宣城市森林自然度調(diào)查研究

張 濟(jì)

（北京中森國(guó)際工程咨詢有限責(zé)任公司，北京 100013）

森林自然度是指森林群落類型現(xiàn)狀與地帶性頂極群落（或原生鄉(xiāng)土植物群落）之間的差異程度[1-2]，廣泛應(yīng)用于森林現(xiàn)狀評(píng)價(jià)[3-4]、森林生態(tài)功能評(píng)價(jià)研究[5-6]、森林經(jīng)營(yíng)研究[7-8]。根據(jù)森林群落類型或種群結(jié)構(gòu)特征位于次生演替中的階段，按小（細(xì)）班的人為干擾強(qiáng)度、林分類型、樹種組成、層次結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)等將自然度劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五個(gè)類型，自然度依次遞減。其中Ⅰ為始林或受人為影響很小而處于基本原始的林地，Ⅴ為人為干擾強(qiáng)度極大而持續(xù)，處于次生演替前期階段，包括生長(zhǎng)著大量草及藤本植物的無林地、未成林地和林種為經(jīng)濟(jì)林的林地。

區(qū)域內(nèi)森林自然度用下式計(jì)算：

N—區(qū)域森林自然度；

Mi—區(qū)域內(nèi)自然度等級(jí)為i的森林群落面積；

Qi—區(qū)域內(nèi)自然度等級(jí)為i的森林群落權(quán)重。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

宣城市位于安徽省東南部，是安徽省的林業(yè)大市，林業(yè)用地占全省林地總面積的1∕6，林業(yè)總產(chǎn)值位列全省前茅，擁有良好的生態(tài)環(huán)境。2013年森林面積75.96 萬hm2，有林地面積68.8 萬hm2，森林覆蓋率57.49%。

宣城市地帶性森林植被為中亞熱帶常綠闊葉林和北亞熱帶常綠落葉闊葉混交林。宣州周王——廣德盧湖一線將宣城市分為2個(gè)小區(qū)：北部為皖南北部低山、丘陵、崗地青岡櫟（Cyclobalanopsis glauca）、苦櫧（Castanopsis sclerophylla）林小區(qū)，南部為皖南中部中、低山甜櫧（Castanopsis eyrei）、紅楠（Machilus thunbergii）林小區(qū)。受人類活動(dòng)的影響，宣城市地帶性植被群落少見，多為次生植被或人工植被所替代，常見植被以常綠闊葉、落葉闊葉混交或闊葉針葉混交林為主。

1.2 研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)選取

2013年，宣城市森林資源二類調(diào)查建立了一套地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，將宣城市森林劃分為100 634個(gè)小班，詳細(xì)描述了各小班的地類、林種、面積、起源、郁閉度、優(yōu)勢(shì)樹種、蓄積、年齡、胸徑、樹高等30 余項(xiàng)信息。本研究以該數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，將林地分為喬木林、竹林、疏林地、灌木林地、其他（包括苗圃地、未成林地、無立木林地、宜林地、輔助生產(chǎn)林地）等5類，分別從數(shù)據(jù)庫(kù)中選取合適的指標(biāo)來確定各小班的森林自然度等級(jí)。

1.2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)篩選

為客觀、真實(shí)地評(píng)價(jià)各小班的森林自然度等級(jí)，對(duì)小班多項(xiàng)信息全面篩選，結(jié)合宣城市實(shí)際，選取5大類型各自的指標(biāo)建立評(píng)價(jià)體系，具體如下：

（1）喬木林：全市林地類型中占比最大的一類，面積510 414.4 hm2，主要的樹種包括杉木（Cunninghamia lanceolata）、馬尾松（Pinus massoniana）、金錢松（Pseudolarix amabilis）、水杉（Metasequoia glyptostroboides）、香榧（Torreya grandis）、側(cè)柏（Platycladus orientalis）、紅豆杉（Taxus chinensis）等針葉樹，檫木（Sassafras tzumu）、麻櫟（Quercus acutissima）、栓皮櫟（Quercus variabilis）、楓楊（Pterocarya stenoptera）、楓香（Liquidambar formosana）、化香（Platycarya strobilacea）、毛白楊（Populus tomentosa）、泡桐（Paulowinia fortunei）、重陽(yáng)木（Bischofia polycarpa）、樟樹（Cinnamomum camphora）等闊葉樹。選擇面積、森林類別、起源、優(yōu)勢(shì)樹種、樹齡、胸徑、樹高、郁閉度、單位蓄積量等9項(xiàng)指標(biāo)。

（2）竹林：全市竹林面積177 418.5 hm2，絕大多數(shù)為毛竹，成林快，天然林和人工林差別小。本研究主要選擇郁閉度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

（3）疏林地：全市疏林地面積小，僅3 051.1 hm2，主要樹種為馬尾松、濕地松（Pinus elliottii）、黑松（Pinus thunbergii）、杉木、楓香、麻櫟等。疏林地面積小、郁閉度低，故本研究將其整體作為森林自然度Ⅲ類處理。

（4）灌木林地：全市面積37 575.9 hm2，主要植被類型為茶葉、桑樹（Morus alba）、木瓜（Chaenomeles sinensis）等，其中21 610.4 hm2為經(jīng)濟(jì)灌木林，受人為影響較大，整體作為森林自然度Ⅴ類處理，其他灌木林作為Ⅳ類處理。

（5）其他：包括苗圃地、未成林地、無立木林地、宜林地和輔助生產(chǎn)林地，該類受人為干擾強(qiáng)度大，處于次生演替前期階段，整體作為森林自然度Ⅴ類處理。

1.2.3 指標(biāo)權(quán)重分配

常用的權(quán)重確定方法包括簡(jiǎn)單平均法、專家打分法[9]和層次分析法[10-11]等，本研究綜合考慮后對(duì)喬木林的9項(xiàng)指標(biāo)采用專家打分法，通過多位專家打分的結(jié)果，確定不同指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)（表1）。

表1 喬木林指標(biāo)權(quán)重Tab.1 The index weights of arbor forest

1.2.4 指標(biāo)量化處理

由于部分指標(biāo)量綱不統(tǒng)一，缺乏可比性，須對(duì)參評(píng)因子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[12]。安徽清涼峰國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)（118°45′49″～118°53′38″E，30°03′34″～30°09′40″N）是安徽省最重要的森林生態(tài)類型自然保護(hù)區(qū)之一，具有典型完整的森林植被類型、豐富的野生動(dòng)植物種群和生態(tài)及景觀多樣性，森林資源和生態(tài)系統(tǒng)保存良好，是宣城市地帶性植被的典型代表，可以作為指標(biāo)的參比標(biāo)準(zhǔn)。具體如下：

（1）面積：小班面積≥10 hm2，取值1；1～10 hm2，取0.8；＜1 hm2取0.6。

（2）森林類別：分為國(guó)家公益林、地方公益林和商品林，分別取值1、0.8和0.5。

（3）起源：分為天然林和人工林，分別取值1和0.7。

（4）優(yōu)勢(shì)樹種：非經(jīng)濟(jì)類喬木樹種，如松類、櫟類、柏類，取值1；楊樹、杉木等用材林取0.7；小喬木和灌木取0.5；果樹等受人為影響較大樹種，取0.3。

（5）樹齡：≥15年，取值1；9～15年，取0.8；4～8年取0.5；≤3年取0.3。

（6）胸徑：≥15 cm，取值1；＜15 cm除以15得到各小班胸徑權(quán)重。

（7）樹高：?jiǎn)棠尽? m，取值1；＜8 m 除以8得到各小班樹高權(quán)重。

（8）郁閉度：直接用郁閉度的百分比代替。

（9）單位蓄積量：以75 m3∕hm2為標(biāo)準(zhǔn)，高于該數(shù)值取值1，低于該數(shù)值取其與75 的比值為權(quán)重。

1.2.5 森林自然度等級(jí)劃分

近自然度綜合指數(shù)值由多個(gè)要素加權(quán)所得，計(jì)算結(jié)果隨機(jī)分布在0～1 之間，借鑒德國(guó)近自然度評(píng)價(jià)體系，根據(jù)宣城市域范圍內(nèi)的森林實(shí)際情況，將近自然度分為5個(gè)等級(jí)并分別賦予不同的權(quán)重值Q，用以計(jì)算最終的森林自然度（表2）。

2 結(jié)果與分析

2.1 有林地森林自然度面積統(tǒng)計(jì)

宣城市喬木林和竹林各森林自然度等級(jí)通過指標(biāo)體系的加權(quán)平均得出（表3）。喬木林和竹林各等級(jí)面積呈一致的變化趨勢(shì)，且竹林的等級(jí)聚集更加集中。總的來看，有林地中Ⅱ類森林面積最大，Ⅰ和Ⅱ類森林面積占總有林地面積的65.02%，Ⅴ類森林面積最小。

表3 有林地森林自然度面積Tab.3 Areas of classifications for forest naturalness of the woodland

2.2 宣城市森林自然度計(jì)算

從宣城市森林各等級(jí)面積及森林自然度可以看出，宣城市整體森林自然度較高，各等級(jí)面積呈先增加后降低的趨勢(shì)，Ⅱ類森林面積最大，Ⅴ類森林面積最小（表4）。其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類森林面積合計(jì)618 313 hm2，占總面積的81.4%；Ⅳ、Ⅴ類森林面積合計(jì)141 285.50 hm2，占總面積的18.6%。全市森林自然度綜合指數(shù)為0.69。

表4 宣城市森林自然度Tab.4 Forest naturalness in Xuancheng city

3 結(jié)論與討論

宣城市自創(chuàng)建“國(guó)家森林城市”以來，以實(shí)施森林增長(zhǎng)工程為引領(lǐng)，大力實(shí)施退耕還林、防護(hù)林建設(shè)等多項(xiàng)工程，著力打造完備的生態(tài)防護(hù)體系和優(yōu)良的人居環(huán)境體系。全市森林面積顯著增加，荒山荒地面積逐步減少，森林覆蓋率明顯提高，森林自然度穩(wěn)步提升。

通過封山育林、森林撫育等措施，讓林地休生養(yǎng)息，森林資源不斷提升。在森林經(jīng)營(yíng)過程中提倡近自然的建設(shè)理念，一方面造林禁止隨意砍伐，盡量保留原生植被，形成多樹種、多結(jié)構(gòu)、多層次的針闊混交林，增加林地植物多樣性，形成立體結(jié)構(gòu)；另一方面在撫育間伐時(shí)，盡量保留天然更新生長(zhǎng)起來的非造林樹種，促進(jìn)森林生態(tài)系統(tǒng)的自然更新。對(duì)于境內(nèi)自然度較低的低產(chǎn)低效林，采取抽針補(bǔ)闊、低效林改造、封育補(bǔ)植等適度人工干預(yù)的措施，加速自然生態(tài)系統(tǒng)朝著頂級(jí)群落的方向演替。全市森林資源正逐步形成健康、穩(wěn)定、持續(xù)的森林生態(tài)系統(tǒng)。

宣城市森林自然度綜合指數(shù)為0.69，森林生態(tài)系統(tǒng)功能較完整，森林群落類型演替序列的程度較高。森林自然度各等級(jí)面積呈先增加后降低的趨勢(shì)，有林地中喬木林和竹林各等級(jí)變化趨勢(shì)一致，且竹林的等級(jí)聚集更加集中。

研究結(jié)果對(duì)今后宣城市的森林經(jīng)營(yíng)具有指導(dǎo)作用，可針對(duì)不同近自然度的林分，采取不同的經(jīng)營(yíng)措施，主要包括因地適樹、提高闊葉樹比重、逐步試行單株撫育和擇伐利用等。尊重自然，使地區(qū)群落主要的本源樹種得到明顯表現(xiàn)，使林分同“潛在的自然植被”的關(guān)系相接近，達(dá)到森林生物群落的動(dòng)態(tài)平衡。

研究中指標(biāo)權(quán)重分配和量化處理的方法是否符合宣城市森林自然度的實(shí)際需要進(jìn)一步研究。