广东蕉岭生态公益林质量评价*

齐 也 江 瑶 张中瑞

（广东省森林培育与保护利用重点实验室/广东省林业科学研究院，广东 广州 510520）

生态公益林是指以发挥生态效益和社会效益为主导功能的森林类型。提升生态公益林管理、保证森林资源量与质的统一是改善生态环境、实现森林可持续经营的重要基础[1]。蕉岭县是广东省林业生态最好的县之一，具有“世界长寿乡”的美名。根据统计局2020 年的数据[2]，蕉岭县全域森林覆盖率高达79.4%，活立木总蓄积量为709.4 万cm3，已建成生态公益林3.75 万hm2。对广东蕉岭生态公益林质量进行科学合理的定量评价，能够客观反映森林资源质量状况，为森林资源规划和森林经营方案编制提供依据。

目前已有不少学者运用多种评价方法分别对小班、县级、省级等不同尺度森林质量进行了评价。如孙敏等[3]基于小班尺度对南京市老山林场进行了森林资源质量评价，指出该林场需改善林分结构。张峰等[4]运用层次分析法构建了县域森林质量评价指标体系。彭岩等[5]采用主成分分析法提出了新疆森林质量评价指标，宏观把握全省森林质量变化情况。虽然尚未形成统一的森林质量评价标准，但对于评价指标的选取和评价方法的使用具有重要的参考价值。本研究借鉴前人经验，以广东省森林资源二类调查数据为基础，对广东蕉岭生态公益林进行质量评价，运用层次分析法构建蕉岭生态公益林质量评价指标体系和等级划分标准，并最终计算森林质量等级，为蕉岭县生态公益林管理提供参考。

1 研究区概况

广东省梅州市蕉岭县位于东经116°01′～ 116°22′、北 纬24°25′～24°53′ 之 间， 总 面 积961.64 km2。蕉岭属亚热带季风气候区，北部为中亚热带气候区南缘，南部为南亚热带气候区，四季气候明显夏长冬短，夏涝冬旱，春、秋气温多变，均有不同灾害天气出现。生态公益林的优势树种主要有桉树Eucalyptusspp.、相思Acaciaspp.、杉木Cunninghamia lanceolata、马 尾 松Pinus massoniana、湿地松Pinus elliottii等。

2 材料与方法

2.1 数据来源

本研究以2018 年完成的广东省梅州市蕉岭县森林资源二类调查小班数据为主要数据源，选取蕉岭县林地小班3 376 个，小班的属性主要包括小班号、地类、小班面积、优势树种、树种结构、森林群落结构、郁闭度、植被盖度、平均胸径、平均树高、平均年龄、龄组、灾害等级、活立木公顷蓄积量等，小班数据信息满足森林质量指数评价的要求。

2.2 层次分析法

层次分析法是将与决策总是有关的指标分解成目标、准则、方案等层次，通过主观判断和两两比较，得到决策因素对于目标的重要性总排序，最终根据得出的排序结果进行决策和选择解决问题的措施[6]。本研究采用层次分析法，确定森林质量评价目标层（A）、评价约束层（B）、评价指标层（C）。对生态公益林质量评价指标体系所列评价指标采用1～9 标度法[7]，并检验判断矩阵是否具有满意一致性，将一致性指标和随机一致性指标进行比较，得出检验系数，公式如下：

式中，CRi（i=1，……，n）为检验系数，n为指标总数。CIi为第i指标单排序一致性检验指标，RIi为第i指标对应的平均随机一致性指标。当CRi＜0.10 时，则认为该判断矩阵通过一致性检验，具有满意一致性，否则就不具有满意一致性。

层次总排序一致性检验是根据单排序一致性指标与相应的平均随机一致性指标及约束层总排序随机一致性比例，公式如下：

式中：CR 为层次总排序一致性检验系数，ai为层次总排序权重。当CR＜0.10 时，认为层次排序结果具有较满意的一致性并接受该分析结果。

2.3 模糊综合评价法

模糊综合评价法是在模糊数学的基础上，将一些边界不清、不易定量的因素用数学方法进行定量化，从多个因素对被评事物隶属等级状况进行评价的一种方法[8]。由于森林资源质量往往受多种因素、多个层次影响，难以直接定量评价，通常采用模糊综合评价法建立评价指标体系进行评价。

首先为构建隶属矩阵，对指标层的单指标Ci(i= 1，2，……)作单指标评价，指标Ci对应优、中、差3 个等级的隶属度为Ri1、Ri2、Ri3(i= 1，2，……)，并得到第i个指标Ci单指标隶属度集Ri。本研究的指标采用频率法，即用各个指标的值落在优、中、差3 个等级上的小班面积占总面积比重，以构建约束层下的指标层指标的隶属矩阵，公式如下：

进一步合成运算，在同一层次计算的权重矩阵iCW与隶属矩阵iR进行合成运算，得到约束层隶属矩阵EiB，公式如下：

然后将约束层隶属矩阵乘以约束层的权重矩阵WB得到目标层隶属矩阵EA，公式如下：

最终将目标层隶属矩阵EA=(x、y、z)中x、y、z分别对应优、中、差3 个等级，x、y、z中最大的值即为评定的森林资源质量等级。

3 结果与分析

3.1 评价指标体系构建

生态公益林是以发挥生态效益为主要目的的森林类型，其森林质量的高低直接影响到人类生存和发展的环境质量[9]。在进行生态公益林资源质量评价时，主要考虑林分对环境的影响和林分稳定性两方面的指标[10]。林分对环境的影响这类指标不易获得，可以采用林分对环境所产生的生态效益、经济效益等方面的间接指标表示，本研究选取平均胸径、平均高、郁闭度、活立木公顷蓄积、龄组5 个指标。林分在相当长时间内能够保持林分组成、层次结构等相对稳定，便能持续不间断发挥生态效益。因此选择优势树种、树种结构、森林群落结构、植被盖度、灾害等级5 个指标来反映林分稳定性。

3.2 评价指标权重确定及检验

对评价指标体系各项指标构造两两比较判断矩阵，确定各评价指标的相对权重，经过一致性检验后，得出生态公益林质量评价指标权重及一致性检验值见表1。由检验结果可知，约束层单排序一致性检验系数CR1=0.008 1＜0.10，CR2=0.015 2＜0.10，表明约束层单排序结果均具有满意一致性。层次总排序一致性检验系数CR=0.017 5＜0.10，表明层次总排序结果具有较满意一致性，本文分析结果具有可接受性。由结果可知，林分对环境的影响方面，评价指标权重由大到小依次为植被盖度0.42，郁闭度0.26，活立木公顷蓄积量0.15，平均胸径0.09，平均树高0.09。林分稳定性方面，评价指标权重由大到小依次为树种结构0.42，森林群落结构0.26，龄组0.16，灾害等级0.10，优势树种0.06。

表1 生态公益林质量评价指标权重及一致性检验值Table1 The weight and consistency test value of ecological public welfare forest quality evaluation index

3.3 评价指标等级划分

为直观展现森林质量评价结果，本研究参考广东省森林资源二类调查的相关规定和相关文献将各指标均划分为优、中、差3 个等级，指标等级划分标准见表2。

表2 生态公益林质量评价指标等级划分标准Table2 Standard for grading of quality evaluation index of ecological public welfare forest

根据计算结果， 得到约束层WB= (0.67 0.33)；指标层林分对环境的影响下WC1=(0.41 0.26 0.15 0.09 0.09)，林分稳定性下WC2=(0.42 0.26 0.16 0.10 0.06)。构建隶属度矩阵如下:

林分对环境的影响方面，各指标评价等级分别为：植被盖度、郁闭度为优等；活立木公顷蓄积量、平均胸径、平均树高均为中等。林分稳定性方面，各指标评价等级分别为：仅灾害等级为优等，树种结构、森林群落结构、龄组、优势树种均为中等。

3.4 森林资源质量等级评价

森林资源质量等级计算结果如下。根据最大隶属度原则，约束层林分对环境的影响对应评价等级为优，林分稳定性对应评价等级为中等，总体森林质量等级为中级。

4 结论与讨论

从评价指标权重来看，植被盖度、郁闭度是评价林分对环境的影响的重要指标，树种结构和森林群落结构对生态公益林林分稳定性的影响较大。广东地区降雨量较大，一定的植被盖度和较大的森林郁闭度能够影响林冠截留和树干径流，减轻降水对表层土壤的冲刷[11]，有利于土壤表层养分的维持。丰富的树种结构和完整的森林群落结构有利于森林资源的有效利用[12]。

从评价结果来看，蕉岭生态公益林资源质量等级为中等，总体表现为林分对环境所产生的效益较优，而林分稳定性一般。具体来说，林分对环境的影响方面，森林植被覆盖度，郁闭度良好，活立木公顷蓄积量、平均胸径、平均树高均处于中等水平，即林分生长量处于中等水平。可能的原因是缺乏合理的森林抚育，导致森林质量提升有限。林分稳定性方面，目前森林受灾情况轻，森林群落结构较完整，优势树种以本地优势树种为主，树种结构以相对纯林和纯林居多、混交林较少，林分以中龄林和过熟林居多。相比较而言，简单的林分结构更易受到病虫害的侵袭，而混交林具有较高的森林稳定性和较强的自然演替能力[13]。要使森林质量得到大幅改善，必须注重林分结构的调整。

本研究结果客观反映了广东蕉岭生态公益林资源质量状况，能够为森林质量精准提升和可持续经营管理提供依据。总体来说，广东蕉岭生态公益林质量处于中等水平，具有一定的可持续发展性，但仍有较大提升空间。建议加强森林抚育，有效提升森林生长量。在尽量不改变现有植被盖度和郁闭度的情况下，适当间伐、补植、补造，提高林木质量，优化林分结构。森林资源质量评价涉及内容众多，难以统一标准、适用性强的评价方法，本研究评价指标选择及评价等级划分均以广东省森林资源二类调查的相关规定为依据，具有一定的适用性，但若要用于不同类型的生态公益林质量评价，其评价指标体系还需完善。