驼梁森林健康评价研究

摘要 运用SPSS 11.5统计软件，通过因子分析法，在得到了可以反映驼梁森林健康的各个主成分的基础上，根据各样地B层指标的贡献率计算出样地A层指标的得分，然后采用专家打分法确定A层指标权重，进而计算出各样地的综合得分，并按照得分的高低对健康状况进行排名。通过对评价结果进行分析，给出了一些有益于森林健康的措施，为驼梁森林生态旅游的开发奠定理论基础。

关键词 驼梁森林；健康评价；因子分析法；专家打分法

中图分类号 S718.5 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）13-0175-02

The Health Assessment of Tuoliang Forest

YAN Hai-xia HUANG Da-zhuang *

（Department of Forestry，Agricultural University of Hebei，Baoding Hebei 071000）

Abstract Using statistics software SPSS 11.5，through the factor analysis method，on the basis of obtaining each principal component which could reflect health of Tuoliang forest，according to the contribution rate of all kinds of sample B layer indicators，the A layer index scores were calculated.Expert scoring method was used to determine A layer of index weight，and then the kinds of composite scores were calculated according to the score of high and low ranking of health.Through the analysis of evaluation results，some measures conducive to the interests of forest health were proposed，so as to provide theoretical basis for the development of ecological tourism of Tuoliang forest.

Key words Tuoliang forest；health assessment；factor analysis method；expert scoring method

森林健康研究最早出现于20世纪60年代，作为众多相关学科交叉融合的平台，服务于森林可持续经营和区域可持续发展[1-2]。森林健康问题是在林业生态建设实施跨越式发展战略中逐渐引起人们重视的，它的实施将架起我国林业从数量型向质量型转变的桥梁，将从根本上转变林业粗放型经营的局面[3-4]。本研究从驼梁森林的生产力、组织力、土壤肥力以及土壤持水能力4个方面对其健康状况进行研究，为驼梁森林生态旅游的开发奠定理论基础。

1 区域概况与研究方法

1.1 研究地概况

驼梁位于河北平山县西北部，总面积22 km2，其主峰海拔2 281 m，是河北省五大高峰之一。土壤类型多样，以褐土为主，属暖温带半湿润半干旱季风型大陆性气候，四季分明，春季干旱多风，夏季炎热多暴雨，秋季天高气爽冷少雪。本研究共选取了3个标准地，表1为各样地经调查获得的基本信息。

1.2 研究方法

本研究采用专家打分法与因子分析法相结合的方法进行森林健康综合评价。

1.2.1 样地设置。本文的野外数据采集主要在2013年6―9月进行，经对研究地区的踏查，结合林分的特征及林分平均因子的变动系数，共选择了3块标准地进行研究。样地面积为600 m2（20 m×30 m），在其中运用5点取样法选取2 m×2 m的小样方（对灌木植物进行调查），1 m×1 m的小样方（对草本植物、草间昆虫、地面昆虫进行调查）各5个。同时，运用五点法选取2 m×2 m的小样方对灌木地上部分生物量进行调查，1 m×1 m的小样方对草本地上部分生物量及枯落物生物量进行调查。并在样地内选取3个具有代表性的土壤剖面，分层取土样带回实验室，分析土壤的物理性质以及化学性质。草本层的现状极易遭受调查活动的影响，因此调查项目的顺序为自下而上进行。

1.2.2 研究内容。一是外业调查。①样地基本状况，如经纬度、海拔、坡度、坡向、坡位、郁闭度等；②每个样地内的所有乔木树种的种类、胸径、树高及冠幅；③每个样方内出现的所有灌木的种类、数量、高度、盖度等指标；④每个草本样方内出现的所有草本的种类、数量、高度和盖度。⑤每个样地内出现的所有的昆虫的种类、数量。二是内业测定。①草本层生物量的测定。将样方内全部草本植物齐地面割下，并称取鲜重。各样方分别称取样本带回实验室，经烘干后称重，计算干物质率，最后计算出样方内的草本层生物量。②灌木层生物量的测定。将样方内的全部灌木齐地面割下，将茎、枝和叶分离，并按种称茎、枝条和叶鲜重，同时对每个种的不同部分取样称湿重，并带回实验室烘干后称重，计算干物质率，进一步计算样方内灌木层总的生物量。③枯落物生物量的测定。收集样方内所有的枯落物，记录鲜重，取样带回实验室在烘箱中100～105 ℃条件下，烘至恒重，计算干物质率，最后计算出样地内的生物量，并同时记录枯落物的厚度。④土壤物理性质调查。包括：土壤自然含水率，烘干法[5-7]；土壤最大持水量；土壤容重，环刀法；⑤土壤化学性质的分析包括：土壤的全氮含量，半微量开氏法；全钾含量：乙炔空气火焰的原子吸收分光光度计法；全磷含量，钼锑钪比色法[5-7]；有机质含量，重铬酸钾容量法[5-7]。

1.2.3 指标权重的确定。一是A层指标权重的确定。A层指标权重采用专家打分法来确定，经过请教森林健康评价研究方向的专家，确定了A层指标的权重。生产力指标的权重为0.3，组织力指标的权重为0.25，土壤持水能力指标的权重为0.25，土壤肥力指标的权重为0.2。二是B层指标权重的确定。B层指标权重采用因子分析法来确定，在减少分析指标的同时，尽量减少原指标包含信息的损失，对所收集的资料进行全面地分析，然后用SPSS11.5软件进行数据分析处理。

2 结果与分析

2.1 样地评价指标

样地评价指标标准化值见表1。根据回归法可以计算出B层指标因子得分系数（Dmi）以及各因子的贡献率（Cm）（可以通过SPSS生成）。通过因子得分系数和表2的数据便可以计算出每个因子的得分（Fji）。

2.2 A层指标得分

些学者所持的观点。具体分析如下：T-1：林分处于健康等级，主要原因是树种搭配合理，树种丰富，且林下植物多样性丰富，且为天然林为于驼梁国家森林公园内，人为干扰少，立地条件优良。T-2：林分处于亚健康状态，但从得分来看接近健康状态。主要原因是树种单一。T-3：林分处于亚健康状态，主要原因是树种单一，且林分接近成熟，林下植被多样性低。

3 结论与讨论

通过详细调查发现，驼梁森林面临的一些问题，如树种单一、结构简单、密度过大、部分林地的人为干扰较为强烈、在抚育与管理上存在欠缺等。为此，对驼梁人工林的初步改造策略进行探讨，以期为科学合理地进行森林资源经营提供参考。

3.1 改造目标

通过所调查的几个样地发现，很少有人为干扰的天然混交林较其他类型更符合植被演替规律，具有生态系统完整性，是林分中各树种之间、树种与环境之间长期适应的结果，有生产力、结构合理、物种多样性值高等健康森林生态系统的特点。因此，充分利用自然选择的作用和结果，最大限度地减少人为干扰，是林分逐步“回归自然”的结构应成为健康调控的目标结构。

3.2 改造策略

（1）健康良好的人工林应以维护为主，并促进林下乡土树种更新。一些林地林下萌生异种类型的树种，这样的林分具有向多层次混交林发展的能力，可以形成乔、灌、草的复层林结构。因此，应坚持维护为主的方针，促进林下乡土树种的生长，促进林分向更稳定的结构发展。

（2）对于密度过大、近成熟的林分（如T-3）应进行抚育间伐并进行更新。密度过高已经严重影响了下木的更新与成长，必须通过疏伐来增加透光度，增加林窗的效果。近成熟的树木也应进行砍伐，此时树木的生产力已经严重降低，呼吸作用大于光合作用也不利于森林生态效益的发挥，如碳汇功能的发挥。

（3）打破林分类型单一的格局，进行林相改造，提高阔叶林和混交林的面积比例。对于人为干扰活动强烈，有害生物发生严重的不健康林地类型，应采取生物措施和其他措施相结合的方法。

（4）建立森林监测系统。当前森林健康监测工作做得较多的主要是美国、加拿大等一些森林资源发达的国家，国内还没有大范围的长期监测的工作，对森林生态系统健康状况调查与监测是今后科研重点工作之一。而建立森林生态系统监测系统，重点建设森林生态系统定位监测，根据该区域的植被类型及分布特点选择样地进行常年综合性观测，以分析该区森林生态系统的结构和功能，以便掌握群落的生产力和生物量、物质循环和能量流动、生态系统与生态环境的关系以及生态系统的动态演替等。同时也注意建立森林有害生物动态监测与治理研究工作，为区域人工防护林生态系统健康状况作出准确的预测。

4 参考文献

[1] 肖风劲，欧阳华.生态系统健康及其评价指标和方法[J].自然资源学报，2002，17（2）：203-209.

[2] 余新晓，甘敬，李金海，等.森林健康评价，检测与预警[M].北京：科学出版社，2010.

[3] 赵良平，叶建仁，曹国江，等.森林健康理论与病虫害可持续控制――对美国林业考察的思考[J].南京林业大学学报：自然科学版，2002，26（1）：5-9.

[4] 沈剑波，雷相东，舒清态，等.国内外森林健康评价指标体系综述[J].科技导报，2011，29（33）：72-79.

[5] 南京农业大学.土壤农化分析[M].2版.北京：农业出版社，1988：30-58.

[6] 李庆达，熊毅.中国土壤[M].2版.北京：科学出版社，1992：63-67.

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