齊 也 江 瑤 張中瑞

（廣東省森林培育與保護利用重點實驗室/廣東省林業(yè)科學研究院，廣東 廣州 510520）

生態(tài)公益林是指以發(fā)揮生態(tài)效益和社會效益為主導功能的森林類型。提升生態(tài)公益林管理、保證森林資源量與質的統(tǒng)一是改善生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)森林可持續(xù)經(jīng)營的重要基礎[1]。蕉嶺縣是廣東省林業(yè)生態(tài)最好的縣之一，具有“世界長壽鄉(xiāng)”的美名。根據(jù)統(tǒng)計局2020 年的數(shù)據(jù)[2]，蕉嶺縣全域森林覆蓋率高達79.4%，活立木總蓄積量為709.4 萬cm3，已建成生態(tài)公益林3.75 萬hm2。對廣東蕉嶺生態(tài)公益林質量進行科學合理的定量評價，能夠客觀反映森林資源質量狀況，為森林資源規(guī)劃和森林經(jīng)營方案編制提供依據(jù)。

目前已有不少學者運用多種評價方法分別對小班、縣級、省級等不同尺度森林質量進行了評價。如孫敏等[3]基于小班尺度對南京市老山林場進行了森林資源質量評價，指出該林場需改善林分結構。張峰等[4]運用層次分析法構建了縣域森林質量評價指標體系。彭巖等[5]采用主成分分析法提出了新疆森林質量評價指標，宏觀把握全省森林質量變化情況。雖然尚未形成統(tǒng)一的森林質量評價標準，但對于評價指標的選取和評價方法的使用具有重要的參考價值。本研究借鑒前人經(jīng)驗，以廣東省森林資源二類調查數(shù)據(jù)為基礎，對廣東蕉嶺生態(tài)公益林進行質量評價，運用層次分析法構建蕉嶺生態(tài)公益林質量評價指標體系和等級劃分標準，并最終計算森林質量等級，為蕉嶺縣生態(tài)公益林管理提供參考。

1 研究區(qū)概況

廣東省梅州市蕉嶺縣位于東經(jīng)116°01′～ 116°22′、北 緯24°25′～24°53′ 之 間， 總 面 積961.64 km2。蕉嶺屬亞熱帶季風氣候區(qū)，北部為中亞熱帶氣候區(qū)南緣，南部為南亞熱帶氣候區(qū)，四季氣候明顯夏長冬短，夏澇冬旱，春、秋氣溫多變，均有不同災害天氣出現(xiàn)。生態(tài)公益林的優(yōu)勢樹種主要有桉樹Eucalyptusspp.、相思Acaciaspp.、杉木Cunninghamia lanceolata、馬 尾 松Pinus massoniana、濕地松Pinus elliottii等。

2 材料與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究以2018 年完成的廣東省梅州市蕉嶺縣森林資源二類調查小班數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)源，選取蕉嶺縣林地小班3 376 個，小班的屬性主要包括小班號、地類、小班面積、優(yōu)勢樹種、樹種結構、森林群落結構、郁閉度、植被蓋度、平均胸徑、平均樹高、平均年齡、齡組、災害等級、活立木公頃蓄積量等，小班數(shù)據(jù)信息滿足森林質量指數(shù)評價的要求。

2.2 層次分析法

層次分析法是將與決策總是有關的指標分解成目標、準則、方案等層次，通過主觀判斷和兩兩比較，得到?jīng)Q策因素對于目標的重要性總排序，最終根據(jù)得出的排序結果進行決策和選擇解決問題的措施[6]。本研究采用層次分析法，確定森林質量評價目標層（A）、評價約束層（B）、評價指標層（C）。對生態(tài)公益林質量評價指標體系所列評價指標采用1～9 標度法[7]，并檢驗判斷矩陣是否具有滿意一致性，將一致性指標和隨機一致性指標進行比較，得出檢驗系數(shù)，公式如下：

式中，CRi（i=1，……，n）為檢驗系數(shù)，n為指標總數(shù)。CIi為第i指標單排序一致性檢驗指標，RIi為第i指標對應的平均隨機一致性指標。當CRi＜0.10 時，則認為該判斷矩陣通過一致性檢驗，具有滿意一致性，否則就不具有滿意一致性。

層次總排序一致性檢驗是根據(jù)單排序一致性指標與相應的平均隨機一致性指標及約束層總排序隨機一致性比例，公式如下：

式中：CR 為層次總排序一致性檢驗系數(shù)，ai為層次總排序權重。當CR＜0.10 時，認為層次排序結果具有較滿意的一致性并接受該分析結果。

2.3 模糊綜合評價法

模糊綜合評價法是在模糊數(shù)學的基礎上，將一些邊界不清、不易定量的因素用數(shù)學方法進行定量化，從多個因素對被評事物隸屬等級狀況進行評價的一種方法[8]。由于森林資源質量往往受多種因素、多個層次影響，難以直接定量評價，通常采用模糊綜合評價法建立評價指標體系進行評價。

首先為構建隸屬矩陣，對指標層的單指標Ci(i= 1，2，……)作單指標評價，指標Ci對應優(yōu)、中、差3 個等級的隸屬度為Ri1、Ri2、Ri3(i= 1，2，……)，并得到第i個指標Ci單指標隸屬度集Ri。本研究的指標采用頻率法，即用各個指標的值落在優(yōu)、中、差3 個等級上的小班面積占總面積比重，以構建約束層下的指標層指標的隸屬矩陣，公式如下：

進一步合成運算，在同一層次計算的權重矩陣iCW與隸屬矩陣iR進行合成運算，得到約束層隸屬矩陣EiB，公式如下：

然后將約束層隸屬矩陣乘以約束層的權重矩陣WB得到目標層隸屬矩陣EA，公式如下：

最終將目標層隸屬矩陣EA=(x、y、z)中x、y、z分別對應優(yōu)、中、差3 個等級，x、y、z中最大的值即為評定的森林資源質量等級。

3 結果與分析

3.1 評價指標體系構建

生態(tài)公益林是以發(fā)揮生態(tài)效益為主要目的的森林類型，其森林質量的高低直接影響到人類生存和發(fā)展的環(huán)境質量[9]。在進行生態(tài)公益林資源質量評價時，主要考慮林分對環(huán)境的影響和林分穩(wěn)定性兩方面的指標[10]。林分對環(huán)境的影響這類指標不易獲得，可以采用林分對環(huán)境所產(chǎn)生的生態(tài)效益、經(jīng)濟效益等方面的間接指標表示，本研究選取平均胸徑、平均高、郁閉度、活立木公頃蓄積、齡組5 個指標。林分在相當長時間內能夠保持林分組成、層次結構等相對穩(wěn)定，便能持續(xù)不間斷發(fā)揮生態(tài)效益。因此選擇優(yōu)勢樹種、樹種結構、森林群落結構、植被蓋度、災害等級5 個指標來反映林分穩(wěn)定性。

3.2 評價指標權重確定及檢驗

對評價指標體系各項指標構造兩兩比較判斷矩陣，確定各評價指標的相對權重，經(jīng)過一致性檢驗后，得出生態(tài)公益林質量評價指標權重及一致性檢驗值見表1。由檢驗結果可知，約束層單排序一致性檢驗系數(shù)CR1=0.008 1＜0.10，CR2=0.015 2＜0.10，表明約束層單排序結果均具有滿意一致性。層次總排序一致性檢驗系數(shù)CR=0.017 5＜0.10，表明層次總排序結果具有較滿意一致性，本文分析結果具有可接受性。由結果可知，林分對環(huán)境的影響方面，評價指標權重由大到小依次為植被蓋度0.42，郁閉度0.26，活立木公頃蓄積量0.15，平均胸徑0.09，平均樹高0.09。林分穩(wěn)定性方面，評價指標權重由大到小依次為樹種結構0.42，森林群落結構0.26，齡組0.16，災害等級0.10，優(yōu)勢樹種0.06。

表1 生態(tài)公益林質量評價指標權重及一致性檢驗值Table1 The weight and consistency test value of ecological public welfare forest quality evaluation index

3.3 評價指標等級劃分

為直觀展現(xiàn)森林質量評價結果，本研究參考廣東省森林資源二類調查的相關規(guī)定和相關文獻將各指標均劃分為優(yōu)、中、差3 個等級，指標等級劃分標準見表2。

表2 生態(tài)公益林質量評價指標等級劃分標準Table2 Standard for grading of quality evaluation index of ecological public welfare forest

根據(jù)計算結果， 得到約束層WB= (0.67 0.33)；指標層林分對環(huán)境的影響下WC1=(0.41 0.26 0.15 0.09 0.09)，林分穩(wěn)定性下WC2=(0.42 0.26 0.16 0.10 0.06)。構建隸屬度矩陣如下:

林分對環(huán)境的影響方面，各指標評價等級分別為：植被蓋度、郁閉度為優(yōu)等；活立木公頃蓄積量、平均胸徑、平均樹高均為中等。林分穩(wěn)定性方面，各指標評價等級分別為：僅災害等級為優(yōu)等，樹種結構、森林群落結構、齡組、優(yōu)勢樹種均為中等。

3.4 森林資源質量等級評價

森林資源質量等級計算結果如下。根據(jù)最大隸屬度原則，約束層林分對環(huán)境的影響對應評價等級為優(yōu)，林分穩(wěn)定性對應評價等級為中等，總體森林質量等級為中級。

4 結論與討論

從評價指標權重來看，植被蓋度、郁閉度是評價林分對環(huán)境的影響的重要指標，樹種結構和森林群落結構對生態(tài)公益林林分穩(wěn)定性的影響較大。廣東地區(qū)降雨量較大，一定的植被蓋度和較大的森林郁閉度能夠影響林冠截留和樹干徑流，減輕降水對表層土壤的沖刷[11]，有利于土壤表層養(yǎng)分的維持。豐富的樹種結構和完整的森林群落結構有利于森林資源的有效利用[12]。

從評價結果來看，蕉嶺生態(tài)公益林資源質量等級為中等，總體表現(xiàn)為林分對環(huán)境所產(chǎn)生的效益較優(yōu)，而林分穩(wěn)定性一般。具體來說，林分對環(huán)境的影響方面，森林植被覆蓋度，郁閉度良好，活立木公頃蓄積量、平均胸徑、平均樹高均處于中等水平，即林分生長量處于中等水平?？赡艿脑蚴侨狈侠淼纳謸嵊?，導致森林質量提升有限。林分穩(wěn)定性方面，目前森林受災情況輕，森林群落結構較完整，優(yōu)勢樹種以本地優(yōu)勢樹種為主，樹種結構以相對純林和純林居多、混交林較少，林分以中齡林和過熟林居多。相比較而言，簡單的林分結構更易受到病蟲害的侵襲，而混交林具有較高的森林穩(wěn)定性和較強的自然演替能力[13]。要使森林質量得到大幅改善，必須注重林分結構的調整。

本研究結果客觀反映了廣東蕉嶺生態(tài)公益林資源質量狀況，能夠為森林質量精準提升和可持續(xù)經(jīng)營管理提供依據(jù)?？傮w來說，廣東蕉嶺生態(tài)公益林質量處于中等水平，具有一定的可持續(xù)發(fā)展性，但仍有較大提升空間。建議加強森林撫育，有效提升森林生長量。在盡量不改變現(xiàn)有植被蓋度和郁閉度的情況下，適當間伐、補植、補造，提高林木質量，優(yōu)化林分結構。森林資源質量評價涉及內容眾多，難以統(tǒng)一標準、適用性強的評價方法，本研究評價指標選擇及評價等級劃分均以廣東省森林資源二類調查的相關規(guī)定為依據(jù)，具有一定的適用性，但若要用于不同類型的生態(tài)公益林質量評價，其評價指標體系還需完善。