將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)森林多功能經(jīng)營(yíng)狀況評(píng)價(jià)

張紅生 李劍光 張雪蓮 ??孟楚

摘要：以福建將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)為例，采用主成分分析法建立森林結(jié)構(gòu)與功能的耦合關(guān)系模型，對(duì)將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)森林多功能經(jīng)營(yíng)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：多功能等級(jí)為優(yōu)、良、中、差和極差的小班所占比例分別為4.32%、20.02%、60.73%、879%和6.14%。將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)急需制定森林多功能經(jīng)營(yíng)方案，通過(guò)合理的經(jīng)營(yíng)措施提高森林質(zhì)量，更好地發(fā)揮森林的多種功能，以滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)森林多功能需求。研究結(jié)果旨在為南方集體林區(qū)森林多功能經(jīng)營(yíng)提供理論和技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：森林多功能；評(píng)價(jià)；將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)

中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004-3020（2016）06-0029-04

Evaluation of Multifunctional Management Status of Jiangle National Forest Farm

Zhang Hongsheng（1）Li Jianguang（2）Zhang Xuelian（3）Meng Chu （4）

（1.Xiangyang Forestry Science Research InstituteXiangyang441000；2.Xiangyang Forestry Survey and DesignInstituteXiangyang441000；3.Xiangyang forestry science and Technology Extension StationXiangyang441000；4.key Laboratory of State Forestry Administration， Beijing Forestry UniversityBeijing100083）

Abstract： Through coupling the relationship between forest structure and function using principal component analysis model， the management status of Jiangle national forest farm in Fujian province was evaluated. The results show that the subcompartment proportion， which were graded as excellent， good， midium， poor and very poor，were 4.32%， 20.02%， 60.73%， 8.79% and 6.14%， respectively.For this farm， there is an urgent need to formulate an scheme of forest multifunctional management to improve the quality of forest and through adopting reasonable management measures，the forest functions were better used to meet the needs of the local economic and social demand for forest multifunction. This results provided theoretical and technical support for the intensive farming of the south forest area.

Key words：multifuctional；evaluation；Jiangle National Forest Farm

國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于森林多功能評(píng)價(jià)的研究多以評(píng)價(jià)森林的單一功能為主。常杰等[1]對(duì)青岡常綠闊葉林內(nèi)的小氣候特征進(jìn)行研究，旨在研究森林的調(diào)節(jié)氣候功能。余新曉等[2]篩選了10個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)并分別建立了評(píng)價(jià)方法，對(duì)水土保持生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行深入的分析與評(píng)價(jià)。陳引珍等[3]在重慶縉云山，通過(guò)坐標(biāo)綜合評(píng)定法評(píng)價(jià)研究區(qū)幾種天然林的水源涵養(yǎng)功能和保土功能。黃進(jìn)等[4]選取枯落物厚度等8個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)生態(tài)公益林的水土保持功能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

森林多功能綜合評(píng)價(jià)的方法主要有專家評(píng)價(jià)法、雷達(dá)圖法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法等。羅梅等[5]在福建將樂(lè)林場(chǎng)，選取小班面積、年齡、平均胸徑、坡度、平均樹(shù)高等因子作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)主成分分析法建立評(píng)價(jià)模型，對(duì)杉木人工林進(jìn)行多功能評(píng)價(jià)與等級(jí)劃分。趙學(xué)明[6]采用專家評(píng)價(jià)法分別從水源涵養(yǎng)功能、水土保持功能和森林游憩功能篩選評(píng)價(jià)因子，以地理信息系統(tǒng)技術(shù)為輔助手段，采用層次分析法建立北京山區(qū)森林多功能評(píng)價(jià)模型。殷鳴放等[7]采用多學(xué)科交融的方法對(duì)大邊溝林場(chǎng)森林多功能經(jīng)營(yíng)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，并引入雷達(dá)圖法對(duì)其森林多功能狀況進(jìn)行全面表達(dá)。本研究采用主成分分析法，通過(guò)建立綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)森林多功能經(jīng)營(yíng)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)研究。

1研究區(qū)概況

福建省將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)（117°05′～117°40′E，26°26′～27°04′N）處武夷山東南麓，金溪河畔。林地分布在古鏞鎮(zhèn)、白蓮鎮(zhèn)、光明鄉(xiāng)等9個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村頭村、瓜溪村、光明村等23個(gè)行政村。研究區(qū)處于中亞熱帶地區(qū)，年平均氣溫187 ℃，極端高溫411 ℃，極端低溫-25 ℃。雨季長(zhǎng)，年均降水量1 0078～2 4604 mm，年際差異較大[8-10]。土壤以紅壤分布面積最大、范圍最廣，土壤質(zhì)地以沙壤土和輕壤土為主，腐殖質(zhì)為灰黑色，厚45～155 cm。

2材料與方法

2.1數(shù)據(jù)來(lái)源

將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)2010年森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)。

2.2結(jié)構(gòu)與功能耦合模型的構(gòu)建

根據(jù)研究對(duì)象的特點(diǎn)，本研究假定其結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系為線性模型，表達(dá)式如下：

A=a1x1+a2x2+···+aixi（1）

式中：A為功能，xi為結(jié)構(gòu)變量，ai為變量系數(shù)。

3結(jié)果與分析

3.1森林多功能需求分析

由于林業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)周期長(zhǎng)，將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)僅僅依靠木材生產(chǎn)，短時(shí)期內(nèi)難提高收入，加上商品林又實(shí)行限額采伐管理，林場(chǎng)發(fā)展森林的非木質(zhì)產(chǎn)品和森林旅游，采取以短養(yǎng)長(zhǎng)的方式來(lái)提高經(jīng)濟(jì)收益。將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)是典型的商品型林場(chǎng)，在森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)原則指導(dǎo)下，林場(chǎng)堅(jiān)持以經(jīng)濟(jì)效益為中心，以培育商品林為主，木材生產(chǎn)功能是將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)森林的最主要功能之一[11]。根據(jù)《將樂(lè)縣十二五計(jì)劃綱要》規(guī)定“發(fā)揮山地資源優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)藥材品種種植，擴(kuò)大中藥材生產(chǎn)規(guī)?！?，將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)大力發(fā)展林下經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)。此外，將樂(lè)縣氣候溫潤(rùn)，森林資源豐富，植物種類繁多。根據(jù)《將樂(lè)縣十二五計(jì)劃綱要》規(guī)定，“圍繞建設(shè)山水生態(tài)旅游城市為目標(biāo)”，將樂(lè)縣注重開(kāi)發(fā)森林旅游資源。森林旅游作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，正在將樂(lè)縣蓬勃發(fā)展。因此，林下經(jīng)濟(jì)功能、木材生產(chǎn)功能和風(fēng)景游憩功能是研究區(qū)森林的主要功能需求。

3.2評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建與量化

3.2.1評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建原則

根據(jù)將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)與森林資源特點(diǎn)，構(gòu)建的森林多功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)遵循：（1）科學(xué)性原則。指標(biāo)體系應(yīng)建立在科學(xué)性的基礎(chǔ)上，篩選的指標(biāo)應(yīng)科學(xué)的，能客觀真實(shí)地反映出森林的多功能情況；（2）綜合性原則。篩選的評(píng)價(jià)指標(biāo)要全面，可以綜合表達(dá)出森林的多功能經(jīng)營(yíng)狀況；（3）可操作性原則。應(yīng)考慮到原始數(shù)據(jù)獲得的難易程度，所篩選的指標(biāo)都應(yīng)該容易獲得，容易用數(shù)值來(lái)表示并進(jìn)行計(jì)算。

3.2.2評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

采用專家咨詢法確定將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)森林多功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。首先，邀請(qǐng)專家對(duì)于林分結(jié)構(gòu)因子進(jìn)行逐一評(píng)述，如果有多于1/3的專家認(rèn)為某個(gè)結(jié)構(gòu)因子不重要，則該因子就被淘汰；若某個(gè)因子經(jīng)過(guò)三輪之后，有2/3及以上的專家都認(rèn)同，則將其作為研究區(qū)森林多功能評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。確定樹(shù)種組成、林分起源、郁閉度、齡組、平均胸徑、平均樹(shù)高、每公頃林木株數(shù)、每公頃林分蓄積、立地質(zhì)量等級(jí)、坡度等10個(gè)林分結(jié)構(gòu)因子作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

3.2.3評(píng)價(jià)指標(biāo)量化處理

對(duì)10個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)中的樹(shù)種組成、林分起源、齡組、立地等級(jí)4個(gè)非數(shù)值型指標(biāo)進(jìn)行量化處理，結(jié)果見(jiàn)表1。

3.3評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

為了消除不同林分結(jié)構(gòu)因子的量綱不同對(duì)結(jié)果可能產(chǎn)生的影響，先將原始變量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，再進(jìn)行相關(guān)性分析（表2）。通過(guò)各林分結(jié)構(gòu)因子的相關(guān)系數(shù)可知，平均胸徑與評(píng)價(jià)樹(shù)高的相關(guān)系數(shù)為0884，屬于強(qiáng)相關(guān)；齡組與平均胸徑和平均樹(shù)高的相關(guān)性較大，分別為0640和0620。

采用主成分分析法得到各組分的特征值及方差貢獻(xiàn)率，前3個(gè)組分的特征值及方差貢獻(xiàn)率見(jiàn)表3?？梢钥闯?，前3個(gè)主成分的特征值均大于1，且方差累積貢獻(xiàn)率達(dá)到70616%，說(shuō)明前3個(gè)主成分能代表福建將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)森林的總體功能水平。各主成分代表的功能及林分指標(biāo)因子的重要程度由成分得分系數(shù)矩陣（表4）得到。

由表4可以看出，第一主成分在平均樹(shù)高（0243）、平均胸徑（0239）、每公頃林分蓄積（0216）等的載荷相對(duì)較大且均勻，這些因子與立地條件有關(guān)，而立地條件是決定木材生產(chǎn)功能的重要因素之一，因此將第一主成分定義為木材生產(chǎn)功能。第二主成分在林分起源（0383）上有較大的載荷，在每公頃林木株數(shù)（-0317）和坡度（0298）也有一定的載荷。一般而言，天然林的美景度高于人工林；每公頃林木株數(shù)和坡度越大，森林的可及度越小。這些因子與森林的風(fēng)景游憩功能有關(guān)，因此將第二主成分定義為風(fēng)景游憩功能；第三主成分在坡度（0490）和每公頃林木株數(shù)（0483）的載荷相對(duì)較大，坡度是限制林下經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品種植（養(yǎng)殖）的主要因素之一，每公頃林木株數(shù)決定著林下空間和林下光照強(qiáng)度等因素，這些都與發(fā)展林下經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品有關(guān)，因此將第三主成分定義為林下經(jīng)濟(jì)功能。

根據(jù)以上研究結(jié)果，設(shè)木材生產(chǎn)功能為Y1，風(fēng)景游憩功能為Y2，林下經(jīng)濟(jì)功能為Y3，建立將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)林分結(jié)構(gòu)與功能的耦合關(guān)系模型，如下：

Y1=-0127x1+0020x2+0195x3+0205x4+0239x5+0243x6-0071x7+0216x8+0004x9-0005x10（2）

Y2=0205x1+0383x2-0075x3+0091x4+0076x5+0029x6-0317x7-0142x8-0182x9+0298x10（3）

Y3=-0237x1+0113x2+0388x3-0061x4-0188x5-0127x6+0483x7+0087x8-0423x9+0490x10（4）

為了能夠綜合表達(dá)將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)森林多功能綜合狀況，構(gòu)建將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)森林的木材生產(chǎn)功能、風(fēng)景游憩功能和林下經(jīng)濟(jì)功能的綜合評(píng)價(jià)模型。

F=λ1Y1+λ2Y2+λ3Y3λ1+λ2+λ3（5）

式中，F(xiàn)代表森林多功能綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；λ1、λ2、λ3分別代表木材生產(chǎn)功能、風(fēng)景游憩功能和林下經(jīng)濟(jì)功能分別對(duì)應(yīng)的特征值，取值分別為3779 、2212 、1071。

為了便于對(duì)不同小班的森林多功能綜合評(píng)價(jià)指數(shù)進(jìn)行等級(jí)劃分，對(duì)多功能綜合評(píng)價(jià)指數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，如下：

Mi=Fi-FminFmax-Fmin×100（6）

式中，Mi為標(biāo)準(zhǔn)化的森林多功能綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，值域?yàn)閇0，100]；Fi為第i個(gè)小班的多功能綜合指數(shù)；Fmin為所有小班多功能綜合評(píng)價(jià)指數(shù)最小值；Fmax為所有小班多功能綜合評(píng)價(jià)指數(shù)最大值。

對(duì)將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化的森林多功能綜合評(píng)價(jià)指數(shù)進(jìn)行等距劃分，確定森林多功能等級(jí)（表5）。

3.4南方集體林區(qū)森林多功能經(jīng)營(yíng)狀況評(píng)價(jià)

把將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)2010年森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)，帶入公式（2）、（3）、（4）中分別計(jì)算每個(gè)小班的木材生產(chǎn)、風(fēng)景游憩和林下經(jīng)濟(jì)功能值，進(jìn)而求出森林多功能綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，進(jìn)行多功能等級(jí)劃分（圖1）。

由圖1可以看出，將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)森林多功能等級(jí)為優(yōu)、良、中、差、極差的小班數(shù)量分別為57個(gè)、264個(gè)、801個(gè)、116個(gè)和81個(gè)，所占比例分別為432%、2002%、6073%、879%和614%；森林多功能等級(jí)為優(yōu)、良、中、差、極差的小班面積分別為7360，1 31013，4 35274，69953和43740 hm2，所占比例分別為521%、1826%、6068%、975%和610%。無(wú)論從小班數(shù)量還是面積來(lái)看，多功能等級(jí)為中等的小班所占比例最大，都達(dá)到60%以上，而森林多功能等級(jí)為差和極差的小班數(shù)量達(dá)到1854%，面積達(dá)到1224%，也占有相當(dāng)一部分比例。由此可以看出，南方集體林區(qū)急需制定森林多功能經(jīng)營(yíng)方案，通過(guò)合理的經(jīng)營(yíng)措施提高森林質(zhì)量，更好地發(fā)揮森林的多種功能，以滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)森林多功能需求。

4結(jié)論與討論

（1）采用專家咨詢法篩選關(guān)鍵林分結(jié)構(gòu)因子構(gòu)建將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)森林多功能經(jīng)營(yíng)狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，通過(guò)主成分分析法建立森林多功能評(píng)價(jià)模型，對(duì)將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)森林多功能經(jīng)營(yíng)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)森林多功能等級(jí)為優(yōu)、良、中、差和極差的小班數(shù)量占小班總數(shù)量的比例分別為432%、2002%、6073%、879%和614%，其面積占小班總面積的比例分別為521%、1826%、6068%、975%和610%。將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)急需制定森林多功能經(jīng)營(yíng)方案，通過(guò)合理的經(jīng)營(yíng)措施提高森林質(zhì)量，更好地發(fā)揮森林的多種功能，以滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)森林多功能需求。

（2）對(duì)將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)的森林多功能經(jīng)營(yíng)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，所選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)為樹(shù)種組成、林分起源、郁閉度等10個(gè)林分結(jié)構(gòu)因子，森林多功能經(jīng)營(yíng)狀況還與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)社會(huì)等因素有關(guān)，今后可做深入研究。

參考文獻(xiàn)

[1]常杰，潘曉東，葛瀅，等.青岡常綠闊葉林內(nèi)的小氣候特征[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，1999，19（1）：6875.

[2]余新曉，吳嵐，饒良懿，等.水土保持生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)方法[J].中國(guó)水土保持科學(xué)，2007，5（2）：110113.

[3]陳引珍，稱金花，張洪江，等.縉云山幾種林分水源涵養(yǎng)和保土功能評(píng)價(jià)[J].水土保持學(xué)報(bào)，2009，23（2）：6670.

[4]黃進(jìn)，張曉勉，張金池. 開(kāi)化生態(tài)公益林主要森林類型水土保持功能綜合評(píng)價(jià)[J].水土保持研究，2010，17（3）：8791.

[5]羅梅，鄭小賢，杜燕，等.福建將樂(lè)林場(chǎng)杉木人工林多功能評(píng)價(jià)初探[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，42（3）：269272.

[6]趙學(xué)明.基于GIS北京山區(qū)森林多功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建——以八達(dá)嶺林場(chǎng)為例[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2010.

[7]殷鳴放，鄭小賢，殷煒達(dá).森林多功能評(píng)價(jià)與表達(dá)方法[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，40（6）：2327.

[8]杜燕.將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)常綠闊葉林健康評(píng)價(jià)研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2013.

[9]周洋.福建三明將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)低質(zhì)低效常綠闊葉林經(jīng)營(yíng)技術(shù)[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2015.

[10]孟楚，鄭小賢. 福建三明馬尾松天然林空間結(jié)構(gòu)特征研究[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，30（5）：181186.

[11]孟楚，周君璞，鄭小賢.福建將樂(lè)林場(chǎng)栲類次生林健康評(píng)價(jià)研究[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào)， 2015，30（4）：198203.（責(zé)任編輯：夏劍萍）