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(1. 广西壮族自治区林业科学研究院/广西优良用材林资源培育重点实验室 广西百色 533000;2. 广西国有雅长林场 广西百色 533000)
生态公益林是以发挥森林生态效益和社会效益为主的森林类型,在保持水土、涵养水源、保护生物多样性、维持生态系统稳定等方面发挥重要作用[1-2]。长期以来,由于社会对木材的需求量较大,林业生产经营主要集中在商品林经营上,对森林的生态功能重视不够,关于生态公益林经营方面的研究相对较少,经营措施单一,以封山育林为主要经营方式,导致我国生态公益林林分质量低下,林分健康状况差,生物多样性低等[3]。随着生态文明建设的不断推进。人们逐渐意识到森林生态功能的重要性。科学地经营和保护生态公益林,使其生态效能达到最大化,是当前森林可持续经营的重点课题之一[1]。
目前,生态公益林经营类型的划分方法主要有2种,第一种先划分经营类型区或经营类型组,再对每一大类进行具体划分[2-4]。段河等[5]先将森林划分为5个经营类型区,再根据立地类型对各经营类型区进行细分,最终将柴河林业局森林划分为6个经营类型;刘羿等[6]根据立地类型、经营目的、经营水平等因子,将浙江省龙泉市生态公益林划分为5个经营类型区。第二种是引用商品林的划分方法对生态公益林经营类型进行划分。刁娇娇等[7]综合分析区位优势、功能需求、资源现状及经营管理水平等情况,将南京市溧水区林场公益林划分为5个经营类型;秦秀华等[8]提出“起源+优势树种+立地类型+林种”的集体林区生态公益林经营类型划分方法。虽然2种划分方法都能满足生态公益林经营类型划分的要求,但均存在一些缺点。第一种方法划分,各经营类型之间差异性明显,但分类指标不明确,主观性较强,难于满足森林集约化经营的要求;第二种方法用量化的方式进行经营类型划分,降低主观因素的影响,但经营目的不够明确,不便于现实经营操作。基于此,本研究以雅长林场2019年森林资源二类调查数据为基础,在全面分析雅长林场生态公益林特点的基础上,选取林分起源、优势树种(组)、立地类型、经营目的为划分因子,借助Excel筛选功能和数据透视表功能,对各划分因子的类型数量进行分类统计与整合,采用层次压缩法进行经营类型划分,分别以各划分因子为先决条件逐层压缩整合经营类型数量,最终科学合理地划分经营类型,为研究区生态公益林经营类型划分及可持续经营提供参考依据。
研究区概况 雅长林场位于广西百色市西北部,地 理 坐 标 为106°08′~106°23′E,24°37′~25°00′N,处在广西丘陵向云贵高原过渡的山原地带。属南亚热带山地气候,光热丰富,具有明显的干湿季节,年平均气温为16.8℃,极端最高气温38.0℃,极端最低气温3℃,年降雨量1 058 mm,年蒸发量1 484.7 mm,每年的5—10月为雨季,降雨量占全年的80%以上[9]。土壤多为红壤和黄壤,海拔低于800 m为红壤,高于800 m为黄壤,海拔低于500 m,气候较为干热的区域为褐红壤。
1.2.1 划分原则 划分经营类型的目的是为森林经营类型制定相应的经营措施,便于实践经营,从而提高森林质量和生态效能[10]。因此,生态公益林经营类型划分应遵循以下原则。
科学性:遵循森林自然发展规律,以森林可持续经营为最终目标,符合林学、树木学、森经理学等相关学科的理论知识。
目的性:经营措施是根据森林经营类型而制定的,因此,经营类型划分要明确各林分的经营目的,以便科学合理地制定经营措施[11-12]。
差异性:经营类型的划分既要具有合理性,也要具有显著差异性,即各经营类型之间差异要显著。
可操作性:划分经营类型的最终目的是服务经营管理和生产,应具有时效性和可操作性,在实践中易实施操作[13-14]。
1.2.2 划分依据 通过实地踏查和资料查阅,结合林场发展目标和经营管理水平,参考相关学者提出的森林经营类型划分依据,选取林分起源、立地类型、优势树种(组)及经营目的为经营类型划分依据,其中经营目的以三级林种为标志。
1.2.3 类型划分 以雅长林场2019年森林二类调查数据为原始数据,选取森林起源、立地类型、优势树种(组)、经营目的4个为划分因子,借助Microsoft Office Excel筛选功能和数据透视表功能,先对各划分因子的类型进行分类统计与整合,再组织划分经营类型,然后分别以各划分因子为先决条件逐步压缩整合经营类型数量,最后通过对比分析,按照相似性、重要性原则对经营类型进行整合优化,得到最终划分结果。经营类型命名方式为:林分起源+优势树种(组)+立地类型+经营目。
由表1可知,雅长林场生态公益林总面积28 659.82 hm2,占林场有林地面积的76.00%,符合“广西区直大型公益型林场”的特征,单位蓄积量高于全国森林单位蓄积量(79.66 m3/hm2),低于世界森林单位蓄积量(131.59 m3/hm2);林种仅有水土保持林和水源涵养林2种,二者的面积分别占林场公益林总面积的64.95%和35.05%,蓄积分别占林场公益林总蓄积量的69.00%、31.00%。
表1 不同林种结构林分面积、蓄积统计
由表2可知,雅长林场生态公益林按起源方式可分为天然林和人工林,其中天然林的面积、蓄积相对较大,所占比重分别为60.52%、58.49%,单位蓄积量较小,值为89.77 m3/hm2;人工林的面积、蓄积所占比重为39.48%和41.51%,单位蓄积量比天然林的大7.89 m3/hm2。
表2 不同起源结构林分面积、蓄积统计
由表3可知,雅长林场生态公益林优势树种(组)可划分为12种。面积、蓄积占比重大于12%的优势树种(组)有杂木、栎类和马尾松类,三者的面积、蓄积所占比重之和分别为60.39%和68.48%,其中杂木的面积、蓄积所占比重均最大,分别为29.63%和30.25%;栎类次之,面积、蓄积所占比重分别为17.77%和21.44%;马尾松类排在第3,面积、蓄积所占比重分别为12.99%和16.79%;其余优势树种(组)的面积、蓄积所占比重均不超过8%,樟树类面积、蓄积所占比重最小,值分别为0.13%和0.12%。单位蓄积量以桦木类为最大,为127.49 m3/hm2,其他果树林林木最低,仅为71.40 m3/hm2。
表3 不同优势树种(组)结构林分面积、蓄积统计
根据研究区立地条件特点,选择地貌、坡向、土壤厚度为划分因子,将雅长林场生态公益林立地划分为24种类型,其中“中山阳中”和“中山阴中”两种立地类型面积、蓄积所占比重均高于30%,其余类型面积、蓄积均未超过5%,见表4。从地貌方面看,研究区立地面积主要分布在中山地貌类型上,所占比重高达88.19%,蓄积占比90.29%,丘陵地貌面积、蓄积所占比重最小,仅为2.03%和2.33%;从土壤厚度方面看,研究区土壤厚度薄、中、厚土层面积比重分别为8.34%、87.94%和3.72%;单位蓄积量以“丘陵阴中”类型为最大,“低山平薄”类型为最小。
表4 不同立地类型结构林分面积、蓄积统计
依据划分因子进行经营类型划分,可将雅长林场生态公益林7 161个小班划分为1 440种经营类型,经营类型数量较多,生产经营中难于实施。因此,需要进一步整合。第一步,先对划分因子的类别进行归纳整合,其中,林分起源和经营目的各类型的面积和小班数量较大,满足森林可持续经营要求,无需进一步整合,只对优势树种(组)和立地类型2个划分因子进行整合。从优势树种(组)方面,樟树类和软阔类在实际经营中主要采取抚育间伐措施,与其他阔叶林的经营措施一致,且面积较小。因此,将樟树类和软阔类合并到其他阔叶中,优势树种(组)从原来的12种整合为10种;从立地类型方面,由于坡的面积较小,将平坡类型归到阳坡类型中,初始划分各经营类型的小班数量平均值为19个(7 161÷372≈19),小班平均面积为4 hm2(28 659.82÷ 7 161≈4.00),将不能同时满足这2个条件的立地类型,按照相似性进行整合,最终将立地类型整合为11种;第二步,按2种起源、2种经营目的、10种优势树种(组)、11种立地类型对研究区生态公益林进行经营类型划分,雅长林场生态公益林被划分为148种经营类型;第三步,将面积和小班数量未能同时达到初始划分平均值的经营类型,按相似性和重要性原则进行合并,研究区生态公益林被划分为49种经营类型。
从第三步的划分结果看,仍有部分经营类型之间的差异性不显著,不符合差异性原则,不利于经营措施的制定[15]。因此,有必要将经营措施相同的林分整合为同一种经营类型。三级林种是森林经营目的的标志,在经营类型划分中以三级林种为划分的先决条件,更符合实际的经营管理。所以,针对第三步的划分结果,以经营目的为优先级,结合研究区生态公益林的资源现状和经营水平,优化整合经营类型,最终将雅长林场生态公益林划分29种经营类型,见表5。经过优化整合之后,各经营类型之间的经营目差异性显著,经营类型数量也与林场的实际经营目水平相适应,可行性较强。
表5 生态公益林经营类型最终划分结果
自森林分类经营实施以来,关于生态公益林的研究主要集中在政策、发展方向及生态功能等方面,经营类型划分和经营技术方面的研究较少。本研究在综合分析研究区生态公益林结构特点的基础上,选取林分起源、优势树种(组)、立地类型、经营目的为划分因子,先对各划分因子的类型数量进行分类统计与整合,然后采用层次压缩法进行经营类型划分,分别以各划分因子为先决条件,逐层压缩整合经营类型数量,最后按照相似性和重要性原则优化整合经营类型,最终科学合理地划分经营类型,该方法与王晶晶[16]的研究方法相似。与段河[5]、刘羿等[6]、亢新刚等[17]采用先划分大类再细化各经营类型的方法相比,本文采用的划分方法更具有科学性和可操作性,因为该方法是基于森林资源二类调查数据,在充分分析研究区生态公益林结构特点后,再组织划分经营类型,先细分后整合,大大地降低了主观因素的影响;与刁娇娇等[7]、秦秀华等[8]、农东红等[18]按划分因子对原始数据进行划分,再逐层压缩类型数量的划分方法相比,本文采用的划分方法操作更简便,且经营目的更加明确,因为该方法先统计分类、整合各划分因子类型,再进行经营类型划分,有效地避免经营类型数量过多,整合压缩困难,经营目标不明确等问题。综合分析,本研究采用的划分方法能较好满足雅长林场生态公益林经营划分的需求。
经营类型划分是生态公益林经营方案编制过程中的重要环节之一,科学地划分经营类型对生态公益林可持续经营有重要意义[19-20]。虽然本研究采用的划分方法能够满足雅长林场生态公益林经营类型划分的需求,但由于区域环境、社会经济发展及经营管理水平的差异,能否将其推广运用还需进一步试验验证,且在森林资源相对丰富的区域,划分因子类型偏多,采用该方法进行经营类型划分会导致工作量增大,操作起来困难。因此,进一步改进该划分方法,使其更具科学性和可操作性是今后探索的重要内容。
雅长林场生态公益林占林场有林地面积的76.00%,符合“广西区直大型公益型林场”的特征,以天然林为主,林种结构单一,仅有水土保持林和水源涵养林2种,单位蓄积量高于全国森林单位蓄积量,低于世界森林单位蓄积量,说明林场生态公益林结构单一,林分质量整体偏低;森林生产力处在国内中等水平,但与世界先进水平相比,仍存有一定差距,生态公益林建设任务艰巨;研究区生态公益林土壤厚度中等,立地条件一般,杂木、栎类和马尾松类是林场生态公益林的主要三大优势树种(组),三者的面积、蓄积所占比重均大于12%,其余优势树种(组)的面积、蓄积所占比重均不足8%,说明研究区生态公益林树种结构不合理,林木生长情况较差,需加强经营管理,优化树种结构,从而提高林分质量。
本文在分析研究区生态公益林结构特点的基础上,选取林分起源、优势树种(组)、立地类型及经营目的4个因子为划分依据,经过分类统计与整合,将研究区生态公益林7 161个小班划分为2种起源、2种经营目的、10种优势树种(组)、11种立地类型,采用层次压缩法进行经营类型划分,最终将雅长林场生态公益林划分为29种经营类型。