將樂縣常綠闊葉林主導功能類型的研究

杜 燕，鄭小賢，羅 梅

（北京林業(yè)大學 森林資源與環(huán)境管理國家林業(yè)局重點實驗室，北京 100083）

將樂縣常綠闊葉林主導功能類型的研究

杜 燕，鄭小賢，羅 梅

（北京林業(yè)大學 森林資源與環(huán)境管理國家林業(yè)局重點實驗室，北京 100083）

探討常綠闊葉林主導功能類型的劃分和優(yōu)選。根據(jù)將樂縣對林業(yè)需求分析，研究常綠闊葉林主要森林功能，進行主導功能類型劃分；利用層次分析以提供木材、林產(chǎn)品等8項需求功能為評價指標，定量計算各主導功能類型的綜合效益。研究提出了4種主導功能類型，即以木材生產(chǎn)為主（P1），以生態(tài)旅游為主（P2），以生物多樣性保護為主（P3），以水土保持為主（P4），結(jié)果顯示各類型的綜合效益為：P3（0.302 0）＞P4（0.288 5）＞P2（0.254 9）＞P1（0.154 6）。將樂縣常綠闊葉林主導功能類型可劃分為4類，最優(yōu)主導功能類型為生物多樣性保護，可為研究地區(qū)森林多功能經(jīng)營提供依據(jù)。

常綠闊葉林；森林多功能；層次分析法；主導功能類型

森林具有多種功能，根據(jù)區(qū)域的社會需求，森林主導功能有區(qū)域異質(zhì)性，因此分析區(qū)域?qū)α謽I(yè)的需求，劃分森林主導功能對于合理經(jīng)營森林尤為重要。常綠闊葉林是我國南方分布面積最大的地帶性森林類型，生物資源豐富，生態(tài)環(huán)境效益顯著[1]，但近幾十年由于常綠闊葉林經(jīng)營目的不明確，森林質(zhì)量下降，不能滿足森林的多功能需求。如何合理評價和劃分森林的主導功能類型，對林業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

在森林多功能經(jīng)營的研究中，森林主導功能類型的確定可視為一種多目標決策問題，20世紀70年代美國運籌學家Satty[2]提出的層次分析法為多目標決策提供了一個有效的分析手段。該方法在樹種選擇[3-4]、森林經(jīng)營規(guī)劃[5]、林分作業(yè)模式優(yōu)選[6]、森林生態(tài)評價和森林質(zhì)量評價[7-8]、林種結(jié)構(gòu)調(diào)整[9]等森林經(jīng)營管理中均有運用，但在森林多功能評價和分類研究方面還不多。本文以福建省將樂縣常綠闊葉林為研究對象，根據(jù)社會需求評價分析主導功能種類，并引入層次分析法對縣內(nèi)常綠闊葉林的主導功能類型進行劃分和優(yōu)選。

1 研究區(qū)概況

將樂縣位于福建省西北部，三明市北部，地處武夷山和戴云山山脈之間，地貌屬山地丘陵區(qū)，氣候?qū)僦衼啛釒Ъ撅L氣候，受海洋性氣候影響，年均溫18.8℃，地理位置為東經(jīng)117°05'～17°40'，北緯 26°04 ～ 26°26'。轄區(qū)東西寬約 59 km，南北長約71 km，是全國南方45個重點林業(yè)縣之一。

全縣土地面積2 244 km2，森林資源豐富，其中林業(yè)用地1956 km2，有林地面積1 896 km2，森林總蓄積1 309萬m3，森林覆蓋率84.8%，現(xiàn)有闊葉林面積570 km2，蓄積量263萬m3，分別占林分總面積和總蓄積的36.7%和20.1%[10]。其典型地帶性植被為常綠闊葉林，其中以殼斗科的米櫧Castanopsis carlesii、 鉤 栗 Castanopsis tibetana、苦櫧Castanopsis sclerophylla、南嶺栲Castanopsis fordii等居喬木上層；其次是木蘭科、樟科、山茶科等種屬居喬木中下層；林下常見植物有烏飯樹Vaccinium bracteatum、九節(jié)木Psychotria rubra、山茶花Camellia japomica等；草本植物較少，主要是耐陰的種類如鳳尾蕨Spider brake、烏蕨Stenoloma chusanum等[11]。

2 功能需求分析

將樂縣森林資源豐富，林業(yè)行業(yè)及相關(guān)企業(yè)發(fā)展?jié)摿Υ螅瑢ι值男枨蠓N類多，包括木材需要、提供林產(chǎn)品、調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、保持水土、改良土壤、提供動植物生境、保存物種多樣性等多種功能需求。

2.1 木材需求

將樂縣林業(yè)規(guī)模加工企業(yè)共34家，將樂縣大森林木業(yè)有限公司、將樂縣恒鑫木業(yè)有限公司等10家是市級農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)，金森林業(yè)股份有限公司是省級龍頭企業(yè)，2010年全縣林業(yè)產(chǎn)值12.6億元。此外，福建省珍惜用材林面積規(guī)劃實現(xiàn)66.67萬hm2，占森林資源的10%[12]，將樂當?shù)氐拈}楠、浙楠、青鉤栲等珍惜用材樹種，以及格氏栲、沉水樟等優(yōu)良用材樹種都是重要的發(fā)展對象。將樂縣是全國南方集體林區(qū)48個重點縣之一，森林資源豐富，林業(yè)產(chǎn)業(yè)前景廣闊，需材量大。

2.2 生態(tài)旅游發(fā)展需求

將樂縣天階山國家森林公園、玉華洞國家重點風景名勝區(qū)、龍棲山國家級自然保護區(qū)都以保存著完整的亞熱帶常綠闊葉林景觀而聞名，都具備觀光、修學、休閑、度假等多種功能，其中龍棲山還是國家級人與生物圈網(wǎng)絡成員、國家級科普教育基地，是全國各地游客的旅游勝地。據(jù)福建省林業(yè)廳調(diào)查，將樂另存有三片保存完好的天然紫薇群落，其中一株千年紫薇堪稱“紫薇王”，為世界之最，正在申報“中國紫薇之鄉(xiāng)”和紫薇國家級森林公園；除自然景觀之外，將樂還有楊時墓、觀音庵、隕石坑等人文景觀需要進一步開發(fā)。將樂縣旅游資源豐富，生態(tài)旅游是第三產(chǎn)業(yè)中的支柱性產(chǎn)業(yè)，是福建省2012年重點發(fā)展的生態(tài)旅游區(qū)之一，縣內(nèi)溪河錯綜復雜，礦產(chǎn)資源豐富，自然景觀、旅游產(chǎn)品多樣[13]，發(fā)展前景廣闊。

2.3 生物多樣性保護需求

全縣共設立生物多樣性保護小區(qū)73個，面積5 600 hm2，其中龍棲山國家級自然保護區(qū)內(nèi)分布華南虎、云豹、蟒蛇等19種國家一級保護動物，生長著南方紅豆杉、伯樂樹等14種國家一級保護植物[14]。全縣境內(nèi)有6個植被型組、13個植被型、115個群系，高等植物2 843種，野生動物594種，物種十分豐富[15]。近幾十年來將樂縣森林受人為干擾嚴重，常綠闊葉林資源破壞嚴重，動植物生境縮小，生物多樣性降低，如閩楠、深山含笑、福建青岡櫟、薄葉潤楠等珍稀常綠闊葉樹種已逐漸減少，華南虎、金錢豹等珍稀的野生動物已瀕臨滅絕[16]。

2.4 水土保持需求

將樂縣山地丘陵面積多，土層薄，在雨量充沛的條件下，土壤極易被沖刷，其降雨侵蝕力和土壤侵蝕敏感性均為高度敏感類型[16]。截止2010年底，將樂縣水土流失面積為12 829 hm2[17]，經(jīng)濟損失巨大。2012年，福建省為水土流失問題就將投入6億元資金，而用于全省的水土保持投入高達12億元[18]。防治水土流失是將樂縣林業(yè)發(fā)展的重點。

3 常綠闊葉林主導功能類型劃分及優(yōu)選

3.1 主導功能類型劃分

根據(jù)將樂縣森林現(xiàn)狀及林業(yè)需求分析可知，將樂縣森林覆蓋率為84%，居全省第一，但森林質(zhì)量不能滿足社會對森林多功能的需求。根據(jù)功能需求分析，采用專家評分賦值法對提供木材、提供林產(chǎn)品等8個功能的經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益進行評分，由高到低依次為8、7、6、5、4、3、2、1，結(jié)果如表1所示。

表1 各功能效益評價Table 1 Benefit evaluation of each function

為了充分發(fā)揮森林主導功能并最大限度的發(fā)揮其他功能，采用系統(tǒng)聚類將各功能進一步劃分，結(jié)果如圖1所示。

由圖1所示，各功能可劃分為4類，{3,7,6}、{4,5}、{1,2}、{8}。因此，結(jié)合功能需求分析，可將{3,7,6}定位為水土保持類型、{4,5}定位為生物多樣性保護類型、{1,2}定位為木材生產(chǎn)類型、{8}定位為生態(tài)旅游類型，縣內(nèi)常綠闊葉林的主導功能類型可歸納為以上4大類型。

3.2 主導功能類型優(yōu)選

森林可同時發(fā)揮多種功能，但具有區(qū)域異質(zhì)性，因此科學的開展森林經(jīng)營活動應根據(jù)具體區(qū)域的社會需求來開展，力求使森林發(fā)揮最大效益。通過上述分析可知，適合將樂縣常綠闊葉林的主導功能類型可歸納為4種，即水土保持類型，生物多樣性保護類型、木材生產(chǎn)類型和生態(tài)旅游類型。針對具體區(qū)域的林分，本文采用層次分析進行研究。

圖1 8種功能聚類分析樹狀圖Fig.2 Dendrogram of cluster analysis derived from data of 8 functions

3.2.1 層次模型構(gòu)建

以聚類分析得出的4種主導功能類型為策略層，8種功能為指標層，對將樂縣常綠闊葉林的主導功能類型進行優(yōu)選，構(gòu)造層次結(jié)構(gòu)模型設計如圖2所示。

圖2 將樂縣常綠闊葉林主導功能類型層次結(jié)構(gòu)模型Fig.2 Construction model of analytic hierarchy process of leading function types of evergreen broad-leaved forest in Jiangle County

3.2.2 判斷矩陣、層次排序及一致性檢驗

在實地調(diào)查及征求專家意見的基礎上，結(jié)合表1構(gòu)建A-Ci，Ci-P判斷矩陣。數(shù)據(jù)采用層次分析法軟件yaahp0.5.3進行進一步處理。

3.2.2.1 A-Ci判斷矩陣 判斷矩陣計算結(jié)果如表2所示。

A-Ci判斷矩陣隨機一致性比率CR小于0.1，通過一致性檢驗，結(jié)果具有可信度。從表1中各項指標的權(quán)重可看出，將樂縣常綠闊葉林的在C4保存生境（0.2649）、C5保存物種（0.227 9）2項功能指標的權(quán)重較大，表明需求度較高。將樂縣是福建省重要的生物多樣性保護區(qū)域，研究結(jié)果顯示物種生境和物種多樣性保護的權(quán)重較高，符合實際需求。

表2 判斷矩陣A-Ci計算結(jié)果Table 2 Calculation results of A-Ci judgment matrix

3.2.2.2 Ci-P判斷矩陣 判斷矩陣計算結(jié)果如表3-表11所示。

表3 判斷矩陣C1-P計算結(jié)果Table 3 Calculation results of C1-P judgment matrix

表4 判斷矩陣C2-P計算結(jié)果Table 4 Calculation result of C2-P judgment matrix

表5 判斷矩陣C3-P計算結(jié)果Table 5 Calculation result of C3-P judgment matrix

表6 判斷矩陣C4-P計算結(jié)果Table 6 Calculation result of C4-P judgment matrix

表7 判斷矩陣C5-P計算結(jié)果Table 7 Calculation results of C5-P judgment matrix

表8 判斷矩陣C6-P計算結(jié)果Table 8 Calculation results of C6-P judgment matrix

表9 判斷矩陣C5-P計算結(jié)果Table 9 Calculation results of C5-P judgment matrix

表10 判斷矩陣C6-P計算結(jié)果Table 10 Calculation results of C6-P judgment matrix

表11 層次總排序計算結(jié)果Table 11 Calculation results of comprehensive benefits evaluation

由表3知，P1（0.479 4）＞P4（0.2983）＞P3（0.118 3）＞P2（0.104 1），即以木材生產(chǎn)為主的功能類型在提供木材方面作用較大；

由表4知，P3（0.377 3）＞P2（0.366 4）＞P1（0.139 2）＞P4（0.117 1），即以生物多樣性保護為主的功能類型在林產(chǎn)品提供方面作用較大；

由表5知，P3（0.404 8）＞P4（0.340 4）＞P1（0.129 3）＞P2（0.125 6），即以生物多樣性保護為主的功能類型在調(diào)節(jié)氣候方面作用較大；

由表6知，P3（0. 493 7）＞P4（0.307 2）＞P2（0.110 4）＞P1（0.088 7），即以生物多樣性保護為主的功能類型在保存動植物生境方面作用較大；

由表7知，P3（0.508 8）＞P4（0.299 5）＞P2（0.115 6）＞P1（0.076 1），即以生物多樣性保護為主的功能類型在物種保存方面作用較大；

由表8知，P4（0.524 4）＞P3（0.259 5）＞P2（0.131 9）＞P1（0.084 3），即以水土保持為主的功能類型在防止水土流失方面作用較大；

由表9知，P4（0.5513）＞ P3（0.2649）＞P2（0.0952）＞P1（0.0886），即以水土保持為主的功能類型在改良土壤方面作用較大；

由表10知，P2（0.3682）＞P3（0.2882）＞P4（0.2604）＞P1（0.0832），即以生態(tài)旅游為主的功能類型在森林旅游方面作用較大；

由表11層次總排序的結(jié)果表明P3（0.382 0）＞P4（0.332 8）＞P2（0.159 0）＞P1（0.126 1），結(jié)果表明在4種主導功能類型中以P3類型綜合效益最佳。因此，將樂縣常綠闊葉林的主導功能類型確定為P3即以發(fā)揮森林生物多樣性保護為主的功能類型。

4 結(jié) 論

通過分析上述結(jié)果，可初步得出以下結(jié)論：將樂縣常綠闊葉林的功能需求可大致分為4種功能類型，即水土保持類型、生物多樣性保持類型、木材生產(chǎn)類型和生態(tài)旅游類型。因此將樂縣常綠闊葉林的多功能經(jīng)營可參考上述4種主導功能類型開展森林多功能經(jīng)營；基于層次分析法構(gòu)建了一套指標體系層，結(jié)果表明，將樂縣常綠闊葉林的最優(yōu)主導功能類型為生物多樣性保護類型，其綜合效益得分最高為0.382 0，即采取以生物多樣性保護為主，再兼顧水土保持、生態(tài)旅游、木材生產(chǎn)等其他功能為輔的功能類型不僅可滿足大尺度上生物多樣性保護的需求還可以滿足地區(qū)對常綠闊葉林恢復的生態(tài)需求。研究結(jié)果可為將樂縣常綠闊葉林的多功能經(jīng)營提供參考。

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Study on leading function types of evergreen broad-leaved forest in Jiangle County, Fujian Province

DU Yan, ZHENG Xiao-xian, LUO Mei
(The Key Laboratory of Forest Resources and Environmental Management, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

According to forestry needs of Jiangle County, Fujian Province, the evergreen broad-leaved forest’s main funcations and leading functions were compartmentalized. By taking 8 demand functions, such as timber supply and other forest products as the evaluating indexes, and using analytic hierarchy process method, the comprehensive benef i ts of leading functions were quantif i cationally calculated. Four leading function types were put forward as followings: P4 emphasis on timber production, P2 emphasis on ecotourism,P3 emphasis on biodiversity conservation, and P4 emphasis on soil and water conservation. The results indicate that the comprehensive benef i ts were P3 (0.302 0)＞ P4 (0.288 5)＞ P2 (0.254 9)＞ P4 (0.154 6). The leading function types of evergreen broad-leaved forest in Jiangle County can be divided into 4 types, and the type P3 which emphasis on biodiversity is the optimal leading function type, which can provide the basis for the forest multi-functional management of the study area.

evergreen broad -leaved forest; multifunction of forest; analytic hierarchy process; leading function type

S792

A

1673-923X(2013)02-0039-05

2012-06-13

“十二五”國家科技支撐“南方集體林區(qū)生態(tài)公益林可持續(xù)經(jīng)營技術(shù)研究與示范”課題（2012BAD22B05）

杜 燕（1986-），女，苗族，貴州六盤水人，碩士研究生，主要從事森林可持續(xù)營研究；E-mail：duyan@bjfu.edu.cn

鄭小賢（1956-），男，上海人，教授，主要從事森林可持續(xù)經(jīng)營研究；E-mail：zheng8355@bjfu.edu.cn

[本文編校：羅 列]