李典軍， 田育新，3， 朱 昕， 王育堅(jiān)， 周 滿(mǎn)， 羅 佳，3

(1.湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.湖南省林業(yè)局， 湖南 長(zhǎng)沙 410004；3.湖南慈利森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站， 湖南 慈利 427200)

公益林(地)是以保護(hù)和改善人類(lèi)生存環(huán)境、維持生態(tài)平衡、保存物種資源、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、森林旅游、國(guó)土保安等需要為主要經(jīng)營(yíng)目的的森林(林地)，包括防護(hù)林和特種用途林。公益林(地)按事權(quán)等級(jí)劃分為國(guó)家級(jí)公益林(地)和地方公益林(地)。國(guó)家級(jí)公益林(地)是指由地方人民政府根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定劃定，并經(jīng)國(guó)務(wù)院林業(yè)主管部門(mén)核查認(rèn)定的公益林(地)；地方公益林(地)是指由各級(jí)地方人民政府根據(jù)國(guó)家和地方的有關(guān)規(guī)定劃定，并經(jīng)同級(jí)林業(yè)主管部門(mén)核查認(rèn)定的公益林(地)。國(guó)家級(jí)公益林(地)保護(hù)等級(jí)劃分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)，地方公益林(地)保護(hù)等級(jí)劃分為重點(diǎn)和一般[1]。公益林以生態(tài)效益和社會(huì)效益為主體功能，主要功能是維護(hù)和改善人類(lèi)生存環(huán)境、維持生態(tài)平衡等[2-4]；主要效益是為公眾提供公共服務(wù)和產(chǎn)品，維護(hù)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。依據(jù)《湖南省公益林區(qū)劃界定辦法》(湘林資〔2010〕09號(hào))文件[5-6]，公益林應(yīng)在林地(不包括輔助生產(chǎn)用地)范圍內(nèi)進(jìn)行區(qū)劃。公益林區(qū)劃應(yīng)遵循生態(tài)優(yōu)先、確保重點(diǎn)、因地制宜、因害設(shè)防、尊重自愿、維護(hù)穩(wěn)定、集中連片、合理布局的原則。公益林區(qū)劃界定范圍包括國(guó)家級(jí)公益林區(qū)劃界定范圍和省級(jí)公益林區(qū)劃界定范圍。

2018年4月26日，習(xí)近平總書(shū)記在深入推動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展座談會(huì)上明確指出：要積極探索推廣綠水青山轉(zhuǎn)化為金山銀山的路徑，把綠水青山變成金山銀山。為公益林建設(shè)指明了方向，提供了遵循的根本。在當(dāng)前大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的背景下，森林質(zhì)量提升已經(jīng)成為一個(gè)重要的主題，并將是今后相當(dāng)長(zhǎng)一個(gè)時(shí)期內(nèi)林業(yè)發(fā)展的目標(biāo)和任務(wù)[7-8]。公益林質(zhì)量是反映公益林森林生態(tài)系統(tǒng)狀況[9]的一個(gè)綜合指標(biāo)，是森林在保持健康穩(wěn)定的條件下，所發(fā)揮的供給、調(diào)節(jié)、服務(wù)、支持等生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)多功能效益的總和。公益林單位面積蓄積量、單位面積生物量、單位面積生長(zhǎng)量、森林健康狀況是衡量公益林森林質(zhì)量的重要指標(biāo)。湖南是國(guó)家長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶戰(zhàn)略的重要生態(tài)空間，生態(tài)區(qū)位十分重要。自2001年以來(lái)，湖南省公益林保護(hù)面積逐年擴(kuò)大，總量適宜、結(jié)構(gòu)合理、功能完備的公益林保護(hù)體系基本建立，有效保護(hù)了“一湖三山四水”為骨架的重要生態(tài)區(qū)位和基巖裸露、水土流失嚴(yán)重的生態(tài)脆弱區(qū)，公益林保護(hù)為綠色湖南、生態(tài)強(qiáng)省、精準(zhǔn)扶貧作出了巨大貢獻(xiàn)。本研究中，采用公益林單位面積蓄積量和單位面積生物量指標(biāo)來(lái)分析研究湖南省省級(jí)以上公益林質(zhì)量狀況，旨在為全面評(píng)估湖南省公益林質(zhì)量提供參考。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)為湖南省省級(jí)以上公益林區(qū)劃界定范圍。根據(jù)湖南省2017年公益林完善落界成果數(shù)據(jù)，湖南省省級(jí)以上公益林總面積494.5319萬(wàn)hm2，其中國(guó)家級(jí)公益林392.5509萬(wàn)hm2、省級(jí)公益林101.981 0萬(wàn)hm2，覆蓋了湖南省14個(gè)市(州)、122個(gè)縣(市、區(qū))中的118個(gè)縣(市、區(qū))。目前，僅長(zhǎng)沙市的芙蓉區(qū)和開(kāi)福區(qū)、衡陽(yáng)市的石鼓區(qū)和蒸湘區(qū)等4個(gè)區(qū)無(wú)公益林分布。

湖南地處中國(guó)中南部、長(zhǎng)江中游南部，東以幕阜、武功諸山系與江西交界，西以云貴高原東緣連貴州，西北以武陵山脈毗鄰重慶、湖北，南枕南嶺與廣東、廣西相鄰，北以濱湖平原與湖北接壤。地處云貴高原向江南丘陵和南嶺山脈向江漢平原過(guò)渡的地帶，屬自西向東呈梯級(jí)降低的云貴高原東延部分和東南山丘轉(zhuǎn)折線(xiàn)南端，總體上呈西高東低、南高北低，東、西、南三面山地環(huán)繞，逐漸向中部及東北部?jī)A斜，形成向東北開(kāi)口的不對(duì)稱(chēng)的“馬蹄形”地形特征。湖南省海拔2000m以上山峰的分布與地勢(shì)大勢(shì)基本一致，集中于東、南、西部山地。湘東最高點(diǎn)是炎陵縣境內(nèi)的酃峰，以海拔2122.35m的高度成為湖南最高點(diǎn)。東南部有桂東縣的八面山，峰頂海拔2042.10m。湘南有道縣的韭菜嶺，峰頂海拔2009.30m。西南部有城步縣的二寶頂，峰頂海拔2021.00m。西北部有石門(mén)縣的壺瓶山，峰頂海拔2098.70m。地貌類(lèi)型多樣，有半高山、低山、丘陵、崗地、盆地和平原。

湖南由于季風(fēng)環(huán)流和地貌條件的綜合影響，形成大陸性特色明顯的中亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候區(qū)，具有年內(nèi)和年際變化較大、氣候類(lèi)型多樣等特征。大氣環(huán)流是影響湖南氣候的主要因素，冬季盛吹偏北風(fēng)，夏季盛吹偏南風(fēng)。湖南省氣候溫和，年平均氣溫在16～18 ℃，總趨勢(shì)是湘南高于湘北，湘東高于湘西。7月溫度最高，月平均氣溫26～30 ℃，1月氣溫最低，月平均氣溫4～8 ℃。全年無(wú)霜期270～300d，日照時(shí)數(shù)為1300～1900h，在全國(guó)屬中等偏少地區(qū)。湖南省多年平均年降水量為1450mm。由于自然條件和氣候差異，導(dǎo)致降水量時(shí)空分布不均，年際變化較大，年均變幅一般為1200～2000mm?？傮w的分布趨勢(shì)是山區(qū)大于丘陵，丘陵大于平原，西、南、東三面山地降水量多，中部丘陵和北部洞庭湖平原少。湖南省多年平均水面蒸發(fā)量為736.5mm，變化幅度570～900mm。多年平均陸地蒸發(fā)量為656.3mm。

湖南境內(nèi)河流眾多，河網(wǎng)密布。分布有洞庭湖區(qū)、湘江流域、資水流域、沅江流域、澧水流域以及長(zhǎng)江干流泗潭河流域、贛江流域、珠江流域等水系，其中“一湖四水”流域面積占湖南省國(guó)土總面積的96.6%，多源于東、南、西邊境的山地，湘江、資水兩大水系由南向北，沅江自西南向東北，澧水自西向東，新墻河與汨羅江由東向西分別注入洞庭湖，長(zhǎng)江三口分流，自北向南泄入洞庭湖，洞庭湖接納“四水”“三口”來(lái)水，于岳陽(yáng)城陵磯匯入長(zhǎng)江，形成以洞庭湖為中心的輻射狀水系。

2 研究方法

2.1 面上固定樣地布設(shè)與調(diào)查

根據(jù)公益林林地面積計(jì)算樣地間距，在ArcGIS軟件中按照等間距系統(tǒng)隨機(jī)方式在公益林林地中布設(shè)固定樣地，并獲取樣地的位置信息。以ArcGIS軟件中獲取的樣地坐標(biāo)為中心，通過(guò)GPS導(dǎo)航到林地現(xiàn)場(chǎng)定位樣地位置，當(dāng)樣地地形、土壤和植物種類(lèi)分布相對(duì)均質(zhì)時(shí)，設(shè)置40 m×25 m的長(zhǎng)方形樣地，與等高線(xiàn)平行邊長(zhǎng)為40m，與等高線(xiàn)垂直邊長(zhǎng)為25m，面積為1000m2。在樣地4個(gè)角埋設(shè)永久的水泥樁，標(biāo)好樁號(hào)，用GPS現(xiàn)場(chǎng)記錄樣地4個(gè)角點(diǎn)的坐標(biāo)，并對(duì)樣地四周的邊界木進(jìn)行注記，以便后續(xù)的樣地調(diào)查和復(fù)查工作。若定位現(xiàn)場(chǎng)不能滿(mǎn)足樣地上述要求，樣地可向周邊移動(dòng)至滿(mǎn)足上述要求為止，但移動(dòng)距離不宜超過(guò)樣地間距的1/2。

固定樣地設(shè)置完成后須對(duì)樣地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容主要包括地形地貌、土壤、植被類(lèi)型與蓋度、地類(lèi)、起源、優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)、森林群落結(jié)構(gòu)、自然度、森林災(zāi)害類(lèi)型與等級(jí)、森林健康等級(jí)，以及喬木林地、疏林地與竹林地的林分郁閉度、平均年齡、平均胸徑、平均樹(shù)高、樹(shù)種結(jié)構(gòu)等，并對(duì)樣地中胸徑5cm(含)以上的每株喬木、竹進(jìn)行每木(竹)檢尺，實(shí)測(cè)其胸徑與樹(shù)高。在樣地中心及4個(gè)角設(shè)置調(diào)查5個(gè)1m×1m的正方形灌草小樣方，分別記載植物種名、灌木與草本的覆蓋度和平均樹(shù)高。

2.2 公益林單位面積蓄積量計(jì)算

2.2.1 樣地蓄積量 根據(jù)每個(gè)樣地的每木檢尺表，按樹(shù)種、胸徑、樹(shù)高查詢(xún)湖南省森林資源調(diào)查常用數(shù)表[10]，計(jì)算每木的立木材積，匯總每木檢尺表中所有林木的立木材積得該樣地的蓄積量與單位面積蓄積量。再分別計(jì)算優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)、起源匯總研究區(qū)內(nèi)所有樣地蓄積量，并計(jì)算平均單位面積蓄積量。

2.2.2 縣(市、區(qū))蓄積量 將研究區(qū)內(nèi)所有樣地各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)、起源的平均單位面積蓄積量分縣(市、區(qū))、優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)、起源乘以相應(yīng)公益林林地面積，得各縣(市、區(qū))各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)不同起源的蓄積量，匯總各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)不同起源蓄積量得各縣(市、區(qū))的蓄積量，并計(jì)算各縣(市、區(qū))單位面積蓄積量。

2.2.3 市(州)蓄積量 分市(州)匯總各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)不同起源蓄積量得各市(州)的蓄積量，并計(jì)算各市(州)單位面積蓄積量。

2.3 公益林單位面積生物量計(jì)算

2.3.1 樣地生物量

(1)喬木單株生物量。采用喬木生物量回歸方程進(jìn)行計(jì)算每個(gè)樣地每木檢尺表中的喬木單株生物量[11-15]，各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)的生物量回歸方程見(jiàn)表1。

表1 喬木單株生物量回歸方程Tab. 1 Regression equation of biomass per tree序號(hào)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)生物量方程1杉木W(wǎng)=0.020 9(D2H)1.004 82馬尾松W=0.103 9(D2H)0.819 423國(guó)外松W=0.040 58(D2H)0.967 34柏木W(wǎng)=0.064 1(D2H)0.931 35樟樹(shù)W=0.191 0(D2H)0.808 96櫟類(lèi)W=0.019 73(D2H)0.853 27楓香W=0.076 1(D2H)0.907 88檫木W(wǎng)=0.191 0(D2H)0.808 99木荷W=0.030 8(D2H)1.011 810混交林W=0.147 7(D2H)0.863 811其它硬闊類(lèi)W=0.176 9(D2H)0.851 912其它軟闊類(lèi)W=0.075 6(D2H)0.931 213其它松杉類(lèi)W=0.020 9(D2H)1.004 8 注: 方程中W為生物量,單位為kg; D為胸徑,單位為cm; H為樹(shù)高,單位為m。

(2)毛竹單株生物量。樣地每木檢尺表中的毛竹單株生物量按以下生物量方程進(jìn)行計(jì)算[16-17]。

W毛竹=-2.291 0+0.312 7D+0.745 6A+

0.145 1D2+0.008 688A2。

(1)

式中：W為生物量，單位為kg；D為胸徑，單位為cm；A為齡階(用1，2，3，4度做為數(shù)值代入計(jì)算，度為毛竹的年齡單位，1度包括2年)。

(3)復(fù)層林灌草層生物量。復(fù)層林樣地中的灌草層生物量按以下生物量經(jīng)驗(yàn)方程進(jìn)行計(jì)算。

W灌草層=0.125hP2。

(2)

式中：W灌草層為灌草層生物量，單位為t·hm-2；h為灌草平均高，單位為m；P為灌草總蓋度，0～1.0。

(4)灌木林生物量。灌木林的生物量按以下生物量經(jīng)驗(yàn)方程進(jìn)行計(jì)算。

W灌木林=0.817hP2。

(3)

式中：W灌木林為灌木林生物量，單位為t·hm-2；h為灌木林平均高，單位為m；P為灌木林總蓋度，0～1.0。

匯總樣地中所有類(lèi)型的生物量得該樣地的生物量與單位面積生物量。再分別計(jì)算優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)、起源匯總研究區(qū)內(nèi)所有樣地生物量，并求算平均單位面積生物量。

2.3.2 縣(市、區(qū))生物量 將研究區(qū)內(nèi)所有樣地各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)、起源的平均單位面積生物量分縣(市、區(qū))、優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)、起源乘以相應(yīng)公益林林地面積得各縣(市、區(qū))各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)不同起源的生物量，匯總各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)不同起源生物量得各縣(市、區(qū))的生物量，并求算各縣(市、區(qū))單位面積生物量。

2.3.3 市(州)生物量 分市(州)匯總各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)不同起源生物量得各市(州)的生物量，并求算各市(州)單位面積生物量。本研究中公益林蓄積量分市(州)→縣(市、區(qū))→優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)→起源四級(jí)進(jìn)行求算[10]。

3 結(jié)果與分析

3.1 公益林單位面積蓄積量

3.1.1 公益林單位面積蓄積量監(jiān)測(cè)結(jié)果 根據(jù)2019年湖南省級(jí)以上公益林固定樣地監(jiān)測(cè)結(jié)果，湖南省公益林活立木蓄積量為380025409.4m3，單位面積平均蓄積量為76.85m3·hm-2。湖南省各個(gè)市(州)、縣(市、區(qū))公益林單位面積蓄積量監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 公益林單位面積蓄積量監(jiān)測(cè)結(jié)果Tab.2 Monitoring result of reserve per unit area of public welfare forest m3·hm-2序號(hào)行政單位單位面積蓄積量序號(hào)行政單位單位面積蓄積量序號(hào)行政單位單位面積蓄積量序號(hào)行政單位單位面積蓄積量湖南省76.85一長(zhǎng)沙市■89.92 1芙蓉區(qū)無(wú)2天心區(qū)86.623岳麓區(qū)103.384開(kāi)福區(qū)無(wú)5雨花區(qū)82.486望城區(qū)88.997長(zhǎng)沙縣91.318瀏陽(yáng)市83.799寧鄉(xiāng)市98.50二株洲市76.6210荷塘區(qū)△22.2811蘆淞區(qū)84.3312石峰區(qū)58.6913天元區(qū)35.2114淥口區(qū)53.2115攸縣77.7116茶陵縣88.2717炎陵縣83.1918醴陵市67.68三湘潭市80.7819雨湖區(qū)90.7620岳塘區(qū)83.9921湘潭縣75.5522湘鄉(xiāng)市81.8923韶山市93.81四衡陽(yáng)市□56.6324珠暉區(qū)84.4525雁峰區(qū)85.6726石鼓區(qū)無(wú)27蒸湘區(qū)無(wú)

續(xù)表2 公益林單位面積蓄積量監(jiān)測(cè)結(jié)果Continued Tab.2 Monitoring result of reserve per unit area of public welfare forest m3·hm-2序號(hào)行政單位單位面積蓄積量序號(hào)行政單位單位面積蓄積量序號(hào)行政單位單位面積蓄積量序號(hào)行政單位單位面積蓄積量序號(hào)行政單位單位面積蓄積量28南岳區(qū)49.4229衡陽(yáng)縣60.4030衡南縣60.9631衡山縣69.3632衡東縣59.6933祁東縣87.1234耒陽(yáng)市35.1435常寧市41.16五邵陽(yáng)市78.7636雙清區(qū)80.9737大祥區(qū)68.2438北塔區(qū)69.4939邵東市80.5040新邵縣75.1941邵陽(yáng)縣63.1842隆回縣92.3243洞口縣92.1944綏寧縣69.8545新寧縣75.8046城步縣73.0847武岡市93.60六岳陽(yáng)市82.6248岳陽(yáng)樓區(qū)94.0449云溪區(qū)77.9950君山區(qū)▲109.8651岳陽(yáng)縣86.5252華容縣68.3153湘陰縣32.4654平江縣85.2855汨羅市82.6156臨湘市70.68七常德市74.2357武陵區(qū)94.7158鼎城區(qū)34.2859安鄉(xiāng)縣87.2360漢壽縣24.5961澧縣78.2762臨澧縣80.7063桃源縣70.4464石門(mén)縣84.4565津市市92.25八張家界市72.1666永定區(qū)66.7967武陵源區(qū)80.3468慈利縣76.4769桑植縣68.49九益陽(yáng)市85.5470資陽(yáng)區(qū)101.0871赫山區(qū)44.3572南縣67.9973桃江縣55.6074安化縣98.3175沅江市86.23十郴州市82.8176北湖區(qū)71.0477蘇仙區(qū)79.5778桂陽(yáng)縣73.8379宜章縣71.5380永興縣64.8981嘉禾縣59.7882臨武縣87.6483汝城縣92.9184桂東縣102.5385安仁縣83.3886資興市91.98十一永州市69.3487零陵區(qū)57.6188冷水灘區(qū)49.5989祁陽(yáng)縣63.9690東安縣52.5991雙牌縣83.7392道縣71.4093江永縣54.3094寧遠(yuǎn)縣66.8695藍(lán)山縣72.8496新田縣75.3497江華縣88.97十二懷化市82.8598鶴城區(qū)86.0899中方縣86.80100沅陵縣79.65101辰溪縣76.30102溆浦縣88.43103會(huì)同縣81.39104麻陽(yáng)縣68.08105新晃縣98.52106芷江縣92.01107靖州縣86.17108通道縣92.79109洪江市72.95十三婁底市79.42110婁星區(qū)82.51111雙峰縣80.31112新化縣84.38113冷水江市63.84114漣源市72.94十四湘西州76.24115吉首市66.24116瀘溪縣60.39117鳳凰縣67.76118花垣縣69.33119保靖縣80.92120古丈縣80.40121永順縣84.68122龍山縣78.92 注: ■為市(州)最高,□為市(州)最低;▲為縣(市、區(qū))最高,△為縣(市、區(qū)))最低;“無(wú)”表示沒(méi)有公益林。

3.1.2 公益林單位面積蓄積量空間分布格局及特征

(1)市(州)公益林單位面積蓄積量空間分布格局及特征。由表2可知，湖南省14個(gè)市(州)公益林單位面積蓄積量最高的是長(zhǎng)沙市，為89.92m3·hm-2；最低的是衡陽(yáng)市，為56.63m3·hm-2，相差33.29m3·hm-2。其中長(zhǎng)沙市、湘潭市、邵陽(yáng)市、岳陽(yáng)市、益陽(yáng)市、郴州市、懷化市、婁底市等8個(gè)市的單位面積蓄積量高于湖南省平均水平(見(jiàn)圖1)。

公益林單位面積蓄積量在市(州)空間上表現(xiàn)出明顯差異。將市(州)公益林單位面積蓄積量按等差系列劃分為5個(gè)等級(jí)，等級(jí)分布情況見(jiàn)表3。

(2)縣(市、區(qū))公益林單位面積蓄積量空間分布格局及特征。由表2可知，湖南省122個(gè)縣(市、區(qū))中有長(zhǎng)沙市的芙蓉區(qū)與開(kāi)福區(qū)和衡陽(yáng)市的石鼓區(qū)與蒸湘區(qū)4個(gè)區(qū)目前無(wú)公益林，其它118個(gè)縣(市、區(qū))公益林單位面積蓄積量最高的是君山區(qū)，高達(dá)109.86m3·hm-2；最低的是荷塘區(qū)，僅有22.28m3·hm-2，相差87.57m3·hm-2。單位面積蓄積量高于湖南省平均水平的共有63個(gè)縣(市、區(qū))。

公益林單位面積蓄積量在縣(市、區(qū))空間上表現(xiàn)出明顯差異。將縣(市、區(qū))公益林單位面積蓄積量按等差系列劃分為6個(gè)等級(jí)，其中高的有20個(gè)、較高的有59個(gè)，中的有29個(gè)，較低的有8個(gè)，低的有2個(gè)，無(wú)的有4個(gè)?？h(市、區(qū))公益林單位面積蓄積量等級(jí)分布情況詳見(jiàn)表4，空間分布格局詳見(jiàn)圖2。

3.2 公益林單位面積生物量

3.2.1 公益林單位面積生物量監(jiān)測(cè)結(jié)果 根據(jù)2019年湖南省級(jí)以上公益林固定樣地監(jiān)測(cè)結(jié)果，湖南省公益林生物量為310171800.72t，單位面積生物量為62.72t·hm-2。湖南省各個(gè)市(州)、縣(市、區(qū))公益林單位面積生物量監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表5。

圖1 市(州)公益林單位面積蓄積量空間分布格局Fig.1 Spatial distribution patterns of reserve per unit area of public welfare forest in cities (prefectures)

表3 市(州)公益林單位面積蓄積量分布等級(jí)Tab.3 Grade distribution of reserve per unit area of public welfare forest in cities (prefectures)m3·hm-2序號(hào)等級(jí)區(qū)間市(州)1低[0,70)衡陽(yáng)市(56.63)、永州市(69.34)2較低[70,75)張家界市(72.16)、常德市(74.23)3中[75,80)湘西州(76.24)、株洲市(76.62)邵陽(yáng)市(78.76)、婁底市(79.42)4較高[80,85)湘潭市(80.78)、岳陽(yáng)市(82.62)、郴州市(82.81)、懷化市(82.85)5高[85,)益陽(yáng)市(85.54)、長(zhǎng)沙市(89.92)

圖2 縣(市、區(qū))公益林單位面積蓄積量空間分布格局

表4 縣(市、區(qū))公益林單位面積蓄積量分布等級(jí)Tab. 4 Grade distribution of reserve per unit area of pub-lic welfare forest in counties (cities or districts)序號(hào)等級(jí)區(qū)間/(m3·hm-2)縣(市、區(qū))數(shù)量/個(gè)0無(wú)41低[0,30)22較低[30,50)83中[50,70)294較高[70,90)595高[90,)20合計(jì)122

3.2.2 公益林單位面積生物量空間分布格局及特征

(1)市(州)公益林單位面積生物量空間分布格局及特征。由表5可知，湖南省14個(gè)市(州)公益林單位面積生物量最高的是益陽(yáng)市，為74.40t·hm-2；最低的是衡陽(yáng)市，為48.64t·hm-2，相差25.76t·hm-2。其中長(zhǎng)沙市、株洲市、湘潭市、邵陽(yáng)市、岳陽(yáng)市、益陽(yáng)市、郴州市、懷化市、婁底市等9個(gè)市的單位面積生物量高于湖南省平均水平(見(jiàn)圖3)。

表5 公益林單位面積生物量監(jiān)測(cè)結(jié)果Tab. 5 Monitoring results of biomass per unit area of public welfare forest t·hm-2序號(hào)行政單位單位面積生物量序號(hào)行政單位單位面積生物量序號(hào)行政單位單位面積生物量序號(hào)行政單位單位面積生物量湖南省62.72一長(zhǎng)沙市72.581芙蓉區(qū)無(wú)2天心區(qū)67.323岳麓區(qū)80.664開(kāi)福區(qū)無(wú)5雨花區(qū)63.866望城區(qū)75.657長(zhǎng)沙縣70.868瀏陽(yáng)市69.629寧鄉(xiāng)市77.90二株洲市62.9110荷塘區(qū)△15.9811蘆淞區(qū)70.9812石峰區(qū)46.3813天元區(qū)26.1814淥口區(qū)49.3115攸縣64.5416茶陵縣69.1717炎陵縣69.0918醴陵市54.25三湘潭市65.7119雨湖區(qū)69.6520岳塘區(qū)64.9121湘潭縣63.6322湘鄉(xiāng)市66.0423韶山市72.19四衡陽(yáng)市□48.6424珠暉區(qū)66.3325雁峰區(qū)67.0926石鼓區(qū)無(wú)27蒸湘區(qū)無(wú)28南岳區(qū)50.8129衡陽(yáng)縣53.1830衡南縣50.7931衡山縣60.1832衡東縣47.7133祁東縣70.2534耒陽(yáng)市32.4535常寧市36.46五邵陽(yáng)市65.5836雙清區(qū)62.2237大祥區(qū)54.7438北塔區(qū)53.1439邵東市66.5840新邵縣65.7441邵陽(yáng)縣49.1742隆回縣74.9143洞口縣76.5444綏寧縣63.5345新寧縣65.4546城步縣58.5547武岡市72.55六岳陽(yáng)市70.9648岳陽(yáng)樓區(qū)75.5149云溪區(qū)67.3850君山區(qū)▲85.2751岳陽(yáng)縣75.8552華容縣77.0953湘陰縣39.9554平江縣68.7155汨羅市68.3756臨湘市72.02七常德市62.5357武陵區(qū)74.5758鼎城區(qū)45.3759安鄉(xiāng)縣67.5860漢壽縣24.2761澧縣60.3362臨澧縣63.0763桃源縣63.5864石門(mén)縣66.5665津市市71.26八張家界市56.1766永定區(qū)51.6567武陵源區(qū)63.6268慈利縣59.7569桑植縣52.99九益陽(yáng)市■74.4070資陽(yáng)區(qū)84.6471赫山區(qū)53.8272南縣53.4373桃江縣62.6874安化縣79.8075沅江市83.62十郴州市66.8776北湖區(qū)64.1377蘇仙區(qū)67.7378桂陽(yáng)縣60.5879宜章縣56.4980永興縣54.5381嘉禾縣46.4682臨武縣68.7583汝城縣73.9784桂東縣81.0185安仁縣65.3386資興市73.43十一永州市56.3287零陵區(qū)48.8688冷水灘區(qū)39.5789祁陽(yáng)縣53.2590東安縣48.6891雙牌縣68.7192道縣54.5893江永縣41.8094寧遠(yuǎn)縣51.5695藍(lán)山縣64.6096新田縣61.3797江華縣68.36十二懷化市65.2998鶴城區(qū)69.0899中方縣67.66100沅陵縣61.58101辰溪縣58.64102溆浦縣68.27103會(huì)同縣69.42104麻陽(yáng)縣52.64105新晃縣76.17106芷江縣71.24107靖州縣70.08108通道縣73.44109洪江市60.88十三婁底市66.07110婁星區(qū)64.18

續(xù)表5 公益林單位面積生物量監(jiān)測(cè)結(jié)果Continued Tab. 5 Monitoring results of biomass per unit area of public welfare forest t·hm-2序號(hào)行政單位單位面積生物量序號(hào)行政單位單位面積生物量序號(hào)行政單位單位面積生物量序號(hào)行政單位單位面積生物量序號(hào)行政單位單位面積生物量111雙峰縣69.72112新化縣68.99113冷水江市53.64114漣源市61.76十四湘西州58.87115吉首市50.29116瀘溪縣46.24117鳳凰縣51.57118花垣縣53.37119保靖縣62.32120古丈縣62.09121永順縣66.09122龍山縣61.11注: ■為市(州)最高,□為市(州)最低;▲為縣(市、區(qū))最高,△為縣(市、區(qū))最低;“無(wú)”表示沒(méi)有公益林。

圖3 市(州)公益林單位面積生物量空間分布格局Fig.3 Spatial distribution patterns of biomass per unit area of public welfare forest in cities (prefectures)

公益林單位面積生物量在市(州)空間上表現(xiàn)出明顯差異。將市(州)公益林單位面積生物量按等差系列劃分為5個(gè)等級(jí)，等級(jí)分布情況詳見(jiàn)表6。

表6 市(州)公益林單位面積生物量分布等級(jí)Tab.6 Grade distribution of biomass per unit area of public welfare forest in cities (prefectures)t·hm-2序號(hào)等級(jí)區(qū)間市(州)1低[0,55)衡陽(yáng)市(48.64)2較低[55,60)張家界市(56.17)、永州市(56.32)、湘西州(58.87)3中[60,65)常德市(62.53)、株洲市(62.91)4較高[65,70)懷化市(65.29)、邵陽(yáng)市(65.58)、湘潭市(65.71)、婁底市(66.07)、郴州市(66.87)5高[70,)岳陽(yáng)市(70.96)、長(zhǎng)沙市(72.58)、益陽(yáng)市(74.40)

(2)縣(市、區(qū))公益林單位面積生物量空間分布格局及特征。由表5可知，湖南省122個(gè)縣(市、區(qū))中有長(zhǎng)沙市的芙蓉區(qū)與開(kāi)福區(qū)和衡陽(yáng)市的石鼓區(qū)與蒸湘區(qū)4個(gè)區(qū)目前無(wú)公益林，其它118個(gè)縣(市、區(qū))公益林單位面積生物量最高的是君山區(qū)，為85.27t·hm-2；最低的是荷塘區(qū)，僅有15.98t·hm-2，相差69.29t·hm-2。單位面積生物量高于湖南省平均水平的共有66個(gè)縣(市、區(qū))。

公益林單位面積生物量在縣(市、區(qū))空間上表現(xiàn)出明顯差異。將縣(市、區(qū))公益林單位面積生物量按等差系列劃分為6個(gè)等級(jí)，其中高的有5個(gè)、較高的有73個(gè)，中的有33個(gè)，較低的有6個(gè)，低的有1個(gè)，無(wú)的有4個(gè)?？h(市、區(qū))公益林單位面積生物量等級(jí)分布情況詳見(jiàn)表7，空間分布格局詳見(jiàn)圖4。

表7 縣(市、區(qū))公益林單位面積生物量分布等級(jí)Tab.7 Grade distribution of biomass per unit area of public welfare forest in counties (cities or districts)序號(hào)等級(jí)區(qū)間/(t·hm-2)縣(市、區(qū))數(shù)量/個(gè)序號(hào)等級(jí)區(qū)間/(t·hm-2)縣(市、區(qū))數(shù)量/個(gè)0無(wú) 44較高[60,80) 73 1低[0,20) 15高[80,) 5 2較低[20,40) 6合計(jì)1223中[40,60)33

圖4 縣(市、區(qū))公益林單位面積生物量空間分布格局

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

(1)根據(jù)2019年湖南省級(jí)以上公益林固定樣地監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，湖南省公益林質(zhì)量不高。湖南省公益林活立木平均單位面積蓄積量為76.85m3·hm-2，比全國(guó)喬木林單位面積蓄積量89.79m3·hm-2[18](第八次全國(guó)森林資源清查結(jié)果，國(guó)家林業(yè)局，2014年2月25日)少12.94m3·hm-2，相當(dāng)于全國(guó)喬木林單位面積蓄積量的85.59%；湖南省公益林平均單位面積生物量為62.72t·hm-2，也低于全國(guó)水平。湖南省公益林質(zhì)量不高主要原因有三個(gè)方面：一是公益林中疏林地、灌木林地、未成林造林地、宜林地、苗圃地和無(wú)立木林地面積過(guò)大；二是有林地中幼齡林和低質(zhì)低效林面積過(guò)重；三是石漠化等生態(tài)脆弱區(qū)公益林生長(zhǎng)不良。

(2)湖南省14個(gè)市(州)、122個(gè)縣(市、區(qū))的公益林平均單位面積蓄積量、生物量在空間上表現(xiàn)出明顯差異，其中有長(zhǎng)沙市、湘潭市、邵陽(yáng)市、岳陽(yáng)市、益陽(yáng)市、郴州市、懷化市、婁底市等8個(gè)市以及57個(gè)縣(市、區(qū))的公益林平均單位面積蓄積量、生物量均高于湖南省平均水平，這說(shuō)明以上8個(gè)市及57個(gè)縣(市、區(qū))在公益林建設(shè)方面取得了一定成效，為進(jìn)一步提高公益林建設(shè)質(zhì)量，為已有公益林建設(shè)成果的鞏固和深入推動(dòng)公益林建設(shè)向縱深發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。

4.2 討論

為堅(jiān)持嚴(yán)格保護(hù)、積極發(fā)展、科學(xué)經(jīng)營(yíng)、持續(xù)利用的方針，以構(gòu)建湖南省高效穩(wěn)定的公益林生態(tài)系統(tǒng)、提高公益林資源質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)公益林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)，應(yīng)把握公益林提質(zhì)增效的以下幾個(gè)方面。

(1)全面保育天然公益林。堅(jiān)持全面保護(hù)、突出重點(diǎn)，尊重自然、科學(xué)修復(fù)，生態(tài)為民、保障民生，政府主導(dǎo)、社會(huì)參與的原則，建立全面保護(hù)、系統(tǒng)恢復(fù)、用途管控、責(zé)權(quán)明確的天然林保護(hù)修復(fù)制度體系，維護(hù)天然林生態(tài)系統(tǒng)的原真性、完整性，確保天然林面積逐漸增加，質(zhì)量持續(xù)提高，功能穩(wěn)步提升。在全面加強(qiáng)保護(hù)的基礎(chǔ)上，堅(jiān)持保育結(jié)合，遵循天然林發(fā)育階段、生態(tài)區(qū)域特點(diǎn)和演替規(guī)律，人工促進(jìn)天然更新，優(yōu)化樹(shù)種組成和林層結(jié)構(gòu)，大力培育天然復(fù)層異齡林。

(2)科學(xué)經(jīng)營(yíng)人工公益林。堅(jiān)持近自然經(jīng)營(yíng)，模擬自然、順應(yīng)自然，全面加強(qiáng)人工公益林經(jīng)營(yíng)，盡快扭轉(zhuǎn)現(xiàn)有人工公益林樹(shù)種單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、林地退化的局面。完成人工公益林撫育和退化人工公益林修復(fù)。針對(duì)過(guò)疏、過(guò)密、過(guò)純、林相殘敗、長(zhǎng)勢(shì)衰退等不同情況，科學(xué)確定經(jīng)營(yíng)措施，調(diào)整樹(shù)種組成，優(yōu)化林分結(jié)構(gòu)，釋放生長(zhǎng)空間，培育多功能、近自然、健康穩(wěn)定的森林。

(3)復(fù)壯更新灌木公益林。根據(jù)自然條件和培育目標(biāo)，合理確定灌木公益林經(jīng)營(yíng)方式和經(jīng)營(yíng)強(qiáng)度，科學(xué)開(kāi)展灌木公益林經(jīng)營(yíng)，恢復(fù)和增強(qiáng)灌木公益林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，充分發(fā)揮灌木公益林生態(tài)效益。采取封禁保護(hù)措施，設(shè)置封育區(qū)，嚴(yán)格保護(hù)灌木林。對(duì)低覆蓋度的較空曠地，采取松土等人工輔助措施蓄水保墑，促進(jìn)天然落種著苗。對(duì)生長(zhǎng)衰退，天然落種或萌發(fā)更新困難，或者陡(險(xiǎn))坡、溝頭(底)的地段，采取補(bǔ)植補(bǔ)造、封育等措施，促進(jìn)灌木植被恢復(fù)。及時(shí)清除病弱株和枯死木，調(diào)控密度，促進(jìn)灌木生長(zhǎng)。嚴(yán)格控制灌木林開(kāi)封輪封的范圍、面積和放牧強(qiáng)度。

(4)科學(xué)營(yíng)造宜林地公益林。堅(jiān)持封山育林、人工造林并舉，宜喬則喬、宜灌則灌、宜草則草，恢復(fù)宜林地公益林植被。加強(qiáng)幼林管護(hù)，適時(shí)蓄水保墑，注重生境保護(hù)。造林后要及時(shí)澆足、澆透定根水，全面鏟撫、松土和定株撫育。在干旱季節(jié)，要組織人力和機(jī)械，開(kāi)展造林地的灌溉、抗旱保苗工作，提高造林質(zhì)量，確保造一片、活一片、成林一片、成效一片。