株洲市高保护价值森林识别研究

罗华军，吕飞舟 ，张超家

(1.中南林业科技大学，长沙 410004； 2.桂平市林业局， 广西 桂平 537200)

株洲市高保护价值森林识别研究

罗华军1，吕飞舟1，张超家2

(1.中南林业科技大学，长沙 410004； 2.桂平市林业局， 广西 桂平 537200)

高保护价值森林是指森林中有对人类的生产、生活以及发展起着至关重要的存在价值和可利用价值的区域。针对高保护价值森林的识别提出一个新概念——高保护价值因子，即森林高保护价值的替代因子，基于此因子的筛选和阈值的确定以及其森林生态服务功能，对株洲市所有森林区域进行高保护价值森林的识别，得到株洲2013年度共有高保护价值森林185089.7hm2。

高保护；服务功能价值因子；株洲市

在社会发展的大趋势下，森林要可持续发展，人类也需要林木及各种林副产品，为了平衡森林利用和保护的现实需要，森林管理委员会(FSC)于1999年在其森林认证标准中提出了高保护价值森林(High Conservation Value Forests)的概念[1-3]。通过对FSC给出的高保护价值森林概念的研究及相关森林认证的案例分析发现，高保护价值森林的实质是对人类的生产、生活和发展起着至关重要的存在价值或可利用价值的森林区域。不难发现，这些起着至关重要的存在价值或可利用价值就是森林中重要的生态服务功能。

株洲市是南方重要的工业城市，城市森林的发展也非常好。目前株洲市创建国家森林城市已进入申报验收阶段，对株洲市的城市森林进行高保护价值森林的识别，有利于株洲市城市森林的保护和规划利用。研究拟采用先提取一片森林中的高保护价值因子，再根据高保护价值因子的阈值得出高保护价值森林范围的方法，对株洲市所有森林区域进行高保护价值森林的识别，得出株洲市服务功能高保护价值森林面积。

1 研究区概况

株洲市位于湖南省东部，地理坐标在26°03′—28°00′N和112°57′—114°07′E之间，是我国湘中地区长株潭城市群的重要城市之一。株洲属亚热带季风湿润气候，其动植物区系由于其特殊的地理位置呈现出南北交汇、东西过渡、成分复杂的特点。株洲市的海拔一般在100m以下，属丘陵地貌，植被的垂直分布不明显，地带性植被为常绿阔叶林。株洲市共有森林面积602619.0hm2，森林覆盖率达61.79%，据初步调查统计，全市共有乔木、灌木树种106科、269属、884种，分壳斗科、樟科、木兰科、金缕梅科、冬青科、山矾科、蔷薇科和杉、松、柏(科)类，主要用材林树种有杉木、马尾松、梓树、樟树、楠木、桐树、泡桐等。全市天然分布的陆生野生动物有224种，其中哺乳纲41种、鸟纲122种、两栖纲6种、爬行纲55种。国家重点保护野生动物4种，如华南虎、金钱豹、云豹、黄腹角雉等。

2 材料与方法

2.1 材料来源

材料来源包括株洲市2013年森林资源二类调查小班数据库数据、株洲市森林类型分布图、株洲市遥感卫星图和地形图、株洲市自然保护区分布图及自然保护区名录、重点保护植物名录和动物名录、《株洲统计年鉴(2013)》《株洲市志》《绿染株洲》以及其他相关数据。

2.2 识别方法

要识别出一片森林是否为高保护价值森林，有两个关键步骤： ①找出一片森林中是否存在高保护价值因子，如濒危物种、大面积斑块等； ②如存在高保护价值因子，再确定高保护价值因子的阈值，高保护价值因子具有时效性和地域性等特性，阈值是为了确定高保护价值因子所在的森林区域在什么样的时间范围、什么样的地域范围内以及在什么样的数量范围内才被识别为高保护价值森林[4]。

图1 高保护价值森林识别流程图

2.3 识别单元的确定

高保护价值森林的识别单元对高保护价值森林的识别与保护有着极其重要的关系，识别单位过大，导致一些面积较小的高保护价值森林不能被识别出来，得不到有效的保护；识别单位过小，又会导致一些森林斑块或生物群落被划分开，不能凸显其整体所具有的高保护价值，同时由于识别的区域较大，识别单位太小也不利于外业的数据采集。经多番论证及对相关专家进行咨询得到，高保护价值森林的识别单元为斑块，斑块是森林景观的重要组成部分，斑块间有基质和廊道隔开，斑块内的特征因子基本一致，而斑块间却略有不同，符合高保护价值森林识别的要求[5]。

3 结果与分析

3.1 高保护价值因子的概念

高保护价值因子是针对高保护价值森林而提出的一个全新的概念。森林具有提供产品、涵养水源、固氮释氧、净化空气、调节气候、防风固沙、保持水土、森林旅游、维持生物多样性等多项生态服务功能[6-8]。一般的森林都具有这样的生态服务功能，但物以稀为贵，所以当一片森林的生态服务功能中的某一项或几项受到人类的极大需求时，这样的森林区域其保护价值是极高的，我们称决定那些森林生态服务功能重要价值的因子为高保护价值因子。

这里值得强调的一点是，高保护价值因子具有区域性和时效性，所以在进行高保护价值森林的识别时要对其包含的高保护价值因子的区域性和时效性进行界定，才能最终识别为高保护价值森林。

3.2 高保护价值因子的筛选

3.2.1 高保护价值的森林生态服务功能筛选

森林具有多项生态服务功能，并不是都具有高保护价值，只有那些对人类来说至关重要的生态服务功能才被列入高保护价值森林识别范围内。根据国家林业局发布的《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721—2008)中对森林生态服务功能的评估指标的说明，森林具有调节水量、净化水质、固土、保肥、固氮、释氧、林木营养积累、提供负离子、吸收污染物、降低噪音、滞尘、森林防护、物种保育、森林游憩等14项生态服务功能。经调查发现， 森林的保肥、固氮、释氧、林木营养积累、提供负离子、降低噪音这6项森林生态服务功能在不同地域、不同时间区间内对人类影响的区别不大，不具有高保护价值。而调节水量、净化水质、固土、吸收污染物、滞尘、森林防护、物种保育、森林游憩这8项生态服务功能在特定情况下对人类的生产、生活和发展影响极大，具有高保护价值。

3.2.2 高保护价值因子筛选

根据高保护价值森林和高保护价值因子的定义，我们可知，高保护价值因子是森林的某项生态服务功能的高保护价值替代因子，高保护价值因子具有可调查、可量化、可识别、可查找等特性。

1) 调节水量： 主要表现在森林对雨水的再分配能力，当一个区域内降水极大或极少时，体现出高保护价值，故有高保护价值因子：水源涵养林。

2) 净化水质：当一个区域内对水质要求特别高，这个区域内的森林即具有高保护价值，故有高保护价值因子：饮用水水源地。

3) 固土： 在土壤脆弱区或地质活动频繁的地区，森林固定土壤的功能尤为重要，可概括为：泥石流高发区、土壤侵蚀严重区。

4) 吸收污染物：主要体现在吸收、阻隔、过滤和分解大气污染物[9-10]，当周边有严重污染源时，其传播路径上的森林的吸收污染物功能就特别重要，故有：有毒气体隔离区。

5) 滞尘： 在人口密集、空气颗粒物含量大而森林分布较少的区域，其森林存在的重要性突出，如：城市森林。

6) 森林防护： 是森林降低自然灾害危害的功能，常见的有：防风固沙林、农田牧场防护林、护岸林、护路林、国防林、名胜古迹林。

7) 物种保育： 森林中存在许多珍稀动植物，森林是其重要的栖息地、繁殖地或过渡地，这些动植物是生物多样性的重要组成部分[11-12]。另外，森林各组分的不同组合构成了多样的生态环境，构成了许多重要的生态系统和景观格局[13-14]，是森林物种保育功能的先决条件。故有高保护价值因子有：珍稀濒危种、地方特有种、短暂富集种、名木古树(群)、珍稀生态系统、大尺度景观。

8) 森林游憩：森林为人类提供休闲和娱乐的场所，即：风景林。

3.2.3 株洲市森林的高保护价值因子

经外业调查和相关数据查询，得到株洲市高保护价值因子存在情况如表1。

可见，株洲市高保护价值因子极为丰富，需及时采取措施对这些高保护价值因子所在的区域进行有针对性的保护。

3.3 高保护价值因子阈值确定

当高保护价值因子的某一属性达到某一水平时，其所在森林区域才能称作高保护价值森林。同时，高保护价值因子具有时效性、地域性等特性，本次高保护价值森林识别的对象是株洲市内所有森林区域，故地域限制在中国湖南省株洲市，时间为2013年。高保护价值因子阈值确定的方式有如下几种：

1) 根据林种得出： 部分高保护价值因子体现的高保护价值明显，只需调查出其所在区域的林种即可，如防风固沙林、农田牧场防护林、护岸林、护路林、国防林、名胜古迹林、风景林；

2) 根据分布区位得出： 部分因子处在特殊的生态位置，构成了高保护价值，如：饮用水水源地、泥石流高发区、土壤侵蚀严重区、有毒气体隔离区、城市森林；

3) 根据分布数量得出： 一些高保护价值因子的分布数量只要在识别单元内有1个及以上存在，其所在单元就被识别为高保护价值森林，如珍稀濒危种、地方特有种、短暂富集种、名木古树(群)；

4) 其它： 水源涵养林其高保护价值体现与降水有关；珍稀生态系统主要包括了珍稀物种生物群落、地带性顶级群落、特殊生态过程；大尺度景观主要由斑块面积来体现，在中国，景观最小斑块面积为5000hm2[4,14]。

表1 株洲市高保护价值因子存在情况和阈值表森林生态服务功能高保护价值因子高保护价值因子存在情况高保护价值存在的阈值调节水量水源涵养林有等降水量线<200mm或>800mm净化水质饮用水水源地有处在当地唯一水源的集水区固土泥石流高发区有近百年内发生过泥石流灾害的区域土壤侵蚀严重区有处在坡度>30°的森林区域吸收污染物有毒气体隔离区有处在有毒气体的传播路径上滞尘城市森林有城镇、市区内的森林区域防风固沙林有林种为防风固沙林农田牧场防护林有林种为农田牧场防护林森林防护护岸林有林种为护岸林护路林有林种为护路林国防林有林种为国防林名胜古迹林有林种为名胜古迹林珍稀濒危种有斑块内野生分布数量≥1地方特有种无斑块内野生分布数量≥1物种保育短暂富集种有斑块内野生分布数量≥1名木古树(群)有斑块内野生分布数量≥1珍稀生态系统有存在珍稀、濒危物种或地带性顶级群落或特殊生态过程大尺度景观有最小斑块面积≥5000hm2森林游憩风景林有林种为风景林

高保护价值存在的阈值具体见表1。

3.4 识别结果与分析

通过以上的识别方法和步骤，再根据株洲市高保护价值森林识别相关阈值要求，对株洲市域内所有森林进行高保护价值森林识别，得到株洲市2013年高保护价值森林面积，具体识别结果如表2。

表2 株洲市2013年高保护价值森林识别结果统计表区划结果高保护价值因子水源涵养林饮用水水源地泥石流高发区土壤侵蚀严重区有毒气体隔离区城市森林防风固沙林农田牧场防护林护岸林护路林斑块数/个4645150527871612466551291058天然林/hm240122.521681.58610.79682.253.15.712.874.03622.7人工林/hm229354.46234.313771.36151.7702.1651.442.5124.69.76639.7针叶林/hm216930.05134.47593.44012.459.1114.833.875.34481.4阔叶林/hm221335.74851.64529.93996.5217.6359.449.360.52785.5混交林/hm231210.215794.73421.12041.5478.5153.521.51014.6疏林地/hm22135.16837.65783.529.423.21980.9合计69476.927915.822382.015833.9755.2657.155.3124.683.710262.4HCVF/%24.79.98.05.60.30.23.6

续表2 株洲市2013年高保护价值森林识别结果统计表区划结果高保护价值因子国防林名胜古迹林珍稀濒危种短暂富集种名木古树(群)珍稀生态系统大尺度景观风景林合计去重合计斑块数/个8471994477532646473741962213961天然林/hm2164.7135.718158.36561.732.47914.552706.91608.4171147.8100616.1人工林/hm21.8312.811654.42356.830035.52123.5110166.584473.6针叶林/hm21.8297.516215.43821.5482.632994.51669.993917.865337.1阔叶林/hm2164.778.34316.82249.44.7656.614371.31036.661064.433738.9混交林/hm240.19247.12847.67.36775.335376.61025.4109455.071281.5疏林地/hm232.633.420.416876.114732.2合计166.5448.529812.78918.532.47914.582742.43731.9281314.3185089.7HCVF/%0.10.210.63.22.829.41.310—

经数据整理发现，部分高保护价值因子所在森林区域有相互重叠的部分，也就是说有的森林区域具有多种高保护价值因子，这些区域需重点保护。据统计，株洲市各高保护价值因子相互重叠的部分达96224.6hm2，因此株洲市2013年高保护价值森林面积为185089.7hm2，占株洲市森林面积的30.7%。多为混交林和针叶林，其中混交林71281.5hm2，占株洲市高保护价值森林的38.5%；针叶林65337.1 hm2，占株洲市高保护价值森林的35.3%。按高保护价值因子分布面积来看，大尺度景观所在森林面积最大，其次是水源涵养林，这两类高保护价值因子本身就有斑块面积大的特点。按林分起源来看，株洲市高保护价值森林多为天然林，面积超过了株洲市高保护价值森林的一半，而人工林的面积也非常大，这与株洲市近年来开展的“封山育林、植树造林、创绿色株洲”的林业政策相吻合。

4 结论与讨论

1) 基于高保护价值森林的基本要素，提出高保护价值因子的新概念，用来描述高保护价值森林所具有的共同特性，便于高保护价值森林的识别。

2) 通过对株洲市所有森林进行高保护价值森林识别，得到株洲市2013年高保护价值森林面积为185089.7hm2，占株洲市森林面积的30.7%。株洲市存在丰富的高保护价值因子，包括了调节水量、净化水质、固土、吸收污染物、滞尘、森林防护、物种保育、森林游憩这8项生态服务功能相对应的18项高保护价值因子，如水源涵养林、饮用水水源地、城市森林、防风固沙林、名胜古迹林、珍稀濒危种、珍稀生态系统、大尺度景观等。

3) 在统计株洲市高保护价值森林的面积时发现，不同高保护价值因子分布的森林区域相互间有重叠的部分，这一部分的森林区域富含多种高保护价值因子，同时多分别在两种功能区的边缘地带，生物活动频繁，需进行划区域特殊保护。

[1] 宋唯真.淳安县景观高保护价值森林判定[J].防护林科技,2009(09):30-33.

[2] 肖尧. 北京市高保护价值森林价值评估[D].北京：北京林业大学,2008.

[3] 张丽华. 北京市高保护价值森林判定标准及保护与经营对策研究[D].北京：北京林业大学,2008.

[4] 董珂. 北京山区高保护价值森林的判定研究[D].北京：北京林业大学,2008.

[5] 熊静,赵雪磊,姜黎黎,等. 基于影像分割与影像分类的森林资源小班区划[J]. 辽宁林业科技,2013(02):45-46.

[6] 葛云,张霖,谢会成,等. 贺兰山自然保护区森林生态服务功能价值评估[J]. 陕西林业科技,2013(06):22-27.

[7] 牛香,宋庆丰,王兵,等. 吉林省森林生态服务功能[J]. 东北林业大学学报,2013(8):36-41.

[8] 华朝朗,杨东,赵元藩,等. 云南省国家级和省级自然保护区森林生态服务功能价值评估[J]. 植物分类与资源学报,2013(05):656-664.

[9] Chungming Liu. Effect of PM2.5 on AQI in Taiwan[J]. Environmental Modelling and Software,2002,17(1):29-37.

[10]Mohammadyan Mahmoud,Shabankhani Bijan.Indoor PM 1, PM2.5,PM10 and Outdoor PM2.5 Concentrations in PrimarySchools in Sari,Iran.[J]. Arhiv Za Higijenu Radai Toksikologiju,2013,64(3):371.

[11] Popescu B M,Ali N, Basturea G,et al. 1-Dimensional nanoparticles —A brief Critical Review on Biological, Medical, and Toxicological Aspects[J]. Applied Surface Science,2013,275:2.

[12] 马克平.试论生物多样性的概念[J].生物多样性, 1993, (1):20-20.

[13] 牛翠娟,娄安如,孙儒泳,等.基础生态学[M].北京:高等教育出版社,2007：310-314.

[14] 傅博杰,陈利顶,马克明,等.景观生态学原理及应用[M].北京:科学出版社,2011：109-113.

TheResearchonIdentifyingofHighConservationValueForestsofZhuzhouCity

LUO Huajun1，LV Feizhou1，ZHANG Chaojia2

(1.Central South University of Forestry and Technology，Changsha 410004，Hunan，China；2.Guiping Forestry Bureau of Guangxi，Guiping 537200，Guangxi，China)

There are some area in forest which play a vital value on the production, living and development of human. We call them high conservation value forests. Research proposed a new concept-high conservation value factor, which was an alternative factor of high conservation value of forests. Then based on the filtering of this factor; the identification of the high conservation value factor thresholds value, and forest ecological service functions, the arcticle identified the high conservation value forests in Zhuzhou city, showed that the area of high conservation value forests in Zhuzhou was 185 089.7 hm2in 2013.

high conservation value; sevice value factors; Zhuzhou city

2014-09-26

株洲市林业局项目“株洲市国家森林城市创建专题研究”。

罗华军(1989-)，男，四川南充人，在读硕士，主要研究方向： 林业系统工程与社会林业。

S 718.5

A

1003-6075(2014)04-0008-05