澄江市国家级公益林典型样地动态监测分析

高兴忠，普顺荣，侯家学，杨海令，期俊程

(1. 玉溪市林业和草原局，云南 玉溪 653100； 2. 澄江市林业和草原局，云南 澄江 652500)

1 研究区概况

澄江市地处云南中部，位于北纬24°29′～24°55′，东经102°42′～103°04′。东沿南盘江与宜良交界，西与呈贡、晋宁两县接壤，南跨抚仙湖与江川、华宁两县为邻，北含阳宗海与宜良毗连。市区位于凤舞山下，海拔1 755 m，距省会昆明52 km，距玉溪市行政驻地红塔区93 km。南北长47.5 km，东西宽26 km，总面积773 km2。澄江市山区占总面积的73.43%，水面占18.6%，坝区占7.97%。形成“七山二水一平坝”的天然格局。境内有淡水湖泊抚仙湖、阳宗海。“滇中第一山”梁王山为境内最高点，海拔2 820 m；境内最低海拔1 327 m，绝对高差近1 500 m，立体气候明显。常年气候温和，四季如春。2017年县境内均温16.6 ℃，极端最高温30.1 ℃(6月12日)，极端最低气温-0.9 ℃(12月20、21日)。境内雨量充沛，常年降雨量900～1 200 mm。日照充足，常年日照时间2 141.8 h，常年平均总辐射量为12 220 kcal/cm2。

澄江市国家级公益林监测研究尚属空白，本研究基于两期国家级公益林监测数据，分析国家级公益林树种结构、群落结构、自然度、郁闭度、林木蓄积量、生态功能指数及等级等情况，掌握当地国家级公益林资源动态变化，为国家级公益林建设和保护管理提供科学依据。

2 研究方法

2.1 样地设置

根据澄江市国家级公益林分布情况，在国家级公益林区域内的有林地、疏林地中按树种结构类型的不同各选择1块有代表性的固定样地进行调查，样地同时兼顾阴坡、阳坡两个坡向[2]。全市范围内共设置60块典型样地。

2.2 标准地布设

1)样地大小：在选定国家级公益林小班内设置1个667 m2(25.83 m×25.83 m)的固定标准地[3]。

2)标准地周界测定：标准地边长为25.83 m，为正方、正向(遇到任何情况都不得改变标准地与样方的形状、方向和边长)，标准地定位点为标准地西南角点，用罗盘仪定向、皮尺量距，从西南角点起按方位角0°～90°～180°～270°的顺序和边长25.83→25.83→25.83→25.83 m来确定标准地的西北角点、东北角点、东南角点和相应4条边界的正确位置(图1)。坡度超过5°时需要改平[3](0°为正北方向，90°为正东方向)。

图1 标准地布设Fig.1 Sample plot layout

3)固定标桩埋设：在样方西南、东北角点的对角点埋设固定标桩，用塑料绳圈定样方范围。木桩长80 cm、粗8 cm×8 cm，埋深50 cm，在木桩上部朝南一面标明样地号[3]。

2.3 样地调查

2.3.1树种结构的确定

将反映乔木林分的针阔叶树种组成[3-5]林分分为7等级(表1)。

2.3.2群落结构的确定

将乔木林的群落结构划分为3类[3-5]，划分标准见表2。

表1 树种结构划分标准与代码Tab.1 Classification standards and codes of tree species structure

表2 群落结构类型划分标准与代码Tab.2 Classification standards and codes of community structure types

2.3.3自然度的确定

乔木林按照现实森林类型与地带性原始顶极森林类型的差异程度，或次生森林类型位于演替中的阶段，划分为5级自然度[3-5]。具体划分标准见表3。

表3 自然度划分标准与代码Tab.3 Classification standards and codes of naturalness

2.3.4郁闭度的确定

对有林地、疏林地和灌木林地小班目测调查林冠对地面的覆盖程度，取2位小数。

2.3.5林木蓄积量的测定

用卷尺对样地内各组成树种进行每木检尺，测量树高和胸径，根据二元材积计算公式计算林木蓄积量，公式为：

V=aDbHc

(1)

式中：D为胸径；H为树高；a、b、c为参数。

2.3.6生态功能指数及等级

森林生态功能是指乔木林森林生态系统及其生态过程所形成的有利于人类生存与发展的生态环境条件与效用，包括水源涵养功能、水土保持功能、气候调节功能、环境净化功能、生物多样性保护功能等。利用反映森林生物量、生物多样性和森林结构的有关特征因子，按相对重要性来综合评定森林生态功能等级，竹林的蓄积量统一按类型II确定[3-5]。各项评价因子及分类标准见表4。

表4 森林生态功能评价因子及类型划分标准Tab.4 Evaluation factors and classification criteria of forest ecological functions

评定森林生态功能时，先按下式计算综合得分。

(2)

式中:Xi为第i项评价因子的类型得分值(类型I、II、III分别取1、2、3);Wi为各评价因子的权重。

根据综合得分值按表5评定生态功能等级[3-5](表5)。另外，将综合得分值的倒数定义为森林生态功能指数，公式为：

表5 森林生态功能等级评定标准与代码Tab.5 Evaluation standards and codes of forest ecological function grade

(3)

以此作为评定森林生态功能的定量指标。该指数值≤1，数值越大，表明森林生态功能越好[3-5]。

3 结果与分析

3.1 树种结构对比分析

经两期样地监测数据对比分析，针叶纯林增加5个样地，阔叶纯林减少7个样地，针叶相对纯林增加5个样地，阔叶相对纯林减少6个样地，阔叶混交林增加1个样地，针阔混交林增加2个样地，针叶混交林样地个数未发生变化。上期树种结构以针叶纯林和阔叶纯林为主，两者比重达51.6%，本期树种结构以针叶纯林和针叶相对纯林为主，两者比重达61.7%。

趋势分析结果表明，针叶纯林明显增加，阔叶纯林在逐步减少(表6)。

表6 2014年和2019年两期树种结构对比Tab.6 Comparison of tree species structure in 2014 and 2019

3.2 群落结构对比分析

经两期样地监测数据对比分析，简单群落结构增加8个样地，较完整群落结构增加7个样地，比较完整群落结构减少5个样地。上期群落结构总体水平保持在较完整范围，本期调查比较完整群落结构样地有所减少，简单群落结构和较完整群落结构比重增加。分析结果表明，近年国家级公益林区内人为活动等外界影响因素增多(表7)。

表7 2014年和2019年两期群落结构对比Tab.7 Comparison of community structure in 2014 and 2019

3.3 自然度对比分析

经两期样地监测数据对比分析，自然度Ⅰ级减少37个样地，Ⅱ级减少12个，Ⅲ级增加24个，Ⅳ级增加19个，Ⅴ级增加6个。前期监测处于原始或受人为影响很小而处于基本原始状态和有明显人为干扰的天然森林类型或处于演替后期的次生森林类型。本期监测结果，人为干扰很大的次生森林类型处于次生演替的后期阶段，除先锋树种外，也可见顶极树种出现，人为干扰很大，演替逆行，处于极为残次的次生林阶段(表8)。

表8 2014年和2019年两期自然度对比Tab.8 Comparison of naturalness in 2014 and 2019

3.4 郁闭度对比分析

经两期样地监测数据对比分析，样地内国家级公益林郁闭度逐年提高，上期郁闭度超过0.5的林分占75%，本期郁闭度超过0.5的林分占88.3%。样地郁闭度出现反差的原因可能是由于受人为调查标准等因素的影响所致(表9)。

表9 2014年和2019年两期郁闭度对比Tab.9 Comparison of canopy density in 2014 and 2019

3.5 活立木蓄积量对比分析

经两期典型样地活立木蓄积量监测对比分析，总体上样地活立木蓄积量出现增长趋势，增长最多的是38号样地，增长蓄积量25.27 m3；但个别样地蓄积量出现减少情况，共有10个样地活立木蓄积量减少，减少最多的是56号样地，减少蓄积量10.25 m3；减少最少的是57号样地，减少蓄积量0.29 m3。经分析认为，样地活立木蓄积量减少主要原因为人为活动影响、病虫害严重和树木自然枯死，其中1号、41号、43号、57号和60号样地为人为活动影响所致；28号和56号样地为病虫害影响所致；17号、34号 和35号为树木自然枯死(表10)。

表10 2014年和2019年两期样地活立木蓄积量对比Tab.10 Comparison of volume of standing trees in the two sample plots in 2014 and 2019

续表10

续表10

趋势分析结果表明，总体上监测样地活立木蓄积量呈现逐年增长趋势(图2)。

图2 两期样地活立木蓄积量增长趋势对比Fig.2 Comparison of growth trend of standing stock in two sample plots

经对全市60个典型样地活立木蓄积量进行对比分析，活立木总蓄积增长290.31 m3，平均样地蓄积增加4.84 m3，总体上监测样地活立木蓄积量呈现增长趋势，监测样地范围内国家级公益林管护较好(表11)。

表11 2014年和2019年两期样地活立木总蓄积量对比Tab.11 Comparison of total volume of standing trees in sample plots in 2014 and 2019 m3

3.6 森林生态功能等级对比分析

经两期样地森林生态功能指数分析计算，2019年森林生态功能等级类型为“好”的样地相较2014年减少6个；类型为“中”的增加6个，为57个样地，类型为“差”的3个样地不变。由此得出澄江市国家级生态功能等级总体评价为“中”等(表12)。

表12 2014年和2019年两期样地生态功能等级分析Tab.12 Ecological function grade analysis of sample plots in 2014 and 2019 个

趋势分析结果表明，2019年生态功能等级相较2014年出现降低趋势，主要集中在生态功能中等级水平(图3)。

图3 2014年和2019年两期生态功能等级对比Fig.3 Comparison of ecological function grades of sample plots in 2014 and 2019

4 结论与建议

4.1 结论

经2014年和2019年两期国家级公益林典型样地监测因子对比分析，树种结构更趋于针叶化，样地内国家级公益林郁闭度逐渐提高，活立木蓄积量出现增长趋势，生态功能保持在中等级水平。总体上，澄江市国家级公益林质量逐年提升、功能增强；森林资源有序增长，生态环境逐步改善，国家级公益林管护成效显著。

4.2 建议

1)结合澄江市生态公益林实际，建立长期的固定观测样地，完善相关技术规程，增加国家级公益林典型样地数量，由于前期与本期样地地类单一，建议下期典型样地增设灌木林地等，典型样地覆盖点应覆盖全市所有国家级公益林地类，对样地每个方位角增加相应的定位物，由于上期(2014年)未对样地内活立木进行每木定位调查，无法确定固定样地内枯死木、枯立木和采伐木的数量及蓄积，所以本期无法做消耗量调查。因此，应确定固定样地内活立木数量，对样地内所有立木进行样木位置图绘制，以便在下一期调查中获取样地枯立木、枯死木及采伐木数量和蓄积等，完善样地各项监测指标分析，为后期公益林典型样地监测铺定基础，形成统一指标的生态公益林监测网络。

2)进一步完善澄江市国家公益林监测体系。通过对设置的固定样地进行长期定时观测和信息采集、整理和分析，研究生态公益林随时空变化规律，从而对公益林的保护管理措施进行评价，以期完善提高对生态公益林的管理水平。