麗水市蓮都區(qū)公益林等級評價

溫雅婷李領寰曾岳明余樹全

（1浙江農林大學林業(yè)與生物技術學院浙江臨安311300；2國家林業(yè)局華東林業(yè)調查規(guī)劃設計院浙江杭州310019；3浙江省麗水市蓮都區(qū)林業(yè)局323000）

公益林是指生態(tài)狀況極為脆弱或生態(tài)區(qū)位極為重要，對生物多樣性保護、生態(tài)安全、生態(tài)平衡及經濟社會可持續(xù)發(fā)展具有重要作用的森林資源，是以提供公益性、社會性產品或服務為主的森林[1]。在當下自然資源枯竭、生態(tài)環(huán)境日益惡化的背景下，森林的公益效能被充分體現(xiàn)出來，林業(yè)在生態(tài)環(huán)境建設中的主體地位得到確認。公益林的建設成為改善生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，公益林建設也成為林業(yè)建設的重要工程。

隨著公益林建設規(guī)模的不斷擴大，科學評價公益林等級，建立公益林建設的檢測和評價系統(tǒng)非常緊迫。通過公益林等級評價，對展現(xiàn)現(xiàn)有公益林的具體差異和存在問題具有重要的現(xiàn)實意義，可以指導實現(xiàn)科學的經營管理，更好地發(fā)揮生態(tài)和社會效益[2、3]。國外對公益林等級劃分的研究較少，國內的研究有溫偉慶[3]、蔡重[4]、趙惠勛[5]、沈烈英[6]等，但由于公益林等級的影響因素較多，指標選擇性廣，僅靠理論或經驗篩選，主觀性比較大，因此其評價的有效性、指標相關性及可操作性研究不足。另外，公益林給環(huán)境、經濟帶來的生態(tài)效益也需要準確評估。因此，公益林質量評價很難形成一套科學合理、廣泛統(tǒng)一、可操作性強的評定系統(tǒng)。

本研究利用“3S”技術和兩期森林資源二類調查數(shù)據(jù)，從森林質量和經營管理兩方面選取22項具體評價指標，應用因子分析法，對麗水市蓮都區(qū)151個行政村的公益林開展等級評價研究，從而為該區(qū)公益林分類管理、補償、經營提供理論依據(jù)與科學指導。

1 研究區(qū)概況

麗水市蓮都區(qū)位于浙江省西南部，甌江中游，地處東經 119°32′～120°08′，北緯28°06′～28°44′。蓮都區(qū)現(xiàn)有公益林面積102.85萬畝，其中國家級公益林11.60萬畝，省級公益林面積91.25萬畝，分別占公益林總面積的11.28%、88.72%。蓮都區(qū)公益林結構與生態(tài)系統(tǒng)服務功能空間分布格局研究數(shù)據(jù)顯示，蓮都區(qū)公益林森林類型多樣，主要由松林、杉木林、闊葉林、針闊混交林、灌木林和竹林構成，其中以松林為主，占45.69%；林齡結構上仍以中、幼齡林為主，占55.49%。

2 數(shù)據(jù)來源

本研究涉及的數(shù)據(jù)主要來源于2008年和2017年麗水市蓮都區(qū)森林資源二類調查數(shù)據(jù)；此外，選取2015年10月13日Landsat8 OLI遙感影像使用“像元二分法”[7]提取植被覆蓋度信息，利用Fragstats軟件計算景觀格局指數(shù)。利用數(shù)據(jù)包絡分析（DEA）對公益林經營管理投資、管理輸入和蓄積、覆蓋度等輸出內容進行綜合分析，其中公益林管理成效通過兩期二類調查數(shù)據(jù)比較獲得。

3 研究方法

3.1 評價指標體系的構建

結合區(qū)域公益林特征及地方經濟條件，根據(jù)已有的研究成果，從森林生產力、結構、健康、森林服務功能等因素選擇包含既能反映森林資源數(shù)量、質量的指標，又能體現(xiàn)林業(yè)社會性（服務功能）的指標，同時指標選擇依據(jù)可行性、可比性、相對獨立性、總體性、代表性、具體性等原則[8、9]。本研究主要從森林質量和經營管理兩方面對公益林質量進行評價分析，指標如下：

森林質量評價指標有：

（1）森林資源質量：包括樹種結構（D1）、郁閉度（D2）、森林起源（D3）、平均胸徑（D4）、單位蓄積量（D5）和林齡結構（D6）等 6個評價指標；

（2）森林景觀質量：包括植被覆蓋度（D7）、高覆蓋度區(qū)最大斑塊占景觀面積比例指數(shù)（D8）、高覆蓋度區(qū)斑塊平均大小指數(shù)（D9）和高覆蓋度區(qū)鄰近斑塊平均最近距離（D10）等4個評價指標；

（3）森林健康質量：包括病蟲害等級（D11）、火災等級（D12）和森林健康度（D13）等3個評價指標；

（4）立地因子質量：包括坡度（D14）、坡位（D15）和土層厚度（D16）等3個評價指標。

經營管理評價指標有：

（1）森林經營管理屬性：包括事權等級（D17）和區(qū)位重要性（D18）2個評價指標；

（2）森林管理成效：包括蓄積動態(tài)變化（D19）、病蟲害動態(tài)分析（D20）和火災動態(tài)分析（D21）等3個評價指標；

（3）森林管理投資效率：公益林投資效益（D22），通過數(shù)據(jù)包絡分析（DEA）獲得。

3.2 評價指標等級劃分

（1）樹種結構（D1）：一般而言，混交林的穩(wěn)定性高于純林，異齡林的穩(wěn)定性高于同齡林，闊葉林的生態(tài)效益好于針葉林。研究中將樹種結構以闊葉林、針闊混交林、針葉林、毛竹林、灌木林進行分類，分別賦值為10、8、6、4、2；

（2）郁閉度（D2）：林分郁閉度的高低，體現(xiàn)了森林的生物量水平，能夠反映整體質量的好壞；

（3）森林起源（D3）：把生態(tài)公益林分為天然林和人工林兩種類型，天然林在樹種結構和物種多樣性等方面都較人工林有更好的生態(tài)效益，因而評價中將天然林和人工林分別賦值為10、5；

（4）平均胸徑（D4）：平均胸徑是林分生產力的具體表現(xiàn)，指標值越大越好；

（5）單位蓄積量（D5）：單位面積活立木蓄積量是反映林分質量的重要指標，指標值越大，表明現(xiàn)狀森林資源越豐富，林分生產力越高；

（6）林齡結構（D6）：分為幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林、過熟林5個齡組，分別賦值為 2、10、8、6、4；

（7）植被覆蓋度（D7）：使用Landsat遙感影像反演獲得，是反映地表植被覆蓋程度和生態(tài)環(huán)境狀況的重要參數(shù)，指標值越大越好；

（8）高植被覆蓋度區(qū)最大斑塊占景觀面積比例指數(shù)（LPI，D8）：指植被覆蓋度大于 75%區(qū)域中的最大斑塊占據(jù)整個景觀面積的比例，指標值越大越好；

（9）高植被覆蓋度區(qū)斑塊平均面積指數(shù)（MPS，D9）：指植被覆蓋度大于 75%區(qū)域中斑塊的總面積除以該類型的斑塊數(shù)目，反映了景觀的整體性，指標值越大越好；

（10）高植被覆蓋度區(qū)鄰近斑塊平均最近距離（MNN，D10）：反映斑塊離散程度，其值越大，說明同類型斑塊間相隔距離越遠，分布較離散，指標值越小越好；

（11）病蟲害等級（D11）：林木受各種病害的嚴重程度，分為無、輕、中、重4個等級。一般質量較好的森林生態(tài)系統(tǒng)對災害的抵抗能力較強，分別賦值為10、7.5、4.5、2；

（12）火災等級（D12）：林木遭受火災危害的嚴重程度，分為無、輕、中、重4個等級，分別賦值為10、7.5、4.5、2；

（13）森林健康度（D13）：根據(jù)林木的生長發(fā)育、外觀表象特征及受災情況綜合評定森林健康狀況，分為健康、亞健康、中健康、不健康4個等級，分別賦值為10、7.5、5、2；

（14）坡度（D14）：坡度對林地的水土流失有影響，一般在自然狀態(tài)下，坡度越陡，雨水流動越快，水流對土壤的沖刷越嚴重，水土流失就越嚴重。坡度越小，水土流失減緩，土壤較為深厚，利于林木的生長，林分質量越好；

（15）坡位（D15）：分脊、上、中、下、谷、平地及全坡7個坡位。將坡位劃分為5個等級，山谷下部為I級，中部和全坡為II級，上部為Ⅲ級，山脊為IV級，分別賦值為10、7.5、4.5、2；

（16）土層厚度（D16）：森林土壤是森林生長發(fā)育中最重要的生態(tài)因子，是森林生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生、發(fā)展、演替的基礎，土層的厚度直接影響林木的生長速度；

（17）事權等級（D17）：公益林按事權等級劃分為國家公益林、省級公益林、市級公益林、縣級公益林和地方公益林 5類，分別賦值為10、8、6、4、2；

（18）區(qū)位重要性（D18）：以小班到自然保護區(qū)、濕地保護區(qū)、森林公園、重要景區(qū)以及區(qū)域主要交通干道的距離，來確定林地區(qū)位重要性，距離越近，重要性越高；

（19）蓄積動態(tài)變化（D19）：以前后兩期二類調查數(shù)據(jù)為參考，計算單位面積蓄積變化值；

（20）病蟲害動態(tài)分析（D20）：以蓮都區(qū)近五年年病蟲害統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎，以村為單位，合計發(fā)生面積，并求得每畝發(fā)生率；

（21）火災動態(tài)分析（D21）：以蓮都區(qū)近五年火災統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎，以村為單位，合計發(fā)生面積，并求得每畝發(fā)生率；

（22）經營投資效率（D22）：基于經營管理投入與公益林質量產出數(shù)據(jù)，通過DEA分析得到相應的公益林經營投資效率。

3.3 數(shù)據(jù)處理與分析方法

3.3.1 因子分析

因子分析（Factor Analysis , FA）本質是研究相關矩陣中各要素的相互關系，將具有雜亂關系的變量轉變成數(shù)量較少的幾個綜合因子，提取原有指標中絕大部分的信息，并使用因子得分對樣本給出相應的評價和排序。該方法適合研究森林等級評價各指標間的相關性，可據(jù)此結合專業(yè)經驗，更合理地構建指標體系。

在SPSS中將標準化后的原始數(shù)據(jù)進行因子分析，形成標準化矩陣，求出標準化矩陣的特征值并計算其貢獻率；依據(jù)因子累計貢獻率確定公共因子的個數(shù)；利用最大方差法求得因子載荷矩陣，從而確定每個公因子的含義；最終建立因子得分函數(shù)。

3.3.2 數(shù)據(jù)包絡分析（DEA）

數(shù)據(jù)包絡分析（DEA, Data Envelopment Analysis）是一種非參數(shù)方法，用來評估包含多投入多產出的同類決策單元（Decision Making Units，DMU）之間的相對效率。

項目研究中公益林經營管理投資績效采用該方法，通過分析影響公益林經營效果的因素，從中提取出相關的投入指標和產出指標，并通過查找數(shù)據(jù)或計算，得到需要的投入、產出指標的相關數(shù)據(jù)。在此基礎之上，通過DEA方法構建符合實際情況的基本模型，將公益林經營管理投入（資金、人力投入等）與公益林質量產出（蓄積、生物量、生態(tài)效益等）帶入模型中進行數(shù)據(jù)包絡分析，得到公益林經營投資效率，從而對公益林經營管理進行評價與分析。

4 結果與分析

4.1 因子提取

利用因子分析法對所選的22個指標進行分析。因子分析顯示，KMO值為0.674，Bartlett球形度檢驗Sig值＜0.01，適合做因子分析。通過SPSS19.0軟件對上述22個指標進行因子分析，根據(jù)累積貢獻率確定主成分個數(shù)，從而得出公共因子的特征值、貢獻率、累計貢獻率和權重系數(shù)，如表1所示，前10個因子的累積貢獻率為81.28%，說明這10個公共因子可以反映樣本的大部分信息，作為綜合變量來評價森林資源質量情況是可行的。

表1 公共因子旋轉特征值及因子貢獻率

4.2 因子分析模型及綜合得分

通過因子分析得到參評指標的因子旋轉載荷矩陣、因子得分系數(shù)矩陣，利用各個指標的標準化后的數(shù)值和權重系數(shù)值計算各行政村因子得分情況?；谙铝泄接嬎愕玫皆撔姓骞媪仲|量與管理綜合得分（F）。

其中， 為第i個公因子特征向量值，為第i個公因子的因子得分，F(xiàn)為公益林質量與管理綜合得分。

如表2所示，參與評價的151個行政村所獲得的綜合得分平均值為0.000，最大值為1.133，最小值為-0.856，標準差為0.353。最高值為市白云林場的麗陽坑林區(qū)，綜合得分為1.133；最低值為太平鄉(xiāng)的巨溪村，得分為-0.856。

以平均數(shù)±標準差為評定等級劃分的標準，將151個參與評價的行政村分為4類，分別為“高”（F＞0.366）、“中高”（0＜F≤0.366）、“中低”（-0.366＜F≤0）、“低”（F≤-0.366）。

表2 公益林等級評價公因子得分、綜合得分及評定等級統(tǒng)計表（局部）

表3 公益林等級評定鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）統(tǒng)計表

如表3所示，151個行政村中，公益林評定為“中高”“中低”兩個等級共有 112個村，占總數(shù)的 74.17%。公益林等級評定為“高”的行政村共18個，公益林等級評定為“中高”的行政村共58個，公益林等級評定為“中低”的行政村共54個，公益林等級評定為“低”的行政村共21個。

5 討論

（1）以往關于公益林監(jiān)測與評價體系的研究多以縣或縣級以上單位為評價單位，而本研究以行政村為評價單位，使得評價結果更為細致、精準，對區(qū)域公益林管理工作的指導性更強。

（2）以往的研究多以公益林的森林質量，如林分組成、蓄積、立地條件等為評價標準，本研究則通過引入經濟學中常用的 DEA分析，將公益林經營管理投入（資金、人力投入等）與公益林質量產出（蓄積、生物量、生態(tài)效益等）進行綜合分析，得到公益林經營投資效率，進而從森林質量評價和森林管理兩個方面建立公益林等級評價體系，對今后公益林實行分級經營、分類管理及補償提供科學依據(jù)。

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