山西省太岳山景觀生態(tài)質(zhì)量評價

張燕如，梁麗壯，牛樹奎，韓海榮（北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，北京100083）

山西省太岳山景觀生態(tài)質(zhì)量評價

張燕如，梁麗壯，牛樹奎，韓海榮
（北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，北京100083）

山西太岳山現(xiàn)有森林資源是保護區(qū)域環(huán)境的重要屏障。根據(jù)太岳林區(qū)基本概況選取了自然性、穩(wěn)定性、干擾性、多樣性、代表性、面積適宜性、稀有性等7項指標(biāo)，并將每一個指標(biāo)分為4個等級，建立了2個層次水平上的評價指標(biāo)體系，運用層次分析法確定各指標(biāo)權(quán)重，經(jīng)計算得到研究區(qū)的綜合評價指數(shù)，從而確定其質(zhì)量等級。結(jié)果表明：對研究區(qū)生態(tài)質(zhì)量起相對重要作用的指標(biāo)是自然性（0.230 8）。綜合評價得到綜合評價指數(shù)S為0.90，表明研究區(qū)目前的景觀質(zhì)量很好，質(zhì)量等級為Ⅰ級，說明研究區(qū)具有很高的保護和研究價值。根據(jù)評價結(jié)果提出關(guān)于研究區(qū)后續(xù)實施規(guī)劃的建議。圖1表5參14

景觀生態(tài)學(xué)；生態(tài)質(zhì)量評價；綜合評價指數(shù)；層次分析法；太岳山

森林景觀評價是隨著森林旅游業(yè)的不斷發(fā)展而形成的，是森林旅游業(yè)不斷繁榮的物質(zhì)根基。森林景觀的好壞直接影響著森林旅游業(yè)的發(fā)展。對森林進行景觀質(zhì)量評價，一方面可以了解森林景觀目前的質(zhì)量狀況，另一方面，按時段對森林景觀進行質(zhì)量評價，可以了解到不同時段的森林景觀動態(tài)變化，從中可以了解到對森林以往的經(jīng)營狀況，提出相對應(yīng)的調(diào)整措施［1］。目前，中國的景觀生態(tài)質(zhì)量評價主要集中在生態(tài)環(huán)境方面的評價、社會經(jīng)濟方面的評價和保護區(qū)管理方面的評價這3個部分［2－13］，其中以生態(tài)環(huán)境方面的評價最為主要。景觀生態(tài)環(huán)境評價，可以有效地了解到研究區(qū)目前的森林經(jīng)營狀況和保護效果，同時也可以對研究區(qū)未來自然環(huán)境變化有很好預(yù)測作用，對研究區(qū)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要作用意義［7］。本研究對山西省太岳山景觀質(zhì)量進行了評價，期望為后續(xù)進一步實施保護計劃提供一定參考。

1　研究區(qū)基本概況

太岳林區(qū)（36°18′～37°05′N，111°45′～112°33′E）是山西省省直九大林區(qū)之一，位于山西省中南部，屬太行山系，海拔最高為2 566.6 m，最低處位于興唐寺林場，海拔不足598.0 m。溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫8.0℃，≥10℃以上的年積溫為2 500.0～3 000.0℃，年均降水量約為650.0 mm，7－9月降水量占全年的70%以上，相對濕度60%～65%，年均日照時數(shù)2 500～2 700 h，無霜期100～150 d。主要自然災(zāi)害有：旱災(zāi)、水災(zāi)、火災(zāi)、林木病蟲害等。林地土壤多為褐土和棕壤，局部有亞高山草甸土。生態(tài)公益林以油松Pinus tabulaeformis和櫟類為主，東山地區(qū)油松占優(yōu)勢，西山地區(qū)以櫟類為主的闊葉林占優(yōu)勢。主要針葉樹種有油松，落葉松Larix gmelinii，杜松Juniperus rigida，側(cè)柏Platycladus orientalis，白皮松Pinus bungeana等，主要闊葉樹種有遼東櫟Quercus wutaishanica，山楊Populus davidiana，白樺Betula platyphylla，五角楓Acer mono，漆樹Toxicodendron vernicifluum，椴樹Tilia tuan和水曲柳Fraxinus mandschurica等；灌木以沙棘F(xiàn)raxinus mandschurica，丁香Syringa oblata，胡枝子Lespedeza bicolor，黃刺玫Rosa xanthina，虎榛子Ostryopsis davidiana和荊條Vitex negundo var.heterophylla為主；草類多為禾本科Gramineae植物。

2　評價方法

2.1評價指標(biāo)的選擇

山西太岳山具有自然保護區(qū)性質(zhì)，保護、培育好森林資源，保證資源安全，是其首要任務(wù)。因此，結(jié)合太岳山現(xiàn)狀，根據(jù)自然保護區(qū)生態(tài)質(zhì)量評價的準(zhǔn)則以及指標(biāo)體系確立的要求，確定了一套較為完整的生態(tài)評價指標(biāo)體系［14］（表1）。表1中 “代表性”是指研究區(qū)的主要物種是否具有代表性，面積越大，分布越廣，其代表性越強；“穩(wěn)定性”是指主要物種對生存環(huán)境的要求，對周邊環(huán)境的適應(yīng)能力；“干擾性”是指人類活動對研究區(qū)環(huán)境造成的危害狀況和影響程度； “多樣性”是指研究區(qū)內(nèi)生物種類、數(shù)量的多少，物種越多，研究區(qū)生境越是復(fù)雜，生物多樣性越高，其保護價值就越大；“自然性”是指人類對自然環(huán)境的干擾程度，自然性是森林生態(tài)系統(tǒng)的基本屬性，主要以研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)破壞程度為主要評價依據(jù)； “面積適宜性”是指研究區(qū)主要物種生存所需的最適宜環(huán)境面積大小，一般而言，不同的物種所需的最適宜環(huán)境面積也有所差異，針對本研究來講，則主要注重其是否達到最小面積，以期維持保護生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

2.2評價方法的確定

該研究主要采用層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）和景觀綜合評價指數(shù)相結(jié)合的方法來評價研究區(qū)景觀生態(tài)質(zhì)量的好壞。利用層次分析法來確定評價指標(biāo)的權(quán)重大小，用綜合評價指數(shù)確定研究區(qū)的質(zhì)量等級。層次分析法的優(yōu)點是能將復(fù)雜的問題通過深入分析簡易化，從而變得簡便易行，而且也是迄今為止引用最早、最廣泛的一種決策方法［7，9］。

2.2.1確定評價因子及建立層次結(jié)構(gòu)本研究評價的決策目標(biāo)層是研究區(qū)的景觀生態(tài)質(zhì)量，方案層是表1所選擇的7個指標(biāo)，分別為自然性、穩(wěn)定性、干擾性、多樣性、代表性和面積適宜性。

2.2.2建立判斷矩陣通過兩兩比較的方法針對上個層次中的某個因素，確定本層次中的相關(guān)因素相對重要性，即相對權(quán)重。為確保評價的科學(xué)性，特請10位從事相關(guān)研究的專家和學(xué)者進行討論和評分。經(jīng)過專家和學(xué)者的評分結(jié)果，構(gòu)建了判斷矩陣（表2）。通過采用Yaahp層次分析法軟件求得判斷矩陣的最大特征根λmax=7.000 0，一致性指標(biāo)Ic=（λmax－n）/（n－1）=0，以及各指標(biāo)的相對權(quán)重Wi（表2）。判斷1個2階以上的矩陣是否具有令人滿意的一致性，則需要通過隨機一致性比例RC來確定。當(dāng)RC＜0.10時，則認(rèn)為該矩陣具有滿意的一致性，反之當(dāng)RC≥0.10時，則需要調(diào)整矩陣。隨機一致性比例RC=IC/IR，經(jīng)查表得到平均隨機一致性指標(biāo)IR=1.32，計算得到RC=0/1.32=0＜0.10，則說明該矩陣具有令人滿意的一致性。

表1　山西太岳山評價指標(biāo)及其等級劃分與賦值標(biāo)準(zhǔn)Table 1　Grades and values of the assessing index used in evaluating Taiyue Mountain

表2　太岳山景觀生態(tài)質(zhì)量評價指標(biāo)的權(quán)重Table 2　Weighting the index of landscape ecological quality in Taiyue Mountain

3　結(jié)果與分析

3.1單項指標(biāo)評價結(jié)果

根據(jù)上述評價指標(biāo)和方法，得出了研究區(qū)各項評價指標(biāo)結(jié)果（表3）。

3.1.1自然性和干擾性研究區(qū)整個森林資源按照面積和齡組分布，以中林齡為主（圖1）。其中，中林齡的森林面積占32%。整個研究區(qū)的森林資源中過熟林的面積僅占8%，而其他林齡的森林資源總計占92%。由此可以看出：研究區(qū)的森林資源目前基本趨勢是處于生長狀態(tài)，說明研究區(qū)曾遭到過強烈的外界干擾，故自然性賦值為3分。另外，研究區(qū)雖進行封山育林，但周邊仍有許多村落，存在一定的人為干擾，村民的放牧和開荒造田都對研究區(qū)造成一定的威脅，故人類干擾賦值為3分。

表3　各指標(biāo)賦值結(jié)果Table 3　Results of each index assignment

圖1　有林地中各林齡所占面積百分比Figure 1　Area proportion occupied by each forest age in forest land

3.1.2穩(wěn)定性和面積適宜性太岳林區(qū)總經(jīng)營面積1.43×105hm2，其中林業(yè)用地面積為1.43×105hm2（表4），活立木蓄積總計6.49×106m3，森林覆蓋率為79%。有效面積的大小較為適宜，基本上能夠維持生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，有效保護主要對象。所以，穩(wěn)定性賦值5分，面積適宜性賦值5分。

3.1.3多樣性研究區(qū)內(nèi)靈空山自然保護區(qū)有種子植物95 科407屬816種；蕨類植物14科19屬32種。所以，其多樣性指標(biāo)賦值為3分。

表4　林業(yè)用地中各地類的所占面積Table 4　Area occupied around the class in forest land

3.1.4稀有性研究區(qū)內(nèi)任保留著許多古樹名木，如古樹中有油松之王 ‘九桿旗'，名木中有 ‘紅巖松'等，這些古樹不僅樹齡古稀，生長高大。野生動物有215種，鳥類164種，哺乳類34種，屬于國家一級保護動物有金錢豹Panthera pardu，二級稀有珍貴動物褐馬雞Crossoptilon mantchuricum，黑鸛Ciconia nigra，大鴇Otis tarda。二類保護動物有林麝Moschus berezovskii，貓頭鷹Asio otus，蒼鷺Ardea cinerea，鴛鴦Aix galericulata。三類保護動物有黑熊Ursus thibetanus，巖羊Pseudois nayaur等，故賦值為5分。

3.1.5代表性研究區(qū)有林地的主要樹種分布比較集中，各樹種面積分布情況是：油松面積為4.4×104hm2；遼東櫟、落葉松、白樺面積分別為3.31×104hm2，1.43×104hm2，0.48×104hm2；側(cè)柏面積0.99×104hm2，在全局范圍內(nèi)均有分布，其他樹種如硬闊類、山楊等面積為0.59×104hm2。其中，油松和遼東櫟占絕大部分，具有一定的區(qū)域代表性，故賦值為5分。

3.2綜合評價結(jié)果

研究區(qū)景觀生態(tài)質(zhì)量的等級是通過綜合評價指數(shù)這一方法實現(xiàn)的。其計算公式為：

其中：n為評價指標(biāo)個數(shù)；Ii是i類指標(biāo)在生態(tài)質(zhì)量評價中所得分值；Wi是i指標(biāo)的相對權(quán)重。S為景觀類型的綜合評價指數(shù)。

根據(jù)上述各指標(biāo)的得分和相對權(quán)重，計算得到研究區(qū)的綜合評價指數(shù)：

研究區(qū)保護目標(biāo)的綜合評價指數(shù)越大，其所代表的景觀生態(tài)質(zhì)量越好，保護價值越高。根據(jù)國慶喜等［4］評判各自然保護區(qū)的生態(tài)質(zhì)量等級（表5），得出研究區(qū)的生態(tài)質(zhì)量等級為Ⅰ級，表明目前研究區(qū)的景觀生態(tài)質(zhì)量很好。

4　結(jié)論與討論

表5　研究區(qū)景觀生態(tài)質(zhì)量等級表Table 5　Grade list of landscape ecological quality in the study area

本研究運用層次分析法對太岳山的景觀生態(tài)質(zhì)量進行了評價。綜合評價結(jié)果表明：研究區(qū)目前的景觀質(zhì)量處于優(yōu)質(zhì)狀態(tài)，質(zhì)量等級為Ⅰ級。說明研究區(qū)近幾十年來保護措施適當(dāng)，取得顯著成效，發(fā)展基本穩(wěn)定，保護價值較高。單項指標(biāo)評價結(jié)果表明：對研究區(qū)生態(tài)質(zhì)量起相對重要作用的指標(biāo)是自然性（0.230 8），其次是干擾性（0.076 9）和多樣性（0.076 9）。各個單項指標(biāo)對比表明，研究區(qū)自然性的權(quán)重（W1）最高，這表明自然性在本研究區(qū)中扮演著相對重要的角色，后續(xù)實施保護措施應(yīng)當(dāng)給予充分的考慮。針對各項評價指標(biāo)的比較結(jié)果，以及研究區(qū)當(dāng)?shù)貙嶋H情況，提出以下幾點建議：①加大封山育林的力度。對環(huán)境退化嚴(yán)重或者人為干擾較大的區(qū)域要加大封山育林的力度。②提高研究區(qū)森林自然性的管理。根據(jù)評價結(jié)果可以看出，自然性在研究區(qū)森林資源中起著相對重要的作用。限制村民在保護區(qū)附近放牧，封山育林，嚴(yán)禁捕獵林內(nèi)生物，旨在盡可能減少人為干擾，為研究區(qū)創(chuàng)造一個自然更新的環(huán)境。③建立國家級自然保護區(qū)。建立國家級自然保護區(qū)，提高保護區(qū)的重要程度，旨在更好地保護太岳山核心區(qū)生態(tài)壞境以及以此為生活背景的物種。④嚴(yán)禁盲從退耕還林，依據(jù)科學(xué)的規(guī)劃，整體布局，逐步完成。

評價一個地區(qū)的景觀質(zhì)量，目前還未形成完整的客觀評價體系，單純地運用傳統(tǒng)方法（層次分析法）從主觀方面選擇評價指標(biāo)，并評分，受主觀因素影響可能造成評價結(jié)果不夠精準(zhǔn)。所以，期望在未來的研究中能夠形成一套完整的客觀的評價方法和體系，以期能夠更客觀地評價研究區(qū)的景觀質(zhì)量，為后續(xù)研究提供更精準(zhǔn)的參考。

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Ecological landscape quality of Taiyue Mountain in Shanxi

ZHANG Yanru，LIANG Lizhuang，NIU Shukui，HAN Hairong
（College of Forestry，Beijing Forestry University，Beijing 100083，China）

To improve the ecological environment of Taiyue Mountain and develop forest resources to protect the regional environment，this study was conducted based on a profile of the Taiyue area with seven indexes being selected—naturalness，stability，disturbance，diversity，representativeness，area suitability，rarity，and with each index having four levels.Next，a system of evaluation was established on two levels by using the analytic hierarchy process to determine the weight of each index.Then a comprehensive index of the study area was calculated to determine a quality level.Results showed that the index of relative importance of ecological quality area is naturalness.The comprehensive evaluation of 0.90 meant that the current landscape for the study area was high with a Quality Level I and high conservation and research value.Thus，planning recommendations were suggested in the article to help subsequent planning in the study area and to achieve sustainable development.［Ch，1 fig.5 tab.14 ref.］

landscape ecology；ecological quality evaluation；evaluation index；analytic hierarchy process；Taiyue Mountain

S718.5

A

2095-0756（2016）04-0599-06

10.11833/j.issn.2095-0756.2016.04.007

2015-09-17；

2015-11-21

國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項（20140423）

張燕如，從事景觀格局等研究。E-mail：1184181781@qq.com。通信作者：牛樹奎，教授，博士，從事林火生態(tài)和景觀生態(tài)等研究。E-mail：shukuiniu@l63.com