免费文献传递   相关文献

Structure characteristics and health distance assessment of various disturbed communities of Korean pine and broadleaved mixed forest in Changbai Mountains

受干扰长白山阔叶红松林林分结构组成特征及健康距离评估



全 文 :受干扰长白山阔叶红松林林分结构组成特征
及健康距离评估 3
代力民1  陈 高1  邓红兵2  姬兰柱1  郝占庆1  王庆礼1
(1 中国科学院沈阳应用生态研究所 ,沈阳 110016 ;2 中国科学院生态环境研究中心 ,北京 100085)
【摘要】 通过样地调查对不同干扰方式产生的过伐天然林、次生白桦林和人工落叶松林等群落的结构组
成进行分析和分类探讨 ,并选取能够表征结构完整性和稳定性的一些指标因子 ,利用健康距离法对长白山
阔叶红松林区的森林生态系统健康进行了评估实践 ,结果按顺序依次为 :原始阔叶类 0114 < 结构转换型
0123 < 结构保留型 0132 < 结构破坏型 0133 < 严重干扰类型 0144 < 次生白桦林 0153 < 人工落叶松林
0168. 以期对阔叶红松林生态系统的恢复和区域林业可持续发展提供参考.
关键词  生态系统健康  评估  健康距离  阔叶红松林  干扰
文章编号  1001 - 9332 (2004) 10 - 1750 - 05  中图分类号  X171. 1 ,Q149  文献标识码  A
Structure characteristics and health distance assessment of various disturbed communities of Korean pine and
broadleaved mixed forest in Changbai Mountains. DAI Limin1 , CHEN Gao1 ,DEN G Hongbing2 ,J I Lanzhu1 ,
HAO Zhanqing1 , WAN G Qingli1 ( 1 Institute of A pplied Ecology , Chinese Academy of Sciences , S henyang
110016 , China ; 2 Research Center f or Eco2Envi ronmental Sciences , Chinese Academy of Sciences , Beijing
100085 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2004 ,15 (10) :1750~1754.
Through samples investigation ,this paper analyzed and classified the community structures of overcutting original
forests ,secondary birch forests and larch plantation forest under different disturbances. At the same time ,some
indexes which can reflect the integrity and stability of stand structure were selected. Health Distance ( HD)
method ,a new idea ,was attempted to assess ecosystem health of Korean pine and broadleaved mixed forest in
Changbai Mountains. The results showed that the health degree was in order of original broadleaved stand
(0114) < structure switched stand (0. 23) < structure reserved stand (0. 32) < structure destroyed stand (0. 33)
< heavy disturbed stand (0. 44) < secondary birch stand (0. 53) < larch plantations (0. 68) . Hopefully ,it will be
a helpful reference on the restoration of Korean pine and broadleaved mixed forest and on the regional forestry
sustainable development .
Key words  Ecosystem health , Assessment , Health distance , Korean pine and broadleaved mixed forest , Dis2
turbance. 3 国家自然科学基金项目 (70373044 ,30170744) 和国家科技攻关资
助项目 (2002BA516A20 ,2001BA510B07) .3 3 通讯联系人.
2004 - 01 - 09 收稿 ,2004 - 06 - 18 接受.
1  引   言
阔叶红松林主要分布在中国东北东部中低山区
的长白山、完达山、小兴安岭一带 ,是世界上已为数
不多的大面积原生针阔混交林 ,其结构复杂、组成独
特、生物多样性丰富 ,是东北东部山地典型的地带性
植被[9 ] . 以红松和一些珍贵的阔叶树种组成的天然
阔叶红松林是重要的木材资源、基因资源和环境资
源 ,是无价的自然资源和自然财富[9 ] . 由于遭到长
期的林业采伐、火灾、农地开发、拓荒、采集松子、猎
取动物及它资源等各种形式的干扰 ,天然红松阔叶
林资源逐年锐减 ,原始阔叶红松林几乎荡然无存 ,仅
在几个自然保护区和高山陡坡等偏远地区才能见
到 ,取而代之为大量次生林和人工林. 红松也成为
81 种世界级濒危树种之一[3 ] . 因此 ,有必要从生态
系统健康的角度来认识、保护和恢复及科学利用阔
叶红松林.
生态系统健康评估研究是 21 世纪生态系统健
康学研究的主要内容和迫切任务之一[2 ,6 ,12 ,14 ,15 ] ,
好的可操作的评估理念和技术手段一直是学者们探
讨的热点[5 ,8 ,10 ,17 ] ,由于生态系统自身的复杂性 ,关
于具体生态系统的健康评估实例现在还不多
见[4 ,13 ] .生态系统健康可以理解为生态系统自身的
结构和功能的完整与保持 ,即其结构和功能没有受
到人为的破坏性干扰[7 ,11 ] . 群落结构是一个生态系
统的基础 ,其完整性和稳定性方面的指标是众多健
康监测和评估计划的重点[1 ,16 ] ,本文以目前长白山
阔叶红松林生态系统分布区原始天然林和各种广泛
的干扰类型为对象 ,进行群落结构组成和功能调查 ,
应 用 生 态 学 报  2004 年 10 月  第 15 卷  第 10 期                               
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Oct . 2004 ,15 (10)∶1750~1754
并利用健康距离方法选取部分表示结构完整和稳定
的指标对不同干扰模式下的阔叶红松林生态系统结
构组成健康进行评估实践.
2  研究地区与研究方法
211  研究地概况
调查工作于 2000~2002 年开展 ,集中于长白山北坡的
长白山自然保护区东北端以及邻近的白河林业局红石林场
内 ,样地海拔分布为 660~870 m ,位于 128°03′3314″~128°
29′5819″E 和 42°16′3713″~42°24′0810″N 之间 ,属长白山典
型的阔叶红松林分布区.
212  调查取样
调查选取没有受过人为砍伐等干扰仍保持原始状态的
阔叶红松林类型 5 块 ,原始阔叶类型 2 块 ,1990~2000 年间
经过不同强度和次数砍伐的各干扰林分 12 块 ,皆伐或火烧
迹地演替的次生白桦林 7 块 ,皆伐迹地人工营造落叶松林 3
块 (10、15 和 25 年) 等一共 29 块样地 ,共设置 20 m ×30 m
样方 29 块. 每一样地分为 6 个 10 m ×10 m 的小样方. 调查
内容包括样地的基本状况 ,如经纬度、海拔、坡度、坡向、林分
郁闭度、灌草总盖度等. 植被调查以小样方为单位 ,对高度 >
113 m 的乔木进行每木检尺 ,记载其树种、胸径、树高和生长
状况 (腐倒木、枯立或正常) ,优势树木进行年轮取样. 对林内
灌木及草本植物 ,分种记载其种类、多度、盖度、平均高度、株
数、小生境状况 (如生长于倒木上或林窗内等) . 同时进行凋
落物取样和土壤取样分析各种理化性质.
213  计算方法
21311 结构组成分析
结构组成分析采用如下的一些公式 [18 ] :
相对多度 = 某一种植物个体同一生活型植物个体总数 ×100 (1)
频度 = 该种植物出现的样方数所调查的样方总数 ×100 (2)
相对频度 = 某一种植物的频度所有种的频度总和 ×100 (3)
相对显著度 = 该种的胸面积之和所有种个体胸面积总和 ×100 (4)
乔木树种的重要值 = (相对多度 + 相对显著度 +
相对频度) / 3 (5)
21312 健康距离法计算公式  在‘森林生态系统健康评估
( I) :模式、计算方法和指标体系’一文中曾经给出森林生态
系统健康评估方法 ———健康距离 ( HD) 法及其计算公式 ,指
出健康的度量可采用健康距离 ( HD) 来表示 ,健康距离表示
受干扰生态系统 (或群落) 的健康程度偏离模式生态系统的
健康程度 (背景值状态) 之间的距离 ,可用于解释生态系统
(或群落)的健康评估计算. 计算公式如下 :假设 A 和 B 是两
个生态系统 , X1 , X2 ,1111 X n 是 A 与 B 的共同特征 ,为所采
用的评价健康的指标 ; A 到 B 的绝对距离为 B ( xi) - A ( xi)
( i = 1 ,2 ,111111 n) , A 到 B 的 相 对 距 离 为 [ B ( x i) -
A ( x i) ]/ A ( x i) ,即Δ( A , B) / A ; 反之 , B 到 A 相对距离为
[ A ( x i) - B ( x i) ]/ B ( x i) ,即Δ( B , A ) / B . 评价指标的权重
为 k1 , k2 ,111 kn ( k1 + k2 + 111 + kn = 1) , A 到B 的综合距离
HD ( A , B) = 6n
i = 1
B ( x i) - A ( x i)
A ( x i) Ki ,就是 A 到B 的相对
综合的健康距离 HDAB .
214  指标体系
针对各种受干扰长白山阔叶红松林的过伐天然林、次生
白桦林和人工落叶松林林分 ,从结构完整性和稳定性角度出
发选取适宜的能表征结构特征的部分组织结构和功能指标.
这些指标完全可以通过样地的实地调查数据来表达 ,不存在
数据的系统误差和匹配的问题. 数据格式可直接用数值度
量 ,也可采用定性评分法对指标进行数量化 ,将指标分为若
干个等级. 本文选取的具体指标为指标 1 :林分垂直层次 ;指
标 2 :林窗和不同年龄结构的斑块 ;指标 3 :腐倒和枯立木数
量、种类和分解级 ;指标 4 :主林层指示乔木种径级比 (以 15
cm 为分级单位) ;指标 5 :乔木层径级变差 (以 15 cm 为分级
单位) ;指标 6 :红松、椴树、臭松、水曲柳等 ;指标 7 :植被截
流、枯落物和土壤蓄水量 (cm) ;指标 8 :固定 CO2 和释放 O2 (t
·年 - 1) ;指标 9 :生物现存量 (t·hm - 2) .
3  结果与分析
311  群落结构组成及特征分类
对所调查的各群落结构组成按公式 1~5 进行
分析 ,表 1 是重要值表示的各群落树木结构组成.
原始天然的阔叶红松林类型 1~5 都是以红松
和紫椴成分为主针阔混交类型 ,属于典型的长白山
阔叶红松林类型 ,其主林层和亚主林层都占 3 层以
上 ,3 和 4 有一定的其它针叶成分 (臭松) . 5 和 7 都
是二道江江边的护岸林 ,但 7 生长在河边 ,生境为低
洼的河滩湿地 ,根据年轮取样和资料判定该林分有
200 多年的历史. 但演替层 ( H > 215 m) 以上一直没
有出现红松 ,主要由阔叶树种组成. 样地 6 处于石头
分布较多 ,地势低易积水 ,因此 6、7 和原始的 1~5
在树种结构组成上存在一定差异 ,它们的红松含量
不高 ,甚至没有 ,但它们都属于天然原始群落类型 ,
没有受到人为的干扰 ,可将它们作为原始阔叶类 ,这
表示阔叶红松林生态系统分布区生境结构的复杂
性 ,也造成健康评估的复杂性.
20~26 类型的各样地属于白桦山杨林系列 ,都
含一定的白桦成分 ,但比重不一. 其中 20、21 和 22
的白桦山杨主林层的比重超过 60 % ,23 和 24 约占
50 % ,25 和 26 相对较少 ,26 的白桦还没有进入主林
层. 其它阔叶成分发展迅速. 根据资料和树木年轮调
查确认 :样地 20~21 ,及样地 23~24 分别是在 1930
和 1940 年左右经过火灾干扰后形成的 ,样地 22 是
1920 年左右 ,样地 25 和 26 是 1960 年左右修建道
路人为砍伐干扰后的迹地更新产生的 . 可能砍伐迹
157110 期         代力民等 :受干扰长白山阔叶红松林林分结构组成特征及健康距离评估            
表 1  各群落建群种组成
Table 1 Dominant species of every community
群落号 3 类型 Type 植被组成 (胸径≥8 cm 的树木) Vegetation composition (breast dia1 ≥8 cm)
1 天然林 红松 311 + 水曲柳 2 + 紫椴 117 + 色木槭 115 + 假色槭 111 + 蒙古栎 016
2 Natural forest 红松 312 + 紫椴 213 + 色木槭 113 + 水曲柳 112 + 假色槭 019 + 糠椴 016 + 蒙古栎 015
3 红松 317 + 千金榆 117 + 紫椴 116 + 白牛槭 019 + 胡桃楸 014 + 扭筋槭 014 + 沙松 014 + 其它 019
4 红松 213 + 色木槭 114 + 千金榆 113 + 假色槭 112 + 臭松 111 + 紫椴 111 + 白桦 016 + 其它 110
5 红松 213 + 色木槭 211 + 大青杨 112 + 红皮云杉 018 + 臭松 016 + 蒙古栎 016 + 白牛槭 015 + 其它 119
6 紫椴 213 + 怀槐 118 + 红松 111 + 水曲柳 111 + 色木槭 1 + 白桦 017 + 蒙古栎 016 + 暴马丁香 015 + 其它 019
7 怀槐 214 + 蒙古栎 118 + 紫椴 115 + 黄菠萝 113 + 暴马丁香 019 + 扭筋槭 015 + 色木槭 015 + 其它 111
8 择伐林 紫椴 219 + 红松 119 + 裂叶榆 117 + 千金榆 113 + 色木槭 018 + 沙松 017 + 白牛槭 015 + 假色槭 014
9 Selective cuttingforest 红松 216 + 紫椴 2 + 色木槭 112 + 水曲柳 1 + 白牛槭 017 + 臭松 016 + 胡桃楸 016 + 沙松 016 + 其它 017
10 红松 218 + 胡桃楸 114 + 色木槭 113 + 裂叶榆 112 + 千金榆 1 + 白桦 014 + 臭松 014 + 黄菠萝 014 + 其它 111
11 色木槭 316 + 红松 217 + 白牛槭 1 + 紫椴 1 + 假色槭 018 + 千金榆 016 + 蒙古栎 014
12 红松 4 + 裂叶榆 216 + 白牛槭 115 + 色木槭 113 + 千金榆 015
13 臭松 315 + 紫椴 118 + 色木槭 115 + 胡桃楸 112 + 枫桦 1 + 蒙古栎 015 + 红松 014
14 臭松 311 + 紫椴 114 + 红松 113 + 假色槭 111 + 千金榆 017 + 裂叶榆 016 + 色木槭 015 + 其它 113
15 臭松 3 + 红松 111 + 色木槭 019 + 白牛槭 018 + 蒙古栎 018 + 假色槭 017 + 胡桃楸 016 + 其它 211
16 胡桃楸 117 + 紫椴 114 + 红松 111 + 裂叶榆 1 + 色木槭 019 + 春榆 017 + 蒙古栎 017 + 枫桦 016 + 其它 119
17 紫椴 212 + 黄菠萝 114 + 臭松 111 + 胡桃楸 111 + 色木槭 1 + 红松 019 + 暴马丁香 015 + 其它 118
18 紫椴 216 + 红松 2 + 色木槭 119 + 假色槭 115 + 臭松 019 + 白桦 016 + 白牛槭 015
19 紫椴 211 + 红松 118 + 假色槭 117 + 臭松 116 + 枫桦 112 + 蒙古栎 016 + 色木槭 015 + 其它 015
20 次生白桦林 白桦 612 + 紫椴 113 + 山杨 112 + 假色槭 014 + 其它 019
21 Secondary 白桦 814 + 山杨 111 + 黄榆 015
22 birch forest 白桦 315 + 山杨 116 + 怀槐 112 + 蒙古栎 1 + 黄菠萝 017 + 长白落叶松 016 + 其它 114
23 白桦 318 + 蒙古栎 215 + 紫椴 111 + 怀槐 018 + 色木槭 016 + 红松 014 + 其它 018
24 白桦 318 + 长白落叶松 216 + 紫椴 113 + 水曲柳 017 + 蒙古栎 015 + 其它 111
25 白桦 319 + 黄菠萝 114 + 色木槭 112 + 紫椴 111 + 长白落叶松 1 + 山杨 017 + 扭筋槭 015 + 其它 012
26 白桦 115 + 怀槐 115 + 蒙古栎 115 + 山杨 113 + 水曲柳 113 + 紫椴 113 + 花曲柳 1 + 黄菠萝 014 + 其它 012
27 人工林 长白落叶松 718 + 大黄柳 018 + 枫桦 017 + 山杨 017
28 Larch plantation 长白落叶松 414 + 白桦 114 + 枫桦 113 + 大黄柳 018 + 香杨 018 + 春榆 016 + 其它 017
29 长白落叶松 712 + 白桦 116 + 青楷槭 015 + 枫桦 014 + 山杨 0143 Community No1
表 2  29 个样地的结构分类结果表
Table 2 Structural classif ication of 29 plots
A B C D E F G H
样地号 No1 1 ,2 ,3 ,4 ,5 6 ,7 8 ,9 ,10 ,11 12 ,13 ,14 ,15 16 ,17 18 ,19 20~26 27 ,28 ,29
A :原始阔叶红松林类型 Original broadleaved and Korean pine mixed forests ;B :原始阔叶类型 Original broadleaved stands ;C :结构保留类型 Struc2
ture reserved forests ;D :结构转换类型 Structure switched forests ; E :结构破坏类型 Structure destroyed forests ; F :严重干扰类型 Heavy disturbed
forests ; G:次生白桦林系列 Secondary birch forests ; F)人工落叶松林系列 Larch plantations1 下同 The same below1
地保留了阔叶树种的幼苗和幼树 ,在相对于火灾迹
地的更新和发展方面 ,样地 22 和 25、26 在结构组成
上更加接近原始类型 ,自然恢复的较 20~21 和 23
~24 要快. 这在时间序列上给研究提供了一种比较
的实例. 最后三种样地 27~29 是皆伐迹地人工营造
的落叶松林 ,主林层 ( H ≥18 m)和亚主林层 (18 m >
H > 10 m)主要由落叶松占据 ,但混有一定数量的演
替先锋树种 ,如白桦、枫桦、柳、山杨等. 同时演替层
和更新层 ( H < 215 m) 出现了大量的黄菠萝、水曲
柳、椴树、各种槭树和榆类等阔叶树种 ,甚至少量的
红松 ,表现出良好的恢复和向原生类型靠近的发展
趋势. 主要因为周围存在阔叶红松林的群落 ,提供了
良好种源. 这也是作为地带性顶极的阔叶红松林具
有很高的弹性 (自我恢复)或稳定性的一种表现.
其它不同年代和不同强度择伐干扰产生的类
型 ,情况较复杂. 林业生产中 ,由于对红松、紫椴、水
曲柳等树种的选择性砍伐或保留 ,造成多种情况的
出现 ,经过分析结构组成 ,可归纳为如下 4 种类型 ,
分类结果见表 2 :1) 基本保持原有阔叶红松林结构
特征的 (样地 8~11)只是具体的红松和其它阔叶树
种的比例有所起伏 ,称之为结构保留类型 ;2)针叶树
种红松比例很高的样地 (12) 或臭松很高的样地 (13
~15) ,称之为结构转换类型 ;3)红松比例明显下降 ,
阔叶类树种占优的类型 (16 和 17) ,称之为结构破坏
类型 ;4)基本保持原有阔叶红松林结构特征的 ,但强
度干扰造成主林层消失的 (18 和 19) ,称之为严重干
扰类型.
4 种类型的分类基于林业生产对优势树种的定
向选择 ,不同的砍伐方式造成群落不同的结构组成 ,
对群落今后的恢复速率和生态质量也产生决定性影
响.第四种类型其实与第一种类型结构组成相似但因
干扰强度过大 ,主林层消失. 不同的干扰后果将会对
群落的结构恢复产生影响.在向健康的原始类型方向
恢复的过程中 ,结构合理的群落能保留更多的健康特
2571                    应  用  生  态  学  报                   15 卷
征 ,如群落的小生境特征、其它赖以生存的生物种群
等.这样与原始类型就能更加接近 ,恢复力要高.
312  调查群落的结构健康评估
表 3 是各个干扰类型对应的各个指标的具体数
量值. 表 4 是类别平均值. 表 5 是健康距离法计算的
结果. 从表 5 可知 ,原始阔叶类、结构保留型、结构转
换型、结构破坏型、严重干扰型、次生白桦林和人工
落叶松林这 7 种类型的群落离原始阔叶红松林的相
对距离 ,依次为 1101、2147、1177、2153、3168、4194
和 6146. 上述计算共用 9 个具体指标. 用健康距离
( HD) / 指标个数 ,将健康距离标准化 ,即将其取值范
围标准化为 0~1 之间. 前 6 个结构完整性指标和后
3 个功能性指标等价 ,权重都为 015. 可知各类型和
健康基准的差距有多大. 依标准化距离排列 ,依次
为 :原始阔叶类 0114 < 结构转换型 0123 < 结构保留
型 0132 < 结构破坏型 0133 < 严重干扰类型 0144 <
次生白桦林 0153 < 人工落叶松林 0168.
结果表明 ,从结构的完整性和稳定性等角度评
估干扰造成的阔叶红松林生态系统中的不同结构变
化类型群落健康程度 ,即离原始健康基准的距离 ,原
始阔叶类 (0114) 比较接近原始基准的. 严重干扰类
型 (0144)虽然结构组成与原始阔叶红松林接近 ,与
结构保留型类似 ,但因干扰强度大 ,健康距离值要远
大于结构保留型 (0132) 、结构转换型 (0123) 和结构
破坏型 (0133) ,这 3 种类型中 ,结构转换型的健康距
离度量值相对小些. 另外 ,次生白桦林 (0153)和人工
落叶松林 (0168) 的健康距离度量值更大 ,说明其结
构距离原始阔叶红松林的结构组成更远 ,恢复所需
时间就更长.
表 3  组织结构指标和功能指标的数量值
Table 3 Value of organization structure and function index
类别
Categories
样地
Plot
指标 Index
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ
A 1 5 5 5 5 5 5 11164 2130 334179
2 5 5 5 5 5 5 11130 1188 296112
3 5 4 4 5 5 5 11136 1170 267169
4 5 5 5 4 5 5 7112 2119 349105
5 5 5 5 5 5 5 7106 1179 282122
B 6 5 4 5 5 5 5 9173 1128 197145
7 5 4 5 4 5 3 8177 1151 236111
C 8 5 4 3 4 4 5 5189 0198 146172
9 5 3 2 3 3 5 7132 0171 163113
10 5 5 3 5 5 5 6157 1108 157178
11 5 4 3 3 3 5 5171 0187 116183
D 12 5 4 3 5 5 5 9129 1104 165181
13 5 4 2 3 3 5 8134 0180 210168
14 5 4 3 4 4 5 8168 1109 173107
15 5 5 3 5 5 5 8100 1136 195192
E 16 5 3 3 3 4 5 6172 1114 78151
17 5 4 3 4 4 5 6147 1127 99193
F 18 3 3 2 3 3 5 7167 0157 101139
19 3 3 2 3 3 5 6199 0170 128137
G 20 3 2 0 1 3 3 7160 1115 176149
21 3 2 0 1 3 3 6194 1113 171142
22 3 2 2 2 2 3 8131 1111 174155
23 3 2 0 2 2 3 3132 0183 123154
24 3 2 0 2 2 3 5197 0197 145122
25 3 1 1 2 2 3 9103 0151 74104
26 2 1 1 2 2 3 7144 0146 60127
H 27 1 1 0 0 1 2 8122 0139 49108
28 2 1 0 0 1 2 7109 0171 101172
29 2 1 0 1 1 2 8131 0158 63133
Ⅰ1 林分垂直层次 Vertical layer of stand ; Ⅱ1 林窗和不同年龄结构的斑块 Gap and patch ; Ⅲ1
腐倒和枯立木数量、种类和分解级 Number ,species and decomposition class of rotten and fallen
and withered woods ; Ⅳ1 主林层指示乔木种径级比 (以 15 cm为分级单位) Diameter class of in2
dicator trees in main forest layer ; Ⅴ1 乔木层径级变差 (以 15 cm 为分级单位) Diameter class
changeof arbor layer ; Ⅵ1 红松、椴树、臭松、水曲柳等 Pinus koraiensis , Tilia , A bies
nephrolepis , Fraxinus mandshurica ,etc. ; Ⅶ1 植被截流、枯落物和土壤蓄水量 Vegetation cut
off ,litters and soil leakage(cm) ; Ⅷ1 固定 CO2 和释放 O2 CO2 fixation and O2 release (t·yr - 1) ;
Ⅸ1 生物现存量 Existing biomass(t·hm - 2) 1 下同 The same below1
表 4  部分组织结构指标和功能指标的类别平均值
Table 4 Category mean value of part structure and function index
指标 Index A B C D E F G H
Ⅰ 5100 5100 5100 5100 5100 3100 2186 1167
Ⅱ 4180 4100 4100 4125 3150 3100 1171 1100
Ⅲ 4180 5100 2175 2175 3100 2100 0157 0100
Ⅳ 4180 4150 3175 4125 3150 3100 1171 0133
Ⅴ 5100 5100 3175 4125 4100 3100 2129 1100
Ⅵ 5100 4100 5100 5100 5100 5100 3100 2100
Ⅶ 9170 9125 6137 8158 6160 7133 6194 7187
Ⅷ 1197 1140 0191 1107 1121 0164 0188 0156
Ⅸ 305197 216178 146112 186137 89122 114188 132122 71138
表 5  每一指标上的各类别与原始健康基准类别 I的相对距离和健康距离( HD)
Table 5 Health distance and relative distance to original health base of each category stand in every index
指标 Index B C D E F G H
Ⅰ 0100 0100 0100 0100 0140 0143 0167
Ⅱ 0117 0117 0111 0127 0138 0164 0179
Ⅲ 0104 0143 0143 0138 0158 0188 1100
Ⅳ 0106 0122 0111 0127 0138 0164 0193
Ⅴ 0100 0125 0115 0120 0140 0154 0180
Ⅵ 0120 0100 0100 0100 0100 0140 0160
Ⅶ 0105 0134 0112 0132 0124 0128 0119
Ⅷ 0129 0154 0146 0139 0168 0155 0172
Ⅸ 0129 0152 0139 0171 0162 0157 0177
健康距离 Health distance 1101 2147 1177 2153 3168 4194 6146
标准化健康距离 Standardization HD 0114 0132 0123 0133 0144 0153 0168
357110 期         代力民等 :受干扰长白山阔叶红松林林分结构组成特征及健康距离评估            
4  讨   论
本文利用健康距离法 ,选取能够表征结构完整
性和稳定性方面的指标对阔叶红松林各干扰类型群
落进行健康评估实践 ,结果按顺序依次为 :原始阔叶
类 0114 < 结构转换型 0123 < 结构保留型 0132 < 结
构破坏型 0133 < 严重干扰类型 0144 < 次生白桦林
0153 < 人工落叶松林 0168. 结合具体干扰破坏强度
分析 ,这个顺序与干扰对森林群落造成的破坏程度
是一致的. 对中间 4 种类型的分类基于林业生产对
优势树种的定向选择 ,不同砍伐方式会造成群落不
同的结构组成 ,同时也对群落的恢复速率和生态质
量产生决定性的影响. 林业生产造成的过伐天然林 ,
如保持一定的针叶树种组成 ,恢复速度要快 ,向原始
阔叶红松林结构发展的态势要优于其它类型. 因此 ,
对于长白山阔叶红松林 ,林业生产不要将针叶树种 ,
如红松、臭松等一次性砍伐 ,要注意保留一定量的针
叶树种 ,每一林斑都应该保留一些. 这样受干扰的斑
块离原始阔叶红松林基准的距离近 ,恢复速度就较
快.
对于次生白桦林这样一种先锋群落 ,不能单独
孤立地说其健康与不健康 ? 个体的健康问题和一个
系统的健康问题不能相混淆 ,生态系统健康不仅仅
是停留在个体健康的层次 ,应该从一个系统角度考
虑的. 次生白桦林作为阔叶红松林生态系统区的一
种先锋群落 ,是群落正常发育的一种类型 ,是健康
的 ,但是由于干扰造成的大量次生白桦林占据原生
的阔叶红松林类型 ,就会影响到区域的可持续 ,影响
到为人类社会的服务功能 ,就不能说是健康的. 对生
态系统健康的价值取向和生态系统健康的‘目标’含
义的理解很重要[4 ,12 ,13 ] . 对生态系统健康概念的误
解和不明确往往会阻碍生态系统健康学发展和生态
系统健康评估实践.
通过上面的实践说明该方法具有一定的可操作
性 ,是定量化评估森林生态系统健康的一种良好的
方法. 但是具体距离值所对应的恢复时间和结构特
征变化尚需要在今后的研究中深入探讨.
参考文献
1  Alexander SA ,Palmer CJ . 1999. Forest health monitoring in the U2
nited States : First four years. Envi ron Monit Assess ,55 (2) :267~
277
2  Callicott JB. 1992. Aldo Leopold’Metaphor. Ecosystem Health : New
Goals for Environmental Management . Washington DC:Island Press. 42
~56
3  Chen B2H(陈炳浩) . 1993. Crisis and protection significance of bio2
diversity in the world. World For Res , (4) :1~6 (in Chinese)
4  Chen G(陈 高) ,Dai L2M (代力民) , Fan Z2H (范竹华) , et al .
2002. On forest ecosystem health and its evaluation. Chin J A ppl
Ecol (应用生态学报) ,13 (5) :605~610 (in Chinese)
5  Costanza R. 1992. Toward an operational definition of ecosystem
health. In : Ecosystem Health : New Goals for Environmental Man2
agement . Washington ,DC : Island Press. 239~256
6  Hodges DG ,Regens JL . 1996. Methodological issues in valuing for2
est ecosystem health. Ecosyst Health ,2 (1) :52~56
7  Kolb TE , Wagner MR , Covington WW. 1994. Concepts of forest
health2utilitarian and ecosystem perspectives. J For ,6 :10~15
8  Kong H2M (孔红梅) ,Zhao J2Z(赵景柱) ,Ji L2Z(姬兰柱) . 2002.
Assessment method of ecosystem health. Chin J A ppl Ecol (应用生
态学报) ,13 (4) :486~490 (in Chinese)
9 Li J2W (李景文) ,eds. 1997. Korean Pine Mixed Forest : Ecology
and Management . Harbin :Northeast Forestry University Press. (in
Chinese)
10  Ma K2M (马克明) , Kong H2M (孔红梅) , Guan W2B (关文彬) , et
al . 2001. Ecosystem health assessment :methods and directions. Ac2
ta Ecol S in (生态学报) ,21 (12) :2106~2116 (in Chinese)
11  O’2Laughlin2J . 1996. Forest ecosystem health assessment issues :
definition , measurement , and management implications. Ecosyst
Health ,2 (1) :19~40
12  Rapport DJ ,Costanza R , et al . 1998. Assessing ecosystem health.
Tree ,13 :397~402
13  Rapport DJ . 1995. Ecosystem services and management options as
blanket indicators of ecosystem health. J A quat Ecosyst Health ,4
(2) :97~105
14  Ren H(任 海) ,Wu J2G(邬建国) ,Peng S2L (彭少麟) . 2000. E2
valuation and monitoring of ecosystem health. Trop Geog (热带地
理) ,20 (4) :310~316 (in Chinese)
15  Schaeffer DJ , Henricks EE , Kerster HW. 1988. Ecosystem health :
1. Measuring ecosystem health. Envi ron M an ,2 :445~455
16  Wang Q2L (王庆礼) ,Deng H2B(邓红兵) . 2001. Flections on stud2
ies of forest ecology. I m pact Sci Soc (科学对社会的影响) ,3 :42~
47 (in Chinese)
17  Yazvenko SB ,Rapport DJ . 1996. A framework for assessing forest
ecosystem health. Ecosyst Health ,2 (1) :40~52
18  Zhang J2T(张金屯) . ed. 1995. Methods in Quantitative Vegetation
Ecology. Beijing :China Science and Technology Press. (in Chinese)
作者简介  代力民 ,男 ,1960 年生 ,博士 ,研究员 ,主要从事
森林生态、生态系统管理方面的研究 ,发表论文 40 篇. E2
mail :lmdai @msn. com.
4571                    应  用  生  态  学  报                   15 卷