北京市京西林場管理處森林生態功能評價

劉利霞，祝順萬

(北京市京西林場管理處，北京 102300)

1 引言

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，反映森林綜合效益，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[1]。以往很多學者對森林生態功能的評價方法開展了大量研究，使人們正確認識森林對人類生存和發展的重要意義。一些研究者從森林生態功能的單個生態功能方面做了評價研究，如水土保持功能評價、水源涵養功能評價等[2～4]，但研究單個功能常常難以反映生態系統間的權衡關系，忽視了生物多樣性對生態系統的影響，甚至有時候會產生偏差。為明確森林究竟為人類社會提供了多少客觀的經濟和生態價值，生態服務功能研究成為主要的研究方向[5～7]。森林生態系統是一個相對復雜的完整系統，其功能相互影響，不能分離。健康的森林生態系統能更好地發揮其生態功能[8]，2014 年國家林業局在森林資源連續清查[9]中增加了森林生態功能評價方式，采用森林生態功能指數評價森林生態功能[10～17]，但現有文獻對林場尺度的森林生態功能評價研究涉及較少。本文依據森林資源規劃設計調查成果數據，參考全國森林資源連續清查的評價方法，以小班為研究單位，分別從有林地、分場、樹種結構及齡組4個方面對其進行森林生態功能評價，為林場的發展制定科學、合理的經營方案提供指導，為林場的可持續發展提供依據。

2 研究地區概況與森林資源現狀

2.1 研究區概況

北京市京西林場管理處是2017年5月19日由京煤集團林場移交到北京市園林綠化局的市屬國有林場。林場管理處位于北京西部太行山深處，地跨門頭溝區和房山區，轄大臺、大安山、長溝峪、珠窩、雁翅、河南臺和二斜井等7個林區，下設木城澗、北港溝、八二零、和長溝峪4個分場，地理位置介于東經115°40′～116°38′，北緯39°40′～40°10′。林區山體屬太行山系小五臺山余脈，海拔200～1610 m。氣候屬溫帶大陸性季風氣候，四季分明，春季短暫多風，夏季較涼爽，冬季寒冷干燥，無霜期150～180 d，平均氣溫7～10 ℃，年平均降雨量500～600 mm。土壤為山地棕壤、山地淋溶褐土、碳酸鹽褐土。

2.2 研究區森林資源現狀

主要林區立地條件較好的區域已郁閉成林，林木綠化率60.90%。森林總蓄積量為22.06 萬m3，根據森林資源規劃設計調查數據，京西林場總面積11631.50 hm2，其中：林地面積11277.51 hm2，占林場總面積的96.96%；非林地面積353.99 hm2，占林場總面積的3.04%。活立木蓄積量22.24萬 m3，林場森林覆蓋率29.73%，林木綠化率60.90%。

3 森林生態功能評價方法

3.1 數據來源及評價范圍

數據來源于北京市京西林場管理處2019 年森林資源規劃設計調查成果。評價范圍為管理處有林地部分，總面積為3457.53 hm2。

3.2 評價指標

本研究根據《森林資源連續清查技術規程》(GB/T 38590-2020)中的規定，以及《森林資源規劃設計調查技術規程》(GB/T 26424-2010)中的相關標準，以小班為基本單位，選取森林蓄積量、森林自然度、森林群落結構、樹種結構、林分平均高、郁閉度、植被總覆蓋度、枯枝落葉厚度8項特征因子做為評價指標。群落結構按林分除具有喬木層外，是否具有下木層、地被層分成完整結構、較完整結構及簡單結構3個層次，分別賦值1、2、3;森林自然度按人為干擾程度由小到大分成5 個等級，分別賦值1、2、3、4、5。樹種結構有7 種類型分別是針葉純林、闊葉純林、針葉相對純林、闊葉相對純林、針葉混交林、針闊混交林、闊葉混交林，分別賦值為1、2、3、4、5、6、7。具體評價指標及等級劃分見表1，相關界定標準見文獻。

表1 森林生態功能評價因子及等級劃分

3.3 評價方法

根據表1，結合二類數據進行計算，獲得各個小班的綜合得分值(公式1)，森林生態功能指數K為綜合分值的倒數(公式1)。

(1)

式(1)中：Xi為第i項評價因子的等級類型得分值(類型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別取1、2、3)，Wi為各評價因子的權重。

4 評價結果

4.1 北京市京西林場管理處森林生態功能評價結果

北京市京西林場管理處有林地(森林)面積3457.53 hm2，生態功能指數為0.48，表明森林生態功能等級為“中”(表2)，與實地情況基本吻合。由表3可以看出，森林生態功能為“中”等水平的森林面積3153.52 hm2，占有林地面積的91.21%；森林生態功能為“差”等水平的森林面積304.01 hm2，占有林地面積的8.79%；北京市京西林場管理處以生態功能“中”的森林居多，生態功能“差”的森林極少。

表2 森林生態功能等級評定標準

表3 北京市京西林場管理處森林生態功能評價

4.2 不同分場森林生態功能評價結果

北京市京西林場管理處有4 個分場，其生態功能等級森林分布如表4所示。

表4 各分場森林生態功能評價

各分場的生態功能指數介于0.45～0.50之間，均為“中”等水平，其中八二零分場的生態功能指數最高為0.5，各分場森林生態功能指數大小次序為八二零分場>北港溝分場>木城澗分場>長溝峪分場;各分場生態功能等級為“中”的森林面積介于81%～94%，占絕對優勢；表明在北京市京西林場管理處中，以八二零分場的森林整體生態功能最好。

4.3 不同齡組森林生態功能評價結果

北京市京西林場管理處不同齡組的生態功能等級森林分布如表5所示。

表5 各齡組森林生態功能評價

各齡組的森林，中齡林、成熟林、過熟林的生態功能指數都高于管理處的平均水平，近熟林的生態功能指數與管理處平均水平相同，只有幼齡林的生態功能指數低于管理處平均水平；各齡組均以生態功能指數等級為“中”的森林分布面積最大，所占比例均高于84%，其中過熟林所占比例最高為100%，且面積占比的大小次序為：過熟林>成熟林>近熟林>中齡林>幼齡林；過熟林的生態功能指數最高，為0.54，且過熟林沒有生態功能“差”的林分；森林生態功能指數為“差”的林分在幼齡林中占的比例最高，為15.08%，且各齡組森林中，只有幼齡林的生態功能指數低于平均水平，為0.45。說明在各齡組的森林里，過熟林的生態功能最好，幼齡林的生態功能最差。

4.4 不同樹種結構類型生態功能等級森林分布

各樹種結構的森林，生態功能指數大小排序為：針闊混交林>針葉混交林>針葉相對純林>闊葉相對純林、闊葉混交林>針葉純林>闊葉純林，其中針闊混交林的生態功能指數最高，為0.52，且針闊混交林沒有生態功能“差”的林分；各樹種結構森林中，以生態功能指數為“中”等水平的森林分布面積最大；但在闊葉純林類型中，生態功能指數為“差”的林分面積占比最高，為21%，且闊葉純林的生態功能也最低，為0.44。說明針闊混交林、針葉混交林的生態功能發揮最好，闊葉混交林、針葉相對純林、闊葉相對純林次之，針葉純林、闊葉純林生態功能最差(表6)。

表6 不同樹種結構森林生態功能評價

5 結論

(1)京西管理處森林生態功能指數為0.48，森林生態功能為“中”等水平，說明管理處森林僅發揮部分功能，對環境的保護能力有待提升。采取重點監測的手段，找出林分得分低的原因，因地制宜、選擇合適經營措施，提高林分質量、調整林分結構，不斷提升森林生態功能。

(2)京西林場管理處下設4個分場的評價結果中，雖然八二零分場森林面積最大，生態功能評價卻最好；長溝峪分場生態功能評價最低，大面積的石板山、矸石山，以及塌陷區分布較多，立地條件是制約長溝峪分場生態功能發揮的重要因素，在今后的森林經營管理中，重點應關注礦山修復。

(3)京西林場管理處各齡組森林，從生態功能等級為“中”面積占比來看，呈現過熟林生態功能最好，成熟林次之，幼齡林最差的規律；從森林生態功能指數大小來分析，同樣表現出成熟林最高，幼齡林最低的現象，但是近熟林較中齡林生態功能指數略低。從整體分析，京西林場管理處的森林基本符合隨著齡組變大，林分單位面積蓄積量增加，森林群落越趨于完整，林地枯枝落葉聚集增加，森林生態功能效益增強的規律。

(4)京西林場管理處針闊混交林發揮的生態功能最好，闊葉純林最差。目前保存下來的刺槐林相當一部分是“小老樹”和低劣殘次林，是影響闊葉純林導致其森林生態功能較差的部分原因，引入適宜的喬、灌木樹種，營造復層結構的混交林，是增強森林生態功能的有效途徑。