青海祁連山片區(qū)人工林近自然森林經(jīng)營(yíng)關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)踐

馬慧靜

(青海省林業(yè)技術(shù)推廣總站，青海西寧 810008)

2015年9月國(guó)務(wù)院印發(fā)的《生態(tài)文明體制改革總體方案》是我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的行動(dòng)指南。習(xí)近平總書記視察青海時(shí)明確指出，今天的青海，在黨和國(guó)家工作全局中占有重要地位，對(duì)國(guó)家生態(tài)安全的重要性尤其突出。青海省委省政府認(rèn)真領(lǐng)會(huì)貫徹習(xí)近平總書記指示精神，提出堅(jiān)持生態(tài)保護(hù)優(yōu)先推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)造高品質(zhì)生活的“一優(yōu)兩高”戰(zhàn)略部署[1]。

青海祁連山地區(qū)水源涵養(yǎng)功能顯著、生物多樣性豐富、生態(tài)保護(hù)任務(wù)繁重、生態(tài)系統(tǒng)敏感而脆弱，是我國(guó)重要的生態(tài)屏障區(qū)、水源涵養(yǎng)區(qū)。由于過(guò)去傳統(tǒng)理念的制約、自然資源的粗放式利用和社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的加快，導(dǎo)致區(qū)域景觀破碎、植被退化、水源涵養(yǎng)能力下降、各類生態(tài)服務(wù)功能降低等一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。2008年3月，由青海省發(fā)展和改革委員會(huì)牽頭，編制完成了《青海省祁連山水源涵養(yǎng)區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和綜合治理規(guī)劃》。2012年12月28日，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)正式批復(fù)了《祁連山生態(tài)保護(hù)與建設(shè)綜合治理規(guī)劃(2012—2020年)》。因此，祁連山生態(tài)保護(hù)與建設(shè)綜合治理工程是在國(guó)家生態(tài)戰(zhàn)略層面上開展的，得到了國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的高度重視和充分肯定，也是青海省在落實(shí)生態(tài)優(yōu)先戰(zhàn)略上的重大舉措和重點(diǎn)布局、積極推動(dòng)的項(xiàng)目。在該背景下，開展科技示范與推廣項(xiàng)目，無(wú)疑對(duì)促進(jìn)祁連山生態(tài)保護(hù)和治理，加大項(xiàng)目科技支撐具有重大意義。

1 研究的必要性

目前祁連山生態(tài)保護(hù)工程已取得了階段性成果，對(duì)改善祁連山農(nóng)牧區(qū)生產(chǎn)生活條件和促進(jìn)農(nóng)牧民增收以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展起著重要的作用，成效顯著。

2017年6月26日，國(guó)家通過(guò)了《祁連山國(guó)家公園體制試點(diǎn)方案》，同時(shí)青海省政府批復(fù)了《青海省祁連山區(qū)山水林田湖生態(tài)保護(hù)修復(fù)試點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)施方案》，青海省祁連山地區(qū)生態(tài)治理工作向統(tǒng)籌山水林田湖草等生態(tài)要素方向發(fā)展，向努力增綠擴(kuò)面補(bǔ)齊生態(tài)短板方面持續(xù)推進(jìn)。為適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展對(duì)科技支撐的需求，在總體大方向不變的情況下，對(duì)形成較早的《青海省祁連山水源涵養(yǎng)區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和綜合治理規(guī)劃》進(jìn)行適度調(diào)整十分必要。

在祁連山生態(tài)治理方面取得顯著成績(jī)的基礎(chǔ)上，為緊密配合祁連山生態(tài)保護(hù)與建設(shè)綜合治理工程的實(shí)施，提高工程項(xiàng)目的顯示度，進(jìn)一步提升科技在工程項(xiàng)目中的支撐和引領(lǐng)作用，省科技廳、省發(fā)展和改革委員會(huì)和省林業(yè)和草原局等多方協(xié)調(diào)，項(xiàng)目研究在加速祁連山地區(qū)林草植被協(xié)調(diào)發(fā)展和解決祁連山地區(qū)森林系統(tǒng)在水源涵養(yǎng)總量估算及水源涵養(yǎng)功能提升潛力余量等方面具有重要意義。

森林生態(tài)系統(tǒng)具有重要的生態(tài)水文功能，其在保持水土、涵養(yǎng)水源、改善環(huán)境等方面的作用不可替代。水源涵養(yǎng)林作為一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，不但具有生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，而且具有涵養(yǎng)保護(hù)水源、調(diào)洪削峰、防止土壤侵蝕、凈化水質(zhì)和調(diào)節(jié)氣候等生態(tài)服務(wù)功能。森林生態(tài)系統(tǒng)功能的價(jià)值數(shù)倍于草原生態(tài)系統(tǒng)。

祁連山水源涵養(yǎng)區(qū)主體地貌以山地為主，兼有溝谷和盆地。發(fā)育著包括森林、灌叢、草原、草甸等多樣化植被類型，其中林地面積2 954.75 km2，森林覆蓋率4.63%，覆蓋率高于全省水平。對(duì)全省而言，具有典型性和示范意義[2]。近5年來(lái)青海省在人工林建設(shè)方面累計(jì)投資210億元，完成營(yíng)造林85.05萬(wàn)hm2，義務(wù)植樹7 500萬(wàn)株。在提升森林覆蓋率，保護(hù)與恢復(fù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境方面取得了豐碩成果。但是也存在人工林建設(shè)樹種單一、用材林改公益林后林分調(diào)控措施缺乏，在林地保護(hù)與恢復(fù)方面的研究力量投入不足等問(wèn)題，導(dǎo)致在水源涵養(yǎng)林建設(shè)的技術(shù)集成度不高，林地整體水源涵養(yǎng)功能不佳，物種多樣性匱乏。

綜上所述，通過(guò)水源涵養(yǎng)林高效空間配置和結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，形成混交、穩(wěn)定、異齡復(fù)層、可自然更新的近自然森林系統(tǒng)，可大力提升和充分發(fā)揮森林系統(tǒng)在祁連山地區(qū)水源涵養(yǎng)能力。同時(shí)，建立可量化的森林生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)評(píng)價(jià)體系，可為祁連山地區(qū)生態(tài)工程水源涵養(yǎng)總量的核算與水資源增貯潛力的評(píng)測(cè)提供技術(shù)支撐。該研究將有助于進(jìn)一步推進(jìn)祁連山生態(tài)保護(hù)與建設(shè)綜合治理工程和祁連山國(guó)家公園(青海片區(qū))體制試點(diǎn)實(shí)施的順利開展，為落實(shí)省委省政府關(guān)于“一優(yōu)兩高”指示精神提供科技支持與保障。

2 近自然森林經(jīng)營(yíng)的概念

遵循森林的自然生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，以森林更新到穩(wěn)定的森林群落為周期，設(shè)計(jì)和實(shí)施各項(xiàng)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，充分利用影響森林的各種自然力，不斷優(yōu)化森林經(jīng)營(yíng)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)森林的樹種組成鄉(xiāng)土化、林分結(jié)構(gòu)多層化、綜合功能最大化，從而使人工生態(tài)公益林的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益達(dá)到一種最佳結(jié)合的接近自然的森林經(jīng)營(yíng)模式[3]。

3 研究區(qū)概況

祁連山地區(qū)是我國(guó)西北荒漠區(qū)和青藏高原高寒區(qū)的過(guò)渡區(qū)，遠(yuǎn)離海洋，具有典型的大陸性氣候和高原氣候特征。該地區(qū)地勢(shì)高差大，地形條件復(fù)雜，水熱條件差異明顯，由東向西隨著干旱程度逐漸增強(qiáng)，植被由溫帶半干旱草原逐漸向溫帶半荒漠及荒漠過(guò)渡。

森林系統(tǒng)(包括常綠針葉林和落葉闊葉林)，主要分布于祁連山東段的樂(lè)都區(qū)、互助縣、大通縣、門源縣、祁連縣。灌叢系統(tǒng)(主要包括河谷灌叢、溫性灌叢和高寒灌叢)，主要分布于祁連山東段的高山與河谷地區(qū)，祁連山中部和西部也有少量分布。

據(jù)初步調(diào)查，祁連山地區(qū)森林系統(tǒng)(包括喬木和灌木)總面積85萬(wàn)余hm2，其中，互助縣、大通縣、門源縣和祁連縣分布面積分別占總森林系統(tǒng)面積的18.76%、12.48%、27.36%和23.85%，研究區(qū)4個(gè)縣總體占森林分布面積的82.45%。同時(shí)涵蓋青海省分布的常綠針葉林、落葉闊葉林和灌叢三大森林系統(tǒng)。

總體上，從氣候和森林類型與分布特征等方面，針對(duì)研究地區(qū)高寒貧瘠、樹種單一的植被重建現(xiàn)狀和作為區(qū)域重要水源地的環(huán)境特點(diǎn)，結(jié)合水文和氣候等相關(guān)資料，以祁連山自然保護(hù)區(qū)試驗(yàn)區(qū)及其外緣的水源涵養(yǎng)功能區(qū)作為項(xiàng)目實(shí)施區(qū)，統(tǒng)籌不同立地植被群落結(jié)構(gòu)、植被格局與水源涵養(yǎng)功能關(guān)系等要素，在祁連縣、互助縣、門源縣和大通縣等地展開，建立10處單項(xiàng)技術(shù)試驗(yàn)示范點(diǎn)和1處小流域綜合試驗(yàn)示范點(diǎn)。建立具有典型性和代表性的示范區(qū)，形成可復(fù)制性、可推廣的技術(shù)支撐體系，同時(shí)對(duì)全省具有很好的示范意義[4]。

4 技術(shù)措施

該項(xiàng)目針對(duì)研究地區(qū)高寒貧瘠、樹種單一的植被重建現(xiàn)狀和作為區(qū)域重要水源地的環(huán)境特點(diǎn)，以祁連山自然保護(hù)區(qū)試驗(yàn)區(qū)及其外緣的水源涵養(yǎng)功能區(qū)為項(xiàng)目實(shí)施區(qū)，通過(guò)不同立地植被群落結(jié)構(gòu)、植被格局與水源涵養(yǎng)功能關(guān)系的量化分析，開展森林近自然經(jīng)營(yíng)水平診斷與綜合評(píng)價(jià)，并據(jù)此，集成研發(fā)滿足保水功能提升、林分穩(wěn)定為核心的林草植被結(jié)構(gòu)調(diào)整技術(shù)，集成研發(fā)近自然化理想林分結(jié)構(gòu)的植被類型與結(jié)構(gòu)改善的途徑及流域尺度的景觀格局優(yōu)化配置技術(shù)，研發(fā)和集成現(xiàn)有植被結(jié)構(gòu)調(diào)整的方法體系并開展試驗(yàn)示范。

4.1 基于水源涵養(yǎng)功能保障的林草植被群落結(jié)構(gòu)綜合評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

4.1.1探明林草植被區(qū)域背景，構(gòu)建水源涵養(yǎng)功能評(píng)價(jià)體系。該項(xiàng)內(nèi)容以祁連山自然保護(hù)區(qū)試驗(yàn)區(qū)及其外緣的水源涵養(yǎng)功能區(qū)在不同階段建設(shè)的人工林群落/分布區(qū)作為主要研究工作區(qū)，兼顧其他植被恢復(fù)工程建設(shè)區(qū)，主要通過(guò)遙感影像及野外調(diào)查等探明林草植被區(qū)域背景，以立地環(huán)境-植被結(jié)構(gòu)-空間格局與水源涵養(yǎng)功能的關(guān)系為研究主脈絡(luò)，采用各立地類型林分相應(yīng)的水源涵養(yǎng)功能要素，基于PSR(壓力-狀態(tài)-響應(yīng))模型構(gòu)建區(qū)域林草植被水源涵養(yǎng)功能評(píng)價(jià)體系。

森林生態(tài)系統(tǒng)多樣性調(diào)查方法：

(1)樣線、樣點(diǎn)布設(shè)。多樣性調(diào)查采用地面實(shí)地調(diào)查為主，喬木林包括針葉林和闊葉林，分別設(shè)置樣地5個(gè)，布設(shè)的樣線與樣點(diǎn)見圖1。分別在針葉林、闊葉林設(shè)置監(jiān)測(cè)樣方，樣方設(shè)置包括喬木層、灌木層和草本層。喬木林樣方為28.28 m×28.28 m(圖2)，同時(shí)采用5點(diǎn)取樣法設(shè)置灌木層和草本層樣方5個(gè)；灌木層樣方設(shè)置為4 m×4 m(圖3)，樣方數(shù)量5個(gè)；草本層樣方設(shè)置為1 m×1 m，樣方數(shù)量5個(gè)。

圖1 森林生態(tài)系統(tǒng)多樣性調(diào)查樣線、樣點(diǎn)設(shè)置Fig.1 Sample line and sample point setting for forest ecosystem diversity survey

圖2 喬木林樣方設(shè)置Fig.2 Setting of tree forest quadrats

圖3 灌木林樣方設(shè)置Fig.3 Setting of shrub forest quadrats

灌木林：灌木林樣地共設(shè)置8個(gè)。灌木林樣方包括灌木層和草本層，確定灌木層樣方為4 m×4 m，草本層樣方設(shè)置為1 m×1 m，樣方數(shù)量5個(gè)[5]。

(2)調(diào)查項(xiàng)目。林分調(diào)查：調(diào)查主要樹種和林分組成、林木分布狀況、林齡、株間距、樹高、胸徑、郁閉度、植被覆蓋度、葉面積指數(shù)等，采用冠層分析儀測(cè)定不同林分的葉面積指數(shù)(LAI)，以確定林分冠層結(jié)構(gòu)。立地調(diào)查包括地貌類型、海拔、坡位、坡度、坡向、腐殖質(zhì)層厚度。土壤理化性質(zhì)和土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的測(cè)定在室內(nèi)進(jìn)行，野外采樣為在每塊樣地內(nèi)隨機(jī)15個(gè)點(diǎn)采集土樣并采用四分法混勻后帶回室內(nèi)，按照常規(guī)試驗(yàn)分析方法測(cè)定土壤理化性質(zhì)(土壤質(zhì)地、容重、孔隙度、土壤含水量、土壤肥力等)，土壤微生物群落結(jié)構(gòu)采用高通量測(cè)序MiSeq平臺(tái)微生物多樣性分析方法測(cè)定。將調(diào)查結(jié)果填入樣地調(diào)查表(圖4)。

圖4 樣地調(diào)查表設(shè)計(jì)Fig.4 Design of sample plot survey

4.1.2判定可提升多種服務(wù)功能的林草植被類型和群落結(jié)構(gòu)。綜合評(píng)估現(xiàn)有林草植被類型和群落結(jié)構(gòu)在基本滿足其主導(dǎo)服務(wù)功能條件下的林分穩(wěn)定性及可持續(xù)性，評(píng)估其提升多種服務(wù)功能的空間適宜性和可提升余地，判定立地-坡面-小流域等不同尺度可調(diào)整與提升林草植被類型和群落結(jié)構(gòu)，提出調(diào)整或改造的等級(jí)。在現(xiàn)有林草植被類型和群落結(jié)構(gòu)在基本滿足其主導(dǎo)服務(wù)功能條件的基礎(chǔ)上，評(píng)估影響林分穩(wěn)定性及可持續(xù)性的林草植被類型及環(huán)境變量。林分的穩(wěn)定值采用每公頃林木株數(shù)和蓄積量的乘積再除以1 000的值得出，利用多元回歸法及SPSS分析林草植被類型(林分多樣性、郁閉度、枯落物量等)和環(huán)境變量(坡度、坡向、坡位、海拔)與林分穩(wěn)定性的關(guān)系，從而評(píng)估林分穩(wěn)定性。林草植被資源消耗的增長(zhǎng)率不超過(guò)林草植被資源的增長(zhǎng)率是可持續(xù)利用的必要條件，利用Logistic曲線，根據(jù)林草植被資源增長(zhǎng)變化趨勢(shì)與林草植被資源消耗的變化趨勢(shì)的匹配程度來(lái)判斷資源變化的宏觀趨勢(shì)，可得出4種模型來(lái)判斷這種關(guān)系，即可持續(xù)模型、不可持續(xù)模型、先期可持續(xù)而后期不可持續(xù)模型、先期不可持續(xù)而后期可持續(xù)模型，繼而評(píng)估林分的可持續(xù)性。綜合評(píng)估林分穩(wěn)定性和可持續(xù)性，得出影響林分穩(wěn)定性及可持續(xù)性的林草植被類型及環(huán)境變量指標(biāo)[6]。

主要觀測(cè)指標(biāo)：在調(diào)查樣地確定后，按區(qū)域歸類開展相關(guān)林地小氣候(自動(dòng)小氣候工作站)、林冠截留降水量、枯落物持水量、土壤滲透性及蒸發(fā)量等定位觀測(cè)，以獲取現(xiàn)場(chǎng)第一手水文效應(yīng)數(shù)據(jù)；水文觀測(cè)主要集中在5—8月進(jìn)行，按照地形因地制宜布設(shè)/構(gòu)筑簡(jiǎn)易測(cè)流堰，并配套自壓式水位計(jì)開展集水區(qū)徑流觀測(cè)和小流域徑流觀測(cè)。

樹冠截留量按前期積累數(shù)據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型計(jì)算。

基于已有數(shù)據(jù)，采用專家信息法、回歸分析法等數(shù)學(xué)方法，應(yīng)用EXCEL、SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理和歸一化處理，利用綜合評(píng)判模型進(jìn)行計(jì)算并排序，對(duì)人工植被生態(tài)系統(tǒng)主要服務(wù)功能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，基于前述得出的影響林分穩(wěn)定性及可持續(xù)性的林草植被類型及環(huán)境變量指標(biāo)，評(píng)估其提升多種服務(wù)功能的空間適宜性，并利用專家信息法對(duì)其可提升余地進(jìn)行評(píng)估[7]。

結(jié)合樹種或植物群落的優(yōu)化調(diào)控措施，影響林分穩(wěn)定性與可持續(xù)性的林草植被類型及環(huán)境變量指標(biāo)，對(duì)林草植被類型和環(huán)境變量指標(biāo)的現(xiàn)狀進(jìn)行研究，最終提出調(diào)整或改造的等級(jí)。結(jié)合模型將研究區(qū)內(nèi)典型林草植被功能劃分高、中、低3級(jí)或高、較高、中、較中、低、較低6級(jí)水平的類型，以期為低效林評(píng)價(jià)及功能提升提供科學(xué)依據(jù)。

4.1.3構(gòu)建水源涵養(yǎng)功能提升的林分結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置與調(diào)整試驗(yàn)示范的綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系。從系統(tǒng)工程的角度出發(fā)，以基于InVEST模型評(píng)估的林草植被多種服務(wù)功能和基于PSR模型構(gòu)建的林草植被群落健康評(píng)價(jià)體系為研究對(duì)象，應(yīng)用層次分析法(AHP)構(gòu)建水源涵養(yǎng)功能提升的林分結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置與調(diào)整試驗(yàn)示范的綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系[8]。

通過(guò)理論分析和專家咨詢，將該體系分為目標(biāo)層、中間層和指標(biāo)層3個(gè)層次，其中，目標(biāo)層為綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，中間層為多種服務(wù)功能提升和林分結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置與調(diào)整試驗(yàn)示范，并將其逐一分層細(xì)化，形成由13個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)組成的指標(biāo)層(圖5)，在評(píng)價(jià)過(guò)程中可根據(jù)實(shí)際情況選擇或增加相應(yīng)指標(biāo)。

圖5 層次結(jié)構(gòu)模型Fig.5 Hierarchy model

由于各指標(biāo)的作用不同，最終綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系的影響程度也有一定差異，為了區(qū)分各指標(biāo)間的差異性，采用層次分析法(AHP)確定各指標(biāo)的權(quán)重值。將這些指標(biāo)按照隸屬關(guān)系的不同分為2個(gè)層次，利用數(shù)學(xué)分析方法及專家咨詢，給出各層次各目標(biāo)的相對(duì)權(quán)重值。最終構(gòu)建多種服務(wù)功能提升的林分結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置與調(diào)整試驗(yàn)示范的綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系[9]。

4.2 基于水源涵養(yǎng)功能提升與穩(wěn)定性維持的近自然林分結(jié)構(gòu)調(diào)整試驗(yàn)示范

4.2.1篩選確認(rèn)符合項(xiàng)目區(qū)實(shí)踐的近自然化理想林草結(jié)構(gòu)經(jīng)營(yíng)類型。

4.2.1.1不同立地試驗(yàn)林分選擇。依據(jù)可提升多種服務(wù)功能的林草植被類型和群落結(jié)構(gòu)判定以及歷史調(diào)查研究資料，根據(jù)遙感判讀、森林資源二類調(diào)查和水源涵養(yǎng)功能提升建議，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏查，選定典型代表林分類型進(jìn)行林分穩(wěn)定性及可持續(xù)性綜合評(píng)估，篩選出不同立地條件下(陰坡、陽(yáng)坡和半陰半陽(yáng)坡)的代表林分類型，主要涉及青海云杉純林、青海油松純林、祁連圓柏純林、華北落葉松純林、白樺華北落葉松混交林、華北落葉松青海云杉混交林、青海云杉白樺混交林、青海云杉白樺青楊混交林、青楊純林、沙棘、金露梅小檗灌叢和檸條灌叢等。

4.2.1.2近自然理想林分的篩選。根據(jù)近自然林應(yīng)具有的林分異齡、復(fù)層和自然更新的結(jié)構(gòu)特征，采用林下植被生物多樣性、林分空間結(jié)構(gòu)、林分生產(chǎn)力、林分健康和土壤水分5類評(píng)價(jià)指標(biāo)。

4.2.1.3評(píng)價(jià)指標(biāo)測(cè)定方法。在前述的調(diào)查樣地確定后，在標(biāo)準(zhǔn)樣地開展林下植被生物多樣性(豐富度、多樣性Shannon diversity和均勻度Pielou’s evenness指數(shù))、林分空間結(jié)構(gòu)(樹齡分布、蓄積量、水平結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu))和林分生產(chǎn)力(年樹干生長(zhǎng)率)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查；采用葉綠素?zé)晒鈨x和植物水勢(shì)儀分別測(cè)定葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力參數(shù)和水勢(shì)，得出林分健康指標(biāo)；利用便攜式土壤水分速測(cè)儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定土壤水分。

4.2.2確定水源涵養(yǎng)功能提升的穩(wěn)定林草植被人工定向調(diào)控目標(biāo)。研究影響其自然更新、群落正向演替的環(huán)境因素與林分結(jié)構(gòu)和森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)技術(shù)等調(diào)控因素的關(guān)系。通過(guò)對(duì)不同植被類型的對(duì)比，采用參評(píng)因素因子分值量化方法進(jìn)行近自然化理想林草植被和其他類型林草植被如人工純林和低效林的功能差異分析，開展近自然林和人工純林功能差異分析[10]。

通過(guò)研究分析水源涵養(yǎng)功能和植被結(jié)構(gòu)的關(guān)系以及不同樹種的生長(zhǎng)對(duì)環(huán)境因子以及立地條件的響應(yīng)，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，對(duì)限制因子進(jìn)行排序并識(shí)別出對(duì)樹木生長(zhǎng)和實(shí)現(xiàn)自然演替的一些關(guān)鍵環(huán)境和立地條件因子，從而為設(shè)計(jì)因地制宜的多樹種在空間和時(shí)間上的配置提供支撐，為確定不同林草植被類型的調(diào)控目標(biāo)和調(diào)控改造技術(shù)提供依據(jù)。最終，從生態(tài)服務(wù)、遺傳生物多樣性保護(hù)和游憩景觀等功能提升角度確定穩(wěn)定林草植被人工定向調(diào)控綜合目標(biāo)。

4.2.3形成祁連山水源涵養(yǎng)林區(qū)林草植被維穩(wěn)、提升改造關(guān)鍵技術(shù)體系，開展試驗(yàn)示范。探討近自然林草結(jié)構(gòu)環(huán)境因素與經(jīng)營(yíng)管理調(diào)控之間的關(guān)系：依據(jù)調(diào)查和試驗(yàn)結(jié)果，篩選可滿足近自然的林草植被結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的林分樣地，推演其植被自然演替的關(guān)鍵因子和經(jīng)營(yíng)策略。集成祁連山地區(qū)近自然林分結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)營(yíng)調(diào)控項(xiàng)目成果：總結(jié)近自然林業(yè)理論進(jìn)入我國(guó)近20年來(lái)在國(guó)內(nèi)的實(shí)踐成果，分析近自然林分自然更替的樹種選擇與調(diào)控技術(shù)。該項(xiàng)目初步篩選的祁連山區(qū)主要造林樹種見表1。

表1 項(xiàng)目區(qū)主要造林林草篩選結(jié)果

綜合上述研究，集成綜合成果開展試驗(yàn)示范，構(gòu)建近自然林草植被維穩(wěn)，提升改造關(guān)鍵技術(shù)體系，形成6種技術(shù)模式共10項(xiàng)技術(shù)，并開展試驗(yàn)示范(表2)。表2中序號(hào)1～8為以水源涵養(yǎng)功能提升為導(dǎo)向的林草植被結(jié)構(gòu)調(diào)整技術(shù)示范，序號(hào)9～10為以水源涵養(yǎng)功能為主的生態(tài)功能進(jìn)一步提升技術(shù)示范。

表2 單項(xiàng)技術(shù)試驗(yàn)示范林匯總

續(xù)表2

5 效益分析

5.1 社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施，在水源涵養(yǎng)林建設(shè)中建立近自然林改造的理念；引導(dǎo)農(nóng)牧民在生產(chǎn)、生活及旅游中提高對(duì)生物多樣性保護(hù)的意識(shí)，減少對(duì)生物的破壞，改善生物環(huán)境；有利于樹立民眾尊重自然、保護(hù)自然、順應(yīng)自然的科學(xué)觀，營(yíng)造全社會(huì)關(guān)心支持飲水水源林保護(hù)的良好氛圍，形成全社會(huì)共建生態(tài)文明的格局，最終實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展。在水源涵養(yǎng)林為導(dǎo)向的近自然林改造中，建立的景觀格局營(yíng)建模式，可為當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)的提質(zhì)增效奠定基礎(chǔ)，為旅游業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展建立技術(shù)支撐。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，需要聘用當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民參加野外調(diào)查和植被補(bǔ)植建植工作，直接增加農(nóng)牧民的可支配收入[11]。

5.2 生態(tài)效益該項(xiàng)目研究堅(jiān)持以水源涵養(yǎng)和生物多樣性保護(hù)為核心的生態(tài)功能定位，所形成的優(yōu)化組合構(gòu)建的各類低效人工水源涵養(yǎng)林結(jié)構(gòu)調(diào)控應(yīng)用技術(shù)模式與運(yùn)作方式，可為祁連山地區(qū)未來(lái)的水源涵養(yǎng)林近自然可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供可借鑒的參考依據(jù)和示范案例。通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施，試驗(yàn)示范區(qū)水源涵養(yǎng)功能得到明顯提高，植物資源種類和遺傳多樣性明顯提高[12]。