浅谈抚育间伐对徐州国家环城森林公园侧柏林分结构和景观效果的影响

翟爱进，程 鹏，白延华

(1.徐州市林政资源管理站，江苏 徐州 221008;2.徐州市林场，江苏 徐州 221008)

在森林经营中抚育间伐是一项关键性技术措施，抚育间伐能够对林分结构和功能直接产生影响[1]。抚育间伐是美化森林景观的活动。即是一种生态工程，也是森林美学的艺术实践。风景林作为一种景观，受到诸多因素的影响，如栽植密度，立地条件、林分结构、色彩配置、叶面积指数等。确定出几个主要的影响因子，为今后集中精力重点研究打下基础。

前人研究表明，森林的美景度受许多因素影响，如林分树种组成、林分密度、林龄组成、空间结构等。对有些因子的研究，结论一致表明对森林美景度有正面效应。而对有些因子的研究，结论一致表明对森林美景度有负面效应。还有一些因子的研究，尚未能得出一致的结论，这可能与研究客体不同或者和使用的美景度评价体系不一致有关。

通过对森林美景度影响因子的研究，摸清各因子与美景度间的规律，尽量发挥正面效应，避免负面效应，从而对美景度进行调控，使森林朝着美景度增加的方向培育，这对指导风景林的经营有重大意义。

徐州市民充分利用徐州国家环城森林公园多种自然景观和人文景观资源的主要方式是森林游憩。因此提升林分景观是徐州国家环城森林公园经营的主要目标。本文对徐州环城国家森林公园侧柏林分间伐区域进行标准地调查，并对间伐后的林分结构和景观质量变化进行了调查，以检验抚育间伐的效果。

1 徐州环城国家森林公园概况

徐州环城国家森林公园于1992年经原林业部批准成立，总面积1 381.667 hm2。所辖72座山峰呈组团式环绕徐州市区，地理坐标为东经117°06'～117°15'、北纬34°12'～34°20'，最高峰为泉山主峰，海拔238.2 m。园内主要为人工侧柏纯林，树龄50～60 a，间或杂有阔叶林，现有树木50种以上，林木总蓄积99 150 m3，2002年被定为江苏省生态公益林试点单位。园内侧柏林对改善徐州市区生态环境起到了重要作用，但是整个公园侧柏林分密度大、景观质量差[2]。依据恢复生态学、景观生态学、森林生态学、城市生态学、森林美学等多学科知识，通过抚育间伐可提供空间来选择目的混交树种，为恢复林下地带性森林植被创造条件，促进演替，提高生物多样性，改善林分结构，提高森林生态、景观功能，逐步将徐州国家环城森林公园打造为生态功能较强、景观质量较高的生态风景林[3]。

2 材料与方法

2.1 间伐试验设计

在对徐州市环城国家森林公园现有人工侧柏林进行全面踏勘的基础上，设定调查6个间伐林分重复，根据立地条件、林分生长状况、林龄分布等，在离林缘10～20 m同一林分内选出有典型代表性的林分设置标准地，作为固定试验地。根据蓄积量间伐比例设定弱度间伐(5%)、中度间伐(10%)、强度间伐(15%)和对照4种处理。标准地的形状为矩形，标准地面积为20 m×20 m。用罗盘仪测角，皮尺或测绳量距离。坡度5°以上时改算为水平距，闭合差不超过各边总长的1/200即0.35 m。

2.2 间伐方法

标准地调查:不同处理的密度、胸径、郁闭度。根据实际情况，用白色液体涂料，涂抹在伐除木胸径位置处，确保间伐施工时清晰可见。对保留木和间伐木每木检尺，分别做好记录。间伐作业一年四季均可进行，伐桩控制在5 cm以下，作业时不得损害保留木。

2.3 密度、胸径、郁闭度调查统计方法

用间伐试验设计的标准地调查法，统计间伐后的密度、胸径、郁闭度。

2.4 景观质量评价法SBE(Scenic Beauty Estimation)

风景林的美是可以度量的，有研究表明景观的美学质量可以在审美者的态度中反映出来，用心理学的方法可以定量地测量态度从而得到测定值，这种反映景观美学质量的审美态度测定值称为“美景度”。由于森林美景度的测定方法和数据处理手段不同，派生出美景度评判法和比较评判法。本研究采用广泛用于风景游憩林评价中的美景度评价法，是美国心理物理学家Daniel和Boster[4]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2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[5]。SBE值是10 s之内对景观照片的反应结果[6]，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[7]，并在照片数量和拍摄方法等方面也做了明确的规定[8]。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[9]。

抚育间伐经营措施可以提高城市生态风景林景观质量。本文应用SBE评价法对强度间伐(15%)前后生态风景林进行了评价，美景度的计算采用Daniel等提出的正态求和法(简称正态SBE)和加权求和法(简称加权SBE)，后者计算公式为

式中Si为照片i的美景度值;N为评价总人数; nij为给照片i打j分的人数。1个样地选取5张照片进行评价，以其平均值为美景度值，数据用SPSS软件进行分析[10]。

2.5 景观评价要素组

2012年9月至2013年4月完成间伐作业，并于2013年5月对不同强度间伐区林内景观进行调查拍照。使用Canon EOS 300D数码相机，依照Daniel等的技术规程完成。共随机发放公众问卷100份，有效问卷87份，男性42人，女性45人。

2.6 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。

3 结果与分析

3.1 不同间伐强度林分空间结构指标变化

对3种不同间伐强度下的6个间伐林分的密度、胸径、郁闭度进行计算并分类汇总(见表1)。

3.2 强度间伐对林分径级分布的影响

间伐前后林分的径级分布有明显的改变，间伐后的林分将径级小于6 cm的侧柏全部伐除，径级在6～14 cm的侧柏有小部分伐除，径级大于14 cm侧柏全部保留(见图1)。

图1 样地平均径级分布变化

表1 不同间伐强度林分空间结构指标变化

3.3 强度间伐后密度、郁闭度的变化

通过抚育间伐降低了林分的密度和郁闭度，间伐前样地内共有侧柏1 561株/hm2，间伐后保留1 070株/hm2。林分平均密度减少了491株/hm2，郁闭度降低了0.133(见表2)。

表2 强度间伐前后密度、郁闭度的变化

3.4 森林景观的影响

通过抚育间伐对侧柏林分的景观提升起到了明显的效果。得到可视性好、林内光线明暗相间、林分空间结构合理、森林健康和通视性好的高质量林分。

间伐前林分美景度其加权SBE值和正态SBE值分别为61.33，-26.84，间伐后的美景度其加权SBE值和正态SBE值分别为68.71，16.74。通过图4，3比较，可以看出抚育间伐前后明显改变了林分景观(见图2，3，4)。

图2 抚育前的林分景观

图3 抚育后的林分景观

图4 间伐强度15%美景度统计

3.5 不同间伐强度林分美景度差异分析

不同间伐强度间林分的平均正态SBE和平均加权SBE统计结果如图5所示。

从图5可知，不同间伐强度平均美景度最高的是强度间伐林分，其加权SBE值和正态SBE值分别为68.94，18.87，其次为弱度间伐和中度间伐的林分，平均美景度最低的为对照区的林分，其加权SBE值和正态SBE值分别为61.37，-19.78;从曲线变化规律来看，不同间伐强度区林分的加权SBE和正态SBE具有一致性，经2种方法所得到的SBE值不存在交叉。为了解不同间伐强度林分间美景度的差异及间伐措施的效果，对美景度评价进行方差分析和事后检验，结果分别见表3，4。

图5 不同间伐强度美景度统计

表3 2种SBE方差分析

表4 S-N-K事后检验

从表3可知，不同分组间2种美景度的同组概率均为0.000＜0.01，说明不同分组林分间美景度差异极为显著，为了解其差异程度，对其进行事后检验，结果见表4。从方差分析及检验分组结果可看出:强度间伐区、中度间伐区、弱度间伐区美景度没有显著差异;从不同间伐强度林分美景度绝对值来看，间伐前林分的平均美景度最低，其加权SBE为61.752，最高的为强度间伐林分的林内景观，达68.939，与对照区林分相比提高了11.6%，因此强度间伐能更快提高林分美景度。

4 结论

徐州国家环城森林公园主要是以侧柏人工林为主的生态公益林，由于林分密度普遍偏大，树木长势弱，林下植被稀疏，生物多样性锐减，林分质量普遍较差，难以全面发挥生态功能。抚育间伐是提高徐州国家环城森林公园侧柏人工林质量、恢复林下植物多样性、增强森林生态系统功能一项基础性措施，也是对森林生态系统的重建、提升林分景观及实现森林可持续经营管理有效措施。

[1]梁 波，于艳华，翟爱进.徐州市侧柏林分改造措施[J].华东森林经理，2001，15(3):22-23.

[2]翟爱进，郝 囡.徐州市国有林场经营现状及其发展对策[J].华东森林经理，2013，27(2):11-13.

[3]白延华.徐州市森林生态系统存在的问题与对策[J].农家科技，2012(6):99.

[4]Daniel T C，Boster R S.Measurement landscape esthetics:The scenic beauty estimation method[R].Colorado，U S:Department of Agriculture，Forest Service，Rocky Mountain Forest and Range Experiment Station，1976.

[5]王晓俊.森林风景美的心理物理学评价方法[J].世界林业研究，1995，8(6):7-14.

[6]Vodak M C，Roberts P L，Wellman J D，et al.Scenic impacts of eastern hardwood management[J].Forest Science，1985，31(2): 289-301.

[7]董建文，兰思仁，林 洁，等.观光茶园景观美景度评价及营建技术[J].中南林业科技大学学报，2009，29(3):142-145

[8]艾亮杓.湖南省森林公园森林景观美学评价研究[D].长沙:中南林业科技大学，2011.

[9]张 杰.城市公园周边建设用地景观及环境控制研究[D].长沙:中南林业科技大学，2009.

[10]宇传华.SPSS与统计分析[M].北京:电子工业出版社，2007.