三峽庫區(qū)森林資源動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)

李利偉，王 威，黨永峰，張 超

(1.國(guó)家林業(yè)局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，北京 100714； 2.北京林業(yè)大學(xué)，北京 100083)

森林是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，森林植被是這一系統(tǒng)的主體。森林資源評(píng)價(jià)涉及范圍廣、結(jié)構(gòu)功能復(fù)雜等諸多問題，難以完全采用一種簡(jiǎn)單方法進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)；同時(shí)，由于出發(fā)點(diǎn)不同，得出的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和結(jié)果也有較大差異[1～3]。為了充分發(fā)揮森林的生態(tài)功能，保障三峽庫區(qū)水利樞紐工程安全運(yùn)行，作者以三峽庫區(qū)森林資源為研究對(duì)象，結(jié)合已有的研究成果和數(shù)據(jù)資料，構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)三峽庫區(qū)水利樞紐工程建設(shè)前期、建設(shè)后期，以及可達(dá)到的預(yù)期目標(biāo)狀態(tài)的森林資源進(jìn)行評(píng)價(jià)，旨在為三峽庫區(qū)森林資源經(jīng)營(yíng)管理提供參考。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建原則

指標(biāo)的選取和指標(biāo)體系的構(gòu)建應(yīng)建立在科學(xué)、合理的基礎(chǔ)之上，要以公認(rèn)的科學(xué)理論為依據(jù)，否則將影響評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性和可信性。由于影響森林資源健康指標(biāo)涉及的方面很多，有的變化可以用數(shù)量變化來反映，有的變化難以通過數(shù)量指標(biāo)來反映，因此各指標(biāo)的獲取必須具備極強(qiáng)的操作性和實(shí)用性。森林的生長(zhǎng)是個(gè)連續(xù)的過程，構(gòu)建的指標(biāo)體系必須具有一定的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)能力，并能綜合反映森林資源狀況及其發(fā)展趨勢(shì)[4～8]。實(shí)現(xiàn)森林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)是當(dāng)前及今后很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)我國(guó)林業(yè)的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)，也是我國(guó)林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的基本策略[9～12]。

因此，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建必須堅(jiān)持科學(xué)性與系統(tǒng)性相結(jié)合、可行性與實(shí)用性相結(jié)合、定量和定性相結(jié)合、動(dòng)態(tài)性與前瞻性相結(jié)合、目標(biāo)性與政策性相結(jié)合的原則。

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建方法

2.1 指標(biāo)選取

森林資源評(píng)價(jià)體系主要涉及森林資源數(shù)量、森林質(zhì)量、森林結(jié)構(gòu)、生態(tài)效益4個(gè)方面，指標(biāo)也按照這四個(gè)方面進(jìn)行選擇。森林?jǐn)?shù)量方面包括面積指標(biāo)、蓄積指標(biāo)、郁閉度指標(biāo)；森林質(zhì)量方面包括起源指標(biāo)、齡組指標(biāo)；森林結(jié)構(gòu)方面包括森林資源多樣性指標(biāo)、均勻度指標(biāo)、破碎度指標(biāo)；森林生態(tài)效益方面包括涵養(yǎng)水源功能指標(biāo)、保持水土功能指標(biāo)，共10個(gè)指標(biāo)[13～15]。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系為樹形結(jié)構(gòu)，分A、B、C為三層，具體見圖1。

①目標(biāo)層A：指標(biāo)體系的最高層，表現(xiàn)解決問題的最高目標(biāo)理想的決策結(jié)果，本體系為建立庫區(qū)森林資源評(píng)價(jià)體系。

②決策層B：指標(biāo)體系的中間層，是對(duì)目標(biāo)層具體化和系統(tǒng)效能的細(xì)化分解，分為4個(gè)方面：B1-森林?jǐn)?shù)量；B2-森林質(zhì)量；B3-森林結(jié)構(gòu)；B4-森林效益(生態(tài)效益)。

③指標(biāo)層C：指標(biāo)體系的低層，是實(shí)現(xiàn)問題的目標(biāo)方案、途徑和方法所選擇的具體可執(zhí)行的指標(biāo)。本體系分為10個(gè)指標(biāo)：C1——面積指標(biāo)；C2——蓄積指標(biāo)；C3——郁閉度指標(biāo)；C4——起源指標(biāo)；C5——齡組指標(biāo)；C6——多樣性指標(biāo)；C7——均勻度指標(biāo)；C8——破碎度指標(biāo)；C9——涵養(yǎng)水源功能指標(biāo)；C10——保持水土功能指標(biāo)。

圖1 三峽庫區(qū)森林資源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.2 指標(biāo)閾值及權(quán)重

2.2.1 B1——森林?jǐn)?shù)量，權(quán)重0.25

C1——面積指標(biāo)：也就是森林覆蓋率，指的是庫區(qū)森林面積占庫區(qū)總面積的百分比，是重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，與生態(tài)效益等多方面具有密切的聯(lián)系，單位%；取值范圍0～100%，分5級(jí)，級(jí)差20%。

目標(biāo)值：當(dāng)庫區(qū)范圍內(nèi)的疏林地、未成林地、苗圃地、無立木林地、宜林地和林業(yè)輔助用地等全都覆被上森林植被，認(rèn)為此時(shí)的森林覆蓋率為可達(dá)到的庫區(qū)森林覆蓋率最高標(biāo)準(zhǔn)值，為61%。

C2——蓄積指標(biāo)：庫區(qū)森林單位面積上的林木蓄積量，單位m3·hm-2。取值范圍0～200 m3·hm-2，分5級(jí)，級(jí)差25 m3·hm-2。

目標(biāo)值：庫區(qū)主要優(yōu)勢(shì)樹種有杉木、馬尾松、柏木、櫟類和其他闊葉類，選取合理密度下、天然起源、主要優(yōu)勢(shì)樹種林分蓄積量，作為庫區(qū)單位面積蓄積量目標(biāo)值，為163 m3·hm-2。

2.2.2 B2——森林質(zhì)量，權(quán)重0.25

C3——郁閉度指標(biāo)：采用林分平均郁閉度，郁閉度0.70及以上的為密林，郁閉度是林分中樹冠投影占林分面積的比例，郁閉度與森林植被涵養(yǎng)水源、保持水土功能具有密切的聯(lián)系。取值范圍0～1，分5級(jí)，級(jí)差0.2。

目標(biāo)值：理論最大值為1。

C4——起源指標(biāo)：起源分為天然林和人工林，其中天然林較人工林具有更高的生態(tài)穩(wěn)定性和效益，該指標(biāo)也就是計(jì)算天然林占森林總面積的百分比，理論上天然林面積比例越高，林木的生長(zhǎng)和對(duì)環(huán)境的正影響作用越大，單位%。取值范圍0～100%，分5級(jí)，級(jí)差20%。

目標(biāo)值：天然林面積占100%。

C5——齡組指標(biāo)：齡組分幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林、過熟林，按照法正林理論，合理的齡級(jí)結(jié)構(gòu)應(yīng)為各齡組較均勻分布，即各齡組的林木都有且面積基本相等。利用Shannon-Weiner均勻度指數(shù)指標(biāo)計(jì)算出區(qū)域內(nèi)各齡組均勻分布的遠(yuǎn)近程度，指數(shù)越大，表示齡組(年齡)分布越均勻。取值范圍0～1，分5級(jí)，級(jí)差0.2。

目標(biāo)值：當(dāng)林分齡組均等分布時(shí)，均勻度指數(shù)為1。

2.2.3 B3——森林結(jié)構(gòu)，權(quán)重0.25

C6——多樣性指標(biāo)：采用Shannon-Weiner多樣性指數(shù)(SHDI)，SHDI是一種基于信息理論的測(cè)量指數(shù)，在生態(tài)學(xué)中應(yīng)用很廣泛。取值范圍0～∞，分5級(jí)，級(jí)差0.5。

目標(biāo)值：多樣性指數(shù)的最大值可以根據(jù)均勻度指數(shù)計(jì)算公式推算，即多樣性指數(shù)最大值等于均勻度指數(shù)除以多樣性指數(shù)，計(jì)算出最高值為1.61。

C7——均勻度指標(biāo)：采用Shannon-Weiner均勻度指數(shù)(SHEI)，SHEI等于生物多樣性指數(shù)除以給定景觀豐度下的最大可能多樣性。取值范圍0～1，分5級(jí)，級(jí)差0.2。

目標(biāo)值：理論最高值為1。

C8——破碎度指標(biāo)：森林的破碎化是景觀由簡(jiǎn)單、均質(zhì)、連續(xù)趨向復(fù)雜、異質(zhì)和不連續(xù)的過程，進(jìn)而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能減弱、物種多樣性喪失，從理論意義上講是森林退化的過程，值越大，破碎化程度越高。取值范圍0～1，分5級(jí)，級(jí)差0.2。

目標(biāo)值：理論最高值為0，代表無破碎化。

表1 各指標(biāo)層權(quán)重的確定

2.2.4 B4——森林效益，權(quán)重0.25

C9——涵養(yǎng)水源功能指標(biāo)：森林生態(tài)系統(tǒng)通過植被截留、土壤蓄水等形式改變了降水的時(shí)空分布，并為動(dòng)植物生存以及人類的生活和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供水源和緩解洪水，單位mm·a-1。取值范圍0～100 0 mm·a-1，分5級(jí)，級(jí)差200。

目標(biāo)值：根據(jù)已有研究，理論最高值為100 0 mm·a-1。

C10——保持水土功能指標(biāo)：森林憑借龐大的樹冠、深厚的枯枝落葉層及強(qiáng)壯且成網(wǎng)絡(luò)的根系截留大氣降水，減少或免遭雨滴對(duì)土壤表層的直接沖擊，有效地固持水土，降低了地表徑流對(duì)土壤的沖蝕，使土壤流失量大大降低，單位t·hm-2·a-1。取值范圍0～500，分5級(jí)，級(jí)差100。

目標(biāo)值：根據(jù)已有研究，理論最高值為500 t·hm-2·a-1。

表2 指標(biāo)體系分級(jí)及評(píng)分規(guī)則

表3 評(píng)價(jià)分值及等級(jí)

2.3 評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

計(jì)算指標(biāo)體系中的各指標(biāo)值，按照評(píng)分方法，首先得出C層各指標(biāo)的分值，然后按照B層權(quán)重分別進(jìn)行計(jì)算，得出A層分值(取值范圍0～10分)，采用加權(quán)綜合指數(shù)法，綜合評(píng)價(jià)A值，最后根據(jù)表3得到評(píng)價(jià)等級(jí)。

3 庫區(qū)森林資源評(píng)價(jià)結(jié)果

按照三峽庫區(qū)森林資源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，計(jì)算各指標(biāo)，三峽庫區(qū)建設(shè)前期(2002年)、建設(shè)后期(2012年)以及未來目標(biāo)狀態(tài)各指標(biāo)計(jì)算值及得分如下見表4。

表4 各指標(biāo)計(jì)算值及得分

將各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值和得分帶入公式，最終得出庫區(qū)森林資源評(píng)價(jià)的綜合評(píng)價(jià)值：三峽庫區(qū)建設(shè)前期，A層計(jì)算得分為5.1分，狀態(tài)為中；三峽庫區(qū)建設(shè)后期，A層計(jì)算得分為6.2分，狀態(tài)為良；三峽庫區(qū)目標(biāo)狀態(tài)，A層計(jì)算得分為9.2分，狀態(tài)為優(yōu)。

4 結(jié)論與建議

三峽庫區(qū)水利樞紐工程建設(shè)前期，庫區(qū)森林資源狀況評(píng)價(jià)結(jié)果為中級(jí)水平。國(guó)家在開工建設(shè)三峽水利樞紐工程的同時(shí)，先后在三峽庫區(qū)實(shí)施了長(zhǎng)江流域防護(hù)林工程、天然林資源保護(hù)工程、退耕還林工程、庫周綠化帶工程和長(zhǎng)江兩岸森林工程等重點(diǎn)生態(tài)工程，同時(shí)采取停止天然林商品性采伐、強(qiáng)化森林資源管護(hù)、加強(qiáng)國(guó)有中幼齡林撫育、加強(qiáng)生態(tài)公益林建設(shè)、制定政策和保障資金投入等經(jīng)營(yíng)管理政策及措施，通過培育水源涵養(yǎng)林和水土保持林，提高庫區(qū)森林面積、蓄積，初步建立起以森林植被為主體、林草相結(jié)合的國(guó)土生態(tài)安全體系，提高了庫區(qū)森林的生態(tài)功能，庫區(qū)森林資源狀況評(píng)價(jià)結(jié)果達(dá)到良級(jí)水平。

今后，需要進(jìn)一步加大投入，加快林業(yè)工程建設(shè)，提高庫區(qū)森林資源質(zhì)量及效益，使庫區(qū)森林資源狀態(tài)達(dá)到優(yōu)級(jí)水平，才能更好地發(fā)揮森林生態(tài)系統(tǒng)的功能與效益，保障三峽庫區(qū)水利樞紐工程安全運(yùn)行。

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