李紅振

(遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃監(jiān)測(cè)院，沈陽(yáng) 110122)

生態(tài)和環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為阻礙當(dāng)今經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的瓶頸。作為陸地系統(tǒng)主體的森林，給人類社會(huì)帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也創(chuàng)造了巨大的生態(tài)效益[1]。生態(tài)公益林的主要功能是維持和改進(jìn)人類生存環(huán)境，維持生態(tài)平衡，保護(hù)生物多樣性，為公眾提供公共服務(wù)和產(chǎn)品，維護(hù)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展[2]。在保護(hù)生態(tài)安全、改善大氣環(huán)境、減少水土流失和涵養(yǎng)水源等方面發(fā)揮著重要作用[3]。遼寧省政府也特別重視生態(tài)公益林的建設(shè)，于2001年被國(guó)家列入重點(diǎn)公益林補(bǔ)助試點(diǎn)省份，并于2004年開(kāi)始試點(diǎn)生態(tài)公益林的補(bǔ)償，補(bǔ)償總量和補(bǔ)償額度也在逐年增加[4]。生態(tài)公益林質(zhì)量和生態(tài)效益都有明顯提高，但仍存在森林結(jié)構(gòu)不合理、林分結(jié)構(gòu)單一、分布不均勻等問(wèn)題[5]。構(gòu)建生態(tài)公益林生態(tài)功能評(píng)價(jià)體系可以更好的為生態(tài)公益林經(jīng)營(yíng)管理提供依據(jù)。

目前，關(guān)于森林生態(tài)公益林生態(tài)功能評(píng)價(jià)的方法很多，肖水根用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)將樂(lè)縣生態(tài)公益林進(jìn)行了質(zhì)量評(píng)價(jià)[6]；劉年元等根據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》對(duì)公益林進(jìn)行了生態(tài)功能價(jià)值量評(píng)估[7]。近些年對(duì)生態(tài)公益林生態(tài)功能評(píng)價(jià)的研究主要集中在物質(zhì)價(jià)值量和生態(tài)價(jià)值量，價(jià)值化評(píng)估在參考價(jià)值方面也存在很多問(wèn)題[8]。在空間尺度上也主要是在縣域宏觀尺度上，采用的數(shù)據(jù)主要是全國(guó)連續(xù)清查數(shù)據(jù)，忽略了生態(tài)公益林的分布特征。本文針對(duì)遼寧省生態(tài)公益林現(xiàn)狀，采用分層抽樣和遙感技術(shù)確定固定樣地等方法，構(gòu)建了生態(tài)公益林監(jiān)測(cè)體系，并對(duì)生態(tài)功能等進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，為生態(tài)公益林管理提供技術(shù)支撐，以期對(duì)遼寧省生態(tài)建設(shè)具有指導(dǎo)作用。

1 研究區(qū)概況

遼寧省位于中國(guó)東北地區(qū)的南部，是中國(guó)東北經(jīng)濟(jì)區(qū)和環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)的重要結(jié)合部。地理坐標(biāo)處在東經(jīng)118°53′～125°46′，北緯38°43′～43°26′。全省地勢(shì)大體為北高南低，從陸地向海洋傾斜；山地丘陵分列于東西兩側(cè)，向中部平原傾斜；屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),全年平均氣溫7～11 ℃，最高氣溫38 ℃，最低氣溫-30 ℃。遼寧森林植被在植物區(qū)系上，處于長(zhǎng)白、華北、內(nèi)蒙古這三個(gè)植物分布區(qū)的交叉地，針葉樹(shù)有紅松、紫杉、臭松、魚(yú)鱗云杉等，闊葉樹(shù)有楓樺、千金榆、花曲柳、大青楊、香楊、椴樹(shù)、黃波蘿、山楊、蒙古櫟、胡桃楸、水曲柳等，主要灌木有毛榛、東北山梅花、胡枝子、花木蘭及暴馬丁香等。

2 研究方法

2.1 抽樣方案

采取分層抽樣法抽樣，該法是將總體單位按照其屬性特征分成若干類型或?qū)?，在每個(gè)層內(nèi)進(jìn)行抽樣，不同層的抽樣是相互獨(dú)立的。在森林資源監(jiān)測(cè)調(diào)查中，分層抽樣可以適當(dāng)減少樣本抽樣誤差，提高抽樣精度[9-11]。

在不重復(fù)抽樣條件下，總體平均數(shù)的分層抽樣估計(jì)值的方差為：

各層樣本單元的估計(jì)值為：

總的樣本容量為：

將全省森林資源作為一個(gè)總體，在這個(gè)總體內(nèi)，對(duì)具有相同特征的森林資源進(jìn)行分層，通過(guò)各層的面積比例推算出各個(gè)層樣本的權(quán)重。按照事權(quán)等級(jí)(國(guó)家公益林、地方公益林)、區(qū)域(遼東、遼西北、遼中南)、樹(shù)種組(紅松組、落葉松組、油松組、楊樹(shù)組、刺槐組、硬闊組、軟闊組等7個(gè)類型)、齡組(幼齡林、中齡林、近成過(guò)熟林等3個(gè)類型)等組合劃分為128種類型，采取分層抽樣方法確定監(jiān)測(cè)樣地?cái)?shù)量512塊。

2.2 監(jiān)測(cè)樣地調(diào)查

全省共設(shè)置512固定樣地，各區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)地情況統(tǒng)計(jì)(表1)。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)地布設(shè)對(duì)監(jiān)測(cè)樣地內(nèi)喬木層、灌木層、草本層和枯枝落葉層調(diào)查。

表1 不同區(qū)域生態(tài)公益林各齡組標(biāo)準(zhǔn)地?cái)?shù)量統(tǒng)計(jì)表 單位：萬(wàn)公頃

2.3 生態(tài)公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)

2.3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo) 科學(xué)選取評(píng)價(jià)指標(biāo)是進(jìn)行森林生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，在很大程度上影響著評(píng)價(jià)結(jié)果的真實(shí)性。按照《國(guó)家森林資源連續(xù)清查技術(shù)規(guī)程》，選取單位面積蓄積、自然度、群落結(jié)構(gòu)、樹(shù)種結(jié)構(gòu)、植被總覆蓋度、郁閉度、平均樹(shù)高、枯枝落葉層厚度等因子并按規(guī)程分級(jí)，評(píng)價(jià)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[12]。各項(xiàng)評(píng)價(jià)因子及分類標(biāo)準(zhǔn)如表2。

表2 森林生態(tài)功能評(píng)價(jià)因子及分類標(biāo)準(zhǔn)

2.3.2 平價(jià)模型 各類型生態(tài)公益林生態(tài)系統(tǒng)綜合功能分值(Y)，按照以下公式計(jì)算：

式中，Xi為第i項(xiàng)評(píng)價(jià)因子的類型得分值(分級(jí)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 分別取值1、2、3),Wi為各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重。

2.3.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 以各類型生態(tài)公益林生態(tài)系統(tǒng)功能指數(shù)K值作為評(píng)定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能優(yōu)劣的定量指標(biāo)；生態(tài)系統(tǒng)功能指數(shù)K值為綜合得分值的倒數(shù)(1/Y)，指數(shù)值K≤1，數(shù)值越大，表明森林生態(tài)系統(tǒng)越好[13]。

生態(tài)公益林綜合生態(tài)服務(wù)功能等級(jí)劃分為4級(jí)，即良好、好、一般和差，各標(biāo)準(zhǔn)如表3。

表3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指數(shù)評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)果與分析

3.1 遼寧省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)

從遼寧省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指數(shù)及評(píng)價(jià)等級(jí)計(jì)算分析結(jié)果(表4)可知，遼寧省公益林各林分生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指數(shù)范圍在0.377 4～0.909 1之間，在監(jiān)測(cè)的512塊公益林樣地中，“良好”者9塊、占1.76%，“好”者169塊、占33.01%，“一般”者320塊、占62.50%，“差”者14塊、占2.73%。遼寧省不同等級(jí)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的公益林地占比為：一般(62.50%)>好(33.01%)>差(2.73%)>良好(1.76%)。由此可看出，遼寧省公益林處于“好”和“一般”狀況的林分居多，占總林分的95.51%；遼寧省公益林的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指數(shù)K值平均為0.557 3，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能整體等級(jí)為“一般”。

表4 遼寧省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指數(shù)及評(píng)價(jià)等級(jí)

3.2 不同區(qū)域的生態(tài)公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)

遼寧省不同區(qū)域公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指數(shù)及評(píng)價(jià)等級(jí)分布情況如表5所示，可看出，遼東地區(qū)共設(shè)置公益林監(jiān)測(cè)樣地328塊，其中“良好”者9塊、占2.74%，平均K值0.839 1；“好”者166塊、占50.61%，平均K值0.659 2； “一般”者153塊、占46.65%，平均K值0.538 1；“差”者0塊即沒(méi)有。說(shuō)明遼東地區(qū)不同等級(jí)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的公益林地面積占比為：好(50.61%)>一般(46.65%)>良好(2.74%)>差(0%)；遼東地區(qū)公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指數(shù)K值平均為0.607 6，即遼東地區(qū)公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)等級(jí)整體處于“好”的狀態(tài)。

表5 遼寧省不同區(qū)域公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指數(shù)及評(píng)價(jià)等級(jí)

遼中南地區(qū)共設(shè)置公益林監(jiān)測(cè)樣地55塊，其中“良好”者0塊即沒(méi)有“良好”林地；“好”者2塊、占3.64%，平均K值0.6452；“一般”者47塊、占85.45%，平均K值0477 2；“差”者6塊、占10.91%，平均K值0.389 7。表明遼中南地區(qū)不同等級(jí)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的公益林地面積占比為：一般(85.45%)>差(10.91%)>好(3.64%)>良好(0%)。遼中南地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指數(shù)K值平均為0.473 8，因此遼中南地區(qū)公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)等級(jí)整體處于“一般”的狀態(tài)。

遼西北地區(qū)共設(shè)置公益林監(jiān)測(cè)樣地129塊，其中“良好”者0塊即沒(méi)有“良好”林地；“好”者1塊、占0.78%，平均K值0.606 1；“一般”者120塊、占93.02%，平均K值0.468 56；“差”者8塊、占6.20%，平均K值0.390 3；由此可以看出，遼西北地區(qū)不同等級(jí)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的公益林地面積占比為：一般(93.02%)>差(6.20%)>好(0.78%)>良好(0%)。遼西北地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指數(shù)K值整體平均為0.464 7，因此遼西北地區(qū)公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)等級(jí)整體處于“一般”的狀態(tài)。由以上結(jié)果可知，遼寧省公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總體表現(xiàn)為：遼東地區(qū)(0.607 6)>遼中南地區(qū)(0.473 8)>遼西北地區(qū)(0.464 7)。其中處于“好”和“良好”狀況的樣地集中在遼東地區(qū)，而處于“差”的公益林分布在遼中南和遼西北地區(qū)。

3.3 遼寧省不同齡組的生態(tài)公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)

遼寧省不同齡組的公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指數(shù)及評(píng)價(jià)等級(jí)分布情況如表6所示，各齡級(jí)公益林中不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能等級(jí)平均K值、地塊數(shù)、所占比例不同，其中181塊幼齡林公益林監(jiān)測(cè)樣地，“良好”者1塊、占0.55%，平均K值0.800 0；“好”者51塊、占28.18%，平均K值0.644 7；“一般”者119塊、占65.75%，平均K值0.510 8；“差”者10塊、占5.52%，平均K值0.389 2；由此可看出，遼寧省幼齡公益林的不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能等級(jí)林地面積占比：一般(65.75%)>好(28.18%)>差(5.52%)>良好(0.55%)；遼寧省幼齡公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指數(shù)K值平均為0.543 4，即公益林幼齡林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)等級(jí)為“一般”。

表6 遼寧省不同齡組公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指數(shù)及評(píng)價(jià)等級(jí)

遼寧省中齡公益林監(jiān)測(cè)共有樣地121塊，其中“良好"者0塊即沒(méi)有，“好”者43塊、占35.54%，平均K值0.665 6；“一般”者75塊、占61.98%，平均K值0.506 8；“差”者3塊、占2.48%，平均K值0.392 2；由此可以看出，遼寧省幼齡公益林不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能等級(jí)林地面積占比：一般(61.98%)>好(35.54%)>差(2.48%)>良好；遼寧省公益林中齡林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指數(shù)K值整體平均為0.560 4，因此，遼寧省公益林中齡林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)等級(jí)處于“一般”的狀況。

遼寧省近成過(guò)熟林公益林監(jiān)測(cè)共設(shè)置樣地210塊，“良好”者8塊、占3.81%，平均K值0.843 9；“好”者75塊、占35.71%，平均K值0.664 3；“一般”者126塊、占60.00%，平均K值0.493 6；“差”者1塊、占0.48%，平均K值0.392 2。由此可以看出，遼寧省幼齡公益林不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能等級(jí)的林地面積占比為：一般(60.00%)>好(35.71%)>良好(3.81%)>差(0.48%)；遼寧省公益林中齡林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指數(shù)K值總體平均為0.567 4，因此，遼寧省近成過(guò)熟公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)等級(jí)處于“一般”狀況。

由以上結(jié)果可以看出，遼寧省公益林監(jiān)測(cè)3個(gè)齡組生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能等級(jí)或功能指數(shù)K平均值為近成過(guò)熟林(0.567 4)>中齡林(0.560 4)>幼齡林(0.543 4)；在森林生產(chǎn)力、森林結(jié)構(gòu)、樹(shù)種結(jié)構(gòu)等方面，近成過(guò)熟林要優(yōu)于中齡林，中齡林優(yōu)于幼齡林。

4 結(jié)論

遼寧省生態(tài)公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指數(shù)K值范圍為0.377 4～0.909 1，均值為0.557 3，服務(wù)功能等級(jí)整體處于“一般”的狀態(tài)；各評(píng)價(jià)等級(jí)按照面積占比為：一般(62.50%)>好(33.01%)>差(2.73%)>良好(1.76%)，遼寧省公益林處于“好”和“一般”狀況的林分居多，占總林分的95.51%。不同區(qū)域公益林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能K值表現(xiàn)為：遼東地區(qū)(0.607 6)>遼中南地區(qū)(0.473 8)>遼西北地區(qū)(0.464 7)。其中處于 “好”和 “良好”狀況的樣地集中在遼東地區(qū)，而處于“差”的公益林分布在遼中南和遼西北地區(qū)。遼寧省公益林監(jiān)測(cè)3個(gè)齡組生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能K值表現(xiàn)為近成過(guò)熟林(0.567 4)>中齡林(0.560 4)>幼齡林(0.543 4)。