茂蘭保護區森林生態功能評價

柳華富，覃歐換，蒙惠理，蘭洪波

（1.貴州茂蘭國家級自然保護區管理局，貴州 荔波 558400；2.荔波縣林業局，貴州 荔波 558400）

森林覆蓋率是體現森林資源質量的一項指標，但森林覆蓋率只能體現森林植被的覆蓋程度和少量森林質量情況，隨著生態建設不斷發展和人們對森林更深入地研究，森林覆蓋率已經不能滿足人們對森林全面認識的需要，因此，一個反映森林生態功能和綜合效益的指標應運而生[1]—森林生態功能。森林生態功能是森林生態系統中形成的有利于人類發展的功能與條件，包括凈化環境、涵養水源、調節氣候、水土保持功能、生物多樣性保護等［2］。早期的主要研究方向是森林生態系統對降水的分配與攔截效應、凈化水質功能、防蝕與保持水土功能、公益評價和森林生產力等方面[3]。20 世紀70 年代提出并討論了生態系統為人類提供的服務及人類對其功能的影響,20世紀80年代我國就開始深入地對森林生態功能進行了研究[4]。近年來，隨著對森林功能與效益研究的不斷深化，我國森林資源的發展方向已經從“開發利用”轉為“全面保護”[5]，“中央環保督查”、“綠盾行動”和“森林保護執法專項行動”等一系列保護森林專項舉措，充分表明國家對保護和管理森林資源的高度重視。因此，評價森林生態系統服務功能對制定合理的森林經營方案、管護森林資源具有一定參考價值和指導意義。

1 保護區概況與林地資源現狀

1.1 保護區概況

貴州茂蘭國家級自然保護區位于貴州省荔波縣南部，地理位置為E107°52′10～108°45′40″，N25°09′20″～25°20′50″，處于貴州高原向廣西丘陵平原過渡的斜坡地帶，地勢西北高東南低，屬于中亞熱帶季風濕潤氣候[6]，區內喀斯特地貌十分豐富,形態多種多樣,呈現岀峰巒疊嶂的喀斯特峰叢景觀。全區最高海拔1 078.6 m,最低海拔430 m,平均海拔880 m以上。

保護區始建于1984年,1987年建立省級自然保護區,1988年批準為國家級自然保護區,1996年被聯合國教科文組織批準納入“人與生物圈”保護區網絡成員,2007 年批準為世界自然遺產保護地之一[7]。保護區主要保護對象為亞熱帶喀斯特森林生態系統及其珍稀野生動物資源，是全球同緯度地區面積最大、相對集中、原生性強、相對穩定的喀斯特森林生態系統，是研究喀斯特森林生態特性的天然實驗室和研究基地。

1.2 保護區林地資源現狀

根據調查結果，區內含喬木林、竹林、特殊灌木林等7種地類，林地面積共計20 074.05 hm2（其中森林面積19 767.79 hm2）。活立木蓄積2 545 270 m3，國土面積22 287 hm2，森林覆蓋率為88.7%。茂蘭保護區是以喬木林地為其重要組成，面積19 136.71 hm2，占總面積85.86 %，蓄積1 895 954.7 m3。喬木林地在各個片區均有分布，以洞塘和翁昂片區最多，各區依次排序為：洞塘＞翁昂＞永康＞三岔河＞甲良保護點。見表1。

表1 茂蘭保護區林地面積統計表 單位：hm2

2 數據來源與評價方法

2.1 數據來源及評價內容

數據來源于茂蘭保護區森林資源規劃設計調查成果。根據評價指標體系，確定保護區內的所有喬木林（小班）為評價對象，分別按片區、不同森林自然度、不同森林群落結構、不同樹種結構等評價其相應的森林生態功能。

2.2 評價指標及權重劃分

評價指標借鑒全國森林資源連續清查中的指標體系，結合《貴州省第四次森林資源規劃設計調查實施細則》中的相關標準，通過利用反映森林生物量、生物多樣性和森林結構的有關特征因子，按相對重要性來綜合評價喬木林林分生態功能等級[8]，見表2。

表2 森林生態功能評價因子及類型劃分標準

2.3 森林生態功能計算方法

以表2 中所列8 項作為森林生態功能評價因子，根據調查成果數據，確定該項評價因子所在等級，按權重分配計算得到該小班綜合分值，計算方法為[9]：

式中：Xi為第i項評價因子的類型值（等級Ⅰ、等級Ⅱ、等級Ⅲ對應取值為1、2、3）；

Wi為各評價因子的權重；Y為該小班所得綜合分值。

2.4 森林生態功能等級劃分標準

根據綜合得分值按表3評定生態功能等級。

表3 森林生態功能等級評定標準

通過綜合得分求倒數得到該喬木林小班生態功能指數（森林生態功能指數值≤1，數值越接近于1，表明生態功能越好）,即：

將統計生態功能指數按小班面積取加權平均值，得到該林分綜合等級即：

式中：n為小班個數；Aj為第j個小班面積；Zj為j個小班生態功能指數；K2為分類生態功能指數。

3 評價結果

3.1 茂蘭保護區森林生態功能評價結果

對茂蘭保護區572 個喬木林小班進行了評價，綜合生態功能指數為0.73，遠超過0.67，其森林生態功能總體處于“好”的水平。茂蘭保護區以森林生態功能等級為“好”的喬木林林分為主，生態功能指數為0.76，面積14 041.94 hm2，占總評價面積73.38%；等級為“中”的面積5 080.9 hm2，生態功能指數為0.58，占26.55%；等級為“差”的面積13.87 hm2，生態功能指數為0.37，占0.07%。茂蘭保護區森林生態功能綜合評價見表4。

表4 茂蘭保護區森林生態功能綜合評價結果表

3.2 不同片區森林生態功能評價結果

翁昂片區綜合生態功能指數為0.76，森林生態功能評價最高，總體評價優于其他片區。其次是洞塘和永康片區森林生態功能指數均為0.71，并列第二。甲良五針松保護點和三岔河片區生態綜合指數均在0.7 以下，均為“中”等水平，其中甲良五針松保護點綜合指數為0.66，三岔河片區綜合指數為0.65。各片區森林生態功能指數由高到低排序為：翁昂＞永康（洞塘并列）＞甲良保護點＞三岔河。

評價等級為“好”的喬木林林分集中分布在洞塘、翁昂和永康片區，其中洞塘片區評價為“好”的面積5 281.3 hm2，占該片區73.8 %；翁昂片區面積6 846.4 hm2，占該片區85.7 %；永康片區面積1 860.85 hm2，占該片區74.49 %。而甲良五針松保護點“好”與“中”水平的面積持平，比例分別為52.8%和47.2%；三岔河片區則以“中”等水平為主，面積188.56 hm2，占該片區84.52%。各片區森林生態功能評價結果見表5。

表5 各片區森林生態功能評價

3.3 不同森林自然度森林生態功能評價結果

茂蘭保護森林自然度劃分為Ⅰ～Ⅴ級，綜合森林生態指數均大于0.5，處于中等偏上水平。等級為“好”且綜合生態指數大于0.67 的森林自然度等級共4類，僅Ⅳ級森林自然度為0.69；等級為“中”的除Ⅴ級森林自然度之外均高于0.6；等級為“差”的只涉及Ⅴ級森林自然度，生態功能指數為0.37。不同森林自然度森林生態功能指數評價由高到低排序為：Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅳ＞Ⅲ＞Ⅴ。

保護區以Ⅰ、Ⅱ級森林自然度評價等級為“好”的喬木林林分占據主導，其中Ⅰ級森林自然度等級為“好”的面積6 394.98 hm2,占該評價等級98.8 %；等級為“中”的面積77.42 hm2,占1.2%；Ⅱ級森林自然度等級為“好”的面積7 528.39 hm2,占該評價等級95.28 %；等級為“中”的面積373.14 hm2,占4.72 %；Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級自然度等級以“中”，面積占比均在90%以上。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級自然度均無“差”等級的喬木林林分，保護區評價等級為“好”的喬木林林分面積隨自然度等級減小而減少。不同森林自然度森林生態功能評價結果見表6。

3.4 不同樹種結構森林生態功能評價結果

保護區包括所有樹種結構的喬木林林分，其中闊葉混交林森林生態功能指數為0.73，總體評價優于其他類型的樹種結構；其次為針闊混交林，森林生態功能指數為0.71；闊葉相對純林、針葉純林、針葉混交林和針葉相對純林均處于“中”等水平，針葉純林評價最低，森林生態功能為0.48。不同樹種結構森林生態功能指數由高到低排序為：闊葉混交林＞針闊混交林＞闊葉相對純林（針葉混交林并列）＞闊葉純林＞針葉相對純林＞針葉純林，見表7。

評價等級為“好”的樹種結構集中分布于闊葉混交林、針闊混交林和闊葉純林中，以闊葉混交林最為突出，面積13 904.03 hm2，占該樹種結構類型的74.49%；闊葉相對純林、針葉混交林和針葉相對純林處于“中”等水平的面積比例為100 %；等級為“差”的主要分布于針葉純林。不同樹種結構森林生態功能評價結果見表7。

表7 不同樹種結構森林生態功能評價

3.5 不同森林群落結構森林生態功能評價結果

森林群落結構以完整結構森林生態功能評價最高，綜合生態功能指數為0.73，較完整結構和簡單結構無“好”的喬木林林分，為“中”等及以下水平，其中較完整結構綜合指數為0.46，簡單結構綜合指數為0.42。不同森林群落結構森林生態功能指數由高到低排序為：完整結構＞較完整結構＞簡單結構。

茂蘭保護區喬木林林分森林群落結構以完整結構為主，等級為“好”的面積14 041.94 hm2，占該結構評價比例的73.8%，“中”等水平面積5 063.32 hm2，占26.5 %；較完整結構全部為“中”等水平，面積1.63 hm2；簡單結構含“中”、“差”兩個水平，其中“中”等水平面積15.95 hm2，占該結構評價比例的53.49%，“差”等水平面積13.87 hm2，占0.37%。不同森林群落結構森林生態功能評價結果見表8。

表8 不同森林群落結構森林生態功能評價

4 結語

綜上分析可見，茂蘭保護區森林資源生態功能狀況為：

一是保護區森林生態功能指數為0.73，生態功能等級處于“好”的水平，說明保護區成立以來，森林資源管護成效顯著，但“中”等及以下水平的喬木林林分面積為5 094.77 hm2，非森林地類面積仍有306.26 hm2，具有進一步增加森林面積和提高森林生態功能的空間。制定科學的森林經營方案，改善喬木林林分森林質量，提高森林的生態功能是今后森林管理經營中應重視的主要問題。

二是在5個片區評價結果中，雖洞塘面積最大，卻以翁昂評價質量最優，洞塘轄區內板寨、五圩和移民新村等人口密集區域生態功能為喬木林分生態功能為“中”等及以下水平，說明人為活動是影響森林生態功能的重要因素，應妥善處理好資源保護與社區發展之間的矛盾。

三是以Ⅰ、Ⅱ級森林自然度、樹種結構為闊葉混交林、森林群落結構為完整結構的喬木林林分森林生態功能等級最高，這三個評價因子在森林生態功能評價中權重較高。在今后的經營管理中，應減少人為活動對森林群落的影響，合理配置造林樹種，促進人工林向天然林結構轉化，以達到提高森林生態功能的目的。