基于SBE法的杉木风景游憩林的评价及经营技术

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

梅光义，孙玉军

（北京林业大学，北京100083）

采用SBE法对福建将乐国有林场杉木风景游憩林进行评价，应用数量化理论I建立美景度与各林分类目之间的评价模型，并根据评价模型分析出定量化的改造措施。研究结果表明，可以通过定量化的针阔混交、清理枯枝、修枝、割灌和间伐等改造措施提高风景游憩林的景观质量，将杉木林分改造成活立木上无枯枝、株数密度800株/hm2、郁闭度0.8、第一活枝高5 m、林下不统一的高质量风景游憩林。根据冠幅与胸径回归方程得出: 胸径23 cm、郁闭度0.8、株数密度800株/hm2时美景度最高。据此结论，间伐胸径＞23 cm的树，积极培育胸径23 cm、株数密度800株/hm2的高质量杉木风景游憩林，其美景度值超过65.20。

杉木; 风景游憩林; SBE; 改造技术; 林分密度

风景林是美学价值较高并用来满足审美需求的林分[1-2]，是森林旅游区、森林公园、自然保护区自然景观的重要组成部分[3]。游憩林的概念比风景林大，所谓“游憩林”，是指具有适合开展游憩的自然条件和相应的人工设施条件，以满足游憩者娱乐、健身、疗养、休息和观赏等各种游憩需求为目标的林分[4]。对于某些特定的林分，在风景林和游憩林两者难以区分时称为风景游憩林[5]。根据观光者所处的位置，将风景游憩林景观分为林内景观和林外景观[6]。

随着现代林业的发展，按照永续利用原则制定的森林采伐限额制度对林业可持续发展提出挑战。从20世纪60年代前期开始，为解决森林的多功能经营问题，用材林作为风景游憩林的研究对象，就森林经理活动对林内景观质量的评价与改造技术进行了深入的研究[7]。章志都用SBE法对京郊低山风景游憩林进行了定量评价研究[8]；穆燕，张景群运用SBE法和数量化理论I统计学方法对太白山森林公园主要林型林内景观进行了定量评价，建立的景观评价模型[9]；陈鑫峰等运用SBE值法和多元数量化理论I模型理论对京西山区风景游憩林林内景观进行了定量评价建立了林内景观模型[10]；董建文运用SBE值法对福建中-南热带风景游憩林斑块美景度进行了研究，采用多元数量化方法建立了福建省风景游憩林景观美景度评价模型[11]；李效文等运用SBE法和数量化理论I模型对北京山区侧柏游憩林林内景观进行了评价，得出阳坡和阴坡评价模型[12]；张荣对北京西山风景游憩林抚育技术进行了研究，采用SBE法对林内景观进行了评价，提出了不同年龄侧柏、刺槐和油松的改造措施[13]。

本文以福建将乐国有林场杉木人工林为研究对象，使用目前使用最多也是人们最接受的SBE法对杉木风景游憩林景观进行评价及经营技术的构建[6]，以期为林业管理部门在林分改造过程中提供技术支持及为杉木风景风景游憩林景观质量的定量评价及改造技术研究积累研究基础。

1 试验地概况

三明市将乐县位于福建省西北部。试验区地貌以低山、丘陵为主，地理坐标（E 117°05′～117°40′， 26°26′～ 27°04′）， 海 拔 200 ～ 500 m，坡度15°～40°；具有海洋性气候特点，年均气温为18.2 ℃，年均降雨量约为1 910 mm，平均相对湿度为81%。土壤以花岗岩等母质上发育的红壤为主，土层较深厚，腐殖质含量丰富。试验地与杉木进行混交的乔木主要有木荷Schima superba Gardn et Champ、泡桐Paulownia、毛 竹 Phyllostachys heterocycla（Carr.）、 樟 树Cinnamomum camphora (L.)Presl、 马 尾 松Pinus massoniana Lamb。林下植被较丰富，灌木主要有粗叶榕Ficus hirta Vahl.、长叶冻绿Rhamnus crenatus Sieb. et Zucc.、黄瑞木Cornus Alba、乌饭树Vaccinium bracteatum Thunb.、檵木Loropetalum chinensis（R.Br.）Oliv、豆腐柴 Premnamicro phyla Turcz.、短尾越桔Vaccinium carlesii Dunn、大叶紫珠Callicarpa macrophylla Vahl、黄毛楤木Aralia decaisneana Hance、 盐 肤 木 Rhus chinensis Mill．等；林下草本植物有狗脊蕨Woodwardia japonica(L.f.) Sm、铁芒萁 Dicranopteris dichotoma Bernh、中华里白Diplopterygium chinensis、江南卷柏Selaginella moellendorffii Hieron、乌毛蕨Blechnum orientale Linn和华南毛蕨Cyclosorus parasiticus等。

2 研究内容与研究方法

2.1 SBE法

本研究采用广泛用于风景游憩林评价中的美景度评价法（scenic beauty estimation method），是美国心理物理学家DanjeI和Boster于1976年提出的 以心理物理学为理论基础的方法。该方法评价的结果主要受景观客观质量与评价者主观审美尺度两个因素影响。心理物理学理论的其中一个重要假设是人们对事物的判别是一致的，因此评价得出的美景度值也具有相对一致性[15]。SBE值是10秒钟之内对景观照片的反应结果[16]，许多研究表明对于室内与现地评价之间，不同的评价者之间没有显著差别[17]，并在照片数量和拍摄方法等方面也做了明确的规定[18]。只要按照统一的标准，保证景观拍摄的效果一致性，依据公众评价得出的SBE值具有很高的可靠性[19]。

2.2 景观评价要素组成与评价标准

本研究选择7级喜好度标准衡量游憩者在林分内游憩的喜好程度，即很不喜欢、不喜欢、不太喜欢、一般、较喜欢、喜欢、很喜欢，对应的值为-3、-2、-1、0、1、2、3。杉木风景游憩林景观要素分解见表1。

2.3 标准地调查

为确保标准地内林分条件相一致，根据实际情况设置标准地，标准地面积有10 m×20 m、10 m×30 m、20 m×20 m、20 m×25 m、20 m×30 m。标准地采用相邻格子法（5 m×5 m）进行调查。在标准地内调查、实测相关林分结构特征指标，主要包括林分起源、林层结构、混交方式、林分年龄、胸径、树高、郁闭度、冠幅、枯木、枯枝落叶分布、枝下高、灌木高度、灌草盖度、灌木树种、乔木定位。

2.4 数学分析方法

2.4.1 评价值标准化

采用传统的标准化方法对65位评价者的评价值进行标准化，其公式为：

式（1）中：Zij为第j个评判者对第i个景观的评判标准化值，Rij为第j个评判者对第i个景观的评判等级值，R j 为第j个评判者对景观所有评判值的平均值，Sj为第j个评判者对景观所有评判值的标准。

2.4.2 数量化理论I模型

对标准化后的评价值，根据数量化理论I建立模型[20]，有：

表1 杉木风景游憩林景观指标分解Table 1 Analysis of scenic elements of scenic recreational forest

式（2）中：Yi为各类景观的标准化得分值；δi(jk)为特性等级反应值，当第i块标准地中j项目的定性数据为特性等级时，δi(jk)=1，否则δi(jk)=0；bjk是待估参数。

2.4.3 冠幅胸径曲线

根据实测值，分别以杉木冠幅直径为因变量和胸径为自变量，建立冠幅胸径回归方程，根据胸径与冠幅直径的关系得出胸径冠幅面积关系；最后根据冠幅面积与SBE法求出的最佳郁闭度，求出不同胸径下每公顷保留株数。

3 结果与分析

3.1 林分美景度值

从表2可以看出，美景度值最高的是26号样地，最低的是25号样地，他们分别是林分平均直径等于23 cm的成熟杉木林和林分平均直径等于8 cm的幼龄林；所评价杉木景观质量普遍偏低，平均值等于8.65。

3.2 胸径冠幅关系方程

根据2284株杉木实测冠幅与胸径值，按径阶标准化处理后得到式（3）。从而到冠幅直径与保留株数的关系值（表3），R2=0.94，呈显著性相关。

表2 各林分美景度值Table 2 Scenic beauty values for landscape forests

表3 径阶与保留株数Table 3 Diameter class and remaining tree density

式（3）中：d表示冠幅直径，D表示林分平均直径。

结果表明胸径与冠幅有显著相关性；对于不同林分平均直径的林分，保留的株树在最佳郁闭度条件下相差较大，因此根据上述关系培育最佳郁闭度和最佳株树密度下最合理林分平均直径的林分。

3.4 景观评价与预测模型

按照优先剔除偏相关较弱的、保留可改造性强的指标原则，在模型建立过程中共进行7次运算，逐步剔除树干形态、林木分布方式、龄组、林分平均直径和树高等指标，用保留的7个指标的25个类目建立的林内景观模型为：

P=0.004＜0.05，说明这7个评价指标与林内美景度之间的线性关系极显著，符合建立线性模型要求。

3.5 改造措施

依据式（4）同一指标下不同类目的系数值，该系数值与美景度成正比，进而得出杉木风景游憩林林内改造技术模式。

（1）针阔混交

组成林分的树种成分称为树种组成。本文所选样地有纯林也有混交林，混交林主要有杉木马尾松混交、杉木火力楠混交、杉木毛竹混交、油桐杉木混交四种类型。评价结果表明杉木火力楠混交林和杉木油桐混交林的美景度比较高，杉木毛竹次之，接着是杉木马尾松混交林美景度，最后是纯林的美景度。可见人们比较喜欢针阔混交林分，针阔混交林中，增加针叶树种比例能够提高美景度。

（2）株数密度800株/hm2为宜

评价得出株数密度在800株/hm2美景度最高。可见中等密度林分美景度受游憩者欢迎。其原因可能是本研究所选的样本中未间伐过密度较大的幼龄林，密度较小的是被间伐过的成熟林，中等密度的林分是中龄林和近成熟林。中密度的林分既不会使人感觉到林内空间狭小，又能遮住阳光，抑制了灌木过度生长，而通常株数密度较大的林分中枯枝落叶物比较多而凌乱；密度较小的林分则容易形成灌木疯长现象，影响美景度。在改造现有密林时，应首先砍伐被压、歪倒、瘦小和不健康的景观有害木，以保证森林健康和景观效果。应合理安排每次的砍伐量，防止林分结构发生太大变化，导致水土流失、景观破碎等生态问题。

（3）郁闭度0.8最好

林分中树冠投影面积与林地面积之比，称为郁闭度。郁闭度在0.8左右美景度最高。主要原因可能是过大会变得太阴森，照入林内的光线过少，太小则显得很空旷，照入林内的光太多，没有在森林里的感觉，尤其是夏天会很炎热，而0.8的郁闭度会有不同角度的光线照射入林内，形成明暗交错的景观，夏天林内不会太热。因此，可以根据坡度和阳光照射方向选择保留木和控制郁闭度大小。

（4）盖度越大美景度越大

从评价结果来看，盖度越大美景度越大。这可能与杉木人工林林下植被稀疏有关，更大的盖度可以提高杉木人工林的景观美学价值，避免裸地出现影响视觉效果。因此，可以在林下种植当地常见林下经营作物草珊瑚、山姜等绿色植物，提高林下盖度和绿量，增加美景度，改造土壤作用，提高土壤肥力，同时还能增加林农的收入。

（5）第一活枝下高越高，美景度越高

第一活枝越高，美景度也越高。提高活枝下高的方法首先是保留高大的林木；其次是伐去枯枝，尤其对近熟林，要砍去枯枝，使得林内整齐有序。

（6）林下越统一，美景度越低

评价表明，林下越统一，起美景度越低。几乎裸露的统一林下，其美景度最低；生长有五节芒、铁芒萁等草本植物的较统一的林分美景度较高；灌木和各种草本组合形成的林下格局变换多样的景观美景度最高。主要原因可能是乔灌草组合及其不统一性会形成林内的多层次结构和多样性视觉效果。

（7）满足株数密度800株/hm2且郁闭度是0.8的胸径约等于23 cm（表3）。因此在同等条件下，最大量的保留胸径等于23 cm的杉木，间伐大于23 cm的，保持合理的密度效果，达到景观质量最佳。

根据上述改造措施，杉木风景游憩林的美景度最高可调整到65.20以上。通过改造，得到可及性好、林内光线明暗相间、林下灌草多样、林分空间结构合理、森林健康和通视性好的高质量林分。

4 结论与讨论

4.1 结 论

（1）可以通过定量化的针阔混交、清理枯枝、修枝、割灌和间伐等改造措施提高风景游憩林的景观质量，将杉木林分改造成活立木上无枯枝、株数密度控制在800株/hm2左右、郁闭度在0.8、第一活枝高在5 m左右、林下不统一的高质量的风景游憩林。

(2)根据树冠胸径回归方程得出不同胸径每公顷的株数密度，结果表明在郁闭度等于0.8条、株数密度等于800株/hm2的林分美学质量最高（林分26）。

4.2 讨论

(1)对于杉木风景游憩林林内灌木的高度、干形、分布方式等[21]指标本文未能论述。主要原因是本次所选择的杉木林分林内灌木较少，人工杉木林干形都比较直，没有形成鲜明的对比，因此得不出灌木高度及干形曲直定量改造技术指标。

(2)本研究得出的株数密度800株/hm2与北京的侧柏风景游憩林的最佳株数密度1 750株/hm2[12]相差近两倍。分析其原因可能是杉木的生长率比侧柏大，冠幅也比侧柏大，因此保留的株数在最佳郁闭度时会比侧柏林少。

(3)胸径23 cm最佳结果与前人研究的树越大美景度越高也略有不同[22]。主要原因可能是杉木不像阔叶树一样树冠大和开鲜艳的花，杉木单株美景度没阔叶树高，反而会因为林分平均直径越大和株数密度越小而降低美景度。

(4)对于风景林的株数密度王爱珍[23]和陆兆苏[24]有过研究，计算公式为N(hm2)=1×104/ (K·H)2（式中：N为单位面积保留木株数，K为树冠系数，即冠幅与树高之比，H 为林分平均高)。本研究的计算公式借鉴该林分平均木单株营养面积思想[25]并结合测树学理论[26]，采用N=（10 000Pc-S其他）/S进行研究(式中：N为单位面积保留株数，Pc为郁闭度，S其他是指其他混交树的冠幅面积之和，S为单株杉木冠幅面积)，研究表明该计算方法能得到比较合理的保留株数密度值。

(5)本研究是以当地最常见的杉木林分为对象开始进行的一次有益的尝试，期望研究结论能为当地林业管理部门在林分改造过程中提供技术支持及为杉木风景游憩林景观质量的定量评价及改造技术研究积累研究基础。

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Evaluation and management techniques of scenic recreational forest of Cunninghamia lanceolata based on SBE

MEI Guang-yi, SUN Yu-jun
(Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

The scenic recreational forest of Cunninghamia lanceolata in the state-owned Jiangle forest farm in Fujian province was evaluated based on SBE. The evaluation model among scenic beauty and stand categories was set up by using quantification theory type I, and based on the model, the quantitative modification measures for the C. lanceolata stand were put forward. The results show that the landscape quality of the scenic recreational forest of C. lanceolata was improved through the quantitative modification measures of mixing needle and broad-leaved forest, cleaning dead branches, pruning branches, cutting shrubs，thinning etc. The stand became a high quality scenic recreational forest in state of best forest density about 800 stems/hm2, canopy density about 0.8, height of alive branches about 5 meters, undergrowths being disunity and without dead branches. According to the regression equation of crown diameter and DBH, when the canopy density was 0.8, the forest density about 800 trees/hm2and the stand DBH was 23 cm, the scenic beauty of the stand was the maxmam, so all three indexes bigger than the calculated values, the best landscape score can reach to 65.20.

Cunninghamia lanceolata; scenic recreational forest; scenic beauty estimation method (SBE); modification techniques; stand density

S750；S718.55+7

A

1673-923X(2012)08-0028-05

2012-01-24

林业公益性行业科研专项经费“基于林改的森林多功能经营技术研究与示范”（编号：200904003-1）

梅光义(1987—)，男，福建人，硕士，主要研究方向森林资源监测与评价; Email:meiguangyi2006@126.com

孙玉军(1963—)，男，教授; E-mail：sunyj@bjfu.edu.cn

[本文编校: 邱德勇]