?？梢?，自然度與林分類型有很大關(guān)系。

自然度值＞0.6 的樣地有6 個(gè)，占調(diào)查樣地總數(shù)的18.18%，分別是五桂山田心11 號(hào)(自然度值0.767 5)、五桂山田心7 號(hào)(自然度值0.721 8)、三鄉(xiāng)控蝦村22 號(hào)(自然度值0.641 3)、三鄉(xiāng)塘墈村21 號(hào)(自然度值為0.608 4)、三鄉(xiāng)石瑩橋4 號(hào)(自然度值為0.602 8)，以及石岐大尖山1 號(hào)(自然度值為0.602 2)。五桂山田心11 號(hào)和五桂山田心7 號(hào)樣地均屬于原有雜林改造，改造后群落層次結(jié)構(gòu)分明，各物種和諧地生長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，基木無(wú)病蟲危害，因而自然度值居前。三鄉(xiāng)控蝦村22 號(hào)、三鄉(xiāng)塘墈村21 號(hào)為中山市現(xiàn)存的風(fēng)水林群落，林分發(fā)育時(shí)間長(zhǎng)，喬灌草層及結(jié)構(gòu)合理均勻，天然更新幼苗量豐富，因而自然度值較高。三鄉(xiāng)控蝦村22 號(hào)屬于屋后風(fēng)水林，受人工干擾較少，因而自然度值在所有風(fēng)水林樣地中最高。三鄉(xiāng)塘墈村21 號(hào)屬于村落風(fēng)水林，已經(jīng)有部分區(qū)域被放置體育運(yùn)動(dòng)器材，作為村里的一處休閑場(chǎng)所，受人為干擾較大，因而自然度值次于三鄉(xiāng)控蝦村22 號(hào)。三鄉(xiāng)石瑩橋4 號(hào)為經(jīng)過(guò)干擾管理的次生林，群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，自然更新較好，因而也有著較高的自然度值。

圖1 中山市生態(tài)風(fēng)景林自然度值

自然度值在0.4 ～0.6 的樣地有12 個(gè)，占調(diào)查樣地總數(shù)的36.36%。其中，三鄉(xiāng)石瑩橋24 號(hào)同樣屬于風(fēng)水林樣地，因靠近道路，受到的人為干擾嚴(yán)重，其自然度值降低。因此，若不對(duì)該類風(fēng)水林進(jìn)行圍護(hù)和保護(hù)，將會(huì)使其逐漸被破壞以至于消失。其余的大部分樣地屬于改造時(shí)間較長(zhǎng)的闊葉混交林樣地，經(jīng)過(guò)人為實(shí)施近自然改造措施，增加樣地的物種豐富度，調(diào)整樣地的植被結(jié)構(gòu)，因而該部分的生態(tài)風(fēng)景林樣地的自然度值要高于未經(jīng)過(guò)改造的林地。

接近半數(shù)(45.45%)的樣地自然度值均低于0.4。其中，一部分是森林公園與城區(qū)公園的人工純林，植物種類單一，林地結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，病蟲害較為嚴(yán)重;另一部分是原有卷莢相思、馬尾松、濕地松純林樣地的改造林地，改造時(shí)間短，林地恢復(fù)效果沒(méi)有顯示出來(lái)，植物群落不穩(wěn)定。

3.2 自然度分級(jí)

森林自然度反映現(xiàn)實(shí)森林類型與地帶性原始頂極森林類型的差異程度，是衡量森林質(zhì)量和生態(tài)狀況的一項(xiàng)重要指標(biāo)［18］。自然度綜合指數(shù)值由多個(gè)要素加權(quán)得到，計(jì)算結(jié)果隨機(jī)分布在0 ～1 區(qū)間。借鑒德國(guó)近自然度評(píng)價(jià)體系和文昌宇等［18］制定的廣東省森林自然度劃分標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)中山市生態(tài)風(fēng)景林調(diào)查所得的實(shí)際情況，采用等間距法，根據(jù)自然度綜合指數(shù)取值范圍，將自然度劃分為近天然、半天然、遠(yuǎn)天然、近人工、人工這5 個(gè)等級(jí)(表1)。

3.3 基于評(píng)價(jià)的生態(tài)風(fēng)景林自然度提高措施

根據(jù)森林自然度等級(jí)劃分結(jié)果，11，7，22，21，4，1 號(hào)共6 塊樣地的自然程度最大，劃分為半天然林。這類樣地可分為2 類:一類位于偏僻的山坡上部，受到人為干擾很輕，已經(jīng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的林分改造恢復(fù);另一類演替時(shí)間最長(zhǎng)，已經(jīng)形成以頂級(jí)適應(yīng)值較高的闊葉樹種為主的喬木層結(jié)構(gòu)，群落郁閉度大，林地喬灌草層結(jié)構(gòu)合理，自我更新較好。這2種類型都是本次調(diào)查研究中距離自然狀態(tài)較接近或自然性較高的林地類型。在近自然經(jīng)營(yíng)中，該類型林地?zé)o需過(guò)多的人為干預(yù)，以維持和保護(hù)其現(xiàn)有群落結(jié)構(gòu)及立地環(huán)境為主要經(jīng)營(yíng)措施［19］。

4 結(jié)論與討論

1)本研究通過(guò)比較林地相關(guān)因子變異系數(shù)(CV)篩選出平均胸徑、平均枝下高、喬木種類、葉面積指數(shù)、林下直射光、透光率、灌木蓋度、灌木層密度、草本層蓋度、草本層密度、天然更新幼苗數(shù)、自然干擾這12 個(gè)高敏感性指標(biāo)因子，平均樹高、平均冠幅、喬木株數(shù)、灌木層均高、草本層均高、Simpson 指數(shù)、群落均勻度、管理強(qiáng)度這8 個(gè)中敏感性指標(biāo)因子，并以此為依據(jù)得到中山市生態(tài)風(fēng)景林自然度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

2)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化及各樣地自然度綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的計(jì)算，得到自然度評(píng)價(jià)結(jié)果。其中自然度值＞0.6 的樣地有6 個(gè)，占調(diào)查樣地總數(shù)的18.18%，多為天然林，群落層次分明，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，自然更新較好;自然度值在0.4 ～0.6 的樣地有12 個(gè)，占調(diào)查樣地總數(shù)的36.36%，大部分屬于改造時(shí)間較長(zhǎng)的闊葉混交林，物種豐富，樣地的植被結(jié)構(gòu)較好;接近半數(shù)(45.45%)的樣地自然度值均低于0.4，植物種類單一，林地結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，植物群落不穩(wěn)定。

3)參考國(guó)內(nèi)外研究，將森林按自然度劃分為近天然、半天然、遠(yuǎn)天然、近人工、人工5 個(gè)等級(jí)。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，在本次調(diào)查研究的樣地中沒(méi)有近天然的林分。屬于半天然林的樣地有6 塊，在這類林分的后期經(jīng)營(yíng)中，應(yīng)以維持和保護(hù)其現(xiàn)有群落結(jié)構(gòu)及立地環(huán)境為主;屬于遠(yuǎn)天然的林分有12 塊，對(duì)這一類型的林分經(jīng)營(yíng)和管理應(yīng)分階段進(jìn)行，在前期以封育撫育為主，在后期可以適當(dāng)進(jìn)行擇伐，以促進(jìn)林下更新;屬于近人工的林分有10 塊，應(yīng)依據(jù)需要進(jìn)行改造，改造后加強(qiáng)撫育或封育，以促進(jìn)林地向群落穩(wěn)定的闊葉混交林發(fā)展;屬于人工的林分5 塊，應(yīng)實(shí)施間伐措施，調(diào)整樹種結(jié)構(gòu)，增加樹種豐富度，提高林地的生態(tài)效益。

表1 森林自然度等級(jí)劃分

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