北京市京西林場管理處森林生態(tài)功能評價

劉利霞，祝順萬

(北京市京西林場管理處，北京 102300)

1 引言

森林生態(tài)功能是森林生態(tài)系統(tǒng)中形成的有利于人類發(fā)展的功能與條件，反映森林綜合效益，包括凈化環(huán)境、涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、水土保持功能、生物多樣性保護等[1]。以往很多學者對森林生態(tài)功能的評價方法開展了大量研究，使人們正確認識森林對人類生存和發(fā)展的重要意義。一些研究者從森林生態(tài)功能的單個生態(tài)功能方面做了評價研究，如水土保持功能評價、水源涵養(yǎng)功能評價等[2～4]，但研究單個功能常常難以反映生態(tài)系統(tǒng)間的權衡關系，忽視了生物多樣性對生態(tài)系統(tǒng)的影響，甚至有時候會產(chǎn)生偏差。為明確森林究竟為人類社會提供了多少客觀的經(jīng)濟和生態(tài)價值，生態(tài)服務功能研究成為主要的研究方向[5～7]。森林生態(tài)系統(tǒng)是一個相對復雜的完整系統(tǒng)，其功能相互影響，不能分離。健康的森林生態(tài)系統(tǒng)能更好地發(fā)揮其生態(tài)功能[8]，2014 年國家林業(yè)局在森林資源連續(xù)清查[9]中增加了森林生態(tài)功能評價方式，采用森林生態(tài)功能指數(shù)評價森林生態(tài)功能[10～17]，但現(xiàn)有文獻對林場尺度的森林生態(tài)功能評價研究涉及較少。本文依據(jù)森林資源規(guī)劃設計調(diào)查成果數(shù)據(jù)，參考全國森林資源連續(xù)清查的評價方法，以小班為研究單位，分別從有林地、分場、樹種結(jié)構(gòu)及齡組4個方面對其進行森林生態(tài)功能評價，為林場的發(fā)展制定科學、合理的經(jīng)營方案提供指導，為林場的可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。

2 研究地區(qū)概況與森林資源現(xiàn)狀

2.1 研究區(qū)概況

北京市京西林場管理處是2017年5月19日由京煤集團林場移交到北京市園林綠化局的市屬國有林場。林場管理處位于北京西部太行山深處，地跨門頭溝區(qū)和房山區(qū)，轄大臺、大安山、長溝峪、珠窩、雁翅、河南臺和二斜井等7個林區(qū)，下設木城澗、北港溝、八二零、和長溝峪4個分場，地理位置介于東經(jīng)115°40′～116°38′，北緯39°40′～40°10′。林區(qū)山體屬太行山系小五臺山余脈，海拔200～1610 m。氣候?qū)贉貛Т箨懶约撅L氣候，四季分明，春季短暫多風，夏季較涼爽，冬季寒冷干燥，無霜期150～180 d，平均氣溫7～10 ℃，年平均降雨量500～600 mm。土壤為山地棕壤、山地淋溶褐土、碳酸鹽褐土。

2.2 研究區(qū)森林資源現(xiàn)狀

主要林區(qū)立地條件較好的區(qū)域已郁閉成林，林木綠化率60.90%。森林總蓄積量為22.06 萬m3，根據(jù)森林資源規(guī)劃設計調(diào)查數(shù)據(jù)，京西林場總面積11631.50 hm2，其中：林地面積11277.51 hm2，占林場總面積的96.96%；非林地面積353.99 hm2，占林場總面積的3.04%?；盍⒛拘罘e量22.24萬 m3，林場森林覆蓋率29.73%，林木綠化率60.90%。

3 森林生態(tài)功能評價方法

3.1 數(shù)據(jù)來源及評價范圍

數(shù)據(jù)來源于北京市京西林場管理處2019 年森林資源規(guī)劃設計調(diào)查成果。評價范圍為管理處有林地部分，總面積為3457.53 hm2。

3.2 評價指標

本研究根據(jù)《森林資源連續(xù)清查技術規(guī)程》(GB/T 38590-2020)中的規(guī)定，以及《森林資源規(guī)劃設計調(diào)查技術規(guī)程》(GB/T 26424-2010)中的相關標準，以小班為基本單位，選取森林蓄積量、森林自然度、森林群落結(jié)構(gòu)、樹種結(jié)構(gòu)、林分平均高、郁閉度、植被總覆蓋度、枯枝落葉厚度8項特征因子做為評價指標。群落結(jié)構(gòu)按林分除具有喬木層外，是否具有下木層、地被層分成完整結(jié)構(gòu)、較完整結(jié)構(gòu)及簡單結(jié)構(gòu)3個層次，分別賦值1、2、3;森林自然度按人為干擾程度由小到大分成5 個等級，分別賦值1、2、3、4、5。樹種結(jié)構(gòu)有7 種類型分別是針葉純林、闊葉純林、針葉相對純林、闊葉相對純林、針葉混交林、針闊混交林、闊葉混交林，分別賦值為1、2、3、4、5、6、7。具體評價指標及等級劃分見表1，相關界定標準見文獻。

表1 森林生態(tài)功能評價因子及等級劃分

3.3 評價方法

根據(jù)表1，結(jié)合二類數(shù)據(jù)進行計算，獲得各個小班的綜合得分值(公式1)，森林生態(tài)功能指數(shù)K為綜合分值的倒數(shù)(公式1)。

(1)

式(1)中：Xi為第i項評價因子的等級類型得分值(類型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別取1、2、3)，Wi為各評價因子的權重。

4 評價結(jié)果

4.1 北京市京西林場管理處森林生態(tài)功能評價結(jié)果

北京市京西林場管理處有林地(森林)面積3457.53 hm2，生態(tài)功能指數(shù)為0.48，表明森林生態(tài)功能等級為“中”(表2)，與實地情況基本吻合。由表3可以看出，森林生態(tài)功能為“中”等水平的森林面積3153.52 hm2，占有林地面積的91.21%；森林生態(tài)功能為“差”等水平的森林面積304.01 hm2，占有林地面積的8.79%；北京市京西林場管理處以生態(tài)功能“中”的森林居多，生態(tài)功能“差”的森林極少。

表2 森林生態(tài)功能等級評定標準

表3 北京市京西林場管理處森林生態(tài)功能評價

4.2 不同分場森林生態(tài)功能評價結(jié)果

北京市京西林場管理處有4 個分場，其生態(tài)功能等級森林分布如表4所示。

表4 各分場森林生態(tài)功能評價

各分場的生態(tài)功能指數(shù)介于0.45～0.50之間，均為“中”等水平，其中八二零分場的生態(tài)功能指數(shù)最高為0.5，各分場森林生態(tài)功能指數(shù)大小次序為八二零分場>北港溝分場>木城澗分場>長溝峪分場;各分場生態(tài)功能等級為“中”的森林面積介于81%～94%，占絕對優(yōu)勢；表明在北京市京西林場管理處中，以八二零分場的森林整體生態(tài)功能最好。

4.3 不同齡組森林生態(tài)功能評價結(jié)果

北京市京西林場管理處不同齡組的生態(tài)功能等級森林分布如表5所示。

表5 各齡組森林生態(tài)功能評價

各齡組的森林，中齡林、成熟林、過熟林的生態(tài)功能指數(shù)都高于管理處的平均水平，近熟林的生態(tài)功能指數(shù)與管理處平均水平相同，只有幼齡林的生態(tài)功能指數(shù)低于管理處平均水平；各齡組均以生態(tài)功能指數(shù)等級為“中”的森林分布面積最大，所占比例均高于84%，其中過熟林所占比例最高為100%，且面積占比的大小次序為：過熟林>成熟林>近熟林>中齡林>幼齡林；過熟林的生態(tài)功能指數(shù)最高，為0.54，且過熟林沒有生態(tài)功能“差”的林分；森林生態(tài)功能指數(shù)為“差”的林分在幼齡林中占的比例最高，為15.08%，且各齡組森林中，只有幼齡林的生態(tài)功能指數(shù)低于平均水平，為0.45。說明在各齡組的森林里，過熟林的生態(tài)功能最好，幼齡林的生態(tài)功能最差。

4.4 不同樹種結(jié)構(gòu)類型生態(tài)功能等級森林分布

各樹種結(jié)構(gòu)的森林，生態(tài)功能指數(shù)大小排序為：針闊混交林>針葉混交林>針葉相對純林>闊葉相對純林、闊葉混交林>針葉純林>闊葉純林，其中針闊混交林的生態(tài)功能指數(shù)最高，為0.52，且針闊混交林沒有生態(tài)功能“差”的林分；各樹種結(jié)構(gòu)森林中，以生態(tài)功能指數(shù)為“中”等水平的森林分布面積最大；但在闊葉純林類型中，生態(tài)功能指數(shù)為“差”的林分面積占比最高，為21%，且闊葉純林的生態(tài)功能也最低，為0.44。說明針闊混交林、針葉混交林的生態(tài)功能發(fā)揮最好，闊葉混交林、針葉相對純林、闊葉相對純林次之，針葉純林、闊葉純林生態(tài)功能最差(表6)。

表6 不同樹種結(jié)構(gòu)森林生態(tài)功能評價

5 結(jié)論

(1)京西管理處森林生態(tài)功能指數(shù)為0.48，森林生態(tài)功能為“中”等水平，說明管理處森林僅發(fā)揮部分功能，對環(huán)境的保護能力有待提升。采取重點監(jiān)測的手段，找出林分得分低的原因，因地制宜、選擇合適經(jīng)營措施，提高林分質(zhì)量、調(diào)整林分結(jié)構(gòu)，不斷提升森林生態(tài)功能。

(2)京西林場管理處下設4個分場的評價結(jié)果中，雖然八二零分場森林面積最大，生態(tài)功能評價卻最好；長溝峪分場生態(tài)功能評價最低，大面積的石板山、矸石山，以及塌陷區(qū)分布較多，立地條件是制約長溝峪分場生態(tài)功能發(fā)揮的重要因素，在今后的森林經(jīng)營管理中，重點應關注礦山修復。

(3)京西林場管理處各齡組森林，從生態(tài)功能等級為“中”面積占比來看，呈現(xiàn)過熟林生態(tài)功能最好，成熟林次之，幼齡林最差的規(guī)律；從森林生態(tài)功能指數(shù)大小來分析，同樣表現(xiàn)出成熟林最高，幼齡林最低的現(xiàn)象，但是近熟林較中齡林生態(tài)功能指數(shù)略低。從整體分析，京西林場管理處的森林基本符合隨著齡組變大，林分單位面積蓄積量增加，森林群落越趨于完整，林地枯枝落葉聚集增加，森林生態(tài)功能效益增強的規(guī)律。

(4)京西林場管理處針闊混交林發(fā)揮的生態(tài)功能最好，闊葉純林最差。目前保存下來的刺槐林相當一部分是“小老樹”和低劣殘次林，是影響闊葉純林導致其森林生態(tài)功能較差的部分原因，引入適宜的喬、灌木樹種，營造復層結(jié)構(gòu)的混交林，是增強森林生態(tài)功能的有效途徑。