CN101828503A - 一种森林资源可持续性的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种森林资源可持续性的测试方法，所述测试方法以森林小班为测试单元，从森林的自然性、森林生产力的维持能力、森林群落的结构完整性与稳定性三个方面对森林资源可持续性进行测试。本发明以森林小班调查内容为基础，构建了一套森林资源可持续性的测试体系，并提出了简便易行、贴近生产实践的森林资源可持续性测试方法。

Description

一种森林资源可持续性的测试方法

技术领域

本发明涉及一种森林资源可持续性的测试方法。

背景技术

我国目前正在进行天然林保护工程和人工林营造工程，开展森林资源可持续性测试和评价，能为森林资源的科学保护和森林可持续经营措施的制定提供依据。

虽然我国已有一些与森林资源可持续性状况测试相关的研究，但测试方法复杂、量化分级方法主观性强，尚未形成较统一的、可操作性强的评价方法。因此，急需建立森林资源可持续性状况评价标准和评价指标体系，利用森林资源监测和调查数据，及时进行森林资源可持续性状况评价。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种森林资源可持续性的测试方法，它以森林小班调查内容为基础，构建了一套森林资源可持续性的测试体系，并提出了简便易行、贴近生产实践的森林资源可持续性的测试方法。本测试体系由森林的自然性、森林生产力的维持能力和森林群落的结构完整性与稳定性三个方面构成，包括林分起源、龄组、林分密度等17个测试指标。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明是一种森林资源可持续性的测试方法，所述测试方法以森林小班为测试单元，从森林的自然性、森林生产力的维持能力、森林群落的结构完整性与稳定性三个方面对森林资源可持续性进行测试；

森林的自然性测试指标包括林分起源和龄组；

森林生产力的维持能力测试指标包括林分生长状况和林地质量；林分生长状况包括林分密度、单位面积活立木蓄积平均生长量、出材率等级、建群种平均胸径和建群种平均树高；林地质量包括立地等级、土壤厚度、土壤质地和土壤结构；

森林群落的结构完整性测试指标包括郁闭度、下木总盖度和活地被物总盖度；群落稳定性测试指标包括乔木层建群种组成比例、幼树中建群种数量比例和更新等级。

具体测试方法为：

以森林小班为测试单元，数据来源于最新森林小班调查数据。

林分起源(D₁)：林分起源分为天然林、人天混交林和人工林。量化方式：天然林1.00、人天混交林0.62、人工林0.38。

龄组(D₂)：森林的龄组根据主林层优势树种的平均年龄确定；根据林场所在地的《森林资源二类调查办法》分树种划分为幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林。量化方式：幼龄林0.38、中龄林0.38、近熟林0.62、成熟林0.62、过熟林1.00。

林分密度(D₃)：林分密度指单位面积的林木株数，将林分的林木株数除以林分面积得出，单位是株/公顷。量化方式根据实测值确定。

单位面积活立木蓄积平均生长量(D₄)：指单位面积上林分蓄积量的年平均生长量，单位是立方米/公顷·年。量化方式根据实测值确定。

出材率等级(D₅)：出材率等级可根据出材量占林分总蓄积量的百分比或用材树株数占总株数的百分比划分；在《森林资源二类调查办法》中划分为1，2，3三个等级。量化方式：1级1.00、2级0.62、3级0.38。

建群种平均胸径(D₆)：对林分中优势树种进行每木检尺，计算胸径的平均值，单位是厘米。量化方式根据实测值确定。

建群种平均树高(D₇)：测量林分中优势树种的平均木树高，计算其平均值，单位是米。量化方式根据实测值确定。

地位级(D₈)：地位级根据林分优势木平均高和林龄的关系推算，分为I、II、III、IV和V五个级别，利用森林经营数表查得。量化方式：I级1.00、II级1.00、III级0.62、IV级0.62、V级0.38。

土壤厚度(D₉)：土壤通常可分为残落物层、淋溶层、淀积层和母质层。土壤厚度在此指淋溶层和淀积层的总厚度。量化方式根据实测值确定。

土壤质地(D₁₀)：土壤质地是土壤中各种颗粒的重量百分含量，按照土壤中砂粒、粉粒和粘粒三组粒级含量的比例划分为粘土、粘壤土、粉壤土、壤土、砂壤土和砂土。量化方式：粘土0.38、粘壤土0.62、粉壤土0.62、壤土1.00、砂壤土0.62、砂土0.38。

土壤结构(D₁₁)：土壤结构是指土壤固体颗粒的空间排列方式。按照土壤的形状、大小、发育程度和稳定性划分为粉状、屑状、粒状、块状、片状和核状。量化方式：粉状0.38、屑状0.62、粒状1.00、核状0.62、块状0.38、片状0.38。

郁闭度(D₁₂)：郁闭度是反映林分郁闭程度的指标。按照0～1来估算出森林小班的树冠垂直投影遮蔽地面的程度，树冠垂直投影完全覆盖地面为1。量化方式根据实测值确定。

下木总盖度(D₁₃)：下木总盖度就是指林下所有灌木、幼树和幼苗的总盖度。按照0～100％来估算所有下木的总盖度。量化方式根据实测值确定。

活地被物总盖度(D₁₄)：活地被物总盖度就是指所有草本植物和苔藓的总盖度。按照0～100％来估算所有活地被物的总盖度。量化方式根据实测值确定。

乔木层优势种组成比例(D₁₅)：计算乔木层中优势种株数占全部乔木株数的比例，以百分比表示。量化方式根据实测值确定。

幼树中建群种数量比例(D₁₆)：下木层中幼树是由多个树种组成的，计算建群种幼树的总株数占所有幼树总株数的比例，以百分比表示。量化方式根据实测值确定。

更新等级(D₁₇)：更新等级是根据林地上每公顷幼苗和幼树的株数、树种和生长发育等情况划分为I、II和III三个等级。量化方式：I级1.00、II级0.62、III级0.38。

利用层次分析法，通过两两比较重要程度而逐层进行判断评分，计算出指标层每个测试指标(D_i)对应于总目标森林资源可持续性(A)的权重值；

基准值的确定：

基准值是用于划分测试指标测定值优劣的界限值，是测试指标的优秀状态；测试指标(D_i)的基准值采用研究地所在区域的森林经营数表和相关行业标准进行确定，记为F_i；

森林资源可持续性指数的计算方法

首先，以指标层中各项测试指标的实测值与其基准值相除进行无量纲标准化；

D_i(n)′＝D_i(n)/F_i  (i∈[1，17])

若D_i(n)′大于1，则取D_i(n)′＝1.00进行随后的计算；

对于某一森林小班n，其森林资源可持续性指数A_(n)由下式得出：

$A_{\left(n\right)}=\underset{i=1}{\overset{17}{\mathrm{\Σ}}}(D_{i\left(n\right)}^{\′}\·W_{\mathrm{Di}}^{\′}),(i\∈[\mathrm{1,17}\left]\right)$

根据对每个森林小班的森林资源可持续性指数(A_(n))值，可将森林资源可持续性划分为3个级别，一级A＞0.62，表征森林资源可持续；二级0.62≥A＞0.38，表征森林资源一般可持续；三级A≤0.38，表征森林资源不可持续。

整个林场森林资源可持续性指数(A)值由下式得出：

$A=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\left[\frac{s_n}{\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{s}_n}{A}_{\left(n\right)}\right]$

式中，s_n表示第n个小班的面积；N为测试林场范围内的森林小班总数。

根据对目标林场的森林资源可持续性指数(A)值，可将森林资源可持续性划分为3个级别，一级A＞0.62，表征森林资源可持续；二级0.62≥A＞0.38，表征森林资源一般可持续；三级A≤0.38，表征森林资源不可持续。

森林小班是林场经营的基本单位，明确每一森林小班内的森林资源可持续性状况，可为林场采取合理的森林经营措施提供科学依据。

本发明以森林小班调查内容为基础，构建了一套森林资源可持续性的测试指标体系，并提出了简便易行、贴近生产实践的森林资源可持续性的测试方法。

本发明测试指标体系由森林的自然性、森林生产力的维持能力和森林群落的结构完整性与稳定性三个方面构成，包括林分起源、龄组、林分密度等17个评价指标。

具体实施方式

实施例1

利用层次分析法，通过两两比较重要程度而逐层进行判断评分，计算出指标层每个测试指标(D_i)对应于总目标森林资源可持续性(A)的权重值；

基准值的确定：

基准值是用于划分测试指标测定值优劣的界限值，是测试指标的优秀状态；测试指标(D_i)的基准值采用研究地所在区域的森林经营数表和相关行业标准进行确定，记为F_i；

森林资源可持续性指数的计算方法：

首先，以指标层中各项测试指标的实测值与其基准值相除进行无量纲标准化；

D_i(n)′＝D_i(n)/F_i  (i∈[1，17])

若D_i(n)′大于1，则取D_i(n)′＝1.00进行随后的计算；

对于某一森林小班n，其森林资源可持续性指数A_(n)由下式得出：

$A_{\left(n\right)}=\underset{i=1}{\overset{17}{\mathrm{\Σ}}}(D_{i\left(n\right)}^{\′}\·W_{\mathrm{Di}}^{\′}),(i\∈[\mathrm{1,17}\left]\right)$

根据对每个森林小班的森林资源可持续性指数(A_(n))值，可将森林资源可持续性划分为3个级别，一级A＞0.62，表征森林资源可持续；二级0.62≥A＞0.38，表征森林资源一般可持续；三级A≤0.38，表征森林资源不可持续。

整个林场森林资源可持续性指数(A)值由下式得出：

$A=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\left[\frac{s_n}{\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{s}_n}{A}_{\left(n\right)}\right]$

式中，s_n表示第n个小班的面积；N为测试林场范围内的森林小班总数。

根据对目标林场的森林资源可持续性指数(A)值，可将森林资源可持续性划分为3个级别，一级A＞0.62，表征森林资源可持续；二级0.62≥A＞0.38，表征森林资源一般可持续；三级A≤0.38，表征森林资源不可持续。

测试方法在四川米亚罗林区的应用

1研究区域及研究对象概况：

研究区位于四川省理县米亚罗林区，地理坐标31°24′-31°55′N，102°35′-103°4′E。位于青藏高原东缘的外缘地带，大部分山峰的海拔在4000m以上，相对高差在1000-2000m左右，坡度多在35°以上，甚至达60°-70°。气候受着高原地形的决定性影响，具有山地立体型气候特征。

森林植被垂直分布明显，主要乔木种类有岷江冷杉(Abiesfaxoniana)、峨眉冷杉(Abies fabri)、黄果冷杉(Abies ernestii)、紫果云杉(Picea purpurea)、粗枝云杉(Picea asperata)、红桦(Betulaalbo-sinensis)、山杨(Populus davidiana)、川滇高山栎(Quercusaquifolioides)、高山松(Pinus densata)等。

本发明以川西林业局森林分布区域较集中的301林场和303林场作为研究对象，利用上述方法进行森林资源可持续性测试研究。301林场位于理县西北部，有林地总面积35567.1hm²，主要植被为云、冷杉林，同时有一定面积的次生桦木林，郁闭度在0.2以上的林分小班总数1930个。303林场位于理县西南部，有林地总面积19453.0hm²，主要植被为云、冷杉林，郁闭度在0.2以上的林分小班总数1020个。

2测试结果

两个林场森林资源可持续性测试结果见下表。

森林资源可持续性测试结果

301林场总得分0.59，森林资源可持续性状况为二级(一般可持续)。303林场总得分0.63，森林资源可持续性状况为一级(可持续)。

本实施例以川西米亚罗林区两个林场为例，结果反映出301林场的森林资源可持续性状况为二级“一般可持续”，这与当地森林的大规模砍伐紧密相关，测试结果也与相关研究较吻合；303林场的森林资源可持续性状况为一级“可持续”，虽然也受到一定的人为干扰，但该林场可及度较301林场更小，人为干扰也较轻，303林场几乎全部处于米亚罗自然保护区范围内，森林植被和生物多样性得到了保护，在303林场范围内保存有大量原始林，毕棚沟景区生态旅游的开展也使得该地大量森林得到了有效的管理和合理的利用。森林资源质量测试得分较高的森林小班大都分布在海拔较高、可及度较小的区域；在海拔较低处，森林资源质量测试得分普遍不高，一是由于存在较多阔叶树种，其生长质量不及云冷杉，二是低海拔地区靠近村庄、道路，人为干扰较强。

综上所述，我们认为测试结果能客观反映实际的森林资源可持续性状况，所采用的方法具有可行性。

本发明以森林调查的相关规定为依据，选取操作性较强的指标进行测试，并将测试指标进行归类，从森林的自然性、森林生产力的维持能力、森林群落的结构完整性与稳定性三个方面进行测试。

首先，本方法所采用的数据来源于森林小班调查资料，属于本底资料，几乎在全国所有林区都能获得，因此本方法的适用范围很广。其次，本方法结构简单，不需要复杂的操作和繁琐的计算，仅在原始森林小班数据的基础上进行简单的提炼即可获得测试结果，且通过权重的变化，可以适用于不同经营目的的森林。需要注意的是，在有些测试指标值的分级时，应结合相关标准进行划定。另外，本方法所涉及的理论知识易于理解，没有深奥的理论推理，各测试指标的涵义明确直白，注重实践应用，适合在基层推广普及。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种森林资源可持续性的测试方法，其特征在于：所述测试方法以森林小班为测试单元，从森林的自然性、森林生产力的维持能力、森林群落的结构完整性与稳定性三个方面对森林资源可持续性进行测试；

森林的自然性包括林分起源和龄组；

森林生产力的维持能力包括林分生长状况和林地质量；林分生长状况包括林分密度、单位面积活立木蓄积平均生长量、出材率等级、建群种平均胸径和建群种平均树高；林地质量包括立地等级、土壤厚度、土壤质地和土壤结构；

森林群落的结构完整性包括郁闭度、下木总盖度和活地被物总盖度；群落稳定性包括乔木层建群种组成比例、幼树中建群种数量比例和更新等级。

2.如权利要求1所述的森林资源可持续性的测试方法，其特征在于：具体测试方法为：

以森林小班为测试单元，数据来源于最新森林小班调查数据；

林分起源(D₁)：林分起源分为天然林、人天混交林和人工林；其中：天然林1.00、人天混交林0.62、人工林0.38；

龄组(D₂)：森林的龄组根据主林层优势树种的平均年龄确定；根据林场所在地的《森林资源二类调查办法》分树种划分为幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林；其中：幼龄林0.38、中龄林0.38、近熟林0.62、成熟林0.62、过熟林1.00；

林分密度(D₃)：林分密度指单位面积的林木株数，将林分的林木株数除以林分面积得出，单位是株/公顷；

单位面积活立木蓄积平均生长量(D₄)：指单位面积上林分蓄积量的年平均生长量，单位是立方米/公顷·年；由实测值确定；

出材率等级(D₅)：出材率等级可根据出材量占林分总蓄积量的百分比或用材树株数占总株数的百分比划分；在《森林资源二类调查办法》中划分为1，2，3三个等级；其中：1级1.00、2级0.62、3级0.38；

建群种平均胸径(D₆)：对林分中优势树种进行每木检尺，计算胸径的平均值，单位是厘米；由实测值确定；

建群种平均树高(D₇)：测量林分中优势树种的平均木树高，计算其平均值，单位是米；由实测值确定；

地位级(D₈)：地位级根据林分优势木平均高和林龄的关系推算，分为I、II、III、IV和V五个级别，利用森林经营数表查得；其中：I级1.00、II级1.00、III级0.62、IV级0.62、V级0.38；

土壤厚度(D₉)：土壤通常可分为残落物层、淋溶层、淀积层和母质层；土壤厚度在此指淋溶层和淀积层的总厚度；由实测值确定；

土壤质地(D₁₀)：土壤质地是土壤中各种颗粒的重量百分含量，按照土壤中砂粒、粉粒和粘粒三组粒级含量的比例划分为粘土、粘壤土、粉壤土、壤土、砂壤土和砂土；其中：粘土0.38、粘壤土0.62、粉壤土0.62、壤土1.00、砂壤土0.62、砂土0.38；

土壤结构(D₁₁)：土壤结构是指土壤固体颗粒的空间排列方式；按照土壤的形状、大小、发育程度和稳定性划分为粉状、屑状、粒状、块状、片状和核状；其中：粉状0.38、屑状0.62、粒状1.00、核状0.62、块状0.38、片状0.38；

郁闭度(D₁₂)：郁闭度是反映林分郁闭程度的指标；按照0～1来估算出森林小班的树冠垂直投影遮蔽地面的程度，树冠垂直投影完全覆盖地面为1；由实测值确定；

下木总盖度(D₁₃)：下木总盖度就是指林下所有灌木、幼树和幼苗的总盖度；按照0～100％来估算所有下木的总盖度；由实测值确定；

活地被物总盖度(D₁₄)：活地被物总盖度就是指所有草本植物和苔藓的总盖度；按照0～100％来估算所有活地被物的总盖度；由实测值确定；

乔木层优势种组成比例(D₁₅)：计算乔木层中优势种株数占全部乔木株数的比例，以百分比表示；由实测值确定；

幼树中建群种数量比例(D₁₆)：下木层中幼树是由多个树种组成的，计算建群种幼树的总株数占所有幼树总株数的比例，以百分比表示；由实测值确定；

更新等级(D₁₇)：更新等级是根据林地上每公顷幼苗和幼树的株数、树种和生长发育等情况划分为I、II和III三个等级；其中：I级1.00、II级0.62、III级0.38。

3.如权利要求2所述的森林资源可持续性的测试方法，其特征在于：利用层次分析法，通过两两比较重要程度而逐层进行判断评分，计算出指标层每个测试指标(D_i)对应于总目标森林资源可持续性(A)的权重值；

基准值的确定：

基准值是用于划分测试指标测定值优劣的界限值，是测试指标的优秀状态；测试指标(D_i)的基准值采用研究地所在区域的森林经营数表和相关行业标准进行确定，记为F_i；

森林资源可持续性指数的计算方法：

首先，以指标层中各项测试指标的实测值与其基准值相除进行无量纲标准化；

D_i(n)′＝D_i(n)/F_i  (i∈[1，17])

若D_i(n)′大于1，则取D_i(n)′＝1.00进行随后的计算；

对于某一森林小班n，其森林资源可持续性指数A_(n)由下式得出：

$A_{\left(n\right)}=\underset{i=1}{\overset{17}{\mathrm{\Σ}}}(D_{i\left(n\right)}^{\′}\·W_{\mathrm{Di}}^{\′}),(i\∈[\mathrm{1,17}\left]\right)$

根据对每个森林小班的森林资源可持续性指数(A_(n))值，可将森林资源可持续性划分为3个级别，一级A＞0.62，表征森林资源可持续；二级0.62≥A＞0.38，表征森林资源一般可持续；三级A≤0.38，表征森林资源不可持续；

整个林场森林资源可持续性指数(A)值由下式得出：

$A=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\left[\frac{s_n}{\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{s}_n}{A}_{\left(n\right)}\right]$

式中，s_n表示第n个小班的面积；N为测试林场范围内的森林小班总数；

根据对目标林场的森林资源可持续性指数(A)值，可将森林资源可持续性划分为3个级别，一级A＞0.62，表征森林资源可持续；二级0.62≥A＞0.38，表征森林资源一般可持续；三级A≤0.38，表征森林资源不可持续。