森林经营单位的选择对于构建森林群落健康指标评价体系十分重要，不同的森林经营单位有着不同的评价体系。森林经营单位包括林业局(林场)、林班、小班等；而小班是根据经营要求和林学特征，在林班内划出不同的地段(林地或非林地等)。划分出的小班，在内部具有相同的林学特征，因此，其经营目的和经营措施是相同的，它是林场内最基本的经营单位，也是清查森林资源、统计计算和资源管理最基本的单位(亢新刚，2001)。同时森林健康评价需要充分有效的数据信息作为基础，数据来源直接影响评估结果的可靠程度，小班卡片的资料信息全面且准确，符合了这一要求。因此，本研究以小班为评价单元，着力构建基于小班水平的森林群落健康评价指标体系，并对四川省阿坝州川西林业局301林场云杉、冷杉林进行健康状况评价。目前对川西米亚罗林区的天然林群落健康状况以及人工林恢复效益的了解非常缺乏，不利于该区域人工林的改造和进一步大规模生态恢复的进行。因此，通过对川西林业局301林场的云杉、冷杉林的群落健康状况研究，可以指导该地区的人工林抚育以及次生林改造，使人工林和次生林更好地向着健康的天然林方向发展。

1 研究区域和研究对象概况 1.1 研究区域概况

研究区位于四川省理县米亚罗林区，地理坐标31°24′—31°55′N，102°35′—103°4′E。位于青藏高原东缘褶皱带最外缘部分，具有典型的高山峡谷地貌。海拔高差悬殊，山峰一般在4 000 m以上，高差在2 000 m左右，坡度多在35°以上，甚至达60°~70°。岩石以古生带片岩、千枚岩、板岩及石灰岩为主。土壤以山地棕色灰化土、山地棕色森林土、山地褐土为主，其石砾、石块含量多，孔隙大，渗透性能强。气候受高原地形的决定性影响，属冬寒夏凉的高山气候。以海拔2 760 m的米亚罗镇为例，全年降水量700~1 000 mm，年蒸发量1 000~1 900 mm，年均气温6~9 ℃，极端高温32 ℃，极端低温-16 ℃，1月均温-8 ℃，7月均温12.6 ℃，≥10 ℃的年积温为1 200~1 400 ℃。此外研究区内有岷江水系一级支流——杂谷脑河。

该区森林植被垂直分布带明显，在海拔2 100 m以下为干旱河谷灌草植被，海拔2 100~2 500 m为落叶阔叶林带，海拔2 500~3 000 m为针阔混交林带，海拔3 000~4 000 m为亚高山暗针叶林带，4 100 m以上为高山灌木及草丛带。主要乔木有岷江冷杉(Abies faxoniana)、紫果云杉(Picea purpurea)、粗枝云杉(Picea asperata)、红桦(Betula albo-sinensis)、山杨(Populus davidiana)、川滇高山栎(Quercus aquifolioides)、高山松(Pinus densata)；主要灌木有杜鹃(Rhododendron spp.)、锦鸡儿(Caragana spp.)、箭竹(Fargesia spp.)、悬钩子(Rubus spp.)、白刺花(Sophora davidii)等。

1.2 研究对象概况

四川省阿坝州川西林业局301林场共有小班3 109个，林场面积为128 572.6 hm²。其中以云杉、冷杉为优势树种的小班数目共为1 916个，面积共为50 726.5 hm²。云杉、冷杉林小班数目为1 697个，面积共为44 039.9 hm²，其中云杉林小班数目为822个，面积为18 181.4 hm²；冷杉林小班数目为875个，面积为25 858.5 hm²。

云杉林分主要由紫果云杉、粗枝云杉组成的纯林或混交林，龄级主要为幼龄林、中龄林，地位级为Ⅰ~Ⅴ级，海拔为3 000~3 800 m。冷杉林分主要由岷江冷杉、冷杉(Abies fabric)组成的纯林或者混交林，龄级主要为成熟林、过熟林，地位级为Ⅴ级和Ⅴ级以上，海拔为2 400~4 000 m。

2 研究方法 2.1 评价指标体系的构建

本文的指标体系构建思路主要包括2个方面：1)按照系统论的观点和系统分析方法选择指标并建立指标体系，力求指标体系能够全面反映森林群落的特征和实质；2)在科学合理的前提下，力求指标体系在实际应用过程中方便、简捷，具有可操作性。

指标体系建立的原则包括4个方面：1)科学性原则(李金良等，2004；刘代汉等，2004)；2)可操作性原则(Bertollo，1998；Paul，2002；赵良平，2007)；3)系统性与层次性相结合的原则(赵良平，2007；吉林省国有林区可持续发展研究课题组，2000)；4)主导要素原则(宋新章，2004；高瑞馨，2005)。

目前，建立森林群落健康评价指标体系的方法主要有系统法、目标法和归类法等(王艳洁等，2001；郭建宏，2003；黄海霞，2002)。本文根据评价指标体系的指导思路和构建指标体系的原则，采用目标法，将森林小班的森林群落健康评价指标体系分成3个层次：目标层、准则层和指标层。

基于上述目标层，参照国内外现在常用的筛选指标的方法：如专家咨询法、理论分析法和频度分析法，以及对这几种方法进行综合的评价方法(袁少军等，1996；李朝洪等，2000；高瑞馨，2004；余波，2004)，构建森林群落健康评价指标体系。首先采取全面统计法，将森林小班卡上的所有信息转化为具体指标，体现了指标体系的全面性；然后，利用归类法对上述指标进行归类，将体现相同内涵的指标进行合并，而对于属于同一范畴的指标归入一类；最后，采用专家咨询法，对指标进行调整，得到森林小班水平的森林群落健康评价指标体系(表 1)。

2.2 指标基准值的确定方法

基准值实际上就是各个指标变量的标准值，确定基准值的方法有很多，可以是该描述指标实际值中最大值或最小值，也可以用该指标各实际值的平均数，或者参照国外同类指标来确定(鲁绍伟等，2006；马阿滨等，2004)。本研究主要采用定性和定量相结合的方法，各基准值的确定方法如下：郁闭度基准值的确定方法是对施业区内某一树种的所有郁闭度利用SPSS 16.0分2类进行快速聚类，得出郁闭度的2个分类终值，以分类终值中较大的数值作为郁闭度的基准值F_j，以分类终值中较小的数值作为郁闭度的低分值D_j。下木总盖度、地被物总盖度、幼树中建群种数量比例、更新等级、幼树幼苗生长情况的基准值确定方法与郁闭度的一样。单位面积活立木蓄积量的基准值是在同等地位级的条件下相同树种的标准单位面积蓄积量，资料来源于四川省林业厅勘察设计院于1963年编制的《林业调查用表》。建群种的平均胸径、建群种的平均树高的基准值的确定方法与单位面积活立木蓄积量的一样。

2.3 指标权重的确定方法

指标权重的确定有多种方法，如AHP Delphi法(高瑞馨，2005)、主成分分析法(张秋根等，2003)、最大熵值法(鲁绍伟等，2006)。常用的是AHP Delphi法确定权重，该方法识别问题的系统性强，可提高评价的简便性，但在专家咨询时，人为因素影响较大。为此，本文采用均方差决策综合分析方法。均方差决策反映随机变量离散程度最重要的也是最常用的指标是该随机变量的均方差。基本思路为：以各评价指标为随机变量，各指标的无量纲化值为该随机变量的取值，首先求出这些随机变量的均方差，将这些均方差归一化，其结果即为各指标的权重系数。具体步骤如下：

由于各指标的量纲不一样，所以不能直接将指标权重和指标观测值相乘来求综合指数。为此，需对各指标进行无量纲化处理，本文采用指数法(马阿滨等，2004)对各描述指标进行无量纲化。

1) 无量纲化

式中：C_ji为指标C_j的样本无量纲值；C′_ji为指标C_j的样本实际值；F_j为各指标的基准值。

2) 计算平均值

式中：E(C_j)为各指标的平均值；C_ji为指标C_j的样本无量纲值，n为样本数目。

3) 计算各指标的均方差

式中：S(C_j)为各指标的均方差，E(C_j)各指标的平均值，C_ji为指标C_j的样本无量纲值，n为样本数目。

4) 计算各指标的权重系数

式中：W(C_j)为各指标的权重系数，S(C_j)为各指标的均方差。

5) 计算各准则层的权重系数

式中：W(B_k)为各准则的权重系数，S(B_k)为各准则的均方差，即各准则内各指标均方差之和。

2.4 森林群落健康指数的计算方法

本研究采用指数法对各描述指标进行无量纲化。指数法就是将各描述指标的实际值与基准值进行对比，求得一个相对数(即单项评价指数或个体指数)，以此相对数作为该指标的评价值的方法。森林群落健康指数计算公式：

式中：H(C_i)为各小班森林群落健康指数；C_ji为指标C_j的样本无量纲值；W(C_j)为各指标的权重系数。

3 结果与分析 3.1 基准值、权重和健康指数的计算结果

根据录入的小班卡的信息，结合森林小班水平的森林群落健康评价指标体系，对9个指标进行量化和无量纲化处理，并按照上面提到的基准值和权重确定的方法，对其进行分别计算。计算结果详见表 2，其中，准则层权重由各准则层的权重系数计算公式算出，基准值和低分值是利用SPSS 16.0对指标分2类进行快速聚类得出，指标权重由各指标的权重系数计算公式算出。

森林群落健康等级的划定，主要利用聚类分析得来的基准值和低分值。以聚类结果中的比较小的聚类终值作为低分值的界限，将各指标的低分值除以基准值乘以权重系数，以此来划定不健康指数的界限。而健康指数以基准值为界限，将各指标的基准值除以基准值乘以权重系数，即为1(表 3)。

3.2 云冷杉林健康状况分析 3.2.1 云冷杉林健康现状及其分布图

四川省阿坝州川西林业局301林场面积云、冷杉林中健康林分占有比例最少，健康云杉林面积为2 513.3 hm²，占云杉林面积的13.82%(图 1)；健康冷杉林面积为376.7 hm²，占冷杉林面积的1.46%(图 2)。这些林分主要是由天然林中的中龄林和近熟林组成。

四川省阿坝州川西林业局301林场云杉、冷杉林中亚健康林分占到了很高的比例，亚健康云杉林面积为15 174.8 km²，占云杉林面积的83.46%；亚健康冷杉林面积为19 661.5 hm²，占冷杉林面积的76.03%。这些林分主要是由的一部分幼龄林、大部分成熟林和一部分过熟林组成。

四川省阿坝州川西林业局301林场云杉、冷杉林中不健康林分占到了较小的比例，不健康云杉林面积为493.3 hm²，占云杉林面积的2.71%；不健康冷杉林面积为5 820.3 hm²，占冷杉林面积的22.51%。这些林分主要是由的一部分云杉幼龄林、大部分冷杉过熟林组成。

3.2.2 云冷杉林健康现状原因分析

1) 研究区域的自然地理条件差  米亚罗林区内峡谷幽深，山体高大，坡谷陡峭，地形复杂，平均坡度多在30°~40°之间，大坡度达到60°左右，是典型的高山峡谷地貌。境内板岩、片岩、千枚岩等岩石的岩性松脆，易风化剥离，极易产生崩塌、滑坡和泥石流等自然灾害。按其海拔和生物气候条件，全区大致可分为河谷区、低中山区、中山区、高山区、寒冻风化区5个地貌类型区。而只有在海拔3 000~4 000(4 200)m时才为亚高山暗针叶林带。这些较差的自然地理条件造成了很多林分生长情况不良。

2) 早期的过度采伐后果严重  1998年9月，川西林业局301林场才启动了天然林保护工程，全面停止了天然林经营性采伐，林场的工作重心由此全面转向天然林保护的公益林建设和森林管护。在1999年10月开始实施了退耕还林(草)工程。在这短短的几年间，生态环境有了一些改善，但是早期大面积采伐造成的严重后果还没有完全改变，以至于很多林分为人工幼龄林或天然过熟林，林龄结构分布很不合理。

3) 人工抚育重视不够  川西林业局301林场内的大部分林分为亚健康林分。主要是对其基本不采取抚育措施，而适当的抚育措施能够很好地调整林分结构，使其向健康的方向发展。

4 讨论

1) 本文采用目标法，构建了一套评价森林群落健康的指标体系和评价方法。在森林经营单位的选择上思路独特。森林经营单位的不确定性给本研究造成了一定的麻烦。森林经营单位的大小变化很大，它取决于森林的行政机构、森林所有权或景观格局等。但是一般情况下，森林小班卡片是各个基层林业局或者林场都有的信息，所以选择了森林小班为研究的评价单元。因为森林群落健康状况评估需要充分有效的数据信息作为基础，数据来源直接影响评估结果的可靠程度。而森林小班卡片正是可以提供这样的全面的、可靠的数据。

2) 本文指标基准值的确定客观性强。从前人的研究(鲁绍伟等，2006；马阿滨等，2004；张秋根等，2003)可以看出，在确定指标的权重和基准值的时候大多采用了研究者自身的主观经验去确定，这样的基准值人为因素影响较强，难免失去客观性。所以本文首次尝试采用定性和定量相结合的方法。定性方面主要是引入国家有关标准、科研标准以及行业和地方相关有关规定(黑龙江省大兴安岭地区森林调查规划大队，1988；高山营林手册编辑委员会, 1985)。定量方面主要是利用多元统计分析如聚类分析来确定基准值。尽可能地降低人为因素的影响，使指标体系更具有说服力。

3) 本文构建的森林群落健康评价指标体系是基于森林小班水平，是对经营单位级的森林健康评价指标体系的一个探索，有待进一步完善。