張　貝，馬振環(huán)，陳世清

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 森林經(jīng)理研究室，廣東 廣州 510642）

生態(tài)公益林林果高效經(jīng)營評價方法研究

張貝，馬振環(huán)，陳世清

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 森林經(jīng)理研究室，廣東 廣州 510642）

以森林健康度、生物多樣性、生物量、碳儲量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出值等構(gòu)建生態(tài)公益林林果高效經(jīng)營評價指標(biāo)體系，提出以生態(tài)公益林林果高效經(jīng)營綜合指數(shù)（AI）衡量林果經(jīng)營狀況，并以此對廣東省惠東縣梁化林場林果實驗地進(jìn)行經(jīng)營評價。結(jié)果表明，實驗地AI指數(shù)為0.4288，林果實驗地近兩年的經(jīng)營評價等級為中等。

生態(tài)公益林；林果；高效經(jīng)營；評價

生態(tài)公益林作為生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重要組成部分，對林業(yè)可持續(xù)發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)社會和人類生存環(huán)境建設(shè)有重要意義［1］。如何管理好生態(tài)公益林，不斷提高其生態(tài)效益和資源利用效率，是森林分類經(jīng)營研究與實踐的重點(diǎn)和核心［2］。生態(tài)公益林在合理經(jīng)營條件下能產(chǎn)出經(jīng)濟(jì)效益，但其主要經(jīng)營目標(biāo)是最大化地產(chǎn)出生態(tài)和社會效益［3］。因此，目前在進(jìn)行生態(tài)公益林效益評價時，一般沒有考慮其經(jīng)濟(jì)效益部分，只針對其生態(tài)效益進(jìn)行計量評價。

2011年2月2日，國家林業(yè)局發(fā)布《林業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃（征求意見稿）》，提出要充分利用林地資源和林蔭空間，發(fā)展具有地方特色的種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)以及非木質(zhì)產(chǎn)品采集業(yè)。因此，在生態(tài)公益林建設(shè)中重造林輕經(jīng)營、面積擴(kuò)大但質(zhì)量不高、生態(tài)補(bǔ)償率低、林農(nóng)生產(chǎn)積極性受挫的現(xiàn)實狀況下［4—5］，將非木質(zhì)林產(chǎn)品引入生態(tài)公益林中，并對該經(jīng)營模式進(jìn)行評價，是解決林區(qū)“三農(nóng)問題”，實現(xiàn)森林生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益協(xié)調(diào)發(fā)展的重要途徑。本研究將桃Amygdalus persica、楊梅Myrica rubra、番石榴Psidium guajava、蛋黃果Lucuma nervosa、枇杷Eriobotrya japonica等5種林果引入生態(tài)公益林，完成林果實驗基地建設(shè)，在前人研究的基礎(chǔ)上，建立生態(tài)公益林林果經(jīng)營評價指標(biāo)體系，對林果經(jīng)營進(jìn)行評價，以期為生態(tài)公益林的建設(shè)、經(jīng)營和補(bǔ)償提供借鑒。

1　材料與方法

1.1實驗區(qū)概況

實驗基地總面積11.8 hm2，位于廣東省惠東縣梁化林場，東經(jīng)114°44′，北緯23°10′，屬于南亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，年均溫21.8 ℃，年均降水量1800 mm，降雨主要集中在4～8月，海拔110～225 m，土壤為赤紅壤。森林類型為針闊混交林，喬木層主要樹種為杉木Cunninghamia lanceolata、桉樹Eucalyptus spp.和木荷Schima superba，林下主要植被為九節(jié)Psychotria asiatica，相對多度為47.44%。林果實驗區(qū)于2013年4月中旬完成建設(shè)（表1），種植模式為林下空地點(diǎn)狀種植，5種林果物種隨機(jī)排列。

表1　2013年實驗地喬木層基本特征Table 1　Basic characteristics of tree layer in 2013

1.2研究方法

1.2.1樣地設(shè)置與調(diào)查樣地設(shè)置依照《森林資源規(guī)劃調(diào)查技術(shù)規(guī)程》（GB/T26424～2010），采用多套小樣圓法在實驗區(qū)內(nèi)設(shè)置圓形樣地［6］，即以樣點(diǎn)為中心向東、南、西、北四方向各延伸15 m后各設(shè)置一樣點(diǎn)。每套小樣圓樣地共設(shè)5個小圓形樣地，樣地半徑6 m，因此每套小樣圓樣地面積565.2 m2，如圖1所示。實驗區(qū)外設(shè)置3套小樣圓樣地作為對照樣地。

于實驗地建設(shè)前（2012年）和建設(shè)完成初期（2014年）對其進(jìn)行調(diào)查。在每套樣圓樣地中進(jìn)行每木檢尺，每套樣地以樣點(diǎn)為中心分別設(shè)置5個2 m × 2 m小樣方調(diào)查生物多樣性；記錄小樣方內(nèi)1 m × 1 m灌木層植被和地表凋落物，稱鮮重；將樣品85 ℃烘干至恒重，稱重得到灌木層生物量和地表凋落物生物量。每套樣地采集土壤樣本1份，60 cm剖面，分別在0～20、20～40、40～60 cm環(huán)刀取土，待測。

圖1　多套小樣圓法樣地設(shè)置Fig. 1　Sample set of multi-small-round-plot

1.2.2數(shù)據(jù)處理

1.2.2.1生物多樣性統(tǒng)計［7］① 物種豐富度S：樣地內(nèi)出現(xiàn)的物種數(shù)目。

② Simpson多樣性指數(shù)（D）：

式中，S為物種豐富度，ni為第i物種的個體數(shù)，N為所有物種的總個體數(shù)。

③ Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H）：

式中，Pi為第i個物種個體數(shù)（ni）占所有物種個體總數(shù)（N）的比例。

④ Pielou物種均勻度指數(shù)（J）：

式中，S′為標(biāo)準(zhǔn)化后的物種豐富度。

1.2.2.2 喬木層碳儲量計算采用廣東省二元立木材積式來求算各樣方蓄積量［8］；通過蓄積量與生物量之間轉(zhuǎn)換模型計算喬木生物量（表2）。

表2　蓄積量與生物量計算公式Table 2　Calculation formula of volume and biomass

計算喬木層植被碳儲量，選用常值0.5作為碳含量計數(shù)值［9—10］。以森林植被生物量（B）乘以碳含量（Cc）推算求得森林植被的碳儲量（C），其計算公式為：C = B × Cc。

1.2.2.3灌木層植被和凋落物層含碳量測定將灌木層植被和凋落物層樣品分別均勻混合，烘干研磨粉碎過篩，采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法進(jìn)行測定，每樣品重復(fù)測定 3次，取平均值。

1.2.2.4土壤有機(jī)碳測定［11］用環(huán)刀法測土壤容重，用重鉻酸鉀容重法測定土壤有機(jī)碳，每樣品3次重復(fù)，取平均值。

1.2.2.5土壤有機(jī)碳密度計算［12］土壤有機(jī)碳密度（SOC）計算公式為：SOC = BD × S × T × A/10。式中，BD為容重（g·cm-3）；S為面積（hm2）；T為土層厚度（cm）；A為有機(jī)碳含量（g·kg-1），10為將SOC單位轉(zhuǎn)換為t·hm-2的系數(shù)。

所測數(shù)據(jù)均用Excel 2003和SPSS Statistics 19軟件處理。

表3 惠東市場水果平均價格Table 3　Average price of fruit in Huidong

1.2.2.6林果經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出值按照水果上市時間，以30 d為期限，于10～15 d內(nèi)對當(dāng)?shù)厮袌龊痛笮统羞M(jìn)行調(diào)查（表3），以調(diào)查價格數(shù)據(jù)作為該水果平均價格。實驗地林果 2014年皆已見初果，于2014年5月至12月，在林果成熟時期進(jìn)行采摘稱重，取單株產(chǎn)量平均值與調(diào)查的平均價格的乘積作為林果經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出值。

1.2.3評價指標(biāo)體系與評價方法

1.2.3.1評價指標(biāo)體系本研究在程苗［13］建立的生態(tài)公益林林果高效經(jīng)營評價指標(biāo)體系基礎(chǔ)上，結(jié)合文獻(xiàn)［14—16］，進(jìn)一步完善了生態(tài)公益林經(jīng)營評價指標(biāo)體系（表4）。

表4　生態(tài)公益林林果高效經(jīng)營評價指標(biāo)體系Table 4　Efficient index system evaluating of non-commercial forest fruit

1.2.3.2評價模型建立生態(tài)公益林林果經(jīng)營綜合指數(shù)（AI）評價其經(jīng)營效果。

式中，ωk表示第k個分指數(shù)的權(quán)重，bk表示第k個分指數(shù)的值。由于指標(biāo)體系中參數(shù)較少，故選用層次分析法確定權(quán)重。

1.2.3.3指標(biāo)值標(biāo)準(zhǔn)化由于評價指標(biāo)體系的參評指標(biāo)量綱不統(tǒng)一，需對參評指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

式中，xj為標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)值，xi為所選指標(biāo)值。1.2.3.4 生態(tài)公益林林果經(jīng)營等級劃分標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)上述評價指標(biāo)體系，在系統(tǒng)分析和整合現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合復(fù)合結(jié)構(gòu)功能指標(biāo)法［17—18］，構(gòu)建生態(tài)公益林林果經(jīng)營狀況等級劃分標(biāo)準(zhǔn)（表5）。

表5　生態(tài)公益林林果經(jīng)營狀況等級劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 5　Criteria for management grade of non-commercial forest fruit

2　結(jié)果與分析

2.1指標(biāo)權(quán)重的確定

用層次分析法確定森林健康度、生物多樣性、蓄積量、生物量、碳儲量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出值等6項指標(biāo)的權(quán)重，對其在生態(tài)公益林林果高效經(jīng)營中的重要性的程度進(jìn)行兩兩比較，判斷矩陣和權(quán)重見表6。

判斷矩陣的權(quán)重 ω=［0.3041， 0.1878， 0.2050，0.1242， 0.1106， 0.0683］T

表6　判斷矩陣與權(quán)重的計算結(jié)果Table 6　Result of matrix and weight

計算矩陣的最大特征值如下：

上式中，λmax為判斷矩陣的最大特征值，CI為一致性檢驗指標(biāo)，CR是一致性檢驗比率，RI為平均隨機(jī)一致性檢驗指標(biāo)（n=6，RI取1.26［19］）。因CR＜0.10，由此可知該矩陣具有滿意的一致性，ω1、ω2、ω3、ω4、ω5、ω6分別為森林健康度、生物多樣性、蓄積量、生物量、碳儲量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出值的指標(biāo)權(quán)重。

表7　實驗地評價指標(biāo)等級劃分Table 7　Creteria for evaluation indexes values in experimental plot

2.2林果高效經(jīng)營評價

2.2.1指標(biāo)值通過實驗固定樣地和對照樣地建設(shè)前和建設(shè)完成初期的調(diào)查對比分析（表7），對各項指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計和等級劃分，實驗地未受影響的株數(shù)百分比為 84.3%，等級劃分為中健康；生物多樣性指數(shù)BI為0.6538，經(jīng)營狀況為中等；實驗地蓄積量2014年比2012年增加了8.24%，生物量增加12.2%，碳儲量增加4.19%，為低效經(jīng)營狀態(tài)；林果經(jīng)營單位面積產(chǎn)值為597.5元·hm-2，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后為0.19，經(jīng)營狀況等級為低效。2.2.2 評價結(jié)果計算林果實驗地和對照地的經(jīng)營指數(shù)（AI）：實驗地林果經(jīng)營綜合指數(shù)為0.4288，經(jīng)營評價等級為中等；對照地的經(jīng)營綜合指數(shù)為 0.3792，評價等級為低效。因此，該研究說明生態(tài)公益林林果經(jīng)營可以提高生態(tài)公益林的綜合效益。

3　結(jié)論

林果經(jīng)營可以提高生態(tài)公益林的森林健康度水平、生物多樣性和增加生物量、碳儲量，且有一定的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)出。實驗地經(jīng)過不足兩年的粗放型經(jīng)營，林果實驗地的綜合經(jīng)營指數(shù)為 0.4288，評價等級為中等；而對照地經(jīng)營綜合指數(shù)0.3792，評價等級為低效；實驗地單位面積經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出值為597.5元·hm-2，隨著林果產(chǎn)量的提升，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出值逐漸增大，預(yù)計盛果期將達(dá)1088.1～1187.1元·hm-2，遠(yuǎn)大于生態(tài)公益林國家補(bǔ)償定額150元·hm-2和廣東省補(bǔ)償定額330元·hm-2。由此可見，林果經(jīng)營可以為生態(tài)公益林的建設(shè)、經(jīng)營以及提高資源利用效率等提供資金支持，使得生態(tài)公益林在提高生態(tài)效益的同時，取得經(jīng)濟(jì)效益。

在現(xiàn)階段我國生態(tài)公益林面積不斷擴(kuò)增的趨勢下，生態(tài)公益林經(jīng)營的欠缺是對森林資源的極大浪費(fèi)。本研究將非木質(zhì)林產(chǎn)品的林果引入生態(tài)公益林經(jīng)營，提出了小尺度下的可操作指標(biāo)體系，并引入林果高效經(jīng)營綜合指數(shù)來衡量生態(tài)公益林林果經(jīng)營狀況。從實驗地建設(shè)完成到開始經(jīng)營評價，僅有18個月時間，林果實驗地和對照地林木蓄積量分別增加8.24%和7.14%，差異雖然不大，但考慮到林木生長的緩慢性和自然災(zāi)害的影響，林果經(jīng)營對林木的影響將會逐漸體現(xiàn)。本研究可為以后生態(tài)公益林林果和其他非木質(zhì)林產(chǎn)品的經(jīng)營評價工作提供參考。

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Evaluation of Efficient Management for Non-commercial Forest Fruit

ZHANG Bei， MA Zhen-huan， CHEN Shi-qing
（Forest Management Research Institute， South China Agricultural University， Guangzhou 510642， Guangdong China）

In this study， forest health， biodiversity， biomass， carbon storage and economic output value were recommended as indicators for evaluation system for management of non-commercial forest fruit， integrated index（AI） of non-commercial forest fruit was used to measure the management situation of forest fruit. The management of forest fruit in Lianghua Forest Farm was evaluated by the new evaluation system. The results showed that the index of forest fruit management was 0.4288 and the evaluation grade was medium.

non-commercial forest； forest fruit； efficient management； evaluation

10.3969/j.issn.1009-7791.2015.03.009

S757

A

1009-7791（2015）03-0223-05

2015-05-19

南方集體林區(qū)生態(tài)公益林可持續(xù)經(jīng)營技術(shù)研究與示范（2012BAD22B05）

張貝，碩士研究生，從事森林可持續(xù)經(jīng)營與資源監(jiān)測研究。E-mail： zhangbei9@163.com

注：陳世清為通訊作者。E-mail： sqc@scau.edu.cn