本文摘要：摘要：文章利用海濱林場(chǎng)2018年最新小班調(diào)查數(shù)據(jù)以及林場(chǎng)典型林分類型實(shí)地調(diào)研等資料，以地理信息系統(tǒng)Arcgis空間處理方法，基于各小班生態(tài)立地條件，將海濱林場(chǎng)劃分為嚴(yán)格生態(tài)保護(hù)、重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)、一般生態(tài)保護(hù)3個(gè)功能區(qū);基于近自然多功能經(jīng)營理論與技術(shù)，對(duì)
摘要：文章利用海濱林場(chǎng)2018年最新小班調(diào)查數(shù)據(jù)以及林場(chǎng)典型林分類型實(shí)地調(diào)研等資料，以地理信息系統(tǒng)Arcgis空間處理方法，基于各小班生態(tài)立地條件，將海濱林場(chǎng)劃分為嚴(yán)格生態(tài)保護(hù)、重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)、一般生態(tài)保護(hù)3個(gè)功能區(qū);基于近自然多功能經(jīng)營理論與技術(shù)，對(duì)每個(gè)功能區(qū)內(nèi)的小班進(jìn)行全周期經(jīng)營設(shè)計(jì)，包括經(jīng)營目標(biāo)、經(jīng)營技術(shù)路線等內(nèi)容;全林場(chǎng)共15個(gè)經(jīng)營模式，每個(gè)模式落實(shí)到具體地塊，為林場(chǎng)未來可持續(xù)經(jīng)營提供經(jīng)營方向與技術(shù)，以提升林場(chǎng)整體經(jīng)營水平。
關(guān)鍵詞：近自然經(jīng)營,多功能森林,地理信息系統(tǒng)Arcgis,秦皇島
森林多功能經(jīng)營是指通過合理保護(hù)、不斷提升和持續(xù)利用等方式，提高林木和林地的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等所有功能，以最大限度地持久滿足林業(yè)多種功能需求，最大優(yōu)化林業(yè)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的整體效益[1]。森林多功能經(jīng)營可分為兩個(gè)體系。一是小塊林地立木水平的多功能經(jīng)營：指對(duì)一小片林地(最小單位至小班)內(nèi)的森林進(jìn)行多功能經(jīng)營，使每小片林地提供多種功能、森林所有者的效用最大化，或者立木的收益最大化。二是區(qū)域水平森林總體的多功能經(jīng)營：指較大面積森林的多功能經(jīng)營，實(shí)現(xiàn)森林總體水平上的多功能[2]。
多功能森林經(jīng)營實(shí)質(zhì)就是根據(jù)綜合利用原則，模仿自然規(guī)律，加速發(fā)育進(jìn)程[3]。近自然育林理念就是模仿自然規(guī)律、依托自然條件、借助自然力量、輔以少量人為干預(yù)，加速森林發(fā)育，縮短森林向頂級(jí)群落演替的進(jìn)程，培育接近自然又優(yōu)于自然，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、功能完備、質(zhì)量優(yōu)良、可持續(xù)森林的經(jīng)營理念[3]。
近自然育林是一種緩和的育林方法。森林在長期的發(fā)育過程中，已經(jīng)形成了相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，如果人類的經(jīng)營活動(dòng)嚴(yán)重破壞森林的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致環(huán)境巨變，各組成因素不能盡快適應(yīng)變化后的環(huán)境，從而容易造成系統(tǒng)不穩(wěn)、功能失調(diào)。反之，如果人類的經(jīng)營活動(dòng)以現(xiàn)有的自然條件為依托，通過緩和、有序地調(diào)整，逐步實(shí)現(xiàn)培育森林的目的，就能達(dá)到事半功倍的效果。
與傳統(tǒng)的目視判讀法相比，運(yùn)用Arcgis軟件進(jìn)行森林經(jīng)營區(qū)劃及制作林業(yè)圖，準(zhǔn)確、快捷、誤差小、可操作性強(qiáng)[4]，不僅能直觀展示林業(yè)現(xiàn)有資源，還可形成一套林業(yè)資源信息庫[5]。目前，Arcgis大多應(yīng)用到林地區(qū)劃、林種、保護(hù)等級(jí)劃分中。曾凡君[6]以縣為單位，按各地區(qū)林種特性，對(duì)廣東省林業(yè)資源進(jìn)行了區(qū)劃。
張超[7]基于建模的GIS縣級(jí)區(qū)劃方法，對(duì)福建省永安市森林資源進(jìn)行區(qū)劃，其結(jié)果能客觀反映資源現(xiàn)狀。方秀峰和鞏永芳[8]運(yùn)用GIS對(duì)安徽省黃山市屯溪區(qū)林地保護(hù)等級(jí)進(jìn)行了劃分，并提出了4個(gè)主體功能區(qū)。現(xiàn)階段，大多數(shù)GIS在森林經(jīng)營研究中是以二類調(diào)查因子為基礎(chǔ)，以分類經(jīng)營為研究目標(biāo)[9-10]，少有細(xì)化落實(shí)到小班水平的經(jīng)營類型區(qū)劃。
海濱林場(chǎng)現(xiàn)為秦皇島市直屬林場(chǎng)，位于海港區(qū)和北戴河區(qū)之間，海岸線長9.8km。2001年按河北省林業(yè)局森林分類經(jīng)營主案將其劃定為生態(tài)公益型沿海防護(hù)林，被國內(nèi)外林業(yè)專家贊譽(yù)為“渤海灣上的綠色明珠”“秦皇島的肺”。2016年被中國林業(yè)產(chǎn)業(yè)聯(lián)合會(huì)森林休閑體驗(yàn)分會(huì)授予“中國森林體驗(yàn)基地”。因此，海濱林場(chǎng)森林資源主要是以發(fā)揮森林休閑、游憩、防護(hù)(以防風(fēng)固沙為主)和景觀功能為主，生態(tài)區(qū)位非常重要;同時(shí)也具有重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，為當(dāng)?shù)匕傩談?chuàng)收[11]。
海濱林場(chǎng)喬木林以楊樹、刺槐以及楊樹、刺槐混交林為主，樹種結(jié)構(gòu)單一;林齡以成過熟林為主;林分密度大，蓄積生長量低，缺乏合理經(jīng)營[12]。因此，如何提升林場(chǎng)森林資源質(zhì)量和林場(chǎng)經(jīng)營水平是海濱林場(chǎng)現(xiàn)在和未來的首要任務(wù)。本文基于2018年海濱林場(chǎng)最新小班調(diào)查數(shù)據(jù)，利用近自然多功能經(jīng)營理念，以小班為單位，對(duì)全場(chǎng)森林資源進(jìn)行主導(dǎo)功能區(qū)劃與全周期經(jīng)營計(jì)劃，打好經(jīng)營基礎(chǔ)，持續(xù)提高海濱林場(chǎng)森林生態(tài)服務(wù)功能，持續(xù)增加森林資源數(shù)量，以期全面提高森林資源質(zhì)量、森林景觀效益，全面應(yīng)用可持續(xù)綜合育林技術(shù)，逐步推進(jìn)海濱林場(chǎng)森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升工作。
1林場(chǎng)資源與經(jīng)營現(xiàn)狀
海濱林場(chǎng)總經(jīng)營面積1053.06hm2，有林地總面積762.08hm2，森林總蓄積85708.38m3，全部為人工林，整體為生態(tài)防護(hù)林。林場(chǎng)喬木林面積共762.08hm2，以楊樹純林、刺槐純林以及楊樹、刺槐混交林為主，分別占喬木林面積的37%，33%和15%;林場(chǎng)喬木林的年齡分布以成過熟林為主，占喬木總面積的72%，中齡林只占2%，幼齡林占25%;林場(chǎng)林木以中小徑為主，但是，結(jié)合林分齡組結(jié)構(gòu)看，林場(chǎng)以成過熟林為主，胸徑以中小徑為主，而且，中齡林與成熟林的密度與幼齡林的密度相當(dāng)，因此，可以推斷林場(chǎng)缺乏合理的經(jīng)營活動(dòng)，林分質(zhì)量較差，單位面積蓄積量低，亟需森林經(jīng)營措施來提高森林質(zhì)量。
2數(shù)據(jù)與方法
2018年8月海濱林場(chǎng)依據(jù)《森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查技術(shù)規(guī)程》(GB/T26424-2010)要求，對(duì)全林場(chǎng)每個(gè)小班均采用標(biāo)準(zhǔn)地法進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查人員在調(diào)查之前進(jìn)行了培訓(xùn)與嚴(yán)格的考核，考核合格者方可進(jìn)行調(diào)查。秦皇島按照全國森林經(jīng)營管理區(qū)劃，屬于黃土高原和太行山區(qū)，太行山與燕山山地亞區(qū)。
因此，按照森林資源經(jīng)營管理類型生態(tài)重要性(共4個(gè)等級(jí)，分別為A、B、C、D)與生態(tài)敏感性指標(biāo)群等級(jí)(共4個(gè)等級(jí))劃分中的指標(biāo)，根據(jù)各小班生態(tài)重要性等級(jí)與生態(tài)敏感性等級(jí)，將全場(chǎng)劃分為3個(gè)功能區(qū)。一是嚴(yán)格生態(tài)保護(hù)區(qū)(嚴(yán)格保護(hù))，分為A1、A2和B1類型;二是重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)區(qū)(重點(diǎn)保護(hù))，分為A3、B2、C1、C2和D1類型;三是一般生態(tài)保護(hù)區(qū)(一般保護(hù))，分為A4、B3、B4、C3和D2類型[13]。在功能區(qū)劃的基礎(chǔ)上，根據(jù)各小班的樹種組成、林齡(發(fā)育階段)、林下更新以及林木個(gè)體差異等確定林分經(jīng)營目標(biāo)以及具體經(jīng)營技術(shù)路線，從而確定每個(gè)小班的經(jīng)營模式[10]。所有數(shù)據(jù)用Arcgis軟件制圖[14]。
3研究結(jié)果
3.1森林功能區(qū)劃
按照森林資源經(jīng)營管理類型生態(tài)重要性與生態(tài)敏感性指標(biāo)群等級(jí)劃分中的指標(biāo)，海濱林場(chǎng)森林公園坡度10°以下，人工植被，土壤厚度為厚，裸巖率小于20%。根據(jù)指標(biāo)來劃分，海濱林場(chǎng)生態(tài)重要性為A級(jí)，生態(tài)敏感等級(jí)為4級(jí)，因此，海濱林場(chǎng)單從生態(tài)重要性與敏感性來看，A4應(yīng)劃分為一般生態(tài)保護(hù)區(qū)(保護(hù)經(jīng)營)[15]。
但是，結(jié)合防護(hù)林體系建設(shè)方法和小班具體情況，尤其是立地條件相對(duì)脆弱的水域沿岸的林分，則要進(jìn)行嚴(yán)格保護(hù)或重點(diǎn)保護(hù)。具體為緊臨海岸線的小班應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格保護(hù)，這些小班土壤沙化嚴(yán)重，不宜有破土活動(dòng)。另外，林場(chǎng)內(nèi)陸沿河流兩岸的小班也要進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)，其余小班則實(shí)行保護(hù)經(jīng)營[11]。
嚴(yán)格生態(tài)保護(hù)區(qū)總面積29.92hm2，占林地總面積的3.9%;重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)區(qū)總面積46.96hm2，占林地總面積的6.2%;保護(hù)經(jīng)營區(qū)總面積685.21hm2，占林地總面積的89.9%。嚴(yán)格生態(tài)保護(hù)區(qū)采取嚴(yán)格保護(hù)措施，盡可能沒有人為干預(yù);重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)區(qū)的林分可以進(jìn)行衛(wèi)生伐、透光伐等撫育性質(zhì)的措施，不可進(jìn)行主伐、破土等活動(dòng);一般生態(tài)保護(hù)區(qū)在不造成生態(tài)環(huán)境破壞的前提下，通過疏伐、小強(qiáng)度的皆伐調(diào)整樹種結(jié)構(gòu)，促進(jìn)保留木生長與林下更新，提高林分綜合效益。
3.2經(jīng)營模式設(shè)計(jì)
在功能區(qū)劃的基礎(chǔ)上，根據(jù)各小班具體林分特征，基于林分現(xiàn)有生長發(fā)育階段，設(shè)計(jì)林分達(dá)到目標(biāo)林分的全周期經(jīng)營技術(shù)路線。結(jié)合“中國森林體驗(yàn)基地”的建設(shè)指導(dǎo)思想設(shè)計(jì)經(jīng)營模式時(shí)，應(yīng)充分注重人們的視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺，引導(dǎo)人們親身融入到森林資源中認(rèn)識(shí)森林、促進(jìn)身心健康[16]。將經(jīng)營目標(biāo)、經(jīng)營技術(shù)路線相對(duì)一致的小班組織為一個(gè)經(jīng)營模式，全林場(chǎng)共有15種經(jīng)營模式，4大類經(jīng)營類型：嚴(yán)格保育型有1種經(jīng)營模式;均質(zhì)經(jīng)營型4種經(jīng)營模式;更新?lián)嵊陀?種經(jīng)營模式;目標(biāo)樹經(jīng)營型有9種經(jīng)營模式。
1)嚴(yán)格保育型。對(duì)于劃分到嚴(yán)格保護(hù)區(qū)的小班，采取禁止伐但可以進(jìn)行適度衛(wèi)生伐。2)均質(zhì)經(jīng)營型。主要針對(duì)立地條件一般，林木個(gè)體差異不大，培育現(xiàn)有優(yōu)勢(shì)樹種目標(biāo)樹的意義不大的林分。海濱林場(chǎng)主要是楊樹純林、楊闊混交林、柳樹以及樺樹4種林分類型的均質(zhì)經(jīng)營。考慮到這些林分很長時(shí)間內(nèi)將維持現(xiàn)有樹種優(yōu)勢(shì)，而且樹種本身木材價(jià)值不高，以提高林分蓄積與樹木質(zhì)量為主要目標(biāo)。因此，采取均質(zhì)經(jīng)營，應(yīng)保留質(zhì)量好的林木，伐掉長勢(shì)弱的被壓木、殘次木、瀕死木等。
3)更新型撫育經(jīng)營型。更新型撫育是以培育二代林為目標(biāo)，現(xiàn)有林分已沒有培養(yǎng)前途，通過疏伐逐漸伐掉上層木，促進(jìn)林下天然更新或人工更新的生長。海濱林場(chǎng)更新型撫育是針對(duì)刺槐林，由于這些小班的刺槐生長表現(xiàn)差、生態(tài)功能下降，急需通過人為干預(yù)置換樹種、人工補(bǔ)植優(yōu)良品種，提高林地利用效率，加快林分生態(tài)功能的完備。
4)生態(tài)目標(biāo)樹經(jīng)營型。這里的生態(tài)目標(biāo)樹不僅僅是培育大徑級(jí)林木，更是以培育林分優(yōu)質(zhì)“骨架”，增加林分穩(wěn)定性與維持森林環(huán)境為目標(biāo)。這些生態(tài)目標(biāo)樹一經(jīng)確定，就要長期培育直至其生態(tài)功能降低時(shí)必須伐除。圍繞目標(biāo)樹伐除干擾樹可以降低林分整體密度，也可以伐除林內(nèi)殘次木、被壓木、瀕死木等，以促進(jìn)林分保留木的生長，增加全林生產(chǎn)力，并利用疏伐后的林隙或天窗人工補(bǔ)植耐蔭樹種(蒙古櫟、油松、五角楓等)，增加樹種多樣性和彩葉景觀。
4結(jié)論
1)林場(chǎng)楊樹均質(zhì)經(jīng)營與刺槐更新型撫育兩種類型占到林場(chǎng)林地面積的64.5%，通過這兩種林分經(jīng)營能夠顯著優(yōu)化林場(chǎng)樹種結(jié)構(gòu)，增加樹種多樣性。
2)生態(tài)目標(biāo)樹經(jīng)營是在保持森林優(yōu)良骨架的前提下，逐漸調(diào)整樹種結(jié)構(gòu)。由于海濱林場(chǎng)的生態(tài)功能定位，全場(chǎng)15個(gè)經(jīng)營模式均是以生態(tài)功能為主導(dǎo)，兼顧景觀功能與經(jīng)濟(jì)效益的多功能經(jīng)營。
3)林場(chǎng)現(xiàn)有林分以楊樹生長表現(xiàn)最好。雖然立地條件限制，林場(chǎng)最早造林樹種以陽性先鋒樹種為主，但實(shí)際適宜樹種多達(dá)20多種，包括蒙古櫟、云杉、油松、五角楓、槭樹等，樹種結(jié)構(gòu)調(diào)整空間與可選擇性較大，未來森林質(zhì)量必將能更好地滿足多功能需求。
4)本研究基于立地與林分特征確定了每個(gè)小班的經(jīng)營模式，為林場(chǎng)未來可持續(xù)經(jīng)營目標(biāo)與措施奠定了基礎(chǔ)，切實(shí)推動(dòng)林場(chǎng)森林質(zhì)量和可持續(xù)經(jīng)營水平的精準(zhǔn)提升。
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