韋海航 韋鑠星 韓俊學(xué) 黃玲 黃彩船
(1. 廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院/廣西優(yōu)良用材林資源培育重點實驗室 廣西百色 533000;2. 廣西國有雅長林場 廣西百色 533000)
生態(tài)公益林是以發(fā)揮森林生態(tài)效益和社會效益為主的森林類型,在保持水土、涵養(yǎng)水源、保護生物多樣性、維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定等方面發(fā)揮重要作用[1-2]。長期以來,由于社會對木材的需求量較大,林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營主要集中在商品林經(jīng)營上,對森林的生態(tài)功能重視不夠,關(guān)于生態(tài)公益林經(jīng)營方面的研究相對較少,經(jīng)營措施單一,以封山育林為主要經(jīng)營方式,導(dǎo)致我國生態(tài)公益林林分質(zhì)量低下,林分健康狀況差,生物多樣性低等[3]。隨著生態(tài)文明建設(shè)的不斷推進。人們逐漸意識到森林生態(tài)功能的重要性??茖W(xué)地經(jīng)營和保護生態(tài)公益林,使其生態(tài)效能達到最大化,是當(dāng)前森林可持續(xù)經(jīng)營的重點課題之一[1]。
目前,生態(tài)公益林經(jīng)營類型的劃分方法主要有2種,第一種先劃分經(jīng)營類型區(qū)或經(jīng)營類型組,再對每一大類進行具體劃分[2-4]。段河等[5]先將森林劃分為5個經(jīng)營類型區(qū),再根據(jù)立地類型對各經(jīng)營類型區(qū)進行細(xì)分,最終將柴河林業(yè)局森林劃分為6個經(jīng)營類型;劉羿等[6]根據(jù)立地類型、經(jīng)營目的、經(jīng)營水平等因子,將浙江省龍泉市生態(tài)公益林劃分為5個經(jīng)營類型區(qū)。第二種是引用商品林的劃分方法對生態(tài)公益林經(jīng)營類型進行劃分。刁嬌嬌等[7]綜合分析區(qū)位優(yōu)勢、功能需求、資源現(xiàn)狀及經(jīng)營管理水平等情況,將南京市溧水區(qū)林場公益林劃分為5個經(jīng)營類型;秦秀華等[8]提出“起源+優(yōu)勢樹種+立地類型+林種”的集體林區(qū)生態(tài)公益林經(jīng)營類型劃分方法。雖然2種劃分方法都能滿足生態(tài)公益林經(jīng)營類型劃分的要求,但均存在一些缺點。第一種方法劃分,各經(jīng)營類型之間差異性明顯,但分類指標(biāo)不明確,主觀性較強,難于滿足森林集約化經(jīng)營的要求;第二種方法用量化的方式進行經(jīng)營類型劃分,降低主觀因素的影響,但經(jīng)營目的不夠明確,不便于現(xiàn)實經(jīng)營操作?;诖耍狙芯恳匝砰L林場2019年森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),在全面分析雅長林場生態(tài)公益林特點的基礎(chǔ)上,選取林分起源、優(yōu)勢樹種(組)、立地類型、經(jīng)營目的為劃分因子,借助Excel篩選功能和數(shù)據(jù)透視表功能,對各劃分因子的類型數(shù)量進行分類統(tǒng)計與整合,采用層次壓縮法進行經(jīng)營類型劃分,分別以各劃分因子為先決條件逐層壓縮整合經(jīng)營類型數(shù)量,最終科學(xué)合理地劃分經(jīng)營類型,為研究區(qū)生態(tài)公益林經(jīng)營類型劃分及可持續(xù)經(jīng)營提供參考依據(jù)。
研究區(qū)概況 雅長林場位于廣西百色市西北部,地 理 坐 標(biāo) 為106°08′~106°23′E,24°37′~25°00′N,處在廣西丘陵向云貴高原過渡的山原地帶。屬南亞熱帶山地氣候,光熱豐富,具有明顯的干濕季節(jié),年平均氣溫為16.8℃,極端最高氣溫38.0℃,極端最低氣溫3℃,年降雨量1 058 mm,年蒸發(fā)量1 484.7 mm,每年的5—10月為雨季,降雨量占全年的80%以上[9]。土壤多為紅壤和黃壤,海拔低于800 m為紅壤,高于800 m為黃壤,海拔低于500 m,氣候較為干熱的區(qū)域為褐紅壤。
1.2.1 劃分原則 劃分經(jīng)營類型的目的是為森林經(jīng)營類型制定相應(yīng)的經(jīng)營措施,便于實踐經(jīng)營,從而提高森林質(zhì)量和生態(tài)效能[10]。因此,生態(tài)公益林經(jīng)營類型劃分應(yīng)遵循以下原則。
科學(xué)性:遵循森林自然發(fā)展規(guī)律,以森林可持續(xù)經(jīng)營為最終目標(biāo),符合林學(xué)、樹木學(xué)、森經(jīng)理學(xué)等相關(guān)學(xué)科的理論知識。
目的性:經(jīng)營措施是根據(jù)森林經(jīng)營類型而制定的,因此,經(jīng)營類型劃分要明確各林分的經(jīng)營目的,以便科學(xué)合理地制定經(jīng)營措施[11-12]。
差異性:經(jīng)營類型的劃分既要具有合理性,也要具有顯著差異性,即各經(jīng)營類型之間差異要顯著。
可操作性:劃分經(jīng)營類型的最終目的是服務(wù)經(jīng)營管理和生產(chǎn),應(yīng)具有時效性和可操作性,在實踐中易實施操作[13-14]。
1.2.2 劃分依據(jù) 通過實地踏查和資料查閱,結(jié)合林場發(fā)展目標(biāo)和經(jīng)營管理水平,參考相關(guān)學(xué)者提出的森林經(jīng)營類型劃分依據(jù),選取林分起源、立地類型、優(yōu)勢樹種(組)及經(jīng)營目的為經(jīng)營類型劃分依據(jù),其中經(jīng)營目的以三級林種為標(biāo)志。
1.2.3 類型劃分 以雅長林場2019年森林二類調(diào)查數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù),選取森林起源、立地類型、優(yōu)勢樹種(組)、經(jīng)營目的4個為劃分因子,借助Microsoft Office Excel篩選功能和數(shù)據(jù)透視表功能,先對各劃分因子的類型進行分類統(tǒng)計與整合,再組織劃分經(jīng)營類型,然后分別以各劃分因子為先決條件逐步壓縮整合經(jīng)營類型數(shù)量,最后通過對比分析,按照相似性、重要性原則對經(jīng)營類型進行整合優(yōu)化,得到最終劃分結(jié)果。經(jīng)營類型命名方式為:林分起源+優(yōu)勢樹種(組)+立地類型+經(jīng)營目。
由表1可知,雅長林場生態(tài)公益林總面積28 659.82 hm2,占林場有林地面積的76.00%,符合“廣西區(qū)直大型公益型林場”的特征,單位蓄積量高于全國森林單位蓄積量(79.66 m3/hm2),低于世界森林單位蓄積量(131.59 m3/hm2);林種僅有水土保持林和水源涵養(yǎng)林2種,二者的面積分別占林場公益林總面積的64.95%和35.05%,蓄積分別占林場公益林總蓄積量的69.00%、31.00%。
表1 不同林種結(jié)構(gòu)林分面積、蓄積統(tǒng)計
由表2可知,雅長林場生態(tài)公益林按起源方式可分為天然林和人工林,其中天然林的面積、蓄積相對較大,所占比重分別為60.52%、58.49%,單位蓄積量較小,值為89.77 m3/hm2;人工林的面積、蓄積所占比重為39.48%和41.51%,單位蓄積量比天然林的大7.89 m3/hm2。
表2 不同起源結(jié)構(gòu)林分面積、蓄積統(tǒng)計
由表3可知,雅長林場生態(tài)公益林優(yōu)勢樹種(組)可劃分為12種。面積、蓄積占比重大于12%的優(yōu)勢樹種(組)有雜木、櫟類和馬尾松類,三者的面積、蓄積所占比重之和分別為60.39%和68.48%,其中雜木的面積、蓄積所占比重均最大,分別為29.63%和30.25%;櫟類次之,面積、蓄積所占比重分別為17.77%和21.44%;馬尾松類排在第3,面積、蓄積所占比重分別為12.99%和16.79%;其余優(yōu)勢樹種(組)的面積、蓄積所占比重均不超過8%,樟樹類面積、蓄積所占比重最小,值分別為0.13%和0.12%。單位蓄積量以樺木類為最大,為127.49 m3/hm2,其他果樹林林木最低,僅為71.40 m3/hm2。
表3 不同優(yōu)勢樹種(組)結(jié)構(gòu)林分面積、蓄積統(tǒng)計
根據(jù)研究區(qū)立地條件特點,選擇地貌、坡向、土壤厚度為劃分因子,將雅長林場生態(tài)公益林立地劃分為24種類型,其中“中山陽中”和“中山陰中”兩種立地類型面積、蓄積所占比重均高于30%,其余類型面積、蓄積均未超過5%,見表4。從地貌方面看,研究區(qū)立地面積主要分布在中山地貌類型上,所占比重高達88.19%,蓄積占比90.29%,丘陵地貌面積、蓄積所占比重最小,僅為2.03%和2.33%;從土壤厚度方面看,研究區(qū)土壤厚度薄、中、厚土層面積比重分別為8.34%、87.94%和3.72%;單位蓄積量以“丘陵陰中”類型為最大,“低山平薄”類型為最小。
表4 不同立地類型結(jié)構(gòu)林分面積、蓄積統(tǒng)計
依據(jù)劃分因子進行經(jīng)營類型劃分,可將雅長林場生態(tài)公益林7 161個小班劃分為1 440種經(jīng)營類型,經(jīng)營類型數(shù)量較多,生產(chǎn)經(jīng)營中難于實施。因此,需要進一步整合。第一步,先對劃分因子的類別進行歸納整合,其中,林分起源和經(jīng)營目的各類型的面積和小班數(shù)量較大,滿足森林可持續(xù)經(jīng)營要求,無需進一步整合,只對優(yōu)勢樹種(組)和立地類型2個劃分因子進行整合。從優(yōu)勢樹種(組)方面,樟樹類和軟闊類在實際經(jīng)營中主要采取撫育間伐措施,與其他闊葉林的經(jīng)營措施一致,且面積較小。因此,將樟樹類和軟闊類合并到其他闊葉中,優(yōu)勢樹種(組)從原來的12種整合為10種;從立地類型方面,由于坡的面積較小,將平坡類型歸到陽坡類型中,初始劃分各經(jīng)營類型的小班數(shù)量平均值為19個(7 161÷372≈19),小班平均面積為4 hm2(28 659.82÷ 7 161≈4.00),將不能同時滿足這2個條件的立地類型,按照相似性進行整合,最終將立地類型整合為11種;第二步,按2種起源、2種經(jīng)營目的、10種優(yōu)勢樹種(組)、11種立地類型對研究區(qū)生態(tài)公益林進行經(jīng)營類型劃分,雅長林場生態(tài)公益林被劃分為148種經(jīng)營類型;第三步,將面積和小班數(shù)量未能同時達到初始劃分平均值的經(jīng)營類型,按相似性和重要性原則進行合并,研究區(qū)生態(tài)公益林被劃分為49種經(jīng)營類型。
從第三步的劃分結(jié)果看,仍有部分經(jīng)營類型之間的差異性不顯著,不符合差異性原則,不利于經(jīng)營措施的制定[15]。因此,有必要將經(jīng)營措施相同的林分整合為同一種經(jīng)營類型。三級林種是森林經(jīng)營目的的標(biāo)志,在經(jīng)營類型劃分中以三級林種為劃分的先決條件,更符合實際的經(jīng)營管理。所以,針對第三步的劃分結(jié)果,以經(jīng)營目的為優(yōu)先級,結(jié)合研究區(qū)生態(tài)公益林的資源現(xiàn)狀和經(jīng)營水平,優(yōu)化整合經(jīng)營類型,最終將雅長林場生態(tài)公益林劃分29種經(jīng)營類型,見表5。經(jīng)過優(yōu)化整合之后,各經(jīng)營類型之間的經(jīng)營目差異性顯著,經(jīng)營類型數(shù)量也與林場的實際經(jīng)營目水平相適應(yīng),可行性較強。
表5 生態(tài)公益林經(jīng)營類型最終劃分結(jié)果
自森林分類經(jīng)營實施以來,關(guān)于生態(tài)公益林的研究主要集中在政策、發(fā)展方向及生態(tài)功能等方面,經(jīng)營類型劃分和經(jīng)營技術(shù)方面的研究較少。本研究在綜合分析研究區(qū)生態(tài)公益林結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上,選取林分起源、優(yōu)勢樹種(組)、立地類型、經(jīng)營目的為劃分因子,先對各劃分因子的類型數(shù)量進行分類統(tǒng)計與整合,然后采用層次壓縮法進行經(jīng)營類型劃分,分別以各劃分因子為先決條件,逐層壓縮整合經(jīng)營類型數(shù)量,最后按照相似性和重要性原則優(yōu)化整合經(jīng)營類型,最終科學(xué)合理地劃分經(jīng)營類型,該方法與王晶晶[16]的研究方法相似。與段河[5]、劉羿等[6]、亢新剛等[17]采用先劃分大類再細(xì)化各經(jīng)營類型的方法相比,本文采用的劃分方法更具有科學(xué)性和可操作性,因為該方法是基于森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù),在充分分析研究區(qū)生態(tài)公益林結(jié)構(gòu)特點后,再組織劃分經(jīng)營類型,先細(xì)分后整合,大大地降低了主觀因素的影響;與刁嬌嬌等[7]、秦秀華等[8]、農(nóng)東紅等[18]按劃分因子對原始數(shù)據(jù)進行劃分,再逐層壓縮類型數(shù)量的劃分方法相比,本文采用的劃分方法操作更簡便,且經(jīng)營目的更加明確,因為該方法先統(tǒng)計分類、整合各劃分因子類型,再進行經(jīng)營類型劃分,有效地避免經(jīng)營類型數(shù)量過多,整合壓縮困難,經(jīng)營目標(biāo)不明確等問題。綜合分析,本研究采用的劃分方法能較好滿足雅長林場生態(tài)公益林經(jīng)營劃分的需求。
經(jīng)營類型劃分是生態(tài)公益林經(jīng)營方案編制過程中的重要環(huán)節(jié)之一,科學(xué)地劃分經(jīng)營類型對生態(tài)公益林可持續(xù)經(jīng)營有重要意義[19-20]。雖然本研究采用的劃分方法能夠滿足雅長林場生態(tài)公益林經(jīng)營類型劃分的需求,但由于區(qū)域環(huán)境、社會經(jīng)濟發(fā)展及經(jīng)營管理水平的差異,能否將其推廣運用還需進一步試驗驗證,且在森林資源相對豐富的區(qū)域,劃分因子類型偏多,采用該方法進行經(jīng)營類型劃分會導(dǎo)致工作量增大,操作起來困難。因此,進一步改進該劃分方法,使其更具科學(xué)性和可操作性是今后探索的重要內(nèi)容。
雅長林場生態(tài)公益林占林場有林地面積的76.00%,符合“廣西區(qū)直大型公益型林場”的特征,以天然林為主,林種結(jié)構(gòu)單一,僅有水土保持林和水源涵養(yǎng)林2種,單位蓄積量高于全國森林單位蓄積量,低于世界森林單位蓄積量,說明林場生態(tài)公益林結(jié)構(gòu)單一,林分質(zhì)量整體偏低;森林生產(chǎn)力處在國內(nèi)中等水平,但與世界先進水平相比,仍存有一定差距,生態(tài)公益林建設(shè)任務(wù)艱巨;研究區(qū)生態(tài)公益林土壤厚度中等,立地條件一般,雜木、櫟類和馬尾松類是林場生態(tài)公益林的主要三大優(yōu)勢樹種(組),三者的面積、蓄積所占比重均大于12%,其余優(yōu)勢樹種(組)的面積、蓄積所占比重均不足8%,說明研究區(qū)生態(tài)公益林樹種結(jié)構(gòu)不合理,林木生長情況較差,需加強經(jīng)營管理,優(yōu)化樹種結(jié)構(gòu),從而提高林分質(zhì)量。
本文在分析研究區(qū)生態(tài)公益林結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上,選取林分起源、優(yōu)勢樹種(組)、立地類型及經(jīng)營目的4個因子為劃分依據(jù),經(jīng)過分類統(tǒng)計與整合,將研究區(qū)生態(tài)公益林7 161個小班劃分為2種起源、2種經(jīng)營目的、10種優(yōu)勢樹種(組)、11種立地類型,采用層次壓縮法進行經(jīng)營類型劃分,最終將雅長林場生態(tài)公益林劃分為29種經(jīng)營類型。