本文摘要:摘要:文章利用海濱林場2018年最新小班調查數據以及林場典型林分類型實地調研等資料,以地理信息系統Arcgis空間處理方法,基于各小班生態立地條件,將海濱林場劃分為嚴格生態保護、重點生態保護、一般生態保護3個功能區;基于近自然多功能經營理論與技術,對
摘要:文章利用海濱林場2018年最新小班調查數據以及林場典型林分類型實地調研等資料,以地理信息系統Arcgis空間處理方法,基于各小班生態立地條件,將海濱林場劃分為嚴格生態保護、重點生態保護、一般生態保護3個功能區;基于近自然多功能經營理論與技術,對每個功能區內的小班進行全周期經營設計,包括經營目標、經營技術路線等內容;全林場共15個經營模式,每個模式落實到具體地塊,為林場未來可持續經營提供經營方向與技術,以提升林場整體經營水平。
關鍵詞:近自然經營,多功能森林,地理信息系統Arcgis,秦皇島
森林多功能經營是指通過合理保護、不斷提升和持續利用等方式,提高林木和林地的生態、經濟和社會等所有功能,以最大限度地持久滿足林業多種功能需求,最大優化林業對社會經濟發展的整體效益[1]。森林多功能經營可分為兩個體系。一是小塊林地立木水平的多功能經營:指對一小片林地(最小單位至小班)內的森林進行多功能經營,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。二是區域水平森林總體的多功能經營:指較大面積森林的多功能經營,實現森林總體水平上的多功能[2]。
多功能森林經營實質就是根據綜合利用原則,模仿自然規律,加速發育進程[3]。近自然育林理念就是模仿自然規律、依托自然條件、借助自然力量、輔以少量人為干預,加速森林發育,縮短森林向頂級群落演替的進程,培育接近自然又優于自然,結構穩定、功能完備、質量優良、可持續森林的經營理念[3]。
近自然育林是一種緩和的育林方法。森林在長期的發育過程中,已經形成了相對穩定的結構,如果人類的經營活動嚴重破壞森林的結構,導致環境巨變,各組成因素不能盡快適應變化后的環境,從而容易造成系統不穩、功能失調。反之,如果人類的經營活動以現有的自然條件為依托,通過緩和、有序地調整,逐步實現培育森林的目的,就能達到事半功倍的效果。
與傳統的目視判讀法相比,運用Arcgis軟件進行森林經營區劃及制作林業圖,準確、快捷、誤差小、可操作性強[4],不僅能直觀展示林業現有資源,還可形成一套林業資源信息庫[5]。目前,Arcgis大多應用到林地區劃、林種、保護等級劃分中。曾凡君[6]以縣為單位,按各地區林種特性,對廣東省林業資源進行了區劃。
張超[7]基于建模的GIS縣級區劃方法,對福建省永安市森林資源進行區劃,其結果能客觀反映資源現狀。方秀峰和鞏永芳[8]運用GIS對安徽省黃山市屯溪區林地保護等級進行了劃分,并提出了4個主體功能區,F階段,大多數GIS在森林經營研究中是以二類調查因子為基礎,以分類經營為研究目標[9-10],少有細化落實到小班水平的經營類型區劃。
海濱林場現為秦皇島市直屬林場,位于海港區和北戴河區之間,海岸線長9.8km。2001年按河北省林業局森林分類經營主案將其劃定為生態公益型沿海防護林,被國內外林業專家贊譽為“渤海灣上的綠色明珠”“秦皇島的肺”。2016年被中國林業產業聯合會森林休閑體驗分會授予“中國森林體驗基地”。因此,海濱林場森林資源主要是以發揮森林休閑、游憩、防護(以防風固沙為主)和景觀功能為主,生態區位非常重要;同時也具有重要的社會經濟效益,為當地百姓創收[11]。
海濱林場喬木林以楊樹、刺槐以及楊樹、刺槐混交林為主,樹種結構單一;林齡以成過熟林為主;林分密度大,蓄積生長量低,缺乏合理經營[12]。因此,如何提升林場森林資源質量和林場經營水平是海濱林場現在和未來的首要任務。本文基于2018年海濱林場最新小班調查數據,利用近自然多功能經營理念,以小班為單位,對全場森林資源進行主導功能區劃與全周期經營計劃,打好經營基礎,持續提高海濱林場森林生態服務功能,持續增加森林資源數量,以期全面提高森林資源質量、森林景觀效益,全面應用可持續綜合育林技術,逐步推進海濱林場森林質量精準提升工作。
1林場資源與經營現狀
海濱林場總經營面積1053.06hm2,有林地總面積762.08hm2,森林總蓄積85708.38m3,全部為人工林,整體為生態防護林。林場喬木林面積共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%;林場林木以中小徑為主,但是,結合林分齡組結構看,林場以成過熟林為主,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,因此,可以推斷林場缺乏合理的經營活動,林分質量較差,單位面積蓄積量低,亟需森林經營措施來提高森林質量。
2數據與方法
2018年8月海濱林場依據《森林資源規劃設計調查技術規程》(GB/T26424-2010)要求,對全林場每個小班均采用標準地法進行調查。調查人員在調查之前進行了培訓與嚴格的考核,考核合格者方可進行調查。秦皇島按照全國森林經營管理區劃,屬于黃土高原和太行山區,太行山與燕山山地亞區。
因此,按照森林資源經營管理類型生態重要性(共4個等級,分別為A、B、C、D)與生態敏感性指標群等級(共4個等級)劃分中的指標,根據各小班生態重要性等級與生態敏感性等級,將全場劃分為3個功能區。一是嚴格生態保護區(嚴格保護),分為A1、A2和B1類型;二是重點生態保護區(重點保護),分為A3、B2、C1、C2和D1類型;三是一般生態保護區(一般保護),分為A4、B3、B4、C3和D2類型[13]。在功能區劃的基礎上,根據各小班的樹種組成、林齡(發育階段)、林下更新以及林木個體差異等確定林分經營目標以及具體經營技術路線,從而確定每個小班的經營模式[10]。所有數據用Arcgis軟件制圖[14]。
3研究結果
3.1森林功能區劃
按照森林資源經營管理類型生態重要性與生態敏感性指標群等級劃分中的指標,海濱林場森林公園坡度10°以下,人工植被,土壤厚度為厚,裸巖率小于20%。根據指標來劃分,海濱林場生態重要性為A級,生態敏感等級為4級,因此,海濱林場單從生態重要性與敏感性來看,A4應劃分為一般生態保護區(保護經營)[15]。
但是,結合防護林體系建設方法和小班具體情況,尤其是立地條件相對脆弱的水域沿岸的林分,則要進行嚴格保護或重點保護。具體為緊臨海岸線的小班應進行嚴格保護,這些小班土壤沙化嚴重,不宜有破土活動。另外,林場內陸沿河流兩岸的小班也要進行重點保護,其余小班則實行保護經營[11]。
嚴格生態保護區總面積29.92hm2,占林地總面積的3.9%;重點生態保護區總面積46.96hm2,占林地總面積的6.2%;保護經營區總面積685.21hm2,占林地總面積的89.9%。嚴格生態保護區采取嚴格保護措施,盡可能沒有人為干預;重點生態保護區的林分可以進行衛生伐、透光伐等撫育性質的措施,不可進行主伐、破土等活動;一般生態保護區在不造成生態環境破壞的前提下,通過疏伐、小強度的皆伐調整樹種結構,促進保留木生長與林下更新,提高林分綜合效益。
3.2經營模式設計
在功能區劃的基礎上,根據各小班具體林分特征,基于林分現有生長發育階段,設計林分達到目標林分的全周期經營技術路線。結合“中國森林體驗基地”的建設指導思想設計經營模式時,應充分注重人們的視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺,引導人們親身融入到森林資源中認識森林、促進身心健康[16]。將經營目標、經營技術路線相對一致的小班組織為一個經營模式,全林場共有15種經營模式,4大類經營類型:嚴格保育型有1種經營模式;均質經營型4種經營模式;更新撫育型有1種經營模式;目標樹經營型有9種經營模式。
1)嚴格保育型。對于劃分到嚴格保護區的小班,采取禁止伐但可以進行適度衛生伐。2)均質經營型。主要針對立地條件一般,林木個體差異不大,培育現有優勢樹種目標樹的意義不大的林分。海濱林場主要是楊樹純林、楊闊混交林、柳樹以及樺樹4種林分類型的均質經營?紤]到這些林分很長時間內將維持現有樹種優勢,而且樹種本身木材價值不高,以提高林分蓄積與樹木質量為主要目標。因此,采取均質經營,應保留質量好的林木,伐掉長勢弱的被壓木、殘次木、瀕死木等。
3)更新型撫育經營型。更新型撫育是以培育二代林為目標,現有林分已沒有培養前途,通過疏伐逐漸伐掉上層木,促進林下天然更新或人工更新的生長。海濱林場更新型撫育是針對刺槐林,由于這些小班的刺槐生長表現差、生態功能下降,急需通過人為干預置換樹種、人工補植優良品種,提高林地利用效率,加快林分生態功能的完備。
4)生態目標樹經營型。這里的生態目標樹不僅僅是培育大徑級林木,更是以培育林分優質“骨架”,增加林分穩定性與維持森林環境為目標。這些生態目標樹一經確定,就要長期培育直至其生態功能降低時必須伐除。圍繞目標樹伐除干擾樹可以降低林分整體密度,也可以伐除林內殘次木、被壓木、瀕死木等,以促進林分保留木的生長,增加全林生產力,并利用疏伐后的林隙或天窗人工補植耐蔭樹種(蒙古櫟、油松、五角楓等),增加樹種多樣性和彩葉景觀。
4結論
1)林場楊樹均質經營與刺槐更新型撫育兩種類型占到林場林地面積的64.5%,通過這兩種林分經營能夠顯著優化林場樹種結構,增加樹種多樣性。
2)生態目標樹經營是在保持森林優良骨架的前提下,逐漸調整樹種結構。由于海濱林場的生態功能定位,全場15個經營模式均是以生態功能為主導,兼顧景觀功能與經濟效益的多功能經營。
3)林場現有林分以楊樹生長表現最好。雖然立地條件限制,林場最早造林樹種以陽性先鋒樹種為主,但實際適宜樹種多達20多種,包括蒙古櫟、云杉、油松、五角楓、槭樹等,樹種結構調整空間與可選擇性較大,未來森林質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小班的經營模式,為林場未來可持續經營目標與措施奠定了基礎,切實推動林場森林質量和可持續經營水平的精準提升。
參考文獻
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[3]侯元兆,曾祥謂.論多功能森林[J].世界林業研究,2010,23(3):7-12.
[4]趙靜.ArcGISEngine在林種區劃專家支持系統中的應用[J].西北林學院學報,2013,28(3):187-189,201
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