林业科学  2007, Vol. 43 Issue (9): 144-149   PDF    
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贾黎明, 李效文, 郝小飞, 刘军朝.
Jia Liming, Li XiaoWen, Hao Xiaofei, Liu Junzhao.
基于SBE法的北京山区油松游憩林抚育技术原则
Principle of Tending Techniques on Recreational Forest of Pinus tabulaeformis in Beijing Mountainous Area by SBE Method
林业科学, 2007, 43(9): 144-149.
Scientia Silvae Sinicae, 2007, 43(9): 144-149.

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收稿日期:2007-03-16

作者相关文章

贾黎明
李效文
郝小飞
刘军朝

基于SBE法的北京山区油松游憩林抚育技术原则
贾黎明1, 李效文1, 郝小飞1, 刘军朝2     
1. 北京林业大学森林培育与保护重点实验室 北京 100083;
2. 北京市园林绿化局 北京 100029
关键词:油松    游憩林    美景度评价法(SBE 法)    抚育技术模式    
Principle of Tending Techniques on Recreational Forest of Pinus tabulaeformis in Beijing Mountainous Area by SBE Method
Jia Liming1, Li XiaoWen1, Hao Xiaofei1, Liu Junzhao2     
1. Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education, Beijing Forestry University Beijing 100083;
2. Beijing Municipal Bureau of Landscape and Forestry Beijing 100029
Abstract: In-forest landscapes of the middle-aged recreational forests of Pinus tabulaeformis on thick soil of Beijing lower mountainous area were evaluated by SBE method (scenic beauty estimation method) and the multivariate linear models for landscape evaluation and forecast between favor degrees and the factors of in-forest landscape were established using Quantitative TheoryⅠ in this paper. The suitable structure and the models of tending techniques of this kind of recreational forests were educed. The study shown that the scenic quality of the recreational forest of P.tabulaeformis should have been enhanced by quantitative tending techniques, including pruning dead branches and alive branches, cutting shrubs, thinning and so on. After tending, the perfect recreational forest of P.tabulaeformis in sunny slope should be with tree density below 1 100 tree·hm-2, the canopy density about 0.8, the height and coverage of shrub about 1.5 m and 30%, the height of alive branches between 2.5~4.0 m, a small change of vegetation under the canopy, and without deadwood. The perfect recreational forest of P.tabulaeformis in shady slope should be with the tree density about 1 500 tree·hm-2, the height and coverage of shrub below 1.0 m and 50%, the height of alive branches between 2.5~4.0 m, and without deadwood. The results of this paper should expect to offer the theory and techniques support of sustainable management of the middle-aged recreational forests of P.tabulaeformis in Beijing mountainous area, and also for reference to similar area of north of China.
Key words: Pinus tabulaeformis    recreational forest    scenic beauty estimation method(SBE)    mode of tending techniques    

游憩林是指具有合适开展游憩活动的自然条件和相应人工设施,以满足人们娱乐、健身、休息和观赏等各种游憩需求为目标的一种特种用途林(陈鑫峰等,2003),多指登山道路两边坡度不大、合适开展游憩活动的林分。当前北京市民经济富裕、闲暇时间增多,但生活和工作压力都很大,迫切需要通过开展山地型森林游憩等户外活动来陶冶身心、强身健体、缓解压力,因此需要开辟更多的森林公园、景区和提供更佳的森林景观供人们欣赏、游玩。国外对于森林景观的管理、设计十分重视,从上世纪80年代开始就对间伐强度、林窗面积、林分组成、林龄、林分密度、下木组成、地被物处理、枯倒木、采伐剩余物以及游人私密性需求与景观质量间的关系等进行了大量研究,但这些研究大多集中在与采伐相关联的各个环节上(Hull et al.,1986Tahvanainen et al.,2001Ribe,1990Ioanna et al.,2004Ruddell et al.,1989Tyrvainen et al.,2001Hammitt,2000)。国内则多在风景游憩林分类、景观质量分级、总体经营原则等游憩林经营方面进行研究。本课题组曾对北京山区未区分树种的林内景观进行评价,研究表明适宜开展游憩的林分应当是无枯倒木、乔木自由排列、林下层统一、无明显枯落枝、无采伐和抚育堆积物、干形通直、坡度小的健康森林(陈鑫峰等,2003贾黎明等,1999),但对以提高游憩林分美景度和满意度的抚育理论和技术模式研究较少。

北京市山区大规模的油松造林始于20世纪50—60年代,现在已成为该地区最重要的生态公益林之一。面积为59 816.8 hm2,占全市公益林面积比例约17.4%(马履一等,2005)。其中中龄林、近熟林阶段的油松又占到其53.2%。本文在前期研究的基础上,以适宜开展游憩活动的低山、坡度25°以下、厚土上的年龄在37~51 a的油松游憩林为研究对象,研究油松游憩林的合理林分组成,由此分析得出抚育技术模式,为北京山区中龄油松游憩林的可持续经营提供理论指导和技术支持,并为华北相似地区的油松游憩林经营提供借鉴。

1 研究地概况

本研究样地设在北京西山国家森林公园以及昌平龙山、密云穆家峪等地区。该区气候属于暖温带半湿润大陆性季风气候,年平均气温12.5 ℃,年平均降水量614.1 mm。该区现有林分类型主要是人工栽培的油松(Pinus tabulaeformis)、侧柏(Platycladus orientalis)、栎类林(Quercus)、刺槐(Robinia pseudoacacia)等,以及山桃(Amygdalus davidiana)、栎类等天然次生林;灌木丛主要由荆条(Vitex negundo var. heterophylla)、酸枣(Ziziphus jujube var. spinosa)、孩儿拳头(Grewia biloba var. parviflora)、三裂绣线菊(Spiraea trilobata)、小叶鼠李(Rhamnus parvifolia)、蚂蚱腿子(Myripnois dioica)等植物组成;草本主要由丛生隐子草(Cleistogenes caespitosa)、求米草(Oplismenus undulatifolius)、大油芒(Spodiopogon sibiricus)、中华卷柏(Selaginella sinensis)、益母草(Leonurus japonicus)、狗尾草(Setaria viridis)、鬼针草(Bidens bipinnate)、细叶苔草(Carex rigescens)等组成。

2 研究方法 2.1 SBE法介绍

本研究采用的SBE法又称美景度评价法,其评价结果是由景观本身的特征和评价者的审美尺度2个方面决定的,是在景观评价中应用多且公认有效的一种心理物理学方法。心理物理学理论的一个重要假设是人们对事物的判别具有相对的一致性,因此对美景度的判别也具有相对一致性。SBE值是评判者在瞬间(10 s以内)对景观照片的反映,许多研究已经表明现场评价与室内评价之间、不同类型评价者之间没有明显的差异,并在照片数量、拍摄方法条件等方面也作出了一定的规定(Arthu, 1977; Buhyoff et al.,1982; Linton, 1988; 俞孔坚, 1988贾黎明等, 1999王雁等, 1999翟明普等, 2003陈鑫峰等,2003)。只要按照统一的标准保证评价所用到景观照片的基础一致,依据公众评价得出的喜好度评价结果就具有很高的可靠性。

2.2 具体步骤

按照SBE的标准方法和各个步骤的标准,依次进行了样地详细情况调查、景观照片获取、评价照片选择、景观评价、景观因子分解、数据标准化处理和模型建立等工作(陈鑫峰等,2003贾黎明等,1999欧阳勋志,2004)。研究选择7级喜好度衡量标准,即很喜欢、喜欢、较喜欢、一般、不太喜欢、不喜欢、很不喜欢,对应的得分值依次为3、2、1、0、-1、-2、-3。组织了179名不同专业同学对57个阳坡油松和50个阴坡油松样地的林内景观进行了评价。最后应用“数量化理论Ⅰ”,建立喜好度评价、预测模型。其中油松游憩林景观因子分解见表 1

表 1 油松游憩林景观因子分解 Tab.1 The landscape factors analysis table of the recreation forest of P.tabulaeformis
3 结果与分析 3.1 低山阳坡厚土油松游憩林

1) 景观模型  影响阳坡油松林内景观的因子共有13个,在模型建立过程中共进行7次运算,按照优先剔除偏相关系数小的、保留可解释性强的因子等原则,逐步剔除“胸径变异系数”、“平均胸径”、“优势种比例”、“年龄”、“灌草总盖度”和“株高”,用保留的7个因子的1 9个类目建立的景观模型如下:

计算所得F=2.323,对应的P=0.022 < 0.05,所以7个景观因子与喜好度之间的线性关系是显著的,可以建立线性模型。

表 2各项目在模型中的贡献率百分比可以看出,“灌木层盖度”对喜好度的贡献最大,然后依次为“郁闭度”、“平均第1活枝高”、“灌木层高度”、“枯枝明显度”、“林下层统一度”和“密度”。

表 2 阳坡油松游憩林景观模型各类目得分值 Tab.2 The coefficient value of items in landscapes estimation model of recreational forest of P.tabulaeformis in sunny slope

2) 抚育技术措施  依据表 2中同一项目下不同类目的系数值大小,可以得出林分在系数值最大的类目时具有最高的喜好度。进一步得出阳坡油松游憩林林内景观抚育技术原则具体如下。

① 去掉树干上所有死枝和林内枯倒木  枯枝和林内枯倒木的存在使林内呈现衰败、萧落的感觉,降低喜好度。且随枯枝量和枯倒木的增加,喜好度降低。要想提高喜好度,应当首先全部去掉树干上枯枝、枯倒木和林内明显枯落大枝,并清理出林地或打碎平铺。

② 抚育灌木层高度、盖度分别到1.5 m左右、30%以下  评判表明,林分中灌木层的高度和盖度分别在1.5 m左右、30%以下时具有较高的喜好度,这是因为这时的林分具有较高的通透度和可及度。虽然从评判结果看,高于1.5 m的灌木层具有更高的喜好度,但过高的灌木会显著降低林内的通透度和可及度,因此综合来看应将灌木层高度控制在1.5 m左右。

③ 平均第1活枝高在2.5~4.0 m之间  评判表明,“平均第1活枝高”以2.5~3.0 m为最好,3.0~4.0 m稍次之,2.5 m以下则是最差。在此年龄段低山阳坡油松游憩林抚育中,参照林木生长现实情况将活枝高修到2.5~4.0 m之间,并使活枝高度有一定变化,以获得不受压抑的空间感受和视觉上的自然美感,从而提高林内喜好度。

④ 林内总密度应在1 100株· hm-2以下, 郁闭度可以保留在0.8左右  评判表明,密度在1 100株·hm-2以内的林分具有较高的喜好度。油松林密度小时,林木树冠伸展,林内光线充足,自然枯枝少,可以获得较高喜好度。综合郁闭度来看,评价得出阳坡油松林分的郁闭度以0.8~0.9最好,其次是小于0.6。因此最适合游憩的油松林应该是密度较低,但树冠较大而具有较高郁闭度的林分。

⑤ 维持统一的林下层  评判表明统一的林下层都能使林内景观喜好度提高,减少杂乱的感觉。

3) 低山阳坡厚土油松游憩林抚育技术模式  依据以上分析得出适宜开展游憩的地段的低山阳坡油松游憩林抚育技术模式:

① 清枯  间隔3~5年进行卫生伐,全部清理林内枯倒木、濒死木,并将林内明显枯落枝和堆积物清理出林地或打碎平铺。

② 修枝  间隔3~5年清理一次游憩林内树干上所有死枝,并将活枝下高抚育到2.5 ~4.0 m之间。修枝的时间可定在早春。在施工中应将各林木的第一活枝高抚育到不同高度,不可整齐一致。

③ 间伐  根据林分的实际情况,少量多次间伐,将林分总密度调整到1 100株·hm -2以下,郁闭度调整到0.8左右。间伐木可选择为濒死、被压、歪倒、不健康、弱小、严重偏冠等景观有害木。

④ 割灌  间隔1~2年,割除游憩林内高大灌木,调整灌木高度和盖度,将高度调整到1.5 m左右,盖度维持在30%以下,并营造较统一的林下层。对于萌蘖力强的孩儿拳头和荆条来说,可以在初春从灌丛根茎处割除,注意应平割,防止留茬伤人。但要注意保留更新树种和稀少灌木。

依据上述标准,低山阳坡厚土上油松游憩林的喜好度可最高调整到2.942,抚育成林内景观统一、光照良好、冠型优美、可及性和透视性高的游憩林,并最终形成高大油松的优美景观。

3.2 低山阴坡厚土油松游憩林

1) 景观模型  影响阴坡油松林内景观的因子共有13个,在模型建立过程中共进行7次运算,按照优先剔除偏相关系数小的、保留可解释性强的因子等原则,逐步剔除“枯枝程度”、“平均胸径”、“灌草总盖度”、“年龄”、“林下层统一度”和“郁闭度”,用保留的7个因子的16个类目建立的景观模型如下:

计算所得F=2.859,对应的P=0.011 < 0.05,所以7个景观因子与喜好度之间的线性关系是显著的,可以建立线性模型。

表 3各项目在模型中的百分比可以看出,“灌木层高度”对喜好度的贡献最大,然后依次为“平均第1活枝高”、“密度”、“优势种比例”、“灌木层盖度”、“株高”和“胸径变异系数”。

表 3 阴坡油松游憩林景观模型各类目得分值 Tab.3 The coefficient value of items in landscapes estimation model of recreational forest of P.tabulaeformis in shady slope

2) 抚育技术措施  依据表4中同一项目下不同类目的系数值大小,可以得出林分在系数值最大的类目时具有最高的喜好度。进一步得出阳坡油松林林内抚育技术具体如下:

① 去掉树干上所有死枝和林内枯倒木  由于所取样地的枯枝程度并无很大变化,所以在建立模型之初就被剔除。但在低山阴坡厚土的抚育中仍首先去除树干上枯枝、枯倒木和林内明显枯落大枝,消除林内衰败的迹象。

② 抚育灌木层高度、盖度分别到0.5 m以下、50%左右  评判表明,阴坡油松的喜好度在灌木高度和盖度分别在0.5 m以下和50~80%时最高,并随灌木层高度的增加而降低。在实际管理中可将灌木的盖度控制在下限区域,以保证具有较高的林内可及度。

③ 平均第1活枝高要抚育到2.5~4.0 m之间  评判表明,平均第1活枝高以2.5~3.0 m为最好,3.0~4.0 m次之。在此年龄段低山阴坡油松游憩林管理中,参照林木生长现状将活枝下高修到2.5~4.0 m之间,并保持高度上的变化性,以获得不压抑的空间感受和视觉上的自然美感,从而提高林内喜好度。

④ 林内总密度应在1 500株·hm-2左右  评判表明,较大密度的阴坡油松林具有较高的喜好度。可能原因是较大密度的油松林能抑制林内灌木的生长,因而具有比小密度更高的喜好度。

⑤ 林地内保留较高的油松树种比例。

⑥ 培育高大的油松,提高林内景观价值。

3) 低山阴坡厚土油松游憩林抚育技术模式  依据以上分析得出适宜开展游憩地段的低山阴坡油松游憩林抚育技术模式:

① 清枯  间隔3~5年进行一次卫生伐,清理林内枯倒木、濒死木,并将林内明显枯落枝和堆积物清理出林地或打碎平铺。

② 修枝  间隔3~5年清理一次游憩林内树干上所有死枝,并将第1活枝高抚育到2.5~4.0 m之间。修枝的时间可定在早春。在施工中应使得各林木第1活枝下高要有变化,不可整齐一致。

③ 间伐  根据林分的实际情况,少量多次间伐,将林分总密度调整到1 500株·hm-2左右。间伐木可选择为濒死、被压、歪倒、不健康、弱小、严重偏冠等景观有害木,并保留较高比例的油松。

④ 割灌  间隔1~2年,割除游憩林内高大灌木,调整灌木高度和盖度,将高度调整到0.5 m以下,盖度维持在50%左右。对于萌蘖力强的孩儿拳头和荆条来说,可以在初春从灌丛根茎处割除,注意应平割,防止留茬伤人。但要注意保留更新树种和稀少灌木。

依据上述标准,低山阴坡厚土上的油松游憩林的喜好度可最高调整到2.400,抚育成林内景观较统一、冠型优美、可及性和透视性高的游憩林。

4 结论与讨论

1) 在适宜开展林下游憩的中龄低山厚土油松林地内,实施清枯枝、修活枝、间伐、割灌等定量抚育措施,根据林分生长情况采取不同的抚育技术组合,以丰富林内景观的多样性、提高林内景观的统一度、增加林内的舒适度、加快林木生长,为游憩活动的开展提供适宜的林分条件。

2) 在这2个景观模型中,“胸径变异系数”和“平均胸径”对林分喜好度的贡献不大或没有,分析其原因是北京山地此年龄段内油松林平均胸径都在10~20 cm之间,所以不能充分表达出径阶大小对喜好度的影响。在同一次评价中也选用的大胸径、挺拔的老龄油松林,都得到很高的喜好度值。所以在实践中还是要尽量培育大胸径的林分。

3) 在低山阴坡厚土油松景观模型的评价中,由于所取样地的郁闭度并无很大变化,所以在建立模型之初就被剔除。但笔者在研究中发现,保证林内一定强度的光线和大小不一的光斑对游憩者心理有很大的影响,所以在低山阴坡厚土油松游憩林经营抚育之中仍坚持郁闭度在0.7~0.8为宜。

4) 林下层统一度是为了反映林分下层的统一性和变异特征,主要从灌草的出现情况和整齐情况来考虑。变化太明显的林下层会使林内显得杂乱无章,使游人产生视觉的杂乱。

5) “灌草总盖度”与“林下层统一度”、“灌木层盖度”两者之间没有必然的联系。在对林下灌木层的高度和盖度进行抚育管理时,应考虑如何增加草本的盖度,增加游憩林的抗踩踏和生态环保能力。

6) 从游憩林的建设目标来说,是为游人提供娱乐、消遣、游玩的地方,使游人在其中驻足休息、倾听松涛鸟鸣、感受森林幽静和馨香。但郊区山地游憩林与城里公园不完全一样,山地游憩林除了一般的景观视觉效果以外,更重要的是体现自然野性的特点,使人们感受到回归自然的感觉。因此在抚育管理中不可“一刀切”,在人工管理下仍体现出自然生长的差异。

7) 由于抚育措施和游人增加对林内生物多样性、生态稳定性等生态效果的影响,抚育技术实施后的景观效果必须通过长时间的观测才可以得出,所以有必要进一步对抚育林分进行持续的观测和研究,以检验抚育效果,从而为北京市山区油松游憩林的抚育管理提供科学的理论依据和技术支持。

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