袁 菲，張星耀，梁 軍，*

(1.中國林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所森林保護(hù)學(xué)國家林業(yè)局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100091;2.北京市林業(yè)保護(hù)站，北京 100029)

森林健康評(píng)價(jià)是當(dāng)前熱門的研究方向之一，可用來判斷一個(gè)地區(qū)森林健康狀況和森林經(jīng)營趨勢，是進(jìn)行森林健康經(jīng)營的重要基礎(chǔ)［1］。不同的專家學(xué)者根據(jù)其學(xué)術(shù)側(cè)重點(diǎn)不同，選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)也大不一樣。魯紹偉等［2］提出物種多樣性、群落層次結(jié)構(gòu)、郁閉度、灌木層蓋度、年齡結(jié)構(gòu)、林分蓄積量、病蟲危害程度、土壤侵蝕程度8項(xiàng)指標(biāo)，指標(biāo)容易測量便于野外操作;李靜銳等［3］選取了生長狀況、有機(jī)質(zhì)含量、地類、土層厚度、灌木豐富度、草本豐富度共6個(gè)指標(biāo)，指標(biāo)選取沒有考慮抗干擾能力指標(biāo)和外界環(huán)境指標(biāo)，指標(biāo)涵蓋面較小;高志亮等［4］提出結(jié)構(gòu)性指標(biāo)、功能性指標(biāo)和適應(yīng)性指標(biāo)3大類包括物種多樣性、平均生物量、葉面積指數(shù)、土壤有機(jī)質(zhì)和森林病蟲害程度等8個(gè)指標(biāo)，對(duì)于林分尺度森林健康研究具有指導(dǎo)意義;姬文元等［5］從森林群落方面入手提出郁閉度、下木總蓋度、地被物總蓋度、幼樹中建群種數(shù)量比例、更新等級(jí)、幼樹幼苗生長情況、單位面積活立木蓄積量、建群種的平均胸徑、建群種的平均樹高共9個(gè)指標(biāo)，未考慮抗干擾能力指標(biāo);張仁等［6］提出單位面積蓄積量、林齡結(jié)構(gòu)、土層厚度、群落結(jié)構(gòu)、喬木郁閉度、灌木蓋度、草本蓋度、腐殖質(zhì)厚度、天然更新狀況及病蟲害危害程度10個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，指標(biāo)選取合理，但未考慮到森林火險(xiǎn)等指標(biāo)。

從上述可以看出，目前很多研究者提出的評(píng)價(jià)指標(biāo)，實(shí)際上很多都是從Costanza提出的系統(tǒng)活力、系統(tǒng)組織、系統(tǒng)恢復(fù)力3個(gè)方面演化而來，指標(biāo)構(gòu)成過于理論化。有些指標(biāo)選取時(shí)因?yàn)樗鶎W(xué)專業(yè)的限制，沒有考慮到森林火災(zāi)、森林病蟲害或者大氣污染等目前對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)健康影響較大的有害干擾因子。而近幾年來，我國森林受到的有害干擾越來越重，方式也越來越多樣化，嚴(yán)重影響了森林生態(tài)系統(tǒng)的健康。針對(duì)于此，本文根據(jù)對(duì)汪清林區(qū)的實(shí)地調(diào)查，采取一種全新的評(píng)價(jià)模式，即提出基于干擾理論的森林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)體系和評(píng)價(jià)模型，在一定程度上豐富了森林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的研究理論和方法體系，對(duì)將來的生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)工作有一定的借鑒意義。

1 試驗(yàn)地概況

本文選擇處于寒溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)的吉林省汪清林業(yè)局經(jīng)營區(qū)為研究區(qū)。林區(qū)位于吉林省延邊朝鮮族自治州的東北部，長白山系的中低山區(qū)(43°05'—43°40'N，129°56'—131°04'E)，東、北部與黑龍江省寧安市、穆陵縣、東寧縣接壤，東南部與琿春市、圖們市毗鄰，西南部與敦化市、龍井市相接?？偯娣e30.4萬hm2。汪清林區(qū)屬于中溫帶濕潤溫涼季風(fēng)氣候區(qū)。春季溫度變化劇烈，冷暖干濕無常;夏季短暫，溫涼而潮濕;秋季涼爽，晝夜溫差大;冬季漫長而寒冷。年平均氣溫3.9℃，最高年份4.9℃，最低年份2.9℃。年平均降水量為547 mm，集中在6—8月，占全年降水量的65%。年平均無霜期135 d，無霜期最長的年份157 d，終霜期一般在5月9日左右，初霜期在9月24日左右出現(xiàn)。年平均日照時(shí)數(shù)2 358 h。林區(qū)地面高程為360—1 477 m，坡度變化范圍為0—45°。該區(qū)域植物種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。深山區(qū)林相以針闊混交林為主，呈帶狀分布在海拔500—1100 m之間。針葉樹主要有落葉松 Larix spp.、紅松 Pinus koraiensis Sieb.et Zucc.、云杉Picea meyeri Rehd.et Wils.，闊葉樹多為蒙古櫟 Quercus mongolica Fisch.ex Ledeb.var.mongolicodentata、楓樺 Betula costata Trautv.、色木槭Acer mono Maxim和白樺Betula platyphylla Suk等，平均樹高為26 m。主要土壤類型為暗棕色森林土，其間穿插有少量的沼澤土和草甸土。

2 研究方法

2.1 調(diào)查方法

2.1.1 樣地設(shè)置

綜合考慮海拔、坡向、齡組、經(jīng)營歷史、森林健康狀況等因素，將林區(qū)分為4種類型:天然落葉松林(針葉樹比例91%—100%)15塊、人工落葉松林(針葉樹比例100%)15塊、針闊混交林(針葉樹比例11%—90%)14塊和闊葉混交林(針葉樹比例0—10%)16塊，共選取臨時(shí)樣地60塊。樣地為圓形，半徑為8.92 m，面積為250 m2。確定樣地中心點(diǎn)后，用皮尺實(shí)測半徑8.92 m之內(nèi)的樹木。同時(shí)記載樣地號(hào)、森林類型、樣地面積、優(yōu)勢樹種、林分起源、林種、樣地位置(林場、林班、小班)、GPS坐標(biāo)、坡向、坡度、坡位、海拔、調(diào)查者、設(shè)置日期等內(nèi)容。

2.1.2 樣地調(diào)查

調(diào)查樣地基本狀況包括:海拔、坡度、坡向、坡位、林齡結(jié)構(gòu)、林分郁閉度、灌木總蓋度、草本總蓋度、群落層次結(jié)構(gòu)、近自然等級(jí)、火源管控力度等。植被調(diào)查，對(duì)胸徑＞4 cm的喬木進(jìn)行每木檢尺，記載其樹種、胸徑、樹高、發(fā)病率、有蟲株率及病蟲害的發(fā)生程度。沿樣地坡面設(shè)置1 m×1 m的草本樣方2個(gè)，并以此擴(kuò)大成5 m×5 m的灌木樣方2個(gè)。記錄1 m×1 m樣方內(nèi)所有草本植物種類、數(shù)量、高度、蓋度，記錄5 m×5 m的灌木樣方內(nèi)所有灌木的種類、數(shù)量、高度、蓋度，在樣地中心附近設(shè)2 m×2 m的喬木更新調(diào)查樣方，分別記載2徑階以下苗木的各樹種名稱和株數(shù)。樣地中隨機(jī)選取10個(gè)點(diǎn)，調(diào)查枯枝落葉層的厚度。此外，樣地所屬林班森林病蟲害發(fā)生歷史、火災(zāi)頻度數(shù)據(jù)、經(jīng)營管理、撫育間伐措施亦可通過向有關(guān)部門搜集獲取。

2.2 基于干擾理論的森林健康評(píng)價(jià)體系構(gòu)建及指標(biāo)說明

2.2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

根據(jù)汪清林區(qū)的實(shí)地情況最終確定有害干擾指標(biāo)層:森林病害、森林蟲害、森林火險(xiǎn)以及人為干擾，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的增益指標(biāo)層:樹種多樣性、群落層次結(jié)構(gòu)、林分更新狀況、近自然度，即一個(gè)目標(biāo)層A，兩個(gè)約束層B，8個(gè)指標(biāo)層C以及12個(gè)分項(xiàng)指標(biāo)D(表1)。

2.2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的測定

2.2.2.1 有害干擾指標(biāo)

(1)森林病害

森林病害指標(biāo)由發(fā)病率和病情指數(shù)來決定。

表1 基于干擾的汪清林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Table 1 Forest ecosystem health indicator system based on disturbance of WangQing forestry

病情指數(shù)(D2)是根據(jù)一定數(shù)目的植株各病級(jí)(把植株感染病害的輕重程度劃分為等級(jí)成為病級(jí))來核計(jì)其發(fā)病株數(shù)所得平均發(fā)病程度的數(shù)值。計(jì)算公式為:

計(jì)算病情指數(shù)時(shí)，首先應(yīng)該清楚林分的主要森林病害，然后根據(jù)病害的不同類型查出不同的病級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)，最后依據(jù)公式計(jì)算出病情指數(shù)。發(fā)病率與病情指數(shù)屬于負(fù)向指標(biāo)，值越大說明森林病害程度越嚴(yán)重，即生態(tài)系統(tǒng)越不健康。森林病害計(jì)算公式為:

式中，w1、w2分別為D1和D2的權(quán)重。

(2)森林蟲害

森林蟲害指標(biāo)由有蟲株率和蟲害危害程度來決定:

不同的有害生物引起的災(zāi)害程度不一樣。本文將森林蟲害按不同的危害程度分為輕、中、重3個(gè)等級(jí)(表2)。根據(jù)樣地內(nèi)蟲害的3個(gè)等級(jí)輕、中、重分別賦值1、2、3，無危害賦值為0，如果樣地內(nèi)同時(shí)有幾種蟲害，以危害程度最重的一種進(jìn)行分級(jí)和賦值。有蟲株率與蟲害程度屬于負(fù)向指標(biāo)，值越大說明森林蟲害越嚴(yán)重，即生態(tài)系統(tǒng)越不健康。

表2 森林蟲害危害程度等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Classification of forest pests damage degree

森林蟲害計(jì)算公式為

式中，w3、w4分別為D3和D4的權(quán)重。

(3)森林火險(xiǎn)

構(gòu)成森林火災(zāi)的主要要素是火源、可燃物、適合的氣象條件，一定的地形條件則加快火災(zāi)的蔓延速度。從歷年我國森林火災(zāi)發(fā)生統(tǒng)計(jì)資料來看，我國每年發(fā)生的森林火災(zāi)大部分都是由人為火源引發(fā)的，人為火源不僅與聚居人口多少、人口分布狀況等相對(duì)穩(wěn)定人口因素有關(guān)，而且還與交通、旅游等動(dòng)態(tài)人口因素有關(guān)，這方面數(shù)據(jù)調(diào)查受隨機(jī)概率的影響很大，直接獲得數(shù)據(jù)資料比較困難，因此本研究中應(yīng)用火源管控力度來反映火源對(duì)森林火險(xiǎn)等級(jí)的影響。另外，在目前全國的森林氣象條件等級(jí)中，不同的氣象條件形成不同的森林火險(xiǎn)，適用于一定區(qū)域內(nèi)的森林火險(xiǎn)氣象等級(jí)。但是氣象條件每天都有不同，在本文中不考慮氣象條件。

因此，本研究主要從火源管控力度和可燃物兩個(gè)方面來對(duì)森林火險(xiǎn)進(jìn)行分級(jí)。

火源一般包括野外生產(chǎn)用火、生活用火、上墳燒紙等現(xiàn)象，根據(jù)這些現(xiàn)象以及人為旅游、砍伐等活動(dòng)出現(xiàn)的頻率來劃分火源管控力度，并對(duì)其進(jìn)行賦值(表3)。

表3 不同火源管控力度賦值及依據(jù)Table 3 Fire source control grade and valuation

森林可燃物主要由枯枝落葉層、草本植物和林木可燃樹種組成，因此用枯枝落葉層厚度、草本植物蓋度以及喬木樹種的易燃等級(jí)來決定可燃物的等級(jí)。其中，草本植物蓋度、枯枝落葉層厚度可由調(diào)查獲得。根據(jù)李艷梅等［7］可得，中國森林主要樹種的燃燒等級(jí)可以分為3類，分級(jí)情況與賦值見表4。

表4 中國森林主要樹種燃燒等級(jí)劃分［7］Table 4 Classification of combustibility of major trees inChina［7］

森林火險(xiǎn)包括火源和可燃物，不同指標(biāo)內(nèi)容的權(quán)重比例不一樣，也決定了森林火險(xiǎn)的最后數(shù)值的不同。森林火險(xiǎn)指標(biāo)屬于負(fù)向指標(biāo)，值越大說明森林火險(xiǎn)等級(jí)越高，即生態(tài)系統(tǒng)越不健康。森林火險(xiǎn)公式為:

式中，w5、w6、w7、w8、w9分別為 D5、D6、D7、D8、D9的權(quán)重。

(4)人為干擾

由于人為干擾方式較多，很多人為干擾無法定量表示，因此，參考艾儒訓(xùn)［8］人為干擾的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，本研究對(duì)不同程度的撫育采伐強(qiáng)度、采伐后林分郁閉度大小、灌木和草本層結(jié)構(gòu)、林相結(jié)構(gòu)等人為干擾進(jìn)行劃分(表5)，達(dá)到其中一項(xiàng)即按照表5情況賦值。

2.2.2.2 增益指標(biāo)

(1)物種多樣性

物種多樣性指數(shù)反映了群落的物種多樣性的空間分布和變化特征的分析，群落中生物種類(喬木、灌木和草本)增多，代表群落的復(fù)雜程度增高，即群落所含的信息量愈大。本文采用Simpson指數(shù)分別計(jì)算林區(qū)喬木、灌木和草本的多樣性。Simpson指數(shù)公式為:

式中，Pi=Ni/N，是種i的個(gè)體數(shù)占所有種的個(gè)體數(shù)的比率，N是樣地的總個(gè)體數(shù)，Ni是第i種的個(gè)體數(shù)，S為種i所在樣方的物種數(shù)。分別計(jì)算喬木層、灌木層、草本層的多樣性指數(shù)，群落多樣性指數(shù)公式為

式中，w10、w11、w12分別為D10、D11、D12的權(quán)重。物種多樣性屬于正向指標(biāo)，值越大說明森林生態(tài)系統(tǒng)越健康。

表5 不同人為干擾程度的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和賦值Table 5 Human-caused disturbances grade and valuation

(2)群落層次結(jié)構(gòu)

林分層次結(jié)構(gòu)完備、合理是森林生態(tài)系統(tǒng)完整性的重要體現(xiàn)。根據(jù)北京市“十五”森林資源二類調(diào)查技術(shù)規(guī)程，層次結(jié)構(gòu)依據(jù)植被層次確定記載，森林群落結(jié)構(gòu)具體可分為完整結(jié)構(gòu)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)、簡單結(jié)構(gòu)3種。

完整結(jié)構(gòu) 具有喬木層、下木層、草本層和地被層4個(gè)植被層的森林;

復(fù)雜結(jié)構(gòu) 具有喬木層和其它1—2個(gè)植被層的森林;

簡單結(jié)構(gòu) 只有喬木1個(gè)植被層的森林。

該指標(biāo)值直接由二類調(diào)查數(shù)據(jù)獲得。其中，完整結(jié)構(gòu)賦值3，復(fù)雜結(jié)構(gòu)賦值2，簡單結(jié)構(gòu)賦值1。群落層次結(jié)構(gòu)屬于正向指標(biāo)，值越大說明森林生態(tài)系統(tǒng)越健康。

(3)林分更新狀況

林分更新狀況主要根據(jù)林分中喬木樹種的更新數(shù)量來確定，該指標(biāo)可以通過森林二類調(diào)查的數(shù)據(jù)獲得。林分更新數(shù)量屬于正向指標(biāo)，值越大說明森林生態(tài)系統(tǒng)越健康。

(4)近自然度

近自然度是根據(jù)外業(yè)調(diào)查中對(duì)具體地段上的不同植物群落的空間位置、物種組成、立地條件、演替階段等因素的綜合評(píng)定。近自然度屬于正向指標(biāo)，值越大說明森林生態(tài)系統(tǒng)越健康。調(diào)查時(shí)可根據(jù)北京市“十五”森林資源二類調(diào)查技術(shù)規(guī)程將近自然度分為如下5個(gè)等級(jí)，等級(jí)分級(jí)和賦值詳見表6。

表6 近自然度等級(jí)及賦值Table 6 Nature closeness grade and valuation

2.2.3 指標(biāo)權(quán)重的確定

本文采用主客觀相結(jié)合的權(quán)重賦值法，即運(yùn)用層次分析法［9-12］計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)重要性的大小，用變異系數(shù)法［13］來確定相對(duì)離散程度大小，根據(jù)二者的算數(shù)平均數(shù)［13］來確定最后的權(quán)重值。這樣，既考慮了相對(duì)重要性的大小又考慮了相對(duì)離散程度大小，得到較為理想且實(shí)際的權(quán)重值。

各指標(biāo)的變異系數(shù)［13］。

式中，σi是第i項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差，i是第i項(xiàng)指標(biāo)的均值。各指標(biāo)的權(quán)重［13］:

主觀客觀相結(jié)合賦權(quán)法的公式為［13］:

式中，W主表示第i個(gè)指標(biāo)的主觀權(quán)重即層次分析法求得的權(quán)重;W客表示第i個(gè)指標(biāo)的客觀權(quán)重即變異系數(shù)法求得的權(quán)重;δi表示第i個(gè)指標(biāo)的綜合指標(biāo)權(quán)重;n為指標(biāo)數(shù)目。這也意味著綜合指標(biāo)權(quán)重是客觀權(quán)重和主觀權(quán)重的算術(shù)平均，即為算術(shù)均數(shù)組合賦權(quán)法。

2.2.4 評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化

由于評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的參評(píng)因子來自不同的方面，直接利用它們?nèi)ピu(píng)價(jià)是困難的，因?yàn)楦飨禂?shù)間的量綱不統(tǒng)一，所以沒有對(duì)比性。即使對(duì)于同一個(gè)參數(shù)，盡管可以根據(jù)它們的實(shí)測值的大小來判斷他們對(duì)健康影響程度，但也缺乏一個(gè)可以比較的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)而無法確切的反映其對(duì)健康的貢獻(xiàn)。因此，應(yīng)該對(duì)參評(píng)因子進(jìn)行量化處理，用標(biāo)準(zhǔn)化方法來解決參數(shù)間不可比性的難題。標(biāo)準(zhǔn)化方法如式:

式中，Si為參評(píng)因子標(biāo)準(zhǔn)化值，xi為參評(píng)因子實(shí)測值，xmax為實(shí)測最大值，xmin為實(shí)測最小值。參評(píng)因子原始數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)在SPSS中處理。

2.2.5 評(píng)價(jià)模型

本研究是基于干擾的森林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，將評(píng)價(jià)指標(biāo)分為了兩個(gè)方面即有害干擾與增益指標(biāo)。其中有害干擾為負(fù)向指標(biāo)，增益指標(biāo)為正向指標(biāo)，即有害干擾越嚴(yán)重，增益指標(biāo)越小，森林生態(tài)系統(tǒng)越不健康，反之亦然。因此，根據(jù)研究指標(biāo)體系構(gòu)建原則與意義，作者首次提出基于干擾的森林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)模型:

式中，H為森林健康綜合指數(shù)，系量綱數(shù)值;B1、B2分別為有害干擾和增益指標(biāo)值，W1和W2分別為有害干擾和增益指標(biāo)的權(quán)重值。

2.2.6 評(píng)價(jià)等級(jí)劃分

根據(jù)基于干擾的森林生態(tài)系統(tǒng)健康綜合評(píng)價(jià)模型，可以將其森林生態(tài)系統(tǒng)健康等級(jí)可劃分為優(yōu)質(zhì)、健康、亞健康和不健康4個(gè)等級(jí)(表7)。

表7 汪清林區(qū)林分健康等級(jí)劃分范圍Table 7 Grade division of Wangqing forest health

3 結(jié)果與分析

3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

運(yùn)用層次分析法和變異系數(shù)法對(duì)汪清林區(qū)的森林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行賦值。本研究認(rèn)為約束層有害干擾、增益指標(biāo)兩個(gè)方面對(duì)森林健康的意義相同，因此權(quán)重均為0.5。通過主客觀賦權(quán)法對(duì)C層的8個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)和D層的12個(gè)分項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值進(jìn)行歸納(表8)。

表8 基于干擾的森林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)各指標(biāo)的最終權(quán)重值Table 8 Final weight of forest ecosystem health assessment indicators based on disturbances

圖1 汪清林區(qū)四種不同林分抽樣樣地健康狀況Fig.1 Health situation of four different types in Wangqing forest sample plots

3.2 不同林分樣地的健康評(píng)價(jià)結(jié)果

由各樣地健康指數(shù)分析可知，汪清林區(qū)60塊樣地中，處于優(yōu)質(zhì)狀態(tài)的樣地有6 塊(6、7、11、36、43、58)，占總樣地?cái)?shù)的10%，健康指數(shù)均大于0.2;處于健康狀態(tài)的林分 13 塊(1、2、8、12、13、14、37、38、39、41、46、59、60)，占總樣地?cái)?shù)的 21.67%，健康指數(shù)在 0.1-0.2 之間;處于亞健康狀態(tài)的林分 23 塊(3、4、5、9、10、15、28、31、32、33、34、35、40、42、44、45、47、48、51、53、55、56、57)，占總樣地?cái)?shù)的38.33%，健康指數(shù)在0-0.1之間;處于不健康的林分 18 塊(16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、29、30、49、50、52、54)，占總樣地?cái)?shù)的30%，健康指數(shù)小于0。

從圖1可知，在落葉松天然林、針闊混交林和闊葉混交林中，亞健康林分所占的比例均最高，分別是6塊、8塊和8塊;其次是健康林分，分別為6塊、4塊和3塊;而優(yōu)質(zhì)林分分別為3塊、2塊和1塊。這說明在天然林中，無論是針葉純林還是針闊混交林、闊葉混交林，大多處于亞健康和健康的狀況，林分具有較好的自我調(diào)節(jié)能力，一旦爆發(fā)有病蟲災(zāi)害，能夠通過自身的能力進(jìn)行調(diào)節(jié)并將病蟲害控制在不造成大面積危害的限度內(nèi)，即維持林分生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而在闊葉混交林中有4塊不健康的林分，這四塊不健康林分中，主要為白樺、青楊、五角楓、椴樹等闊葉樹，受食葉害蟲危害很大，受害率達(dá)到100%，且食葉害蟲的危害程度嚴(yán)重，林分中一些蒙古櫟被蛀干害蟲蛀食，樹木已經(jīng)枯死，林分中伐樁多，林下枯枝落葉層很厚，且折斷的樹枝枯枝堆積未清理，因此與其他的天然林分相比，這四塊林分森林病害、森林蟲害、森林火險(xiǎn)和人為干擾都很嚴(yán)重，如果不及時(shí)控制食葉害蟲的危害，這些受食葉害蟲危害的樹木衰弱后，很容易遭受到蛀干害蟲的入侵，加速樹木死亡。同時(shí)，林下的枯枝落葉層應(yīng)該及時(shí)清理，已減少在大風(fēng)干燥的天氣中出現(xiàn)森林火情。

在落葉松人工林分中，不健康的占有絕大多數(shù)，14塊，而亞健康的只有1塊。落葉松人工林為純林，林分自我調(diào)節(jié)能力差，一旦遭受到森林病蟲害的入侵，將造成災(zāi)難性的后果，且病蟲害在純林中的傳播蔓延速度非?？?，加快樹木的死亡。落葉松純林屬于易燃樹種，尤其要注意在高火險(xiǎn)天氣下的森林火情。同時(shí)，由于落葉松人工純林物種多樣性低，群落結(jié)構(gòu)簡單，近自然度最小，林下幾乎未見有自然更新的樹種，因此人工林分的增益能力弱，而有害干擾強(qiáng)，因此呈現(xiàn)出不健康的狀態(tài)。

4 結(jié)論與討論

(1)本文摒棄傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)觀念提出基于干擾理論的森林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)?；诟蓴_的森林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)通過定性篩選出2個(gè)約束層，8個(gè)指標(biāo)，包括森林病害、森林蟲害、森林火險(xiǎn)等級(jí)、人為干擾、物種多樣性、群落層次結(jié)構(gòu)、林木更新狀況和近自然度，這些都是在綜合和分析了以往研究者的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，篩選出最能代表生態(tài)系統(tǒng)健康的指標(biāo)，且指標(biāo)容易測量，調(diào)查時(shí)不需要攜帶大量大型的實(shí)驗(yàn)儀器，適合于對(duì)林分進(jìn)行簡單、快速合理的生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)。

(2)本文采用了層次分析法和變異系數(shù)法相結(jié)合的主客觀賦權(quán)法計(jì)算指標(biāo)的權(quán)重值。層次分析法計(jì)算出來的結(jié)果受主觀因素干擾較大，主觀成分太多;而單純的客觀賦值法通過對(duì)評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)本身所包含的客觀信息進(jìn)行提取分析，從中找出規(guī)律，以確定權(quán)重系數(shù)的大小，該方法過分依賴客觀數(shù)據(jù)，而忽視了專家在確定權(quán)重中應(yīng)有的重要性，計(jì)算出的結(jié)果往往不盡人意或差別甚遠(yuǎn)。因此，主客觀相結(jié)合的賦權(quán)法克服了層次分析法和變異系數(shù)法的缺點(diǎn)，保留了二者的優(yōu)點(diǎn)，是確定權(quán)重一個(gè)不錯(cuò)的方法。

(3)根據(jù)本文基于干擾的森林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)體系，首次提出森林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的模型，即增益干指標(biāo)減去有害干擾的綜合健康指數(shù)。此模型的提出是建立在基于干擾的森林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)體系的基礎(chǔ)之上的，其中有害干擾包括了人們熟知的“森林三害”:森林火災(zāi)、林業(yè)有害生物和濫砍濫伐，增益指標(biāo)包括物種多樣性、群落層次結(jié)構(gòu)、林木更新狀況和近自然度，基于干擾的森林生態(tài)系統(tǒng)健康模型能夠全面的反映森林生態(tài)系統(tǒng)的健康程度。這個(gè)模型保留了傳統(tǒng)的前者關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)活力最有代表性的指標(biāo)，同時(shí)有將有害干擾指標(biāo)單提出來，第一是在指標(biāo)選取上是一種創(chuàng)新，第二也保留了最能代表森林生態(tài)系統(tǒng)健康的指標(biāo)，第三是指標(biāo)的賦值和測量都比較簡單，有利于野外基層工作人員的掌握和應(yīng)用。

(4)基于干擾的森林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)體系有一定的局限性。因?yàn)樵诓煌瑫r(shí)期，影響森林生態(tài)系統(tǒng)健康的因子也是不一樣的，人們關(guān)注的熱點(diǎn)也在不停的變化。比如某些地區(qū)可能大氣污染比較嚴(yán)重，某些地區(qū)可能森林鼠兔害嚴(yán)重，因此對(duì)于基于干擾的森林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)模型，應(yīng)該根據(jù)所選擇區(qū)域和時(shí)期的不同，有針對(duì)性的對(duì)指標(biāo)進(jìn)行篩選，特別是有害干擾層的指標(biāo)，這樣才能更準(zhǔn)確的反應(yīng)目前森林生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。

［1］ Gan J，Zhang Z M，Yu X X，Lu S W，Chen J Q，Yao Y G.Study on monitoring and assessment of forest health.Research of Soil and Water Conservation，2006，13(3):177-180.

［2］ Lu S W，Liu F Q，Yu X X，F(xiàn)an J Z，Zhang Z M，Chen J Q，Zhao G L.Health assessment of forest ecosystem in Badaling forest center.Journal of Soil and Water Conservation，2006，20(3):79-82，105.

［3］ Li J R，Zhang Z M，Luo K.The establishment of forest ecosystem health assessment index.Research of Soil and Water Conservation，2007，14(3):173-179.

［4］ Gao Z L，Yu X X，Chen G L，Yue Y J，F(xiàn)an D X，Cao B.Forest Health Assessment in Badaling Forest Farm of Beijing.Forest Resources Management，2008，(4):77-82.

［5］ Liu J A，Liu H J.Forest health assessment methods and application.Journal of Central South University of Forestry and Technology，2009，29(6):197-200.

［6］ Ji W Y，Xin S H，Guo N，Wang M，Xue Q，Jiang X M，Cui G F.Health evaluation on spruce and fir forests in Miyaluo of the western Sichuan.Scientia Silvae Sinicae，2009，45(3):13-18.

［7］ Li Y M，Wang J A，Lei Y H，Zhou H J，Xia M Y.Risk assessment of forest fire based on hazard bearing body(forest tree composition)in China.Journal of Beijing Normal University(Natural Science)，2005，41(1):92-96.

［8］ Ai X R.Effects of anthropogenic disturbance on forest community and biodiversity.Journal of Fujian Forestry Science and Technology，2006，33(3):5-9.

［9］ Zhang M，Huang G S，Wang X J.Discussion on forest naturalness evaluation by using analytical hierarchy process.Forest Resources Management，2004，(3):25-28.

［10］ Wang L.Application of AHP.Science and Technology Information，2007，(25):193-194.

［11］ Chang J E，Jiang T L.Research on the weight of coefficient through analytic hierarchy process.Journal of Wuhan University of Technology(Information and Management Engineering)，2007，29(1):153-156.

［12］ Zhao Z H，Hui G Y.Forest naturalness evaluation method based on stand state characters:a case study of Gansu Xiaolongshan forests.Scientia Silvae Sinicae，2011，47(12):9-16.

［13］ Zha Q F，Dong J，Chen Z G.Application of sci-tech achievements transformation based on the objective and subjective combination weighting method.Statistics and Decision，2009，(16):152-154.

參考文獻(xiàn):

［1］ 甘敬，張振明，余新曉，魯紹偉，陳峻崎，姚永剛.森林健康監(jiān)測與評(píng)價(jià)研究.水土保持研究，2006，13(3):177-180.

［2］ 魯紹偉，劉鳳芹，余新曉，樊金栓，張振明，陳峻崎，趙廣亮.北京市八達(dá)嶺林場森林生態(tài)系統(tǒng)健康性評(píng)價(jià).水土保持學(xué)報(bào)，2006，20(3):79-82，105.

［3］ 李靜銳，張振明，羅凱.森林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立.水土保持研究，2007，14(3):173-179.

［4］ 高志亮，余新曉，陳國亮，岳永杰，樊登星，曹波.北京市八達(dá)嶺林場森林健康評(píng)價(jià)研究.林業(yè)資源管理，2008，(4):77-82.

［5］ 劉君昂，劉紅娟.森林健康評(píng)價(jià)方法與應(yīng)用.中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，29(6):197-200.

［6］ 姬文元，邢韶華，郭寧，汪明，薛樵，蔣先敏，崔國發(fā).川西米亞羅林區(qū)云冷杉林健康狀況評(píng)價(jià).林業(yè)科學(xué)，2009，45(3):13-18.

［7］ 李艷梅，王靜愛，雷勇鴻，周洪建，夏夢瑩.基于承災(zāi)體的中國森林火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià).北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005，41(1):92-96.

［8］ 艾訓(xùn)儒.人為干擾對(duì)森林群落及生物多樣性的影響.福建林業(yè)科技，2006，33(3):5-9.

［9］ 張敏，黃國勝，王雪軍.應(yīng)用層次分析方法進(jìn)行森林自然性評(píng)價(jià)的探討.林業(yè)資源管理，2004，(3):25-28.

［10］ 王磊.層次分析法的應(yīng)用.科技信息，2007，(25):193-194.

［11］ 常建娥，蔣太立.層次分析法確定權(quán)重的研究.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào):信息與管理工程版，2007，29(1):153-156.

［12］ 趙中華，惠剛盈.基于林分狀態(tài)特征的森林自然度評(píng)——以甘肅小隴山林區(qū)為例.林業(yè)科學(xué)，2011，47(12):9-16.

［13］ 查奇芬，董潔，陳祖功.主客觀組合賦權(quán)法在科技成果轉(zhuǎn)化評(píng)價(jià)分析中的應(yīng)用.統(tǒng)計(jì)與決策，2009，(16):152-154.