冀北山地楊樺低效林改造的效益分析

馬嬌嬌, 王海濤, 王海明, 肖志軍, 黃冬梅, 谷建才

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院, 河北 保定 071000;2.河北木蘭圍場國有林場管理局, 河北 承德 068450; 3.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 理學(xué)院, 河北 保定 071000)

冀北山地楊樺低效林改造的效益分析

馬嬌嬌1, 王海濤2, 王海明2, 肖志軍2, 黃冬梅3, 谷建才1

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院, 河北 保定 071000;2.河北木蘭圍場國有林場管理局, 河北 承德 068450; 3.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 理學(xué)院, 河北 保定 071000)

[目的] 分析研究冀北山地楊樺低效林改造的成果，為該地區(qū)的森林健康經(jīng)營理論提供參考。 [方法] 采用生態(tài)疏伐后人工林下更新的方式進行改造，并以定量計算的方式對改造后樣地和未改造對照樣地分別從林地生產(chǎn)力、固碳釋氧功能、水源涵養(yǎng)功能3方面進行效益分析。 [結(jié)果] 改造后的樣地較對應(yīng)的對照樣地在總體效益方面具備很大優(yōu)勢，具體高出值分別為25 008.89和14 802.17元/ hm2，增長率分別為16.6%，14.6%。其中林地生產(chǎn)力價值分別高于對照樣地44.9%，73.11%；固碳釋氧價值分別高出13.4%，9.2%；涵養(yǎng)水源價值分別高出5.4%，2.6%。 [結(jié)論] 對楊樺低效林進行生態(tài)疏伐、人工林下更新改造后，林分質(zhì)量得到顯著改善，提高了林地生產(chǎn)力和林分生態(tài)功能的同時，帶來了經(jīng)濟效益的增長。

冀北山地; 楊樺低效林; 改造; 效益分析

根據(jù)國家林業(yè)局發(fā)布的林業(yè)行業(yè)標準《低效林改造技術(shù)規(guī)程》中的明確規(guī)定，低效林是指受人為因素的直接作用或誘導(dǎo)自然因素的影響,林分結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性失調(diào)，林木生長發(fā)育衰竭，系統(tǒng)功能退化或喪失，導(dǎo)致森林生態(tài)功能、林產(chǎn)品產(chǎn)量或生物量顯著低于同類立地條件下相同林分平均水平的林分總稱[1]。低效林改造是指為了改善林分結(jié)構(gòu)，開發(fā)林地生產(chǎn)潛力，提高林分質(zhì)量和效益水平，對低效林采取的結(jié)構(gòu)調(diào)整、樹種更替、林下更新、補植補播、封山育林、林分撫育、嫁接復(fù)壯等營林措施[2]。楊樺林作為冀北山地的主要森林類型之一，目前，由于林分結(jié)構(gòu)不合理，森林功能難以充分發(fā)揮。加上受到多年的森林采伐以及濫墾濫牧等人為活動的干擾，森林景觀破碎化嚴重，森林生態(tài)系統(tǒng)功能日趨削弱，已嚴重阻礙該區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)整體功能的發(fā)揮。因此，調(diào)整和改造現(xiàn)有林分結(jié)構(gòu)，人工促進其向健康穩(wěn)定的群落演替，是森林經(jīng)營亟待解決的問題[3]。低效林改造對森林結(jié)構(gòu)、林分生產(chǎn)力、林分生態(tài)功能等方面的影響十分顯著，而效益上是否合理，則是技術(shù)模式能否應(yīng)用推廣的重要因素[4-6]。

本研究針對冀北地區(qū)楊樺林林地質(zhì)量差，林分結(jié)構(gòu)不合理，林內(nèi)樹木生長狀況不良等問題對林分進行改造，通過對比分析改造后樣地與未改造樣地之間的差距，最終回歸于經(jīng)濟效益的差值，分析楊樺低效林改造的成果，以期對該地區(qū)的森林健康經(jīng)營理論提供一定參考。

1 研究區(qū)概況

研究地點設(shè)在河北省木蘭圍場國有林場管理局管轄的北溝林場內(nèi)，地處灤河上游，位于陰山山脈與大興安嶺山脈余脈的交匯處，是連接壩上高原和冀北山地的丘陵山地地帶。北緯40°54′，東經(jīng)117°27′，平均海拔1 250 m，屬于溫帶大陸性氣候，水熱同季，晝夜溫差較大，年平均溫度是-1.5～4.8 ℃，7月份氣溫最高，平均約為18.5 ℃，極端高溫38.9 ℃，極端低溫-42.9 ℃。年均降水量380～560 mm，降水季節(jié)分配很不平衡，主要集中在6—8月，最大年降水量為636.0 mm，最小年降水量為258.0 mm。年均蒸發(fā)量1 462.9～1 556.8 mm，平均相對濕度63%，土質(zhì)以壤土為主。植被資源豐富，森林主要喬木樹種有白樺(Betulaplatyphylla)、華北落葉松(Larixgmeliniiprincipis-rupprechtii)、山楊(Pobulusdavidiana)、蒙古櫟(Quercusmongolica)、榆樹(Ulmuspumila)等；灌木種類較多，且量較大，豐富多樣，以繡線菊(SpiraeaSalicifolia)、照山白(Rhododendronmicranthum)、平榛(Corylusheterophylla)最為常見；地被植物主要有苔草(Carexussuriensis)、小紅菊(Chrysanthemumchanetii)、歪頭菜(Viciaunijuga)等。其中楊樺林是該地區(qū)的主要天然林型，據(jù)統(tǒng)計約占轄區(qū)總面積的55%[7]。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置及調(diào)查

2012年8月，將木蘭林管局北溝林場北溝營林區(qū)內(nèi)的242林斑51小斑和238林斑4小斑作為研究對象進行改造，并分別對改造前后情況進行調(diào)查，小斑基本情況如下：242 H/51面積為7.6 hm2，坡向西北，坡位全，坡度16°，海拔1 510 m，土層厚度為60 cm，地被植物為苔草和平榛，覆蓋度為35%，基本林型為35年生天然楊樺中齡林；238 H/4小斑面積為8 hm2，坡向東，坡位中，坡度22°，海拔1 115 m，土層厚度為60 cm，地被植物為苔草和平榛，覆蓋度60%，基本林型為26年生天然楊樹成熟林。現(xiàn)分別將2個小斑內(nèi)1/2面積的林分進行林下更新改造作為改造樣地(X，Y)，另一半作為不采取任何經(jīng)營措施，作為對照樣地(X0，Y0)。

改造后分別對2個林分進行每木檢尺和樹高等因子的統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果詳見表1。

表1 對照樣地與改造后樣地基本情況

林分中林冠投影面積與林地面積之比，稱為郁閉度。本次研究郁閉度的測定方法采用樣點測定法，即在林分調(diào)查中，機械設(shè)置100個樣點，在各樣點位置上采用抬頭垂直仰視的方法判斷該樣點是否被樹冠覆蓋，統(tǒng)計被覆蓋的樣點數(shù)占有樣點總數(shù)的比例即為郁閉度[8]。

覆蓋度指林地中灌木等對于地表遮蓋占據(jù)的地表面積與總林地地表面積之比。本次研究覆蓋度的測定選擇較為簡便的采樣針刺法：如樣方框為1 m2，借助于鋼卷尺和樣方框繩上每隔2.5 cm的標記，用粗約2 mm的細針(針越細結(jié)果越準確)，按順序在樣方內(nèi)上下左右間隔62.5 px的點(共100個點)上，從植被的上方垂直下插，如果針與植物接觸，即算作1次“有”、如沒有接觸則算“無”不劃記。最后計算劃記的數(shù)次，用百分數(shù)表示即為灌木覆蓋度[9]。采用抽樣的方式在4個樣地內(nèi)分別隨機測取10個樣方框，根據(jù)測定結(jié)果的平均值計算樣地覆蓋度。

對林分的改造按照間密留稀、留優(yōu)去劣的原則，伐除被壓木、彎曲木、病腐木、枯立木等價值量隨林齡的增加而降低的貶值資源以及霸王樹。根據(jù)研究需要，采伐方式以生態(tài)疏伐為主，生態(tài)疏伐是根據(jù)林分自然稀疏規(guī)律，有目的的伐除生長不良以及過密林分中的部分林木，調(diào)整林分樹種組成和空間結(jié)構(gòu)，以促進保留木生長和林下植被更新的撫育間伐方式[10]，而不僅限于為調(diào)節(jié)目的樹種個體間的矛盾而進行的單純疏伐措施。采伐強度按照國家標準控制在20%以內(nèi)，伐后郁閉度減小，因此在林內(nèi)造成一定的開闊空間。然后通過破土、割灌、擴穴除草、折灌等措施在林間空地進行林下人工植苗更新，植苗密度為1 110株/ hm2，更新苗主要以當(dāng)?shù)匾壮苫畹尼樔~樹種云杉、紅松為主，株數(shù)比例為3∶2。隨著林下更新層的生長，逐漸在經(jīng)營撫育的過程中將上層闊葉林伐除，基本實現(xiàn)楊樺低效林向針闊混交林或針葉林的改造。

2.2 指標選取

改造后的林分密度降低，徑高結(jié)構(gòu)分布、樹種組成等因子發(fā)生變化，并且由于更新苗的引入，使林地生產(chǎn)力、林分生態(tài)功能等發(fā)生改變[11]。因此，本研究采用定量計算的方式，從林地生產(chǎn)力價值、林分固碳釋氧價值和林分涵養(yǎng)水源價值3個方面對低效林改造所產(chǎn)生的效益進行對比分析。

2.2.1 林地生產(chǎn)力價值 林地生產(chǎn)力通常是指單位面積上林木生長潛力的高低，它是衡量森林資源質(zhì)量的重要指標。本研究從林木生長價值和更新苗的潛在價值2個方面對林地生產(chǎn)力進行闡述。

(1) 林木生長量通過調(diào)查林地的樹木生長量，掌握林地生產(chǎn)力。在2015年8月對4個樣地進行調(diào)查，填寫樣地調(diào)查表。并通過解析木的方式，分別在每個樣地內(nèi)選取3株平均木，共12株，對解析木數(shù)據(jù)進行分析，得出單木在2012—2015年的生長量，推算出樣地內(nèi)林分蓄積量的增長量，從而根據(jù)木材價格計算出林木生長價值。

(2) 更新苗的價值按照投入產(chǎn)出比的方法計算收益。統(tǒng)計造林時所用苗木量以及用工量總費用，再針對當(dāng)前的幼苗進行調(diào)查，測量苗高，統(tǒng)計成活率，按大苗價格計算期間收益。

2.2.2 林分固碳釋氧價值 固碳釋氧是森林在生長發(fā)育過程中，不斷的與大氣進行物質(zhì)交換的過程，通過固定大氣中的CO2，并釋放出O2，維持大氣中的碳氧平衡，減少溫室效應(yīng)[12-13]。固碳釋氧量利用生物量推算法。按照《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》(LY/T1724-2008)中公布的參數(shù)為依據(jù)，計算森林生態(tài)系統(tǒng)固碳釋氧服務(wù)功能的經(jīng)濟價值[11]，公式如下：

Qc=Pi·Cc×1.63·Dc·W

(1)

式中：Qc——林分固碳價值(元);Pi——樣地面積(hm2);Cc——固碳價格(1 200元/t)，1.63——計算系數(shù);Dc——CO2中的碳含量，為27.27%;W——林分凈生產(chǎn)力(t/hm2)。

Qo=Pi·Co×1.19W

(2)

式中：Qo——林分釋氧價值(元);Co——氧氣價格(1 000元/t)； 1.19——計算系數(shù)。

林分凈生產(chǎn)力是指森林在一定時期內(nèi)的生長量與耗損量之和，其中耗損量包括凋落量、枯損量和蟲蝕量(即動物和昆蟲等的啃噬量，由于量很小通常予以忽略)[13]。本研究中楊樺次生林生長發(fā)育良好，蟲蝕量基本可以忽略，凋落量和枯損量按實際調(diào)查中枯立木的量計數(shù)，公式為：

W=U-U0

(3)

式中：W——林分凈生產(chǎn)力(t/hm2);U0——枯立木生物量(t/hm2)。

1996年方精云等收集了全國各地的758組生物量和生產(chǎn)力研究數(shù)據(jù)，建立了生物量與蓄積量的線性回歸方程及21個優(yōu)勢樹種的計算參數(shù)，2000年通過充實和完善，對參數(shù)進行了修訂[15-16]。該方程已被廣大研究者認同和采納，本研究即采用此回歸方程，根據(jù)調(diào)查資料中已有的林分蓄積量按下式計算生物量：

U=αV+β

(4)

式中：U——每1hm2林分生物量(t/hm2);V——每1hm2蓄積(m3/hm2);α,β——參數(shù)。

2.2.3 涵養(yǎng)水源價值涵養(yǎng) 水源是指森林生態(tài)系統(tǒng)對于水分的攔蓄能力，本研究認為森林的水源涵養(yǎng)量主要有以下3個方面：冠層截留量、枯落物持水量和土壤蓄水量[17]。

R=∑(Pi·H·ai)

(5)

式中：R——冠層截留量(m3);H——研究區(qū)內(nèi)平均年降水量(m);ai——冠層截留率(%)。

枯落物持水量的測定采用室外樣方采集和室內(nèi)浸水法，分別在樣地內(nèi)隨機選取3個大小為30cm×30cm的樣方a，b，c測定枯落物的未分解層、半分解層厚度，并用塑封袋分層取樣。在盡量保持原狀的情況下帶回室內(nèi)進行自然稱重和烘干稱重，然后采用浸泡法測定枯落物的最大持水量。

根據(jù)楊樺根系分布特征，在上述枯落物采集點利用環(huán)刀對土壤進行分層取樣分析，將土壤分為3層：0—10，10—20，20—30 cm，用環(huán)刀每層取3個樣點作平行數(shù)據(jù)，計算時取平均值作為該層土壤的有效值。將土樣密封后帶回實驗室，進行烘干、稱重，測定土壤容重。并利用環(huán)刀法測定土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度等，計算土壤蓄水量。

3 結(jié)果與分析

3.1 林地生產(chǎn)力價值

3.1.1 林木生長價值 2015年8月，在4個樣地內(nèi)分別選取3株平均木做解析木，根據(jù)解析木數(shù)據(jù)，測量并計算單木在最近3 a內(nèi)的生長量，分別取3株解析木生長量的平均值作為樣地內(nèi)的單株生長量。另外，由于樣地原本立地條件較差，改造樣地內(nèi)枯立木、病腐木等在進行疏伐時已予以清除，但未改造樣地內(nèi)仍然存在較大數(shù)量，經(jīng)過統(tǒng)計，4個樣地內(nèi)的枯立木、病腐木的總量分別為85株(X0)、12株(X)、181株(Y0)、35株(Y)，不計入現(xiàn)有林分密度(表2)。

表2 各樣地生長量變化情況及生長價值統(tǒng)計

由表2可以看出，在研究期間X，Y樣地的單木生長量較X0，Y0都有所提高，胸徑生長率分別提高了20%，24%，樹高生長率分別提高了12.5%，16%，從而帶來材積生長率的提高，分別為32.14%，58.3%。因此，根據(jù)樣地調(diào)查表，計算出各樣地的材積平均增長量，按照當(dāng)?shù)啬静膬r格730元/m3，可知林木生長所產(chǎn)生的價值為15 383.79，17 471.97，8 670.58，10 552.15元/ hm2。改造后樣地X，Y的林木生長材積價值較對照樣地X0，Y0的分別增長了13.6%，21.7%。說明在進行了改造措施后，由于林分密度降低，林木生長空間開闊，對光照、水分等因子的吸收加強，因此林分生長量有了較大提高，從而帶來了整個樣地內(nèi)林分蓄積量的大幅度提升，產(chǎn)生出更高的林木價值。

3.1.2 更新苗的價值改造時樣地 X，Y所選取的苗木規(guī)格基本都在35～45 cm左右，按照當(dāng)?shù)孛缒緝r格1.2元/株計算，用工費用為3 000元/hm2。經(jīng)過調(diào)查統(tǒng)計，苗木成活率均為95%，平均苗高為云杉55 cm、紅松50 cm，按此規(guī)格歷年平均苗木價位為云杉6元/株，紅松10元/株。因此，按照投入產(chǎn)出比的方法，更新苗價值=大苗價格×成活率×造林株數(shù)—小苗價格×造林株數(shù)—用工費用，得出在研究期間內(nèi)，樣地X，Y內(nèi)的更新苗所產(chǎn)生的價值分別4 826.4，4 458元/hm2。

3.2 固碳釋氧價值

對于固碳釋氧價值的研究采用生物量推算的方法。以方精云等[16]對生物量和蓄積量線性回歸方程的研究，所得出的參數(shù)為參考，根據(jù)上述公式，得出表3結(jié)果。

表3 對照樣地與改造后樣地的固碳釋氧價值對比

分析表3可以得出，改造后的樣地凈生產(chǎn)力的增加量較改造前分別提高了2.76，1.22 t/hm2，這是由于蓄積量的增長量有所提高，以及采取疏伐措施后X，Y樣地內(nèi)枯立木的數(shù)量較X0，Y0少。因此，結(jié)果是X，Y樣地的固碳釋氧價值均高于X0，Y0樣地，增長幅度分別為18 061.24，8 444.67元/hm2，增長率分別為13.4%，9.2%。說明由于蓄積量增長較改造前的提升，帶動林分凈生產(chǎn)力的提升，因此所產(chǎn)生的固碳釋氧價值也相應(yīng)的增多，改造后的樣地表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。

3.3 涵養(yǎng)水源價值

3.3.1 冠層截留量 本研究冠層截留量參照溫遠光等[18]對中國主要森林類型冠層截留規(guī)律的研究過程總結(jié)出的北溫帶山地落葉闊葉林的林冠截留率回歸方程，降水量參照回北省圍場縣2012—2015年的平均降水量為435.4 mm，代入公式(5)中可得各樣地的冠層截留量分別為777.18，750.18，824.65，797.85 m3/hm2。

可以看出，由于進行疏伐，伐除霸王樹、被壓木等對林分生長的不利因子，但同時也對林分冠層產(chǎn)生了影響，造成林冠面積降低，林分的郁閉度減小，因此對降水的截留程度隨之減小。但在研究期間，改造后的林分林冠生長空間增大，林冠面積較2012年改造之初增加，再加上對照樣地內(nèi)枯木的數(shù)量較多，因此冠層截留差距不大，分別為-27，-26.8 m3/hm2。

3.3.2 枯落物持水量室外收集 枯落物，室內(nèi)稱重，計算樣地內(nèi)的枯落物總量。然后烘干，浸泡12 h，測定樣方枯落物的最大持水量，推算整個樣地的蓄水總量。以每塊樣地中所取得的3個樣方的平均值作為有效值。整理結(jié)果詳見表4。

表4 對照樣地與改造后樣地的枯落物持水量

由表4可以看出，對照樣地的枯落物厚度比改造后的樣地枯落物厚度大，這是由于改造后的樣地由于進行疏伐，林分密度降低，郁閉度減小，樹種組成改變。再加上人工進行林下更新造林，造成枯落物總儲量較對照樣地少，從而導(dǎo)致改造后的樣地蓄水總量小于改造前，但差距幅度較小，分別為-0.63，-1.44 t/hm2。

3.3.3 土壤蓄水量 土壤容重是反映土壤物理性質(zhì)的重要參數(shù)，容重反映土壤透水性、通氣性和根系延展時阻力的大小。土壤容重小，表明土壤疏松多孔，結(jié)構(gòu)性良好；反之，則表明土壤緊實板結(jié)而缺少團粒結(jié)構(gòu)[19]。

土壤孔隙度是反映土壤物理性質(zhì)的重要參數(shù)，是土壤中養(yǎng)分、水分、空氣、微生物等的遷移通道、貯存庫和活動場所。對森林生態(tài)系統(tǒng)而言，毛管孔隙度的大小反映了森林植被吸持水分用于維持自身生長發(fā)育的能力，而非毛管孔隙度的大小反映了森林植被滯留水分、發(fā)揮涵養(yǎng)水源和削減水土流失的能力[20]。因此本次研究以有效持水量作為林分土壤蓄水量。計算整理結(jié)果詳見表5。

表5 對照樣地與改造后樣地的土壤蓄水量

由表5可以看出，在同一樣地內(nèi)的土層，土壤容重隨著厚度的增加而增大，說明表層土較下層土更加疏松。在不同的樣地內(nèi)，X，Y樣地各土層的土壤容重較X0，Y0樣地小，說明改造后土質(zhì)更加疏松，結(jié)構(gòu)更好。非毛管孔隙度也較改造前增大，因此土壤的有效持水能力增大，增長幅度別為77，55 t/ hm2。這是由于改造后林分密度更加合理，以及更新苗的引入，土壤性能和土壤結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，對水分的攔蓄能力增強。

涵養(yǎng)水源量=冠層截留量+枯落物持水量+土壤蓄水量。

因此，可以計算出各樣地的涵養(yǎng)水源量。按照水庫工程庫容的成本價0.67元/t計算，則各樣地所產(chǎn)生的涵養(yǎng)水源價值如表6所示。

表6 對照樣地與改造后樣地的涵養(yǎng)水源價值統(tǒng)計 t/ hm2

由表6及上述總結(jié)可以得出，雖然改造后樣地X，Y在冠層截留量和枯落物持水量方面較對照樣地X0，Y0稍低。

但由于改造后的林地土壤結(jié)構(gòu)的改變，蓄水能力增加，總體涵養(yǎng)水源量仍然保持高于改造前的趨勢，高出值分別為49.37，26.76 t/hm2，相應(yīng)的所創(chuàng)造出的涵養(yǎng)水源價值分別高出33.07，17.93元/hm2。

綜上可知，對上述3方面的價值進行統(tǒng)一后進行歸一化處理后得出表7所示。

表7 對照樣地與改造后樣地總體效益價值 元/ hm2

由表7可以看出，改造措施使林分結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致林地生產(chǎn)力和林分的生態(tài)功能也發(fā)生改變，改造后的樣地X，Y無論是在林地生產(chǎn)力還是林分生態(tài)價值方面均高于對照樣地X0，Y0。疏伐措施以及更新苗的引入直接帶來林地生長力的提高，較對照樣地X0，Y0分別高出6 914.58，6 339.57元/hm2，增長率分別為44.9%，73.11%。固碳釋氧價值方面有了很大程度的提高，這是由于改造后的林分蓄積量的增加，從而凈生產(chǎn)力提高，導(dǎo)致林分的固碳釋氧價值有了相應(yīng)的提高，分別提高了18 061，8 444.68元/hm2，增長率分別為13.4%，9.2%。同理，涵養(yǎng)水源價值的增長量分別為33.07，17.93元/hm2，增長率5.4%，2.6%。

因此，綜合3方面量化因素可知，改造后的樣地X，Y在研究期間所增長的價值要高于未改造的對照樣地X0，Y0，在可計算范圍內(nèi)的價值增長量和價值增長率分別為25 008.89(16.6%),14 802.17元/hm2(14.6%)。

4 討論與結(jié)論

通過對楊樺低效林的改造，分析研究了改造后的林分與未進行改造的林分在研究期間內(nèi)所產(chǎn)生的不同效益的問題，分別從林地生產(chǎn)力、林分固碳釋氧和水源涵養(yǎng)3個方面的價值進行對比。結(jié)果表明，改造后的林分在各方面的效益都具備絕對優(yōu)勢，總體價值分別高于未改造的對照樣地的價值量為25 008.89，14 802.17元/hm2。這說明對楊樺低效林的改造不僅能夠改善林分結(jié)構(gòu)，還能帶來林地生產(chǎn)力和林分生態(tài)功能的提高，并同時帶來經(jīng)濟效益的增長。

(1) 林地生產(chǎn)力價值。改造后的樣地在林地生產(chǎn)力方面高于對照樣地的價值分別為6 914.58，6 339.57元/hm2。其中表現(xiàn)在林木生長價值方面的高出的值分別為2 088.18，1 881.57元/hm2。表明在進行改造后，由于林分結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，林分生長能力得到提升，原有的林分結(jié)構(gòu)不能更好的發(fā)揮林分的生長潛力，說明改造的必要性。另一方面，更新苗帶來的價值分別為4 826.4，4 458元/hm2，這部分相對于未進行林下更新改造的林分來說是純收益。

(2) 固碳釋氧價值。改造后的樣地在固碳釋氧功能方面較對照樣地的增加量分別為18 061，8 444.68元/hm2。表明在對林分進行改造后，由于林分蓄積量的增加，其生物量、凈生產(chǎn)力等指標也相應(yīng)的增長，直接帶來了經(jīng)濟價值的增長。

(3) 涵養(yǎng)水源價值。改造后樣地在研究期間內(nèi)在涵養(yǎng)水源價值方面高出對照樣地的價值分別為33.07，17.93元/hm2。由于林分密度的減小和更新苗的引入，總體上林分對水分的攔蓄能力增強。另外，分析土壤性質(zhì)的差異可以看出，改造后的樣地土壤性能較對照樣地優(yōu)良，預(yù)測能在保持水土方面具備更大的潛力。

[1] 國家林業(yè)局長防辦,四川省林業(yè)勘查設(shè)計院. LY/T1690-2007低效林改造技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國標準出版社,2007.

[2] 龐學(xué)勇,包維楷.岷江上游中山區(qū)低效林改造對枯落物水文作用的影響[J].水土保持學(xué)報,2005,19(4):119-121.

[3] 谷建才.華北土石山區(qū)典型區(qū)域主要類型森林健康分析與評價[D].北京:北京林業(yè)大學(xué),2006.

[4] 宋繼琴,黃道平.北京大興低效林更新改造成果效益分析[J].林業(yè)資源管理,2015,6(3):136-137.

[5] 穆帥.燕山山地華北落葉松低效林改造經(jīng)濟效果分析評價[D].河北 石家莊:河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.

[6] 吳麗娟.伐根嫁接更新改造楊樹低效林效益分析[J].林業(yè)資源管理,2013,10(5):47-49.

[7] 張建華.冀北山地華北落葉松典型林分結(jié)構(gòu)功能評價與近自然經(jīng)營研究[D].北京:北京林業(yè)大學(xué),2014.

[8] 孟憲宇.測樹學(xué)[M].2版.北京:中國林業(yè)出版社,1996.

[9] 張光輝,梁一民.論有效植被蓋度[J].中國水土保持,1996(5)：28-29.

[10] 劉相兵,劉亞茜.生態(tài)疏伐對林分密度及直徑結(jié)構(gòu)的影響[J].西北林學(xué)院學(xué)報,2012,27(3):145-149.

[11] 駱宗詩,侯波.四川盆地低山丘陵區(qū)柏木低效防護林的改造[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報,2009,29(6):82-84.

[12] 劉國華,傅伯杰.中國森林碳動態(tài)及其對全球碳平衡的貢獻[J].生態(tài)學(xué)報,2000,20(5):733-739.

[13] 陳遐林.華北主要森林類型的碳匯功能研究[D].北京:北京林業(yè)大學(xué),2003.

[14] 曹陽,陳云明.陜西省森林碳儲量生產(chǎn)力及固碳釋氧經(jīng)濟價值的動態(tài)變化[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報,2013,41(5):113-119.

[15] Woodbury P B, Smith J E. Carbon sequestration in the U. S. forest sector from 1990 to 2010[J]. Forest Ecology and Management, 2007,241(1):14-27.

[16] 方精云.我國森林植被的生物量和凈生產(chǎn)量[J].生態(tài)學(xué)報,1996,16(5):497-508.

[17] 司今,韓鵬.林水源涵養(yǎng)價值核算方法評述與實例研究[J].自然資源學(xué)報,2011,26(12):2100-2104.

[18] 溫遠光,劉世榮.我國主要森林生態(tài)系統(tǒng)類型降水截留規(guī)律的數(shù)量分析[J].林業(yè)科學(xué),1995,31(4):289-297.

[19] 周志立,張麗瑋.木蘭圍場3種典型林分枯落物及土壤持水能力[J].水土保持學(xué)報,2015,29(1):207-213.

[20] 李紅云,楊吉華.濟南市南部山區(qū)森林涵養(yǎng)水源功能的價值評價[J].水土保持學(xué)報,2004,18(1):89-92.

Reform Benefits of Inefficient Poplar and Birch Stands in Mountainous Area of Northern Hebei Province

MA Jiaojiao1, WANG Haitao2, WANG Haiming2, XIAO Zhijun2, HUANG Dongmei3, GU Jiancai1

(1.CollegeofForestry,AgriculturalUniversityofHebei,Baoding,Hebei071000,China; 2.MulanWeichangForestryAdministrationofHebeiProvince,Chengde,Hebei068450,China; 3.CollegeofScience,AgriculturalUniversityofHebei,Baoding,Hebei071000,China)

[Objective] The objective of this study was to analyze the result of reforming inefficient poplar and birch stands in order to provide a theory reference for the forest health management for the region. [Methods] We reformed the stands by the means of ecological thinning and regeneration under forest canopy, and analyzed the benefits from reformed plots in comparison with the control plots by quantitative calculation from three indices, including forestland productivity, carbon fixation and oxygen release and water conservation function. [Results] Compared with the corresponding control plots, the reformed plots of poplar and birch stands had a increased benefit of 25 008.89 yuan/ hm2and 14 802.17 yuan/ hm2respectively, and the corresponding benefit rate were 16.6% and 14.6%, indicating that the reformed plots have better advantage than the control plots. The values of forestland productivity had raised by 44.9% and 73.11%, respectively in comparison with the control plots. The values of carbon fixation and oxygen release function had raised by 13.4% and 9.2%. Similarly, the values of water conservation function had raised by 5.4% and 2.6%. [Conclusion] The qualities of inefficient poplar and birch stands were significantly improved after reforming by the means of ecological thinning and regeneration under forest canopy. The reforming not only brought the growth of economic benefit, but also improved forestland productivity and ecological functions.

mountainous area of Northern Hebei Province; inefficient poplar and birch stands; reform; efficiency analysis

2016-01-29

2016-03-03

河北省科技廳支撐項目“河北省灤河流域水源林經(jīng)營關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(15227652D)

馬嬌嬌(1988—),女(漢族),河北省石家莊市人,碩士研究生,研究方向為森林資產(chǎn)評估。E-mail:80528252@qq.com。

谷建才(1963—),男(漢族),河北省藁城市人,教授,主要從事森林可持續(xù)經(jīng)營等方面的研究。E-mail:gujiancai@126.com。

10.13961/j.cnki.stbctb.2016.06.037

A

1000-288X(2016)06-0216-07

S756.5

文獻參數(shù)： 王海濤, 王海明, 肖志軍， 等.冀北山地楊樺低效林改造的效益分析[J].水土保持通報，2016,36(6)：216-222.