韋新良，何 瑩

（1.浙江農林大學 環(huán)境與資源學院，浙江 臨安 311300；2.浙江省安吉縣林業(yè)局，浙江 安吉 313300）

從森林景觀的外在效果來看，大的樹冠、對比強烈的景觀元素構成、豐富的色彩和多變的林冠面都有利于提高森林美景度，而瑣碎景觀的存在、高的視覺清晰度和逆光都使美景度降低［1］。林分結構與森林內部景觀效果有關，如混交林的美景度較單純林高［2－3］，低密度和大年齡的林分美景度較高［4－5］，林內可透視距離越長，美景度越高［6］，地被物對林分的美景度具有促進作用［1－3］。森林經營管理活動及其效果對森林景觀有一定的影響，皆伐會對林分風景造成不利影響，撫育強度越輕美景度值越高［7－8］，采伐剩余物及較差的衛(wèi)生狀況會降低美景度［7］，蟲害會對美景度產生負影響［9］。對于有些景觀元素的作用還存在分歧。Vodak等［7］研究表明輕度間伐不會損害美景度，而Hull等［4］的研究結論則恰相反。Tahvanainen等［10］則認為小面積的皆伐是改善林分景觀質量較好的手段?？莸鼓镜拇嬖谑姑谰岸冉档停?］，但Rudis等［11］卻認為有限的倒木有利于提高林分美景度。在中國森林景觀質量評價中，許多研究是從森林的結構因子來評價森林景觀效果［12－16］。在自然風景區(qū)、森林公園、生態(tài)旅游區(qū)、森林城市等規(guī)劃和建設中，也提出了運用生態(tài)學原理和美學原理設計、營建、保護和管理相應的森林結構以達到一定的森林景觀效果的要求，但森林群落結構與森林景觀效果之間的內在關系至今尚未探明。因此，研究森林群落結構與景觀效果之間的相關性規(guī)律，既能為森林景觀的規(guī)劃設計和建設提供技術支撐，也能為科學合理地開展森林經營活動提高森林景觀質量提供技術服務，以滿足人類經濟社會發(fā)展中環(huán)境建設的需要。

1 研究材料與方法

1.1 研究材料

在浙江省淳安千島湖風景區(qū)、金華北山森林公園和東陽南山城市森林公園等區(qū)域內，采用典型選樣法選取景觀效果、森林結構不同且有一定代表性的森林地段作為研究對象，設置30個面積為20 m×30 m的研究樣地。采用全站儀進行樣地邊界測設和每木三維定位。在每個樣地中采用樣地法［14］進行森林結構和群落調查，進行每木檢尺，記錄喬木層樹木的種名、樹高、枝下高、胸徑、齡級、冠幅等值。在樣地右上角設置2 m×2 m的小樣方調查灌木層，同樣再在灌層樣方右上角辟出1 m×1 m的小樣方調查草本層，記錄灌、草的種類、數(shù)量、高度、蓋度等指標。根據森林景觀類型劃分的基本原理和和方法［15－16］，將林分類型分為天然常綠闊葉林、次生針闊混交林、次生馬尾松林和人工杉木林等4種類型。

對每個樣本林分，分別按林外遠景、林外近景和林分內景等3種景觀視覺尺度取景拍攝成林分景觀照片，并制作成統(tǒng)一大小和統(tǒng)一編號的PowerPoint幻燈片圖片和網絡相冊圖片，標明樣地號及其景觀尺度。設計調查問卷，采用網絡方式調查和專家征詢方法對森林景觀效果進行評判計分，共收回有效答卷411份。

1.2 森林群落結構定量表征

森林群落結構主要包括群落物種組成、群落層次性和群落外貌等方面，用物種多樣性、林分密度、群落豐富度、垂直層次性和種群分布格局等特征因子予以表征。

物種多樣性（species diversity）作為群落組織水平的生態(tài)學特征之一，是生境中物種豐富度及分布均勻性的一個綜合數(shù)量指標，表征生物群落和生態(tài)系統(tǒng)結構的復雜性，可以較好地反映群落的結構［15］。群落組成與物種多樣性多選用Shannon-Wiener指數(shù)（H），Pielou均勻度指數(shù)（E）和物種豐富度指數(shù)（S）來分析研究。一般認為Shannon-Wiener指數(shù)對生境差異的反映更為敏感［16］。公式為：

其中：Pi為第i個物種的個體在取樣中所占的比例。

森林林分密度說明林分中林木個體數(shù)量及對其所占空間的利用程度，用單位面積上的林木株數(shù)來表示。群落豐富度采用物種豐富度指數(shù)（S），即群落中物種的總數(shù)s，它反映的是構成群落的物種數(shù)，S=s。根據森林群落的垂直層次性，劃分為喬木層、灌木層、草本層和更新層，并用各層高度的標準差來表征。林木空間分布格局是指林木在水平空間的配置狀況和分布狀態(tài)，是研究森林空間結構的重要分析指數(shù)之一。選擇方差均值比法，方差均值比（偏離系數(shù)）的t檢驗也稱分布系數(shù)測定法，是對種群總體格局的統(tǒng)計描述。計算公式為：

其中：V為樣本方差，m為樣本均值，N為小樣方數(shù)，xi為某種群第 樣方內的個體數(shù)。當V/m=1為隨機分布；V/m＜1為均勻分布；V/m＞1為聚集分布，實測值與預期值的偏離程度可用t檢驗確定。

1.3 森林景觀效果定量表征

森林景觀效果是森林群落的綜合表現(xiàn)，具體從林外景觀和林內景觀2個方面來分析。許多研究表明：林外景觀因子主要有色調、林冠大小、林冠面層次變化等，林內景觀因子主要有樹種組成、樹高、枝下高、樹木胸徑、樹干形態(tài)、枯斷木、林分密度、林木分布、郁閉度、灌木層特征、草本層特征、采伐剩余物等。根據對研究樣本森林景觀效果評判結果的統(tǒng)計分析，樹木高度、郁閉度、枝下高、草本層蓋度、色調、樹種組成、分布狀況和采伐剩余物等森林景觀因子能比較全面地反映出森林群落的整體景觀效果。樹木高度、郁閉度、枝下高均以喬木測定統(tǒng)計值的平均數(shù)表示，草本層特征分草本層蓋度和草本層高度表示，樹種組成以喬木樹種數(shù)表示。色調、分布狀況和采伐剩余物等定性因子則依據其好差劃分等級，對不同等級賦予不同的分值進行量化（表1）。

表1 森林景觀定性因子量化Table 1 Decomposition of qualitative elements in forest scenery

1.4 森林群落結構與景觀效果的相關性統(tǒng)計分析

對森林群落結構因子指標值和景觀效果因子指標值進行數(shù)據標準化處理。

分別對森林群落結構因子——物種多樣性、林分密度、群落豐富度、垂直層次性和種群分布格局，與森林景觀因子——樹種組成、樹木高度、郁閉度、枝下高、草本層特征、色調、分布狀況和采伐剩余物建立起相關關系，采用SPSS 12.0軟件對數(shù)據進行相關統(tǒng)計分析，并進行相關顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 森林群落結構因子與森林景觀因子之間的相關性

由表2可知：物種多樣性與樹種組成的相關系數(shù)為0.911，呈很好的正相關；與色調的相關系數(shù)為0.308，呈一定的正相關；與其他森林景觀效果因子之間的相關性不顯著。由此表明：物種多樣性對森林景觀效果中的樹種組成和色調具有正效應，物種多樣性越高，樹種組成和色調越豐富，森林景觀效果越好；物種多樣性對其它森林景觀效果因子的作用不明顯。

表2 森林群落結構因子與森林景觀因子間的相關系數(shù)Table 2 Correlation coefficient of forest community structure factores and forest scenery elements

林分密度與樹種組成的相關系數(shù)為－0.409，呈明顯的負相關；與其他森林景觀效果因子之間的相關性不顯著。由此表明：林分密度對森林景觀效果中的樹種組成具有負效應，林分密度越大，則森林景觀樹種組成偏向單一化；林分密度對其他森林景觀效果因子的作用不明顯。

群落豐富度與樹種組成的相關系數(shù)為0.738，呈很好的正相關；與色調的相關系數(shù)為0.365，呈一定的正相關；與其他森林景觀效果因子之間的相關性不顯著。由此表明：群落豐富度對森林景觀效果中的樹種組成和色調具有正效應，群落豐富度越高，樹種組成和色調越豐富，森林景觀效果越好；群落豐富度對其他森林景觀效果因子的作用不明顯。

森林群落垂直層次性中，喬木層高與樹木高度、枝下高的相關系數(shù)為1.000和0.768，呈極好的正相關；與郁閉度的相關系數(shù)為－0.364，呈一定的負相關；與其他森林景觀效果因子之間的相關性不顯著。灌木層高與枝下高的相關系數(shù)為－0.477，呈明顯的負相關；與其他森林景觀效果因子之間的相關性不顯著。草本層高與草本層特征的相關系數(shù)為0.673，呈很好的正相關；與其他森林景觀效果因子之間的相關性不顯著。由此表明：喬木層高通過樹木高度、枝下高對森林景觀效果產生正效應，灌木層通過枝下高對森林景觀效果產生負效應，草本層高僅通過草本層特征對森林景觀效果產生正效應。森林群落垂直層次性對其他森林景觀效果因子的作用不明顯。

森林群落種群格局與林木分布狀況的相關系數(shù)為－0.772，呈很好的負相關；與樹種組成的相關系數(shù)為0.365，呈明顯的正相關；與枝下高的相關系數(shù)為－0.390，呈明顯的負相關；與其他森林景觀效果因子之間的相關性不顯著。由此表明：森林群落種群格局主要通過林木分布、樹種組成和枝下高等因子對森林景觀效果產生作用，而對其他森林景觀效果因子的作用不明顯。

2.2 森林景觀效果的生成特征

森林群落結構因子與森林景觀因子的相關性研究結果表明：森林群落結構因子與森林景觀因子之間有一定的內在關系，森林景觀因子由相應的森林群落結構因子所生成（圖1）。

在森林景觀因子中，樹種組成取決于物種多樣性、林分密度、群落豐富度和種群分布格局等森林群落結構因子；郁閉度主要取決于群落垂直結構的影響，尤其是喬木層高度的影響；樹木高度、枝下高取決于森林群落結構中的垂直層次性、種群分布格局；分布狀況由森林群落的種群分布格局因子所決定；草本層特征受群落垂直結構影響，尤其是受到草本層高度的影響；色調取決于群落豐富度；采伐剩余物僅是作為景觀評價中描述林內整潔性的因子而存在，與群落結構相關性不大，不受森林群落結構影響。

在森林景觀因子中，色調是森林群落外貌特征的綜合體現(xiàn)，樹種組成是描述林木個體形態(tài)的因子，郁閉度、樹木高度和枝下高是描述林內透光性和透視距離的因子，分布狀況是描述林分分布格局和群落整體性，草本層蓋度、采伐剩余物是描述林下層狀況的因子。森林景觀效果主要由森林的林木形態(tài)、林內景觀環(huán)境和森林外觀所生成，而這些森林景觀要素則取決于物種多樣性、林分密度、群落豐富度、垂直層次性和種群分布格局等森林群落結構特征。

圖1 森林景觀因子生成圖Figure 1 Generation of forest scenery factores

3 結論和建議

森林群落結構因子與景觀因子存在著一定的關聯(lián)性，群落結構決定了景觀效果的生成。森林群落結構中的一個特征只是從一個或幾個方面對森林景觀效果產生影響，而不是對森林景觀整體產生影響。豐富的森林植物種類對森林群落的林相與季相起著直接的作用，較大的林木高度和枝下高、稀疏的林木密度和郁閉度所形成的適宜林內光線與開闊的視野可以提高人們在森林內的舒適感，多層次的林內垂直空間結構和較高的草本層可以增強林內的立體感，均勻、隨機或較有規(guī)則的森林種群格局有助于提高森林美感。個別森林景觀要素如采伐剩余物的存在并不是森林群落結構本身所形成，而是由不合理的森林經營管理所形成。景觀林內外效果都是森林群落內部結構的整體表現(xiàn)。

在森林景觀規(guī)劃和管理中，森林的景觀效果由林外景觀和林內景觀等2個方面所構成，需要進行全面、系統(tǒng)、綜合的分析評價。林外景觀效果的形成，主要考慮構成森林群落的建群樹種配置，強調樹種的多樣性、適宜性和協(xié)調性。林內景觀的形成，重點在林分的密度、林木高度與層次性、林木的空間分布，還需要加強林內環(huán)境衛(wèi)生的管理。

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