基于生態(tài)脆弱性分析的森林資源經(jīng)營(yíng)措施優(yōu)化研究
——以湖南省青羊湖國(guó)有林場(chǎng)為例

姚厚斌，周乃富

(國(guó)家林業(yè)和草原局中南調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，湖南 長(zhǎng)沙 410014)

森林經(jīng)營(yíng)方案是林業(yè)管理部門(mén)和森林經(jīng)營(yíng)主體為了科學(xué)、合理、有序經(jīng)營(yíng)森林資源，充分發(fā)揮其生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益而編制的關(guān)于森林培育、保護(hù)和利用以及對(duì)各項(xiàng)森林經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)活動(dòng)順序和森林經(jīng)營(yíng)利用措施的規(guī)劃和設(shè)計(jì)[1-4]，在傳統(tǒng)的森林經(jīng)營(yíng)方案編制中，往往容易忽視森林生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)措施對(duì)生態(tài)脆弱區(qū)的影響，而生態(tài)脆弱區(qū)是在特定自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)條件下人與自然長(zhǎng)期綜合作用形成的特殊區(qū)域[5,6]，合理安排生態(tài)脆弱程度較高小班的經(jīng)營(yíng)方式及措施，對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定具有重要意義[7-9]。本研究以青羊湖國(guó)有林場(chǎng)為對(duì)象，結(jié)合生態(tài)脆弱性的研究對(duì)傳統(tǒng)方法下提出的森林經(jīng)營(yíng)方案進(jìn)行調(diào)整，使生態(tài)脆弱程度較高的區(qū)域更注重生態(tài)穩(wěn)定性的提升，以此保證林場(chǎng)整體經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)揮的同時(shí)兼顧著林場(chǎng)生態(tài)功能的恢復(fù)和提升。

1 森林資源概況

湖南省青羊湖國(guó)有林場(chǎng)位于湖南省寧鄉(xiāng)市黃材鎮(zhèn)西部，地處28°10′20″—28°12′00″ N，111°58′00″—120°05′00″ E。西北部與桃江、安化兩縣交界，總面積1 083.9 hm2，其中一分場(chǎng)面積464.8 hm2，二分場(chǎng)面積459.69 hm2，官山工區(qū)面積159.2 hm2。林場(chǎng)以森林資源保護(hù)為重點(diǎn)，森林主要為水源涵養(yǎng)林和風(fēng)景林等生態(tài)效益高的林種，生態(tài)功能定位特殊，生物資源豐富，環(huán)境優(yōu)美，是長(zhǎng)株潭地區(qū)重要的生態(tài)源地。

1.1 森林面積及蓄積

1.1.1 森林資源面積 青羊湖國(guó)有林場(chǎng)總面積1 083.9 hm2，其中林地面積1 074.0 hm2，占林場(chǎng)總面積的99.1%；非林地9.9 hm2，占0.9%。林地中喬木林地955.9 hm2，竹林地70.7 hm2，灌木林地24.5 hm2，未成林造林地1.9 hm2，其他無(wú)立木林地1.1 hm2，林業(yè)輔助生產(chǎn)用地19.9 hm2。

青羊湖國(guó)有林場(chǎng)是生態(tài)型林場(chǎng)，其生態(tài)公益林面積為882.6 hm2，占森林總面積的83.9%，包含防護(hù)林和特用林，面積分別為382.9 hm2和499.7 hm2，占森林總面積的36.4%和47.5%。喬木林林齡結(jié)構(gòu)中，中齡林面積最大578.9 hm2，占60.6%。近熟林、成熟林和過(guò)熟林合計(jì)337.6 hm2，占比57.3%。幼齡林39.4 hm2，占4.1%。

1.1.2 森林資源蓄積 青羊湖國(guó)有林場(chǎng)森林資源蓄積115 637 m3，生態(tài)公益林蓄積為96 922 m3，占總蓄積的83.8%；商品林蓄積為18 714 m3，占總蓄積的16.2%。生態(tài)公益林中，防護(hù)林蓄積為39 351 m3，特用林蓄積為57 571 m3。商品林中，用材林蓄積為18 714 m3。喬木林齡組結(jié)構(gòu)中，幼齡林蓄積2 882 m3，占2.5%；中齡林蓄積66 274 m3，占57.3%；近熟林、成熟林和過(guò)熟林合計(jì)46 481 m3，占40.2%。

1.2 森林資源現(xiàn)狀

青羊湖林場(chǎng)喬木林單位面積蓄積量121 m3·hm-2。按起源分，天然林105 m3，人工林126 m3；按森林類別分，公益林112 m3，商品林114 m3。國(guó)家級(jí)公益林115 m3·hm-2。人工林每公頃蓄積約為天然林的1.2倍，公益林每公頃蓄積與商品林持平。

林分郁閉度 林場(chǎng)喬木林按郁閉度等級(jí)劃分為“密”(郁閉度≥0.80)、“中”(郁閉度0.40-0.79)和“疏”(郁閉度0.20-0.39)3個(gè)等級(jí)，其面積分別為120.1 hm2、735.2 hm2和100.6 hm2，平均郁閉度為0.63。青羊湖林場(chǎng)郁閉度較高，其中“中”、“密”郁閉度喬木林地占比87.4%，因此后期需對(duì)林場(chǎng)安排較多的撫育間伐，而對(duì)于郁閉度為“疏”的喬木林地，需結(jié)合齡組結(jié)構(gòu)，采取合理的經(jīng)營(yíng)措施，進(jìn)一步提高林分質(zhì)量，更好發(fā)揮生態(tài)效益。

齡組結(jié)構(gòu) 全林場(chǎng)幼、中、近、成、過(guò)齡林面積比例為1∶13∶9∶7∶2，幼齡林所占比例較小，僅為3%；幼、中齡林與近、成、過(guò)熟林的面積比約為0.8∶1，低于合理的幼、中齡林與近、成、過(guò)熟林的面積比1∶1，林齡結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)，后備資源不足，齡組結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步優(yōu)化。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究主要數(shù)據(jù)為青羊湖國(guó)有林場(chǎng)森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)，包含樹(shù)種、齡組、土壤等數(shù)據(jù)，地形圖等。

2.2 研究方法

本研究需要從生態(tài)敏感性和景觀格局兩方面對(duì)林地生態(tài)脆弱性進(jìn)行評(píng)價(jià)。生態(tài)敏感性指標(biāo)包括坡度、土層厚度、蓄積量和暴露度，景觀格局指標(biāo)包括破碎度和連通度。利用AHP法以1、3、5、7、9確定生態(tài)敏感性級(jí)別及權(quán)重，利用主成分分析法確定生態(tài)脆弱性測(cè)定指標(biāo)權(quán)重。景觀格局指數(shù)則利用fragstas3.0軟件計(jì)算。根據(jù)景觀格局指數(shù)和生態(tài)敏感性，利用主成分分析法確定各測(cè)定指標(biāo)權(quán)重，構(gòu)建各類林地生態(tài)脆弱性評(píng)價(jià)模型：

FVIi=aPDi+bTCHDi+cXJLi+dBLDi+ePSDi+fTTXi

(1)

式中，F(xiàn)VIi為i類林地的生態(tài)脆弱性；a,b,c,d,e,f為各測(cè)定指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，a+b+c+d+e+f=1。

各測(cè)定因子指標(biāo)如表1。

表1 各因子脆弱性等級(jí)分類

3 結(jié)果與分析

3.1 經(jīng)營(yíng)區(qū)劃與經(jīng)營(yíng)布局

表2 湖南省青羊湖國(guó)有林場(chǎng)森林經(jīng)營(yíng)區(qū)劃表

3.1.2 森林管理類型區(qū)劃 以《全國(guó)森林資源經(jīng)營(yíng)管理分區(qū)施策導(dǎo)則》和《湖南省森林經(jīng)營(yíng)規(guī)劃》為準(zhǔn)則，結(jié)合青羊湖國(guó)有林場(chǎng)森林資源的實(shí)際情況，將森林資源管理類型按地域劃分為3類，即重點(diǎn)保護(hù)類型區(qū)、保護(hù)經(jīng)營(yíng)類型區(qū)和集約經(jīng)營(yíng)類型區(qū)。

表3 湖南青羊湖國(guó)有林場(chǎng)森林資源經(jīng)營(yíng)管理類型區(qū)劃表 hm2

3.1.3 經(jīng)營(yíng)類型設(shè)計(jì)

根據(jù)經(jīng)營(yíng)期內(nèi)林分和林種現(xiàn)狀，結(jié)合森林經(jīng)營(yíng)區(qū)的劃分，將林場(chǎng)森林資源劃分為以下森林經(jīng)營(yíng)類型：

(1)杉木風(fēng)景和環(huán)境保護(hù)為主的兼用林；(2)杉木水源涵養(yǎng)為主的兼用林；(3)杉木一般用材培育為主的兼用林；(4)杉木大徑級(jí)用材培育為主的兼用林；(5)水杉風(fēng)景和環(huán)境保護(hù)為主的兼用林；(6)馬尾松風(fēng)景和環(huán)境保護(hù)為主的兼用林；(7)馬尾松水源涵養(yǎng)為主的兼用林；(8)闊葉混交景觀和環(huán)境保護(hù)為主的兼用林；(9)闊葉混交水源涵養(yǎng)為主的兼用林；(10)闊葉混交集約經(jīng)營(yíng)的用材林；(11)闊葉混交一般用材培育為主的兼用林；(12)針闊混交風(fēng)景和環(huán)境保護(hù)為主的兼用林；(13)針闊混交林水源涵養(yǎng)為主的兼用林；(14)針葉混交風(fēng)景和環(huán)境保護(hù)為主的兼用林；(15)針葉混交水源涵養(yǎng)為主的兼用林；(16)竹林風(fēng)景和環(huán)境保護(hù)為主的兼用林；(17)竹林水源涵養(yǎng)為主的兼用林；(18)茶葉風(fēng)景和環(huán)境保護(hù)為主的兼用林；(19)茶葉人工集約經(jīng)營(yíng)的食用原料林；(20)茶葉自然保護(hù)為主的兼用林；(21)果樹(shù)組集約經(jīng)營(yíng)的果林。

3.1.4 森林經(jīng)營(yíng)措施類型設(shè)計(jì)

根據(jù)林場(chǎng)劃分的森林經(jīng)營(yíng)區(qū)和不同的經(jīng)營(yíng)類型以及森林培育方向要求，確定林場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)措施類型為：(1)更新造林型；(2)封山育林型；(3)成林撫育間伐與修枝型(包括幼齡林、中齡林、近熟林的撫育)；(4)公益林管護(hù)型；(5)低效林改造型；(6)主伐利用型；(7)公益林更新改造型；(8)經(jīng)濟(jì)林經(jīng)營(yíng)型；(9)竹林管護(hù)型。

3.2 青羊湖國(guó)有林場(chǎng)生態(tài)脆弱性分析

通過(guò)生態(tài)脆弱性評(píng)價(jià)模型計(jì)算得到青羊湖國(guó)有林場(chǎng)生態(tài)脆弱性指數(shù)空間分布情況，并依據(jù)生態(tài)脆弱性等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)制作了生態(tài)脆弱性等級(jí)空間分布圖(圖1～圖3)，以此分析青羊湖國(guó)有林場(chǎng)生態(tài)脆弱性。整體來(lái)看，青羊湖國(guó)有林場(chǎng)生態(tài)脆弱性由微度脆弱、輕度脆弱、中度脆弱、重度脆弱和極度脆弱5種類型組成。其中，微度脆弱區(qū)面積占比為21.81%，輕度脆弱區(qū)面積占比為29.85%，中度脆弱區(qū)面積占比為28.43%，重度脆弱區(qū)面積占比為15.97%，極度脆弱區(qū)面積占比為3.94%。

但一年之后，俞永福便卸任了阿里大文娛董事長(zhǎng)，出任eWTP投資小組組長(zhǎng)。此時(shí)，阿里集團(tuán)各個(gè)業(yè)務(wù)的管理層都在做新老交替，阿里巴巴大文娛也開(kāi)始交接棒，一批原管理團(tuán)隊(duì)離任，并開(kāi)始實(shí)行班委基礎(chǔ)上的輪值總裁制。2017年12月，楊偉東被任命為大文娛首位輪值總裁，并兼任大優(yōu)酷事業(yè)群總裁。2018年5月，楊偉東又兼任了阿里音樂(lè)CEO。

極度脆弱區(qū)是生態(tài)狀況最差，極易被外力破壞生態(tài)平衡的區(qū)域。青羊湖國(guó)有林場(chǎng)極度脆弱區(qū)占比較少，主要為非林地，少數(shù)為茶林和喬木林。在一林班中極度脆弱區(qū)域的小班中0097號(hào)小班為馬尾松，其他均為林業(yè)輔助性非經(jīng)營(yíng)類型地類。二林班極度脆弱區(qū)域的小班中0289號(hào)小班和0352號(hào)小班的部分區(qū)域?yàn)槠渌查燁悾?270、0271號(hào)小班為茶葉，0233號(hào)小班為其他無(wú)立木林地，其他均為林業(yè)輔助生產(chǎn)的非經(jīng)營(yíng)類型地類或建設(shè)用地。三林班中極度脆弱的小班較少，主要為茶葉，如0385、0386號(hào)小班等。

重度脆弱區(qū)同樣需要注意生態(tài)狀況，在經(jīng)理期內(nèi)需合理安排采伐強(qiáng)度，以防出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境破壞的情況。重度脆弱區(qū)面積總體占比為15.97%，主要分布在一二林班，三林班分布較少。其中一林班以杉木、其他硬闊類、竹林為主，還有少量其他軟闊；二林班主要為其他硬闊類，其他軟闊和茶葉少量分布；三林班主要是竹林、杉木、茶葉和其他軟闊。

3.3 森林經(jīng)營(yíng)措施調(diào)整

3.3.1 森林經(jīng)營(yíng)方式調(diào)整 結(jié)合生態(tài)脆弱性分析，對(duì)森林經(jīng)營(yíng)方案中高度脆弱區(qū)的森林經(jīng)營(yíng)方式進(jìn)行調(diào)整，主要有一林班的0261、0243、0245和0332號(hào)小班，茶葉人工集約經(jīng)營(yíng)的食用原料林調(diào)整為茶葉風(fēng)景和環(huán)境保護(hù)為主的兼用林，調(diào)整面積為7.94 hm2；0316號(hào)小班果樹(shù)組集約經(jīng)營(yíng)的果樹(shù)林調(diào)整為保護(hù)經(jīng)營(yíng)的果樹(shù)林，調(diào)整面積為0.85 hm2；0130、0090和0092號(hào)小班，杉木水源涵養(yǎng)林為主的兼用林保護(hù)類型由保護(hù)經(jīng)營(yíng)調(diào)整為重點(diǎn)保護(hù)，調(diào)整面積為7.28 hm2；0084、0091和0093號(hào)小班，針葉混交林水源涵養(yǎng)為主的兼用林保護(hù)類型由保護(hù)經(jīng)營(yíng)調(diào)整為重點(diǎn)保護(hù)，調(diào)整面積為2.84 hm2；二林班中0216號(hào)小班，闊葉混交林集約經(jīng)營(yíng)的用材林調(diào)整為闊葉混交林風(fēng)景和環(huán)境保護(hù)為主的兼用林，調(diào)整面積為3.0 hm2?？偣采婕罢{(diào)整小班12個(gè)，調(diào)整面積21.91 hm2，調(diào)整后各森林經(jīng)營(yíng)管理類型面積如表4。

表4 湖南青羊湖國(guó)有林場(chǎng)調(diào)整后森林資源經(jīng)營(yíng)管理類型區(qū)劃表 hm2

3.3.2 森林采伐調(diào)整 通過(guò)傳統(tǒng)的方法提出了青羊湖國(guó)有林場(chǎng)的森林經(jīng)營(yíng)方案，并且具體經(jīng)營(yíng)措施分年度落實(shí)到小班地塊，但是由于在森林經(jīng)營(yíng)方案編制過(guò)程中可能忽視某些小班的生態(tài)脆弱性，而出現(xiàn)采伐強(qiáng)度過(guò)大而導(dǎo)致生態(tài)破壞的情況。同時(shí)，青羊湖國(guó)有林場(chǎng)是生態(tài)型林場(chǎng)，對(duì)小班生態(tài)效益的經(jīng)營(yíng)要更加注重。基于此，本研究在傳統(tǒng)的森林經(jīng)營(yíng)方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合生態(tài)脆弱性對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以保證林場(chǎng)在發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)不對(duì)小班的生態(tài)環(huán)境造成破壞。

本研究所調(diào)整的對(duì)象主要是處于重度脆弱區(qū)和極度脆弱區(qū)的小班，因?yàn)檫@些小班生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)更高，極易受到外界的干擾而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)被破壞。其中一林班0097號(hào)小班，優(yōu)勢(shì)樹(shù)種為馬尾松，林齡結(jié)構(gòu)為幼齡林，其經(jīng)理期內(nèi)二期的采伐強(qiáng)度為0.2，但其處于極度脆弱區(qū)，應(yīng)降低其采伐強(qiáng)度，可調(diào)為0.1，并且采伐后補(bǔ)植部分其他硬闊類，以增加其混交度，提高生態(tài)穩(wěn)定性。二林班和三林班極度脆弱區(qū)需要調(diào)整的小班有0270、0271、0385、0386號(hào)小班，茶葉為人工種植經(jīng)濟(jì)作物，人為干擾強(qiáng)度較大，因此對(duì)這些小班的措施主要是加大其防護(hù)力度，防止水土、肥力的過(guò)度流失，避免土壤沙化。二林班的0233號(hào)小班亦處于極度脆弱區(qū)內(nèi)，為其他無(wú)立木林地，需視實(shí)際情況增加其覆蓋度，防止水土流失，并逐漸將其培育成闊葉混交林，以保證其生態(tài)穩(wěn)定性。

重度脆弱區(qū)小班較多，主要分布在一、二林班。一林班中竹林小班有0127、0104、0134、0158、0151、0111、0112、0066、0046號(hào)小班，這些小班處于重度脆弱區(qū)，不對(duì)其進(jìn)行采伐措施；其他硬闊類小班中0129、0100、0052號(hào)小班采伐強(qiáng)度為0.1，采伐后注意補(bǔ)植闊葉樹(shù)種，增強(qiáng)其生態(tài)穩(wěn)定性，0128、0095、0094、0096號(hào)小班采伐強(qiáng)度為0.15，可調(diào)至0.1，降低其采伐強(qiáng)度，避免對(duì)其有較大的人為干擾；杉木小班有0130、0036、0071、0074、0076、0078、0092號(hào)小班，馬尾松的小班有0101、0055、0084、0090、0093號(hào)小班，其采伐強(qiáng)度均為0.15，對(duì)杉木小班和馬尾松小班的調(diào)整主要是采伐后需更新闊葉樹(shù)種，逐步以闊葉樹(shù)種代替杉木和馬尾松，形成闊葉混交林；其他軟闊中0131和0130號(hào)小班可將采伐強(qiáng)度從0.15降至0.1，并且對(duì)其實(shí)行封育措施，促進(jìn)其天然更新。二林班中竹林和茶林的小班無(wú)須調(diào)整期經(jīng)營(yíng)措施；其他軟闊的小班只有0319和0227，其采伐強(qiáng)度均為0.15，可調(diào)整至0.1，并且對(duì)其實(shí)行封育措施，促進(jìn)其天然更新；其他硬闊的小班較多，有0346、0347、0328號(hào)小班采伐強(qiáng)度為0.2，0352、0228號(hào)小班采伐強(qiáng)度為0.15，0218、0219、0215、0216號(hào)小班前期只撫育，后期采伐強(qiáng)度為0.2，可調(diào)至0.1，處于重度脆弱區(qū)的小班應(yīng)注意保持其近自然經(jīng)營(yíng)的狀態(tài)，避免對(duì)其林分有較大的干擾。三林班重度脆弱區(qū)小班較少，有杉木0363號(hào)小班，竹林0361號(hào)小班，其他軟闊0356、0380號(hào)小班，茶葉0385號(hào)小班，這些小班均無(wú)采伐的經(jīng)營(yíng)措施，無(wú)須調(diào)整。

表5 調(diào)整前后采伐蓄積對(duì)比表 m3

通過(guò)調(diào)整重度脆弱區(qū)和極度脆弱區(qū)小班的采伐強(qiáng)度后，各小班的采伐量相應(yīng)降低。前5年撫育間伐的采伐量減少了74.54 m3，前5年低效林改造采伐量減少了57.15 m3，后5年撫育間伐采伐量減少了398.69 m3，后5年更新采伐減少了40.09 m3，總采伐量減少了570.47 m3(表5)。

4 結(jié)論與討論

4.1 青羊湖國(guó)有林場(chǎng)森林資源整體較好，森林蓄積總量為115 637 m3，平均蓄積量為121 m3·hm-2，近熟林和成熟林的平均蓄積較大。林場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)措施以生態(tài)優(yōu)先，重點(diǎn)保護(hù)的森林經(jīng)營(yíng)管理類型占總面積的77.55%。

4.2 青羊湖國(guó)有林場(chǎng)整體生態(tài)較好，以微度脆弱、輕度脆弱和中度脆弱性區(qū)域?yàn)橹?，重度脆弱區(qū)和極度脆弱區(qū)較少，面積占比分別為15.97%和3.94%。極度脆弱區(qū)小班以林分輔助生產(chǎn)的非經(jīng)營(yíng)類型地類為主，重度脆弱區(qū)小班主要分布在一二林班，經(jīng)營(yíng)措施主要以低效林改造為主?？傮w而言，三林班的生態(tài)狀況要優(yōu)于一林班二林班。

4.3 結(jié)合生態(tài)脆弱性對(duì)傳統(tǒng)方法下提出的森林經(jīng)營(yíng)方案進(jìn)行調(diào)整，是對(duì)該方案的補(bǔ)充，避免高度生態(tài)脆弱區(qū)和極度生態(tài)脆弱區(qū)出現(xiàn)較大的人為干擾。傳統(tǒng)的森林經(jīng)營(yíng)方案只是就森林資源進(jìn)行結(jié)構(gòu)、功能的調(diào)整，但是在調(diào)整的過(guò)程中容易忽視小班地塊的生態(tài)敏感性，有些小班雖然目前生態(tài)狀況良好，但在實(shí)施經(jīng)營(yíng)措施時(shí)仍需注意其生態(tài)脆弱性，降低采伐強(qiáng)度，以保證生態(tài)功能的穩(wěn)定性，通過(guò)調(diào)整，重點(diǎn)保護(hù)森林經(jīng)營(yíng)類型面積增加10.12 hm2，保護(hù)經(jīng)營(yíng)類型面積增加1.77 hm2，集約經(jīng)營(yíng)的森林類型減少11.79 hm2，涉及調(diào)整的小班12個(gè)，調(diào)整面積21.91 hm2，森林采伐共減少570.47 m3。同時(shí)對(duì)于單一樹(shù)種的林分類型，如杉木林和馬尾松林，應(yīng)逐步調(diào)整其林分結(jié)構(gòu)，使其向闊葉混交林轉(zhuǎn)變，以增強(qiáng)其生態(tài)穩(wěn)定性。