北京市西山林场游憩林抚育的森林健康评价

赵匡记，汪加魏，施侃侃，侯嫚嫚，尹 群，贾忠奎

（北京林业大学 省部共建森林培育与保护重点实验室，北京 100083）

北京市西山林场游憩林抚育的森林健康评价

赵匡记，汪加魏，施侃侃，侯嫚嫚，尹 群，贾忠奎

（北京林业大学 省部共建森林培育与保护重点实验室，北京 100083）

针对北京市西山林场森林景观质量下降、密度大、自然整枝差、火险等级高等问题；结合森林健康的相关理论与技术，对各林分采取生态疏伐、景观疏伐、修枝、可燃物管理、定株、补植、补造等措施，并对抚育技术进行了森林健康经营与评价；抚育保留密度：侧柏1 375～1 975株/hm2，刺槐550～700株/hm2，黄栌约1 100株/hm2，油松约900株/hm2，元宝枫约1 588株/hm2时森林健康质量较好；抚育后的森林健康指数（HCI）都有提高；侧柏提高31.27%，刺槐提高22.22%，黄栌提高11.11%，油松提高了15.00%，元宝枫提高17.65%，可见抚育后各林分的森林健康质量都显著提高。这对合理开发和利用西山林场的风景游憩林资源提供了新的经营标准和思路，同时也能为各地区具有类似功能和问题的林分提供健康经营的理论与技术参考。

森林健康；游憩林；经营与评价；北京西山林场

森林健康是指森林作为一个结构体,保持自身良好存在和更新并发挥必要生态服务功能的状态和能力；是森林生态系统能够维持其多样性和稳定性同时又能持续满足人类对森林的自然、社会和经济需求的一种状态,是实现人与自然和谐相处的必要途径[1-8]。目前我国森林经营水平总体偏低，仍有相当一部分森林面临着林分结构简单、抗病虫害能力低下、森林火险大等突出问题[9]。因此如何提高森林质量、功能和效益，实现健康的林业生态良性循环已成为我国林业当前面临的重大课题[10]。森林健康评价已成为国内外森林状况评估和森林资源管理的重要手段[11-12]。西山林场位于北京市西郊，地跨海淀、门头沟、石景山三个行政区，属于典型的华北石质山区生态游憩林，林场所辖范围是首都重要的生态屏障和风景名胜旅游区。但由于近年来的连续干旱和抚育管理技术滞后，导致西山林场森林出现景观单一、林木生长缓慢、草本及灌木盖度多样性水平低下、固碳释氧等生态服务功能的发挥受到极大抑制，森林火险等级居高不下等现象，严重威胁着首都生态安全。本研究运用森林健康经营的理论与技术来指导和评价游憩林的抚育措施，为北京市西山林场的森林健康经营提供了重要的依据。

1 西山林场抚育林分概况

1.1 进行抚育的林分类型

北京市西山林场广泛分布着松栎混交林、侧柏林、元宝枫林、刺槐林、黄栌林等5种典型林分类型；在西山林场前的魏家村分场、卧佛寺分场选出有代表性的林分，2010年对景观生态游憩林进行抚育经营，总面积达335.4 hm2（25个小班）；其中位于魏家村分场的油松栓皮栎混交林56.8 hm2（3个小班）；位于卧佛寺分场的侧柏纯林60.4 hm2（3个小班）、元宝枫纯林24.5 hm2（2个小班）、刺槐纯林170.4 hm2（16个小班）、黄栌纯林23.3 hm2（1个小班）。

1.2 抚育前林分存在的问题

西山林场5种林分类型在2010年抚育前都分别存在一些不利于森林健康发育的问题（见表1），主要是密度和郁闭度普遍过大，林木生长势减弱或停滞，林内更新能力减弱，抗逆性能力差，枯落物等存量大量积累。这些问题严重影响了林分的稳定性和森林原有的景观格局，还存在不同程度的火灾隐患。

表 1 抚育前林分存在主要问题Table 1 Main problems of forest stand before tending management

2 西山林场游憩林抚育措施与健康评价体系

2.1 不同林分的抚育措施

以西山森林健康经营为目标，旨在提高西山游憩林的景观效益、生态效益、社会效益和经济效益。5种不同的林分类型需要针对性的选择抚育管理技术模式[13-23]（见表2）。

表2 北京市西山林场的林分抚育技术模式Table 2 Tending technique modes of forest stands in Xishan Forest Farm of Beijing

抚育技术措施的描述如下：生态疏伐（或综合疏伐）是生态公益林充分发挥森林的生态防护功能的一项重要经营措施, 为使森林形成冠梯级郁闭，林内大、中、小立木都能直接受光，诱导形成复层异龄林，增强森林生态系统的生态防护功能而进行的一种综合抚育方法[21]。景观疏伐是指按照森林美学的原理改造或塑造森林景观，创造自然景观异质性的一种方法，是景观型水源涵养林和游憩林重要的抚育方法之一。修枝主要是使林分保持较好的林下通风透光能力，提高林内景观等，根据树种不同保留不同的枝下高度。可燃物管理主要是伐除枯立木，将过多的枯枝落叶清除出林地堆腐或再加工利用，为了提高林内卫生条件，提高旅游景观，降低森林火险等。定株和补植补造是为了改善林分林种结构，搭配景观树种，提高林地利用率等。

2.2 森林健康评价指标

森林健康评价是定期对区域内森林经营状况的评估，建立在区域森林健康评价指标体系的基础上，用于监测和诊断一定区域内森林生长状况及其生态、经济、社会效益的发挥情况[8]。在进行森林健康评价时，主要依据科学性、适用性和可操作性三个原则[14-16]，并结合北京西山林场人工林分的自然特点和价值需要，以及对北京市西山林场生态游憩林的定位，经过抚育管理来改变各林分状况，最终达到健康经营林分的目标；从生产力、群落结构功能、抵抗力（干扰）、效益指标等四个方面进行挑选，最终确定了包括平均胸径、郁闭度、乔木层密度、幼苗更新密度、灌木物种多样性Simpson指数、灌木均匀度pielou指数、草本物种多样性Simpson指数、草本均匀度pielou指数、枯死率、火险等级在内的10个健康评价指标。

2.3 森林健康评价方法

在调查、计算、分级之后，运用指数评价法综合定量评价[17]，应用公式如下，对西山地区人工林健康状况计算总分[18]。

式（1）中：Ui为各种人工林分健康的评价得分；Uij为各树种人工林不同森林健康指标的等级得分；Wj为j指标的权重；i为各树种；j为人工林健康评价指标j=1，2，3，…，10。采用评价指标分值法，对需要进行评价的林分以小班为单位按评价指标逐项计算指标分值，Ⅰ级3分、Ⅱ级2分、Ⅲ级1分， 10个评价指标权重相同，均为1/10（见表3）。

表3 人工林健康指标分级标准Table 3 Grading standards for plantation health indicators

根据以上评价方法和指标体系，结合复合结构功能指标法[10]，我们把森林健康的等级划分为：健康、较健康、亚健康和不健康四个等级[19]（见表4）。将森林健康指数（Health Comprehensive Index，HCI范围为[0，3]）标准化为100分制（标准化值=森林健康指数×100/3，HCI范围转化为[0，100]），依次对比出各标准地（28.5 m×28.5 m）的健康等级。

表4 森林健康等级划分标准Table 4 Grading standards for forest health

3 游憩林抚育的健康评价

3.1 抚育经营前后森林指标调查

在2010年实施抚育作业前，分别对5种林分共15块标准地（28.5 m×28.5 m）进行了本底调查，其中侧柏4个，刺槐4个，黄栌2个，油松3个，元宝枫2个；主要调查对西山林场生态游憩林影响比较明显的10个指标；抚育2年后（2012年），对5种林分的15块标准样地进行了复查，得到了抚育后的指标数据。将10个指标进行分级，后依据公式1分别计算各标准地的森林健康指数，按照表4中的森林健康等级划分标准，依次判定各样地、各种林分的森林健康指数和健康等级（见图1）。

3.2 抚育经营前后的森林健康评价

在北京市西山林场游憩林5种林分类型15块标准地中，抚育后各林分的森林健康等级或森林健康指数（HCI）都有提高，说明抚育措施对北京市西山游憩林的森林质量有很大影响（见图1）。

图1 北京市西山林场抚育前后五种林分的森林健康标准化值Fig.1 Forest health standardized values of 5 forest stands before and after tending management in Xishan Forest Farm of Beijing

抚育前（2010年）4块侧柏样地中有1块亚健康，3块较健康，抚育后（2012年）1块为健康，2块为较健康，1块为亚健康等级；侧柏林分的森林健康指数平均由1.6提高到2.1；由亚健康林分提高为健康林分，说明林场采取的抚育措施对侧柏林分的质量和健康等级影响较大，已经显著改善了侧柏林分状况。

抚育前4块刺槐样地中有1块较健康，3块亚健康，抚育后4块全为健康等级；刺槐林分的森林健康指数平均由1.8提高到2.2，由较健康林分提高为健康林分；说明林场采取的抚育措施对刺槐林分的质量和健康程度影响较大，已经显著改善了刺槐林分状况。

抚育前2块黄栌样地中1块为较健康，1块为亚健康，抚育后的健康等级全为较健康；黄栌林分的森林健康指数平均由1.8提高到2.0；说明林场采取的抚育措施对黄栌林分的质量和健康程度有一定影响，在一定程度上改善了黄栌的林分状况。

抚育前3块油松样地1块为较健康，2块为健康，抚育后3块全为健康；油松林分的森林健康指数平均由2.0提高到2.3，由较健康林分提高为健康林分；说明林场采取的抚育措施对油松林分的质量和健康程度影响较大，已经显著改善了油松的林分状况。

抚育前2块元宝枫样地1块为较健康，1块为亚健康，抚育后的健康等级仍为较健康；元宝枫林分的森林健康指数平均由1.7提高到2.0，由亚健康林分提高为较健康林分；说明林场采取的抚育措施对元宝枫林分的质量和健康程度影响较大，已经显著改善了元宝枫的林分状况。

表5 北京市西山林场抚育前后五种林分的森林健康等级†Table 5 Forest health levels before and after tending management in in Xishan Forest Farm of Beijing

采取抚育措施后，西山林场的森林健康等级有了较明显的改善（见表5）。抚育前（2010年抚育前）西山林场侧柏、元宝枫林分处于亚健康状况，刺槐、黄栌、油松林分均处于较健康状况；抚育后（2012年）侧柏、刺槐、油松林分改善为健康林分，黄栌、元宝枫均处于较健康状况，林分健康状况得到很好的改善。

4 结 论

运用森林健康的理论与技术来评价、分析抚育管理措施对森林质量的影响，是实现“近自然林经营”的重要手段和目标。北京市西山林场对游憩林的生态功能进行准确定位，运用生态疏伐、景观疏伐、修枝、可燃物管理、定株、补植补造等技术措施，较好的提高了林场森林的健康等级和质量。

北京市西山林场的森林健康评价结果显示，抚育后侧柏林保留密度为1 375～1 975 株/hm2，刺槐林550～700 株/hm2，黄栌林约1 100 株/hm2，油松林约900 株/hm2，元宝枫林约1 588 株/hm2时森林质量相对较好；抚育后侧柏林的森林健康指数较抚育前提高了31.27%，刺槐提高了22.22%，黄栌林提高了11.11%，油松林提高了15.00%，元宝枫提高了17.65%，可见，抚育后各林分的森林健康程度和森林质量都显著提高。

5 问题与展望

为了提高游憩林的森林质量，有针对性的抚育管理措施显得非常有必要，是改善林分状况高效而有力的方法。所以，通过分析各类型林分存在的主要问题，有针对性地制定和推广抚育技术措施，这将极大地提高西山林场森林质量和林分健康状况，能充分发挥西山林场森林的景观、生态、社会和经济效益；此相关技术可以为北京地区低海拔的侧柏、刺槐、黄栌、油松、元宝枫等林分提供健康经营的科学依据。

运用森林健康等级或森林健康指数来衡量抚育技术措施对的成效具有很强的科学性、综合性、可行性；是对森林经营理念的革新，也是实现“近自然林经营”的有效途径。但目前相关研究少，评价标准不一等阻碍了该运用的发展；不同的经营目的的林分，应该依据准确的森林功能定位，选取恰当的森林评价指标；应该在全国范围内建立不同功能林分的森林健康评价体系，完善森林健康经营体系。

[1] COSTANZA R. Toward an operational definition of health[A].In: Costanza R, Norton B, Haskell B. Ecosystem Health—New Goals for Environmental Management [C].Washington D C:Island Press, 1992.

[2] KERR S R, DICKIE L M. Measuring the health of aquatic ecosystem[A]. In: Levin S A, et al. Ecotoxicology: Problems and Approaches[C]. New York: Springer-verlag, 1984.

[3] RAPPORT D J. Defining the practice of clinical ecology[A].In: Costanza R, Norton B, Haskell B. Ecosystem Health—New Goals for Environmental Management [C].Washington D C:Island Press,1992.

[4] WOODLEY S, KAY J, FRANCIS G. Ecological Integrity and the Management of Ecosystems[C]. Delray Beach, Florida: St.Lucie Press, 1993.

[5] CALLICOTT J B. The value of ecosystem health[J].Environmental value, 1995, 4:345-361.

[6] 高均凯. 森林健康的内涵及其属性特征[J]. 南京林业大学学报(人文社会科学版)，2009,9(1):69-73.

[7] 王忠春,亢新刚,罗仙仙,等. 森林健康评价研究进展[J].西北林学院学报，2010, 25(5): 163-169.

[8] 周立江. 森林健康内涵及评价指标探讨[J].四川林业科学，2008, 29(1): 27-30.

[9] 张 辉, 杨璇玺. 基于森林健康理念的采伐作业技术措施[J].林业调查规划，2010,35(2): 123-125.

[10] 马 立. 北京山地森林健康综合评价体系的构建与应用[D].北京: 北京林业大学，2005，1-61.

[11] 沈剑波,雷相东,舒清态,等. 国内外森林健康评价指标体系综述[J].科技导报,2011,29(33): 72-79.

[12] 吴秀丽,吴 涛,刘 羿. 国内外森林健康经营综述[J].世界林业研究, 2011,24(4):7-12.

[13] 鲁绍伟,陈吉虎,余新晓,等.北京市八达岭林场森林健康经营研究[J]. 水土保持通报,2007,27(3): 128-131.

[14] 曾志新, 罗 军, 颜立红, 等. 生物多样性的评价指标和评价标准[J].湖南林业科技,1999,26(2): 26-29.

[15] 刘世荣. 森林生物多样性监测评价指标系统构建[A]. 中国林学会森林生态分会编. 森林生态学论坛[C]. 北京：中国农业科技出版社,1999: 222-228.

[16] 减润国, 朱春全, 雷静品, 等. 可持续经营框架下阔叶红松林区生物多样性间接评价体系的究[J].生物多样性,1999,7(3):189-196.

[17] 梅光义,孙玉军.基于SBE法的杉木风景游憩林的评价及经营技术[J].中南林业科技大学学报,2012,32(8):28-32.

[18] 刘波云,赵 静,刘东兰,等.金沟岭林场森林多功能评价指标体系构建[J].中南林业科技大学学报,2012,32(12):158-161.

[19] 鲁绍伟,刘凤芹,余新晓,等. 北京市八达岭林场森林生态系统健康性评价[J].水土保持学报,2006,20(3): 79-82.

[20] 章伶俐,刘 义,李景文,等.北京地区蒙古栎林生态系统健康评价指标体系研究[D]. 北京: 北京林业大学, 2009(1):55-57.

[21] 吴志晖.昆明市长虫山林区华山松中幼林生态疏伐作业设计[J].林业调查规划,2002,27(增):12- 15.DB11/T 725—2010 森

[22] 张 荣.北京西山风景游憩林的抚育研究[D].北京: 北京林业大学,2003:1-110.

[23] 林健康经营与生态系统健康评价规程[S].北京市地方标准,2010.

Forest health evaluation for tending of recreational forest in Xishan Forest Farm in Beijing city

ZHAO Kuang-ji, WANG Jia-wei, SHI Kan-kan, HOU Man-man, YIN Qun, JIA Zhong-kui
(Lab. for Silviculture and Conservation co-constructed by China Forestry General Bureau and Beijing, Beijing Forestry University,Beijing 100083, China)

Confronted with the problems of decline in quality, high density, poorly natural pruning and high fi re danger rating of the forest landscape in Xishan Forest Farm in Beijing city, the measures were taken for each forest stand such as ecological thinning,landscape thinning, pruning, combustible management, plants singling and complementary replanting by combining the relevant theory and technology of forest health, and the effects of tending techniques on forest health management were evaluated; for better forest health, the reserved tending density was 1375～1975 trees·hm-2forOriental arborvitae, 550～700 trees·hm-2for Robinia pseudoacacia,about 1100 trees·hm-2for Smoke tree,about 900 trees·hm-2for Chinese pine and about 1588 trees·hm-2for Acer truncatum; Every Forest Health Comprehensive index (HCI) has been enhanced after tending withO. arborvitaeincreasing by 31.27%,R. pseudoacaciaby 22.22%, Smoke tree by 11.11%, Chinese pine by 15.00% andAcer truncatumby 17.65%. It is obvious that the forest health quality of each forest stand was signif i cantly improved, which provides new operation standards and ideas for rational development and utilization of the scenic and recreational forest resources in Xishan Forest Farm in Beijing city, at the same time, also provides theoretical and technical references for the health operation of the forest stand with similar functions and problems in different areas.

forest health; recreational forest; management and evaluation; Xishan Forest Farm in Beijing city

S753

A

1673-923X(2014)10-0065-05

2014-02-28

国际科技合作项目“中美森林健康合作试验示范项目监测”（2009DFA92900）；中央财政林业科技推广示范资金项目“北京市低山区景观型生态公益林抚育技术模式示范与推广”（[2011]44号）项目资助

赵匡记（1989-），男，河北任丘人，硕士研究生，研究方向为森林培育；E-mai：zhaokuangji@gmail.com

贾忠奎（1976-），男，辽宁海城人，副教授，研究方向为森林培育；E-mail：jiazk@bjfu.edu.cn

[本文编校：文凤鸣]