李 娜 玄祖迎 鄭曉鐘 林 瑋高艷芳 王 敏 連輝明 殷祚云

（1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，廣東 廣州 510225；2.佛山市林業(yè)科學(xué)研究所，廣東 佛山 528222；3.佛山市云勇生態(tài)公益林管理中心，廣東 佛山 529200；4.廣東省林業(yè)科學(xué)研究院/廣東省森林培育與保護(hù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510520）

桉樹原產(chǎn)澳大利亞及其附近島嶼，因其生長速度快，輪伐期短[1]，適應(yīng)性強(qiáng)，木材優(yōu)良，用途廣泛等，已成為短周期工業(yè)用材林、豐產(chǎn)林經(jīng)營的樹種之一[2]。自1986 年到2018 年，我國桉樹面積增加了107%，達(dá)到了546.74 萬hm2。桉樹人工林的快速發(fā)展有效緩解木材供需矛盾[3]，也帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益。

桉樹人工林經(jīng)營質(zhì)量對社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境都有著重大的影響，不同主體對桉樹人工林經(jīng)營目標(biāo)有不同的需求，森林質(zhì)量評價指標(biāo)因而有所不同[4]。經(jīng)營者關(guān)注營林的經(jīng)濟(jì)效益，林地所有者關(guān)注經(jīng)營期間的林地環(huán)境變化，政府和公眾則關(guān)心的是以生態(tài)效益為主、兼顧經(jīng)濟(jì)和社會的綜合效益。因此從政府和公眾的角度出發(fā)建立一套合理的桉樹人工林綜合評價體系，更有利于實(shí)現(xiàn)森林資源的可持續(xù)經(jīng)營，也為科學(xué)評價桉樹人工林的功過以及為桉樹人工林經(jīng)營起到指導(dǎo)和規(guī)范作用。本文以我國南方應(yīng)用較多的品系尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E. grandis)（DH32-29） 為例對桉樹人工林經(jīng)營質(zhì)量進(jìn)行評價和劃分質(zhì)量等級，為政府部門和社會公眾從桉樹人工林經(jīng)營質(zhì)量等級方面提供量化模型。

1 材料與方法

1.1 材料來源

調(diào)查林地位于云勇林場。該林場位于廣東省佛山市高明縣西南部，總面積2 007.8 hm2，地處東經(jīng)112°40’、北緯22°43’，屬南亞熱帶季風(fēng)性氣候，年平均氣溫22.0℃，最高氣溫34.5℃、最低氣溫3.5℃，偶有霜凍。雨熱同季，雨量充沛，多集中在4—8 月，空氣濕度大，年降雨量在1 800～2 200 mm。地勢屬丘陵地帶，土壤為花崗巖發(fā)育的酸性赤紅壤，土層深厚[5-6]，土壤有機(jī)質(zhì)含量豐富。本研究選擇3 塊尾巨桉（品系為DH32-29）人工林，每塊面積約3.33 hm2，分別設(shè)為A、B 和C 林地，人工林為2013 年造林。各樣地立地因子見表1。造林后當(dāng)年秋冬季撫育1 次，第2～3年則分別在春秋季各撫育1 次，撫育方式是除草、砍雜、培土并追肥，之后看林地雜灌及林木生長情況進(jìn)行撫育。各樣地最后一次撫育時間為：A樣地為2016 年10 月；B 樣地為2019 年10 月；C樣地為2020 年4 月。

表1 云勇林場3 塊尾巨桉人工林6 個樣方概況Table 1 3 Eucalyptus urophylla × E. grandis plantations of 6 quadrats in Yunyong Forest

1.2 研究方法

通過歸納前人在森林健康方面的相關(guān)研究，對佛山地區(qū)尾巨桉林的實(shí)地調(diào)查以及咨詢專家意見，運(yùn)用層次分析法[7]和YAAHP 軟件，結(jié)合實(shí)際調(diào)查情況，科學(xué)確定各準(zhǔn)則和指標(biāo)權(quán)重，建立評價體系,最終獲得桉樹人工林經(jīng)營林質(zhì)量綜合指數(shù)Q 值，以此劃分桉樹林質(zhì)量等級。

1.3 調(diào)查方法

先調(diào)查各林地?fù)嵊潭?，以各樣地最后一次撫育時間為標(biāo)準(zhǔn)。在A、B 和C 林地的每塊林地上坡位和下坡位各設(shè)置1 個20 m×20 m 的臨時樣方，分別標(biāo)記為A1、A2、B1、B2、C1、C2，共6 個臨時樣地。調(diào)查樣方內(nèi)尾巨桉人工林每木檢尺，并調(diào)查林下物種，檢尺其胸徑、樹高、冠幅等因子，采用魚眼相機(jī)在樣地6 個不同位置拍攝圖片計(jì)算平均郁閉度，并在每個臨時樣地取兩個100 cm 深的土壤剖面，取3 環(huán)刀檢測土壤測物理性質(zhì)及并采1 個各層均勻混合土樣檢測土壤化學(xué)性質(zhì)。所用的儀器與設(shè)備包括手機(jī)工具箱的指南針和水平儀、魚眼相機(jī)（NIKON E4500）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用 Excel 2010 (Microsoft Corporation，2010)整理數(shù)據(jù)，運(yùn)用YAAHP 軟件（V.12，山西元決策軟件有限公司）對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并建立層次分析法評價體系。

1.5 評價指標(biāo)體系構(gòu)建

1.5.1 建立評價指標(biāo)體系 參考我國森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測指標(biāo)體系及林業(yè)行業(yè)有關(guān)森林可持續(xù)經(jīng)營和多功能經(jīng)營的國家和地方標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用層次分析法，以尾巨桉林質(zhì)量為目標(biāo)，森林結(jié)構(gòu)、生長量、土壤肥力和群落穩(wěn)定性為準(zhǔn)則層，17 個指標(biāo)為指標(biāo)層，構(gòu)建了評價模型（圖1）。

圖1 尾巨桉質(zhì)量等級評價層次結(jié)構(gòu)模型Fig. 1 Hierarchy structure model of quality grade evaluation of Eucalyptus urophylla × E. grandis

1.5.2 準(zhǔn)則層權(quán)重確定 在閱讀了大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合專家意見確定了各評價指標(biāo)及準(zhǔn)則層4 個方面的權(quán)重（表2）。最終專家對準(zhǔn)則層中的森林結(jié)構(gòu)、生長量、土壤肥力、群落穩(wěn)定性分別賦值為0.15、0.35、0.25、0.25。其中認(rèn)為土壤肥力、群落穩(wěn)定性指標(biāo)具有相等的重要性。

表2 準(zhǔn)則層賦值Table 2 Criterion layer assignment

1.5.3 評價指標(biāo)賦分值確定 根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[8]、規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合本次調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果，確定指標(biāo)層各指標(biāo)賦分范圍。各指標(biāo)分值由高到低賦值8～2分，對于穩(wěn)定性準(zhǔn)則層中的反向指標(biāo)賦值時，等級從高到低賦值2～8 分。具體見表3。

表3 尾巨桉人工林評價指標(biāo)賦分范圍Table 3 Evaluation index assignment range of Eucalyptus urophylla × E. grandis plantation

2 結(jié)果與分析

2.1 綜合評價體系線性模型

利用 YAAHP 軟件[17-18]，參考連輝明等[19]評選次生林經(jīng)營引入優(yōu)良樹種，并結(jié)合侯平[20]方法，構(gòu)建指標(biāo)權(quán)重判斷矩并得到各層次的權(quán)重值。然后進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，得到CR 值為0.003 5，遠(yuǎn)小于規(guī)定的閾值0.1，說明該評價層次結(jié)構(gòu)模型成立。最后根據(jù)各評價指標(biāo)的權(quán)重，構(gòu)建尾巨桉質(zhì)量Q 值綜合評價體系線性模型：

Q = 0.062 5B1 + 0.437 5B2 + 0.250 0B3 + 0.250 0 B4 = 0.067 0C1 + 0.045 8C2 + 0.045 8C3 + 0.019 6 C4 + 0.106 0C5 + 0.174 7C6 + 0.193 9C7 + 0.036 4 C8 + 0.036 4C9 + 0.036 4C10 + 0.036 4 C11 + 0.036 4 C12 + 0.036 4C13 + 0.036 4C14 + 0.036 4 C15 +0.036 4 C16 + 0.019 6C17；

式中Q 值指尾巨桉質(zhì)量綜合評價值，B1 為森林結(jié)構(gòu)，B2 為生長量，B3 為土壤肥力，B4 為群落穩(wěn)定性。

根據(jù)綜合線性模型，利用測定的實(shí)際值，計(jì)算得到尾巨桉人工林經(jīng)營質(zhì)量綜合評價值Q 值，Q 值總分為8 分，以此作為經(jīng)營質(zhì)量等級的綜合評價指標(biāo)。Q 值得分6.00～8.00 的經(jīng)營質(zhì)量為優(yōu)，4.00～5.99 為良，2.00～3.99 為中，＜2.00 為差。

2.2 尾巨桉人工林經(jīng)營質(zhì)量分析與比較

利用YAAHP 軟件分析得到尾巨桉6 個樣地的權(quán)重值，根據(jù)經(jīng)營質(zhì)量Q 值線性模型，對各指標(biāo)實(shí)測值進(jìn)行賦分，然后計(jì)算得出樣方經(jīng)營質(zhì)量評價綜合指標(biāo)Q 值（表4）。

A、B、C 3 個林地，每個林地取2 個樣方。由表4 可知，尾巨桉林地權(quán)重大小順序?yàn)锽＞C＞A。樣方質(zhì)量等級評價結(jié)果為B1＞B2＞C2＞C1＞A1＞A2，林地Q 值由高到低排序?yàn)椋毫值谺＞林地C＞林地A。從各林地Q 值來看，3 塊林地整體經(jīng)營質(zhì)量中等。

表4 尾巨桉3 塊人工林6 個樣方的經(jīng)營質(zhì)量評價Q 值Table 4 Management quality evaluation Q value of 6 quadrats of 3 plantations of Eucalyptus urophylla × E. grandis

3 結(jié)論與討論

本文基于層次分析法的原理，利用YAAHP 軟件，結(jié)合專家意見，兼顧生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會效益，基于公眾角度，選取森林結(jié)構(gòu)、生長量、土壤肥力、群落穩(wěn)定性4 個一級指標(biāo)以及平均胸徑、平均樹高、郁閉度等17 個二級指標(biāo)，構(gòu)建了一套的尾巨桉（DH32-29）人工林經(jīng)營質(zhì)量等級評價體系，并以廣東佛山云勇林場7 a 生尾巨桉人工林3塊林地6 個樣地為例進(jìn)行調(diào)查、分析和評價。最終由YAAHP 軟件得到尾巨桉林地權(quán)重大小順序?yàn)锽＞C＞A，可以用來作為評價尾巨桉各林地經(jīng)營質(zhì)量等級的判斷標(biāo)準(zhǔn)，其中B 林地為優(yōu)，C 林地次之，A 林地較差； 由線性模型值得到樣地質(zhì)量評價結(jié)果為B1＞B2＞C2＞C1＞A1＞A2，說明撫育程度中等的B 林地經(jīng)營質(zhì)量最好，其次為C 林地， A林地相對較差，評價模型Q 值給出了3 塊尾巨桉人工林經(jīng)營質(zhì)量等級結(jié)果為林地B＞林地C＞林地A，分別是B 為良，A 和C 為中。權(quán)重大小與評價模型值Q 值評價結(jié)果一致，并且與云勇林場的尾巨桉各林地實(shí)際經(jīng)營質(zhì)量情況也一致，說明該評價體系合理，可以為我國南方尾巨桉人工林經(jīng)營質(zhì)量等級評價提供一個有效評價模型。

層次分析法常用于森林質(zhì)量評價中確定權(quán)重[21]量化評價的方式，對森林進(jìn)行質(zhì)量評價是現(xiàn)行森林評價的方向。本文通過建立一套尾巨桉人工林經(jīng)營質(zhì)量等級評價體系，應(yīng)用于3 個7 a 生尾巨桉林人工林地，進(jìn)行質(zhì)量等級評價，以理論結(jié)合實(shí)際方式，去驗(yàn)證本質(zhì)量等級評價體系的完整性及實(shí)用性。結(jié)合結(jié)論、一致性檢驗(yàn)的CR 值和質(zhì)量評價Q 值，證明該評價體系合理，可運(yùn)用在其他人工林的質(zhì)量評價研究。另外，研究表明[22-24]，氣候與環(huán)境因子如光照、坡度等對桉樹人工林生長量有重要影響。本研究的評價系統(tǒng)中并沒有將氣候與環(huán)境因子的列入評價系統(tǒng)，一方面由于因子數(shù)量眾多，使評價體系變得復(fù)雜化，難于操作；其二是缺乏因子對桉樹人工林影響系統(tǒng)分級的資料，也難于開展。另外一般需要評價的林地是生產(chǎn)上可以砍伐的成熟林地，如何評價并比較不同林齡的林地也是一個需要思考的問題。本研究是以6 a 生林地年均高、徑生長量和單位面積年均蓄積為標(biāo)準(zhǔn)建立評價模型，基于對5 a 生以上成熟的尾巨桉人工林用相應(yīng)的年均生長量和單位面積年均蓄積評價進(jìn)行計(jì)算，以此解決不同林齡林地評價問題。需要指出的是在制定與實(shí)施尾巨桉人工林經(jīng)營質(zhì)量等級評價體系后，如何利用評價結(jié)果指導(dǎo)生產(chǎn)開展經(jīng)營管理，仍需進(jìn)一步開展深入研究。