陸蘭鑫，陸衛(wèi)勇，肖葉群，覃文忠，萬日崇，付 軍，林麗珍，陸滟靈

(廣西國(guó)有派陽山林場(chǎng)，廣西 寧明 5325002)

1 引言

研究森林結(jié)構(gòu)特征，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合理優(yōu)化和調(diào)整，有助于建立穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)、高效的森林生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)森林多功能經(jīng)營(yíng)[1，2]。森林結(jié)構(gòu)調(diào)整是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)[2]，目前研究森林結(jié)構(gòu)及優(yōu)化調(diào)整的方法有采用層次分析法[3]、模糊評(píng)價(jià)法[4]、Weibull分布函數(shù)法[5]和機(jī)器學(xué)習(xí)算法[6]等，還未形成完備的體系以

解決這個(gè)問題，各種方法都有一定的優(yōu)勢(shì)和局限[3]。本研究運(yùn)用層次分析法和模糊評(píng)價(jià)法，充分發(fā)揮其簡(jiǎn)便、靈活和實(shí)用的特征[7]，將不易定量的因素定量化[8]，為森林資源培育、保護(hù)和利用的中長(zhǎng)期規(guī)劃提供依據(jù)。

2 區(qū)域概況

派陽山林場(chǎng)于廣西壯族自治區(qū)西南部寧明縣境內(nèi)，東經(jīng)106°30′～107°34′，北緯21°46′～22°3′。所在區(qū)域地貌屬廣西西南部十萬大山-大青山公母山弧形山地，全場(chǎng)林地中海拔在800 m以上的面積占1.7%，海拔500～800 m的占14.7%，海拔300～500 m的占53.7%，海拔300 m以下的占29.9%。屬北熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，境內(nèi)河流均為珠江水系，光、水、熱條件優(yōu)越。92%的土壤類型為赤紅壤，區(qū)域內(nèi)地帶性植被為季節(jié)性雨林，經(jīng)60年森林采伐-人工造林，現(xiàn)有森林植被中人工林占77%，天然林只占23%。人工植被以馬尾松、桉樹和八角為主，有少量的濕地松、火力楠、米老排、杉木、荷木、肉桂、紅錐等。

3 材料與方法

3.1 森林資源現(xiàn)狀與分析

全場(chǎng)林場(chǎng)國(guó)有土地總面積20708.57 hm2，其中林地面積20639.91 hm2，占99.7%；非林地68.66 hm2，占0.3%，活立木總蓄積量243.96萬m3，森林覆蓋率為89.96%，林木綠化率90.42%，林地利用率91.90%(圖1)。

圖1 森林資源現(xiàn)狀與分析

3.2 森林結(jié)構(gòu)綜合評(píng)分依據(jù)及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

評(píng)價(jià)體系參考《國(guó)家林業(yè)和草原局關(guān)于編制“十四五”期間年森林采伐限額工作的通知》《廣西壯族自治區(qū)林業(yè)局關(guān)于加快推進(jìn)“十四五”期年森林采伐限額編制及森林經(jīng)營(yíng)方案修編工作的通知》中關(guān)于森林資源培育、保護(hù)和利用的要求，結(jié)合資料查證和專家實(shí)證經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建森林結(jié)構(gòu)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

在初選評(píng)價(jià)指標(biāo)基礎(chǔ)上，通過向林學(xué)、生態(tài)、環(huán)境、林業(yè)勘探和調(diào)查規(guī)劃等專家咨詢并收集評(píng)判意見，共發(fā)放問卷45份，收回有效問卷43份，最終確定森林結(jié)構(gòu)綜合評(píng)價(jià)體系設(shè)置目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和因子層3個(gè)層次。其中準(zhǔn)則層包括資生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益3個(gè)要素；因子層包括固碳釋氧、涵養(yǎng)水源、生物多樣性、木材、林產(chǎn)品、林副產(chǎn)品、森林旅游、林草科普、帶動(dòng)就業(yè)等9項(xiàng)指標(biāo)。指標(biāo)體系構(gòu)成見圖2，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建各層次指標(biāo)判斷矩陣，計(jì)算相應(yīng)權(quán)重值，并驗(yàn)證各層次指標(biāo)通過一致性檢驗(yàn)。

圖2 森林結(jié)構(gòu)綜合評(píng)價(jià)層次分析模型

3.2 模糊評(píng)價(jià)法構(gòu)建判斷矩陣

針對(duì)所在區(qū)域的森林資源狀況和林場(chǎng)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，根據(jù)層次分析法相對(duì)重要性專家打分法，通過綜合評(píng)價(jià)層次分析模型設(shè)定專家及森林經(jīng)營(yíng)者綜合評(píng)定，按照各林種和齡組在 C 層(因子層)的優(yōu)劣程度賦分，分別賦分“9，8，7，…，1”分?jǐn)?shù)，建立模糊評(píng)價(jià)判斷矩陣[4,9]。

3.3 森林結(jié)構(gòu)綜合評(píng)價(jià)計(jì)算模型

4 派陽山森林結(jié)構(gòu)綜合評(píng)價(jià)

4.1 綜合評(píng)價(jià)體系指標(biāo)權(quán)重分析

森林結(jié)構(gòu)綜合評(píng)價(jià)體系如表1所示，一致性檢驗(yàn)結(jié)果CR=0.0289，CR值小于0.1評(píng)價(jià)體系通過一致性檢驗(yàn)。結(jié)果表明3個(gè)項(xiàng)目層權(quán)重值A(chǔ)生態(tài)效益>B經(jīng)濟(jì)效益>C社會(huì)效益，固碳釋氧、木材和涵養(yǎng)水源3個(gè)因子層指標(biāo)權(quán)重最大，占因子層總權(quán)重的62.84%，這與李寧的研究結(jié)果類似[4]，森林兼具固碳釋氧、涵養(yǎng)水源生態(tài)價(jià)值和木材儲(chǔ)備的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，是現(xiàn)階段生態(tài)學(xué)家和經(jīng)濟(jì)學(xué)家研究的熱點(diǎn)之一，對(duì)合理經(jīng)營(yíng)和保護(hù)利用森林資源有著重要的現(xiàn)實(shí)意義[10]。

表1 森林結(jié)構(gòu)綜合評(píng)價(jià)體系

4.2 模糊評(píng)價(jià)判斷矩陣及綜合評(píng)價(jià)

模糊評(píng)價(jià)判斷矩陣如表2所示，根據(jù)森林結(jié)構(gòu)綜合評(píng)價(jià)計(jì)算模型MFRESI公式，計(jì)算森林結(jié)構(gòu)fi綜合評(píng)價(jià)分值。

表2 模糊評(píng)價(jià)判斷矩陣及綜合評(píng)價(jià)分值

通過層次分析和模糊綜合評(píng)價(jià)，防護(hù)林、特用林和用材林評(píng)價(jià)最高，占總數(shù)的97.49%。防護(hù)林和特用林的固碳釋氧、涵養(yǎng)水源、生物多樣性、森林旅游和林草科普5個(gè)因子層指標(biāo)分值最高，薪炭林各項(xiàng)指標(biāo)最低；成熟林各項(xiàng)因子層指標(biāo)最高，其次為中齡林和近熟林。成熟林兼具生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的多項(xiàng)功能，綜合評(píng)價(jià)數(shù)值是幼齡林的2.90倍、中齡林的1.71倍、近熟林的1.26倍，達(dá)到過熟林后數(shù)值下降了42.5%。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

派陽山林場(chǎng)的森林起源以人工林為主，人工林面積占比79.3%；天然林面積占比20.7%，森林結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)為用材林占比63.9%，桉樹面積占比30.9%，馬尾松面積占比23.2%，純林面積占比61.4%，樹種結(jié)構(gòu)、林分結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)單一化，生物多樣性不豐富，森林結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功較弱，這與王前等研究結(jié)果一致[11]。林場(chǎng)短周期采伐導(dǎo)致幼齡林和中齡林占比57.5%，成熟林僅占20.3%，林木以中小徑材為主，大徑材培育比例少，經(jīng)營(yíng)方式和森林結(jié)構(gòu)不利于維護(hù)生物多樣性和森林生態(tài)系統(tǒng)健康。短輪伐的持續(xù)連栽會(huì)導(dǎo)致地力顯著衰退、蓄積量大幅下降、森林蓄積量增長(zhǎng)后勁不足、可采森林資源減少等問題，這與唐雅娟研究結(jié)果一致[12]。

林場(chǎng)國(guó)家級(jí)公益林面積5889.21 hm2，水源涵養(yǎng)林、國(guó)防林面積占比29.5%，社會(huì)責(zé)任較大。林場(chǎng)與廣西林科院等科研院校搭建“產(chǎn)學(xué)研”平臺(tái)，逐步加大科研成果轉(zhuǎn)化投入力度，在種質(zhì)資源保護(hù)利用、良種選育、高產(chǎn)高效林培育等方面取得了一系列科研成果。通過林業(yè)核心技術(shù)的推廣示范對(duì)帶動(dòng)林區(qū)周邊林農(nóng)發(fā)展起到良好的推動(dòng)作用。派陽山是全國(guó)首批森林經(jīng)營(yíng)方案實(shí)施示范林場(chǎng)，積極履行FSC?森林聯(lián)合認(rèn)證承諾，不斷推動(dòng)當(dāng)?shù)厣纸?jīng)營(yíng)的可持續(xù)發(fā)展，為廣西林業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境建設(shè)及繁榮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、帶動(dòng)周邊發(fā)展等做出了積極貢獻(xiàn)。

綜上所述，林場(chǎng)森林資源結(jié)構(gòu)不夠合理，森林資源可持續(xù)性偏弱，生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性中等，經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性中等，社會(huì)可持續(xù)性較高。林場(chǎng)林分(喬木林)單位面積平均蓄積量95.8 m3/hm2，根據(jù)《2019年中國(guó)林業(yè)市場(chǎng)分析報(bào)告-市場(chǎng)行情監(jiān)測(cè)與發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃》中的數(shù)據(jù)，2017年全國(guó)喬木林單位面積蓄積全國(guó)數(shù)據(jù)為89.79 m3/hm2，廣西為56.34 m3/hm2，派陽山林場(chǎng)單位面積平均蓄積量略高于全國(guó)平均水平，還沒有達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，森林資源培育尚有較大挖潛空間。

5.2 森林結(jié)構(gòu)調(diào)整建議

(1)優(yōu)化結(jié)構(gòu)、科學(xué)經(jīng)營(yíng)。在客觀全面地分析林分結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地調(diào)整樹種結(jié)構(gòu)和齡組結(jié)構(gòu)，優(yōu)化資源配置，科學(xué)規(guī)劃森林經(jīng)營(yíng)類型和森林經(jīng)營(yíng)措施類型，制定相適應(yīng)的采伐、培育、保護(hù)和利用的森林經(jīng)營(yíng)措施，滿足與實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略森林經(jīng)營(yíng)建設(shè)目標(biāo)要求，張博等研究得出同樣結(jié)論[13]。

(2)適地適樹、充分發(fā)揮林地生產(chǎn)力。根據(jù)林場(chǎng)氣候條件、林地立地條件，選擇適宜的造林樹種，滿足森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)的需要，合理調(diào)整樹種結(jié)構(gòu)，改變用材林培育方向，中小徑材適度調(diào)整為中大徑材，增加鄉(xiāng)土闊葉樹種規(guī)模，擴(kuò)大針闊混交林比例，最大限度的發(fā)揮林地生產(chǎn)潛力，這與魏曉慧等研究結(jié)果一致[14]。

(3)生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)三大效益兼顧，堅(jiān)持最佳效益原則。按照分類經(jīng)營(yíng)、多功能森林經(jīng)營(yíng)、近自然經(jīng)營(yíng)的理念，從傳統(tǒng)的木材利用為主向多功能利用轉(zhuǎn)變，充分提升森林生產(chǎn)力和森林功能，在提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，確保森林資源的總量不斷擴(kuò)大、質(zhì)量不斷提高，同時(shí)兼顧森林生態(tài)、社會(huì)效益，既保障國(guó)家木材生產(chǎn)安全，又實(shí)現(xiàn)森林資源的可持續(xù)利用，李寧、惠剛盈和桂子凡等研究得出同樣結(jié)論[15～17]。

5.3 展望

森林結(jié)構(gòu)分析探究的目的在于深刻認(rèn)識(shí)森林生態(tài)系統(tǒng)的本質(zhì)，通過優(yōu)化調(diào)整，增加森林結(jié)構(gòu)多樣性和森林資源的可持續(xù)利用率，不斷提高森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[18]。結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營(yíng)技術(shù)符合現(xiàn)代森林經(jīng)營(yíng)發(fā)展方向，是精準(zhǔn)提升森林質(zhì)量的有效途徑，有望成為解決人工林近自然化轉(zhuǎn)變的有效途徑，其應(yīng)用簡(jiǎn)單化的特點(diǎn)適用于基層林業(yè)單位的大范圍應(yīng)用推廣[16]。未來應(yīng)將經(jīng)營(yíng)措施-森林結(jié)構(gòu)-森林功能三者相結(jié)合，建立森林結(jié)構(gòu)-調(diào)整優(yōu)化-森林功能耦合模型，為制定全周期森林經(jīng)營(yíng)方案提供理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支撐[19]，最終實(shí)現(xiàn)增加森林結(jié)構(gòu)多樣性、森林生態(tài)系統(tǒng)多樣性的目的[20]。