趙棟鋒　付志祥

摘要：森林健康評(píng)價(jià)是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，是我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)和森林健康經(jīng)營(yíng)的重要理論基礎(chǔ)。森林健康評(píng)價(jià)方法的選擇直接關(guān)系到森林健康評(píng)估的精度，是森林健康評(píng)估工作中最重要的工作之一。本文在查閱國(guó)內(nèi)相關(guān)研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)其中涉及到的森林健康評(píng)估方法進(jìn)行了總結(jié)，以期為森林健康評(píng)價(jià)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：森林健康評(píng)價(jià)；評(píng)價(jià)方法選擇；選擇依據(jù)

森林健康是森林生態(tài)系統(tǒng)所處的一種狀態(tài)，即在滿足人類(lèi)需求的同時(shí)能夠保持自身的穩(wěn)定性和可持續(xù)性，是一個(gè)包含了樹(shù)木個(gè)體、林分、森林群落、森林生態(tài)系統(tǒng)以及森林景觀在內(nèi)的復(fù)雜的系統(tǒng)概念。森林健康評(píng)價(jià)方法是森林健康評(píng)估工作中最重要的工作之一，直接關(guān)系到評(píng)價(jià)結(jié)果的精度，是森林健康監(jiān)測(cè)中的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文在查閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)國(guó)內(nèi)森林健康評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了總結(jié)，旨在為森林健康評(píng)價(jià)方法選擇提供參考。

1.森林健康評(píng)價(jià)方法

根據(jù)評(píng)價(jià)目的、評(píng)價(jià)對(duì)象和評(píng)價(jià)精度要求的不同，森林健康評(píng)價(jià)方法主要包括生物指示物法、主成分分析法、層次分析法、模糊數(shù)學(xué)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、灰色關(guān)聯(lián)度法、健康距離法7種方法。下面將對(duì)這7種方法和其它方法的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用進(jìn)行介紹：

1.1生物指示物法

生物指示物法是指通過(guò)監(jiān)測(cè)生物指示物種群數(shù)量或行為方式的變化來(lái)衡量森林生態(tài)系統(tǒng)健康狀況。鳥(niǎo)、魚(yú)、娃、鹿、昆蟲(chóng)等常被用作環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的指示性生物。該方法具有簡(jiǎn)單快捷、成本低廉、操作性強(qiáng)的特點(diǎn)。王建敏等應(yīng)用蛀干昆蟲(chóng)的寄主選擇來(lái)探討其在森林健康評(píng)價(jià)中的應(yīng)用價(jià)值；劉佳敏等通過(guò)分析昆蟲(chóng)多樣性指數(shù)對(duì)浙江天目山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、龍王山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)和百山祖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)3個(gè)保護(hù)區(qū)的森林健康狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

1.2主成分分析法

主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）是一種統(tǒng)計(jì)方法，是設(shè)法將原來(lái)眾多具有一定相關(guān)性指標(biāo)，重新組合成一組新的互相無(wú)關(guān)的綜合指標(biāo)來(lái)代替原來(lái)的指標(biāo)的方法。該方法運(yùn)用降維思想，將復(fù)雜指標(biāo)轉(zhuǎn)換成代表性強(qiáng)的簡(jiǎn)單指標(biāo)，適合于評(píng)價(jià)指標(biāo)眾多的精確評(píng)價(jià)對(duì)象，具有較高的精確度，但對(duì)評(píng)價(jià)人員具有一定的技術(shù)要求。該方法在一定程度上降低了因主觀因素所造成的誤差。趙小亮等運(yùn)用主成分分析的方法從生產(chǎn)要素、生態(tài)要素、環(huán)境要素和脅迫要素4個(gè)方面，對(duì)河北承德縣8種不同林型、林齡的林地健康狀況進(jìn)行了健康評(píng)價(jià)。

1.3層次分析法

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是指將目標(biāo)分解為多個(gè)目標(biāo)或準(zhǔn)則的若干層次，通過(guò)定性指標(biāo)模糊量化方法算出層次單排序（權(quán)數(shù)）和總排序的系統(tǒng)方法。該方法相對(duì)復(fù)雜，評(píng)價(jià)過(guò)程中易受到經(jīng)驗(yàn)因素的影響而產(chǎn)生主觀因素方面的誤差。翁殊斐等從整體狀況、樹(shù)冠、樹(shù)干和樹(shù)根4個(gè)方面選擇了14個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，借助層次分析的方法確定相對(duì)權(quán)重，從而獲得了園林樹(shù)木健康狀況。

1.4模糊數(shù)學(xué)法

模糊統(tǒng)計(jì)方法是一種客觀方法，主要是基于模糊統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上根據(jù)隸屬度的客觀存在性來(lái)確定的。該方法能客觀反映森林健康狀況，受人為因素影響小，但計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，對(duì)技術(shù)人員具有一定的要求。徐梅從結(jié)構(gòu)完整性、系統(tǒng)穩(wěn)定性和服務(wù)可持續(xù)性3個(gè)方面，利用模糊數(shù)學(xué)的方法完成了徐州市側(cè)柏人工林健康評(píng)估工作。

1.5神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是模擬思維方式，將簡(jiǎn)單的單個(gè)單元串聯(lián)成復(fù)雜的能夠反映一定功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。適合于因果關(guān)系復(fù)雜的非確定性推理、判斷、識(shí)別和分類(lèi)等問(wèn)題。甘敬等利用通過(guò)對(duì)訓(xùn)練樣本的模式識(shí)別來(lái)構(gòu)建一個(gè)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，觀察其能否收斂，并以測(cè)試樣本為新的輸入項(xiàng)進(jìn)行模擬，采用誤差百分比法、線性回歸檢驗(yàn)法和Nash-Sutcliffe效率法對(duì)模擬值與期望值的吻合程度進(jìn)行檢驗(yàn)，最終確定了林分層次結(jié)構(gòu)、病蟲(chóng)害程度和土壤厚度為森林健康的最有效評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.6灰色關(guān)聯(lián)度法

灰色關(guān)聯(lián)度法是根據(jù)因素之間發(fā)展趨勢(shì)的相似或相異程度來(lái)描述因素間關(guān)系的強(qiáng)弱、大小和次序的一種方法。適用于多指標(biāo)的評(píng)價(jià)體系，具有客觀性和科學(xué)性，但操作復(fù)雜，對(duì)技術(shù)人員有一定的要求。張晶晶等凹使用灰色系統(tǒng)理論和矢量投影原理，建立森林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)灰色關(guān)聯(lián)投影模型，并以永壽縣槐平林場(chǎng)為例，利用21個(gè)刺槐林小班的調(diào)查數(shù)據(jù)，通過(guò)建立健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用灰色關(guān)聯(lián)投影法對(duì)該林場(chǎng)人工刺槐林的健康狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.7健康距離法

健康距離法是陳高提出的一種森林健康評(píng)估方法，是將人工林與天然林進(jìn)行比較，獲得兩者間差距，從而判定森林所處健康狀態(tài)的方法。該方法中認(rèn)為參照對(duì)象林分即為健康林分，具有較強(qiáng)的主觀性，且操作復(fù)雜。

1.8其他方法

近年來(lái)，遙感技術(shù)的廣泛應(yīng)用促使基于遙感影像的森林健康評(píng)價(jià)工作的開(kāi)展。遙感影像具有監(jiān)測(cè)范圍大、精度低的特點(diǎn)，這一特點(diǎn)造成了評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法選取的困難。如何篩選簡(jiǎn)單有效的評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法是該領(lǐng)域所要面臨的主要問(wèn)題。目前，已有相關(guān)學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究，楊超裕等以Landsat 5 TM為信息源，借助遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）及統(tǒng)計(jì)分析等手段，結(jié)合實(shí)地調(diào)查及文獻(xiàn)資料，用相關(guān)分析和主成分分析方法分析了廣州市范圍內(nèi)的森林健康狀況。

2.展望

森林健康問(wèn)題逐漸受到國(guó)內(nèi)學(xué)者和施政者的關(guān)注，該領(lǐng)域的研究也不斷加深，但是仍然存在諸多問(wèn)題。

2.1森林健康概念不明確，內(nèi)涵不統(tǒng)一

很多學(xué)者從自己的研究領(lǐng)域內(nèi)定義森林健康，這導(dǎo)致同一片森林從不同角度出發(fā)，評(píng)價(jià)結(jié)果存在差異的問(wèn)題。

2.2森林健康評(píng)價(jià)指標(biāo)具有片面性

森林是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，其健康受到系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)組分的共同影響，還包括降水、光照、土壤理化性質(zhì)以及人為因素的影響。國(guó)內(nèi)學(xué)者在進(jìn)行健康評(píng)價(jià)的過(guò)程中，只注重系統(tǒng)的部分，造成了片面化，降低了評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。

2.5評(píng)價(jià)方法不統(tǒng)一

國(guó)內(nèi)學(xué)者就評(píng)價(jià)方法問(wèn)題未達(dá)成統(tǒng)一，因評(píng)價(jià)指標(biāo)的復(fù)雜程度和評(píng)價(jià)目的的不同導(dǎo)致評(píng)價(jià)方法的多樣性，導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的精度存在爭(zhēng)議。

森林生態(tài)系統(tǒng)的健康問(wèn)題直接關(guān)系到人類(lèi)的生存與發(fā)展，森林健康評(píng)估工作是對(duì)森林健康監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)。只有統(tǒng)一森林健康概念，界定好評(píng)價(jià)指標(biāo)間關(guān)系，選擇合適的評(píng)價(jià)方法，才能了解到森林生態(tài)系統(tǒng)的真實(shí)健康狀況，才能更好地對(duì)森林進(jìn)行經(jīng)營(yíng)和利用。本文總結(jié)了森林健康評(píng)估工作中常被使用的方法，并對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行了闡述，以期對(duì)森林健康評(píng)估工作提供參考。