尾巨桉人工林经营质量评价体系构建及应用研究*

李 娜 玄祖迎 郑晓钟 林 玮高艳芳 王 敏 连辉明 殷祚云

（1.仲恺农业工程学院，广东 广州 510225；2.佛山市林业科学研究所，广东 佛山 528222；3.佛山市云勇生态公益林管理中心，广东 佛山 529200；4.广东省林业科学研究院/广东省森林培育与保护利用重点实验室，广东 广州 510520）

桉树原产澳大利亚及其附近岛屿，因其生长速度快，轮伐期短[1]，适应性强，木材优良，用途广泛等，已成为短周期工业用材林、丰产林经营的树种之一[2]。自1986 年到2018 年，我国桉树面积增加了107%，达到了546.74 万hm2。桉树人工林的快速发展有效缓解木材供需矛盾[3]，也带来了巨大的经济效益、生态效益和社会效益。

桉树人工林经营质量对社会、经济和环境都有着重大的影响，不同主体对桉树人工林经营目标有不同的需求，森林质量评价指标因而有所不同[4]。经营者关注营林的经济效益，林地所有者关注经营期间的林地环境变化，政府和公众则关心的是以生态效益为主、兼顾经济和社会的综合效益。因此从政府和公众的角度出发建立一套合理的桉树人工林综合评价体系，更有利于实现森林资源的可持续经营，也为科学评价桉树人工林的功过以及为桉树人工林经营起到指导和规范作用。本文以我国南方应用较多的品系尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E. grandis)（DH32-29） 为例对桉树人工林经营质量进行评价和划分质量等级，为政府部门和社会公众从桉树人工林经营质量等级方面提供量化模型。

1 材料与方法

1.1 材料来源

调查林地位于云勇林场。该林场位于广东省佛山市高明县西南部，总面积2 007.8 hm2，地处东经112°40’、北纬22°43’，属南亚热带季风性气候，年平均气温22.0℃，最高气温34.5℃、最低气温3.5℃，偶有霜冻。雨热同季，雨量充沛，多集中在4—8 月，空气湿度大，年降雨量在1 800～2 200 mm。地势属丘陵地带，土壤为花岗岩发育的酸性赤红壤，土层深厚[5-6]，土壤有机质含量丰富。本研究选择3 块尾巨桉（品系为DH32-29）人工林，每块面积约3.33 hm2，分别设为A、B 和C 林地，人工林为2013 年造林。各样地立地因子见表1。造林后当年秋冬季抚育1 次，第2～3年则分别在春秋季各抚育1 次，抚育方式是除草、砍杂、培土并追肥，之后看林地杂灌及林木生长情况进行抚育。各样地最后一次抚育时间为：A样地为2016 年10 月；B 样地为2019 年10 月；C样地为2020 年4 月。

表1 云勇林场3 块尾巨桉人工林6 个样方概况Table 1 3 Eucalyptus urophylla × E. grandis plantations of 6 quadrats in Yunyong Forest

1.2 研究方法

通过归纳前人在森林健康方面的相关研究，对佛山地区尾巨桉林的实地调查以及咨询专家意见，运用层次分析法[7]和YAAHP 软件，结合实际调查情况，科学确定各准则和指标权重，建立评价体系,最终获得桉树人工林经营林质量综合指数Q 值，以此划分桉树林质量等级。

1.3 调查方法

先调查各林地抚育程度，以各样地最后一次抚育时间为标准。在A、B 和C 林地的每块林地上坡位和下坡位各设置1 个20 m×20 m 的临时样方，分别标记为A1、A2、B1、B2、C1、C2，共6 个临时样地。调查样方内尾巨桉人工林每木检尺，并调查林下物种，检尺其胸径、树高、冠幅等因子，采用鱼眼相机在样地6 个不同位置拍摄图片计算平均郁闭度，并在每个临时样地取两个100 cm 深的土壤剖面，取3 环刀检测土壤测物理性质及并采1 个各层均匀混合土样检测土壤化学性质。所用的仪器与设备包括手机工具箱的指南针和水平仪、鱼眼相机（NIKON E4500）。

1.4 数据处理

采用 Excel 2010 (Microsoft Corporation，2010)整理数据，运用YAAHP 软件（V.12，山西元决策软件有限公司）对数据进行分析并建立层次分析法评价体系。

1.5 评价指标体系构建

1.5.1 建立评价指标体系 参考我国森林生态系统定位观测指标体系及林业行业有关森林可持续经营和多功能经营的国家和地方标准，运用层次分析法，以尾巨桉林质量为目标，森林结构、生长量、土壤肥力和群落稳定性为准则层，17 个指标为指标层，构建了评价模型（图1）。

图1 尾巨桉质量等级评价层次结构模型Fig. 1 Hierarchy structure model of quality grade evaluation of Eucalyptus urophylla × E. grandis

1.5.2 准则层权重确定 在阅读了大量相关文献的基础上，结合专家意见确定了各评价指标及准则层4 个方面的权重（表2）。最终专家对准则层中的森林结构、生长量、土壤肥力、群落稳定性分别赋值为0.15、0.35、0.25、0.25。其中认为土壤肥力、群落稳定性指标具有相等的重要性。

表2 准则层赋值Table 2 Criterion layer assignment

1.5.3 评价指标赋分值确定 根据相关文献[8]、规定和标准，结合本次调查数据结果，确定指标层各指标赋分范围。各指标分值由高到低赋值8～2分，对于稳定性准则层中的反向指标赋值时，等级从高到低赋值2～8 分。具体见表3。

表3 尾巨桉人工林评价指标赋分范围Table 3 Evaluation index assignment range of Eucalyptus urophylla × E. grandis plantation

2 结果与分析

2.1 综合评价体系线性模型

利用 YAAHP 软件[17-18]，参考连辉明等[19]评选次生林经营引入优良树种，并结合侯平[20]方法，构建指标权重判断矩并得到各层次的权重值。然后进行一致性检验，得到CR 值为0.003 5，远小于规定的阈值0.1，说明该评价层次结构模型成立。最后根据各评价指标的权重，构建尾巨桉质量Q 值综合评价体系线性模型：

Q = 0.062 5B1 + 0.437 5B2 + 0.250 0B3 + 0.250 0 B4 = 0.067 0C1 + 0.045 8C2 + 0.045 8C3 + 0.019 6 C4 + 0.106 0C5 + 0.174 7C6 + 0.193 9C7 + 0.036 4 C8 + 0.036 4C9 + 0.036 4C10 + 0.036 4 C11 + 0.036 4 C12 + 0.036 4C13 + 0.036 4C14 + 0.036 4 C15 +0.036 4 C16 + 0.019 6C17；

式中Q 值指尾巨桉质量综合评价值，B1 为森林结构，B2 为生长量，B3 为土壤肥力，B4 为群落稳定性。

根据综合线性模型，利用测定的实际值，计算得到尾巨桉人工林经营质量综合评价值Q 值，Q 值总分为8 分，以此作为经营质量等级的综合评价指标。Q 值得分6.00～8.00 的经营质量为优，4.00～5.99 为良，2.00～3.99 为中，＜2.00 为差。

2.2 尾巨桉人工林经营质量分析与比较

利用YAAHP 软件分析得到尾巨桉6 个样地的权重值，根据经营质量Q 值线性模型，对各指标实测值进行赋分，然后计算得出样方经营质量评价综合指标Q 值（表4）。

A、B、C 3 个林地，每个林地取2 个样方。由表4 可知，尾巨桉林地权重大小顺序为B＞C＞A。样方质量等级评价结果为B1＞B2＞C2＞C1＞A1＞A2，林地Q 值由高到低排序为：林地B＞林地C＞林地A。从各林地Q 值来看，3 块林地整体经营质量中等。

表4 尾巨桉3 块人工林6 个样方的经营质量评价Q 值Table 4 Management quality evaluation Q value of 6 quadrats of 3 plantations of Eucalyptus urophylla × E. grandis

3 结论与讨论

本文基于层次分析法的原理，利用YAAHP 软件，结合专家意见，兼顾生态、经济和社会效益，基于公众角度，选取森林结构、生长量、土壤肥力、群落稳定性4 个一级指标以及平均胸径、平均树高、郁闭度等17 个二级指标，构建了一套的尾巨桉（DH32-29）人工林经营质量等级评价体系，并以广东佛山云勇林场7 a 生尾巨桉人工林3块林地6 个样地为例进行调查、分析和评价。最终由YAAHP 软件得到尾巨桉林地权重大小顺序为B＞C＞A，可以用来作为评价尾巨桉各林地经营质量等级的判断标准，其中B 林地为优，C 林地次之，A 林地较差； 由线性模型值得到样地质量评价结果为B1＞B2＞C2＞C1＞A1＞A2，说明抚育程度中等的B 林地经营质量最好，其次为C 林地， A林地相对较差，评价模型Q 值给出了3 块尾巨桉人工林经营质量等级结果为林地B＞林地C＞林地A，分别是B 为良，A 和C 为中。权重大小与评价模型值Q 值评价结果一致，并且与云勇林场的尾巨桉各林地实际经营质量情况也一致，说明该评价体系合理，可以为我国南方尾巨桉人工林经营质量等级评价提供一个有效评价模型。

层次分析法常用于森林质量评价中确定权重[21]量化评价的方式，对森林进行质量评价是现行森林评价的方向。本文通过建立一套尾巨桉人工林经营质量等级评价体系，应用于3 个7 a 生尾巨桉林人工林地，进行质量等级评价，以理论结合实际方式，去验证本质量等级评价体系的完整性及实用性。结合结论、一致性检验的CR 值和质量评价Q 值，证明该评价体系合理，可运用在其他人工林的质量评价研究。另外，研究表明[22-24]，气候与环境因子如光照、坡度等对桉树人工林生长量有重要影响。本研究的评价系统中并没有将气候与环境因子的列入评价系统，一方面由于因子数量众多，使评价体系变得复杂化，难于操作；其二是缺乏因子对桉树人工林影响系统分级的资料，也难于开展。另外一般需要评价的林地是生产上可以砍伐的成熟林地，如何评价并比较不同林龄的林地也是一个需要思考的问题。本研究是以6 a 生林地年均高、径生长量和单位面积年均蓄积为标准建立评价模型，基于对5 a 生以上成熟的尾巨桉人工林用相应的年均生长量和单位面积年均蓄积评价进行计算，以此解决不同林龄林地评价问题。需要指出的是在制定与实施尾巨桉人工林经营质量等级评价体系后，如何利用评价结果指导生产开展经营管理，仍需进一步开展深入研究。