全 文 ：丰林自然保护区景观生态评价 : 量化与解释 3
国庆喜1 ,2 3 3 　王天明2
(1 东北林业大学 ,哈尔滨 150040 ;2 北京师范大学生命科学学院 ,北京 100875)
【摘要】　丰林国家级自然保护区是我国目前原始天然红松生态系统保存最完整、面积最大的天然林集中
分布区. 本研究根据景观分类图、各景观类型的属性数据库及 1997 年 186 个样地系统空间抽样数据 ,选用
多样性、自然性、代表性、稀有性、面积适宜性、稳定性和人类干扰 7 项指标 ,建立 2 个层次的生态评价指标
体系 ,运用层次分析法对生态评价因子的等级化处理 ,评价指标权重的确定 ,计算出各生态评价因子的综
合评价指数 ( CEI) . 结果表明 ,区内有高等植物 113 科 568 种、高等动物近 220 种 ,物种多样性赋分 3 分 ;保
护区地带性顶极植被类型 :椴树红松林、枫桦红松林、云冷杉红松林 ,隐域性顶极群落云冷杉林以及仍具有
原始林性质的针阔混交林、针叶混交林面积占森林总面积的 9010 %和森林总蓄积的 9616 % ,代表性赋分
3 分 ;近 20～30 年内未受到强烈的外界干扰 (人为和自然的) ,自然生境完好 ,次生化演替得到有效控制 ,
自然性和人类干扰赋分 4 分 ;原始森林植物仍保存着很多古老第三纪的孑遗种 ,如红松、水曲柳、核桃楸、
黄檗、紫椴和色木槭等 ,稀有性赋分 4 分 ;保护区总面积 18 165 hm2 ,其有效面积大小适宜 ,足以维持生态
系统的结构和功能 ,面积适宜性赋分 4 分 ;保护区以红松为主体的红松混交林是一个稳定的群落 ,稳定性
赋分 4 分. 综合评价结果 ,该保护区生态质量 CEI 为 0187 ,表明其生态质量很好 ,保护价值高 ,在东北地区
乃至全国均有典型的代表意义. 目前保护区的面积、结构及经营管理能满足其可持续发展的需要.
关键词 　生态评价 　评价指标 　层次分析法
文章编号 　1001 - 9332 (2005) 05 - 0825 - 08 　中图分类号 　Q149 　文献标识码 　A
Landscape ecological evaluation of Fenglin Nature Reverse : Quantif ication and interpretation. GUO Qingxi1 ,2 ,
WAN G Tianming2 (1 Northeast Forest ry U niversity , Harbin 150040 , China ; 2 College of L if e Sciences , Beijing
Norm al U niversity , Beijing 100875 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2005 ,16 (5) :825～832.
Fenglin National Class Nature Reserve is the largest well2saved virginal Korean pine ( Pinus koraiensis) forest
area and a precious species gene bank in China. In this study ,the indexes diversity ,naturalness ,representativity ,
rarity ,area suitability ,stability ,and anthropogenic interference were selected to establish a ranking ecological e2
valuation system to estimate the ecological condition of the Reserve. The value of each index was determined by
the evaluation system ,and the weight percentage was decided by Analytical Hierarchy Process(AHP) . In the Re2
serve ,there were 568 higher plant species belonging to 113 families and 220 higher animal species ,with score 3 of
species diversity. The zonal“climax”vegetation type broad2leaved Korean pine forest and the intrazonal commu2
nity type spruce2fir forest constituted the principal part of the Reserve forest ,which was the epitome of the virgin
broad2leaved Korean pine forest in Lesser Xing’an Mountains ,with representativity score 3. During the past 20～
30 years ,the natural habitat in the Reserve was quite good ,and secondary succession was obtained effective con2
trol with few natural or anthropogenic disturbance ,with score 4 of naturalness and anthropogenic interference.
There were a lot of ancient species of the tertiary period , such as Pinus koraiensis , Fraxinus m andsurica ,
J uglans m andshurica , Pellodendron am urense , Tilia am urensis and Acer mono ,and Pinus koraiensis was listed
as one of severe danger species by the FAO of UN ,with rarity score 4. The Reserve covered an area of 18165
hm2 ,with an enough size to maintain the structure and function of the ecosystem. Accordingly ,its area suitability
score was 4. Broad2leaved Korean pine forest was the most typical and stable vegetation type in the Reserve ,and
thus ,its stability score was 4. Finally ,the composite evaluation index (CEI) was figured out as 0. 87 ,showing
that the ecological quality of the Reserve was very good ,and the protection value was quite high. In conclusion ,
the present area ,structure ,and management of the Reserve could satisfy the requirement of sustainable develop2
ment .
Key words 　Ecological evaluation , Assessing index , Analytical hierarchy process.3 国家科技部重大基础研究计划项目 (2002CB111507) 、东北林业大
学优秀青年教师创新项目和黑龙江省森林工业总局资助项目
( K2002061) .3 3 通讯联系人.
2004 - 01 - 24 收稿 ,2005 - 01 - 26 接受.
1 　引 　　言
景观生态评价是景观规划、管理和保护的基
础[22 ] ,是景观生态学理论与应用研究的纽带[4 ] . 景
观生态评价在近 20 年内发展很快 ,由最初的定性的
及仅能评价少数几个功能的模型方法 ,现已进入定
量化、多学科交叉、多功能评价阶段[1 ,3 ,5 ,6 ,12 ] . 随着
评价技术的不断进步 ,其评价方法已包括较多的生
应 用 生 态 学 报 　2005 年 5 月 　第 16 卷 　第 5 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,May 2005 ,16 (5)∶825～832
态功能类型 ,并引进了一些综合评价模型、评价程
序 ,在 GIS 和 RS 技术支持下 ,其评价已能覆盖较大
的地理区域[7 ,8 ,11 ,14 ] . 我国的景观生态评价工作起
步较晚 ,现已取得一定的成果 ,并提出了景观生态评
价的理论与方法[6 ,9 ,10 ,13 ,18 ,21 ,25 ] .
自然保护区的综合评价由生态质量评价、社会
经济评价和有效管理评价 3 部分组成 ,其中生态质
量评价是其主体[22 ,27 ] . 生态质量评价从生态系统层
次或生态系统组合体 (景观) 上研究系统各组分 ,特
别是生命组分的质量变化规律和相互关系 ,以及人
为作用下系统结构与功能质量变化的程度. 评价指
标的代表性和指标的相互独立性是建立评价指标体
系的基本原则. 国内外在自然保护区及其生境的生
态评价指标方面的研究很多[15～17 ,22 ,23 ,27 ] ,其中使
用频次较多的有多样性、自然性、稀有性、代表性、面
积适宜性、稳定性和人类干扰等评价指标. 不同自然
生态保护区的相关指标相对重要性各不相同. 因此 ,
进行自然保护区生态评价的关键是在统一的评价原
则基础上 ,对不同区域尺度上同一类型生态系统 ,建
立生态评价的指标体系 ,并科学合理地确定体系中
各指标的重要性 ,使之数量化.
丰林自然保护区是我国目前原始天然红松生态
系统保存最完整、面积最大的天然林集中分布区 ,是
我国北温带典型地带性森林植被重要类保护区 ,主
要保护对象为阔叶红松林、云冷杉林、落叶松原始林
生态系统及母树林. 该保护区于 1997 年被联合国教
科文组织接纳为国际人与生物圈 (MAB) 网络成员.
本研究通过对丰林保护区进行生态评价 ,以鉴别保
护区的生态价值和保护效能 ,对于正确认识保护区
现状 ,预测其变化 ,发挥自然保护区的多种效益 ,实
现自然保护区的可持续发展具有重要的理论与实践
意义.
2 　研究地区与研究方法
211 　研究地区概况
丰林国家级自然保护区位于我国东北小兴安岭南段 ,黑
龙江省伊春市五营区境内 ( 128°59’～129°15’ E , 48°02’～48°
12’N) ,总面积 18 165 hm2 . 大陆性季风气候 ,年平均气温为
- 015 ℃,年平均降水量 64015 mm ,主要集中在 6～9 月 ,空
气相对湿度为 73 %. 生长期约 100～110 d ,期间雨量集中 ,
温度适宜 ,有利于林木和其它植物的生长. 全区属低山丘陵
地形 ,呈孤岛状 ,三面环水 ,低洼 ,地势由北、东南部边缘向中
部缓慢升高 ,台地与谷地较宽 ,海拔高度在 285～688 m. 全
区以中部低山所占面积最多 ,其中海拔高度在 300～450 m
地段的面积占全区的 65 %以上. 山地一般顶部浑圆 ,坡度为
10～25°,最大坡度 35°,平均坡度为 6°,平缓地段占 90 %以
上.境内主要河流有汤旺河、丰林河、平原河等大小河流 9
条 ,以及季节性流水的小溪 ,纵贯全区 ,构成一个完整的水
系 ,为动物的繁衍和生长提供了丰富的水资源.
保护区地带性植被类型为以红松为优势的针阔混交林 ,
属长白山植物区系小兴安岭亚区. 不同的光照、温湿度和立
地环境为各种植被资源创造了多样的生态环境 ,使原始森林
植物仍保存着很多古老第三纪的孑遗种 ,古老的原始阔叶红
松林具有明显南方亚热带植被景观.
212 　研究方法
21211 景观生态制图与数据源 　根据 2000 年丰林自然保护
区林相图及 1999 年航片 ,结合野外植被调查及 1997 年 186
个样地系统空间抽样数据 (在保护区按公里网格布设 ,每个
样地 016 hm2 ,其中有效数据点为 159 个) ,绘制了研究区森
林景观类型现状图 (图 1) . 结合保护区管理信息系统 ,在 Ar2
c Gis 8 软件支持下 ,建立了各景观类型的属性库 ,以此计算
各景观类型的面积、蓄积及其他信息.
图 1 　丰林保护区植被图
Fig. 1 Vegetation map of Fenglin Nature Reserve in China ( Created in
Arc GIS 8 using ArcMap1ESRI , Inc) .
T01 :枫桦红松林 Bet ula costata2Pinus koraiensis forest ; T02 :椴树红
松林 Tilia am urensis2Pinus koraiensis forest ; T03 : 云冷杉红松林
Picea jezoensis2A bies holophylla2Pinus koraiensis forest ; T04 :云冷杉林
Picea jezoensis2A bies holophylla forest ; T05 :冷杉林 A bies holophylla
forest ; T06 :人工樟子松林 Plantation Pinus sylvest ris var1 mongolica
forest ; T07 :阔叶混交林 Mixed broad2leaved forest ; T08 :硬阔混交林
Hard mixed broad2leaved forest ; T09 :软阔混交林 Soft mixed broad2
leaved forest ; T10 :针叶混交林 Mixed coniferous forest ; T11 :针阔叶混
交林 Mixed broad leaf2conifer forest ; T12 :落叶松林 L ari x gmelinii
forest ; T13 :山杨林 Populus davidiana forest ; T14 : 白桦林 Bet ulla
platyphylla forest ; T15 :柞树林 Quercus mongolica forest ; T16 :荒地
Uncultivated land ; T17 :居民点 Settlement ; T18 :农田 Farmland.
21212 生态评价的指标体系 　参照目前国内自然保护区生
态评价研究的有关指标体系 [16 ,17 ,22 ,23 ,27 ] ,根据自然保护区
生态评价的原则、评价指标体系确立的要求 ,以及丰林自然
保护区属于自然生态系统类保护区的实际 ,确立了一套系统
较为完整、评价指标具有代表性和独立性、操作简便的生态
评价指标体系 (表1) . 表1中 ,自然性是评价人类对自然环
628 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 卷
表 1 　丰林国家级自然保护区生态评价指标及其等级划分与赋值标准
Table 1 Grades and values of the assessing index used in evaluating Fenglin Nature Reserve
评价指标
Evaluation indices
等级
Grades
分值
Values
多样性
Diversity
A 生境 (生态系统)类型多样 ,极为复杂 ,物种多样性极丰 ,高等植物≥2 000 种 ,或高等动物 ≥300 种 Habitat
(ecosystem) type is diverse and terribly complicated , species and diversity very abundant , and species of higher
plant ≥2 000 or higher animal ≥300
4
B 生境 (生态系统)类型多样 ,比较复杂 ,物种多样性较丰 ,高等植物 1 000～1 999 种 ,或高等动物 200～299
种 Habitat (ecosystem) type is diverse and relatively complicated ,species and diversity comparatively abundant ,and
species of higher plant 1 000～1 999 or higher animal ≥200～299
3
C 生境 (生态系统)类型较少 ,比较简单 ,物种多样性中等丰富 ,高等植物 500～999 种 ,或高等动物 100～199
种 Habitat (ecosystem) type is less and relatively simple ,species and diversity moderately abundant ,and species of
higher plant 500～999 or higher animal ≥100～199
2
D 生境 (生态系统) 类型简单 ,物种较少 ,高等植物 < 500 种 ,高等动物 < 100 种 Habitat (ecosystem) type is
simple ,species is less ,and species of higher plant < 500 or higher animal < 100
1
代表性
Represen2
tation
A 主要植被类型在植被区域内具有突出的代表性 ,或在全球范围或同纬度地区内具有突出代表意义 Prima2
ry vegetation type has prominent representation and significance in the vegetation region or in the globe or in the
same latitude
4
B 主要植被类型在植被地带内具有突出的代表性 ,或在全国范围或同生物地理区内具有突出代表意义 Pri2
mary vegetation type has prominent representation and significance in the vegetation zonation or in nation or in the
same biogeographica
3
C 主要植被类型在植被亚地带内具有突出的代表性 ,或在地区范围或生物地理省内具有代表意义 Primary
vegetation type has prominent representation and significance in the vegetation subzonation or in the region or in
the biotic province area
2
D 主要植被类型在植被区内具有突出的代表性 Primary vegetation type has prominent representation in the
vegetation province
2
自然性
Natureless
A 未受人类侵扰或极少受到侵扰 ,保持原始状态 ,自然生境完好 ,核心区未受人类影响 Not or few intruded
and hold primitive status and nature habitat get well ,as well as core area not is affected by human 4
B 受到轻微侵扰和破坏 ,但生态系统无明显的结构变化 ,自然生境基本完好 ,核心区未受或较少受到影响
Intruded and destroyed tinily ,but not evidently change in structure of ecosystem and nature habitat basically get
well ,as well as core area not or few is affected by human
3
C遭受较严重的破坏 ,系统结构发生变化 ,但尚无大量的引入物种 ,自然生境退化 ,核心区受到中等强度影
响 Badly destroyed and changing in structure of ecosystem ,but there not being a mass of introduced species and
nature habitat degenerate ,as well as core area is affected moderately by human
2
D 自然生境全面遭到破坏 ,外援物种被大量引入 ,核心区受到很大影响 ,自然状态基本已为人工状态所替代
Nature habitat is entirely destroyed and foreign species are largely introduced and core area is affected awfully and
nature status is basically replaced by artifical status.
1
稀有性
Rarity
A 世界范围内唯一或重要生境 ;或物种为全球性珍稀濒危物种 Being a globally exclusive or important habitat
or being in rare and severe danger species
4
B 国家或生物地理区域内重要生境 ;国家重点保护 Ⅰ类动物或 Ⅰ、Ⅱ类植物 Being a important habitat in na2
tion or in the biogeographic realm or there being national key protect Ⅰanimal or Ⅰ, Ⅱplant
3
C 地区范围内稀有或重要生境 ;国家重点保护Ⅱ类动物或Ⅲ类植物 Being a regional rare or important habitat
or there being national key protect Ⅱanimal or Ⅲplant
2
D 区域性珍稀濒危物种 Being in regional rare and severe danger species 1
面积适宜性
Area suitability
A 有效面积大小适宜 ,足以维持生态系统的结构和功能 ,有效保护全部保护对象 Usable area suits in size ,suf2
ficiently maintains structure and function of ecosystem and efficiently protects main protective object
4
B 有效面积大小较适宜 ,基本能维持生态系统的结构和功能 ,有效保护主要保护对象 Usable area relativel y
suits in size ,basically maintains structure and function of ecosystem and efficiently protects main protective object
3
C 有效面积大小不太适宜 ,不易维持生态系统的结构和功能 ,不足以有效保护主要保护对象 Usable area
none so suits in size ,difficultly maintains structure and function of ecosystem and is insufficient of protecting main
protective object
2
D 有效面积大小不适宜 ,不能维持生态系统的结构和功能 ,不能够有效保护主要保护对象 Usable area few
suits in size ,insufficiently maintains structure and function of ecosystem and can’t protect main protective object
1
稳定性
Stability
A 主要植被类型Ⅰ～Ⅴ级立木数量或径级结构构成金字塔形 ,森林生态系统结构较完整 ,趋于稳定 Stems or
diameter class structure of Ⅰ～Ⅴclass of primary vegetation type make a pyramidshape and forest ecosystem are
quite integrated in structure and tend to steady
4
B 主要植被类型Ⅰ～Ⅲ级立木数量较多 , Ⅳ、Ⅴ级立木数量较少 ,森林生态系统结构较为成熟 ,处于发展阶
段 Stems of Ⅰ～Ⅲclass of primary vegetation type are much more plentiful and that of Ⅳ, Ⅴclass are less and
forest ecosystem are relatively mature and are in a developmental stage
3
C 主要植被类型Ⅰ～Ⅲ级立木数量较少 , Ⅳ、Ⅴ级立木数量较多 ,森林生态系统结构不完整 ,处于较不稳定
状态 Stems of Ⅰ～Ⅲclass of primary vegetation type are less and that of Ⅳ, Ⅴclass are much more plentiful and
forest ecosystem in structure are not integrated and are in a much instable status
2
D 主要植被类型Ⅰ～Ⅲ级立木数量稀少 , Ⅳ、Ⅴ级立木数量居显著优势 ,森林生态系统结构不合理 ,处于不
稳定状态 Stems of Ⅰ～Ⅲclass of primary vegetation type are thin and that of Ⅳ, Ⅴclass are in a notable domi2
nance and forest ecosystem in structure are not rational and are in a unstable status
1
人类干扰
Threat of human
interference
A 极少人类侵扰活动 ,极少开发利用区内生物、土、水、矿藏资源 ,对自然保护区几乎不构成威胁 Too few in2
truded by human and poorly exploit and utilize biology ,soil ,water ,mineral resources in the region ,which hardly
threaten to the Nature Reserve
4
B 有少量人类侵扰活动 ,开发利用生物、土、水、矿藏资源较为适度 ,对自然保护区构成一定威胁 A few in2
truded by human and moderately exploit and utilize biology ,soil ,water ,mineral resources in the region ,which defi2
nitely threaten to the Nature Reserve
3
C 人类侵扰活动强度较大 ,有过分开发利用生物、土、水、矿藏资源的趋势 ,对自然保护区构成较大威胁 In2
truded much bigger by human and have a tendency to excessively exploit and utilize biology ,soil ,water ,mineral re2
sources in the region ,which very threaten to the Nature Reserve
2
D 人类侵扰活动强度很大 ,过分开发利用生物、土、水、矿藏资源 ,对自然保护区构成严重威胁 Greatl y in2
truded by human and excessively exploit and utilize biology , soil , water , mineral resources in the region , which
severely threaten to the Nature Reserve
1
7285 期 　　　　　　　　　　　　　国庆喜等 :丰林自然保护区景观生态评价 :量化与解释 　　　　　　　　　　　
境的侵扰程度 ,是自然保护区的基本属性 ,主要以整个保护
区尤其是核心区的生态系统受破坏的程度为依据 ;多样性是
评价自然保护区生态价值的最重要指标 ,保护区中生物种群
的数量愈多、类型愈多样 ,多样性程度越高 ,其保护价值愈
大 ;稀有性可划分为物种稀有性、生境稀有性和群落稀有性 ,
保护对象的稀有程度越高 ,保护价值越大 ;代表性主要指保
护对象是否有代表性 ,其空间分布范围越大 ,代表性越强 ;面
积适宜性主要是满足保护对象所需的最适面积 ,通常因保护
对象的不同而有显著差异 ,对于生态系统类型保护区来说 ,
则主要看其面积是否达到维持被保护生态系统稳定的最小
面积 ;脆弱性主要指保护对象对环境变化内在的敏感程度 ;
稳定性与脆弱性是完全相对的概念 ,评价中常用前者代替后
者 ;人类干扰指人类活动对保护区内环境资源造成的危害状
况和侵扰压力.
21213 生态评价指标权重的确定 　采用层次分析法 (Analytic
Hierarchy Process ,AHP)确定评价指标的权重[26 ] . 其特点是
在对复杂的决策问题的本质、影响因素及其内在关系等深入
分析的基础上 ,利用较少的定量信息 ,使决策的思维过程数
学化 ,从而为多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题
提供简便的决策方法. 出现最早而且使用最广泛的是 1～9
标度[7 ,26 ] . 具体步骤如下 :
1)建立树状层次结构模型. 考虑到森林生态系统类保护
区的生态评价主要是对自然保护区的基本属性 ———景观生
态质量而言 ,其实质是从生态角度对其生态质量的高低进行
评定 ,故评价的目标层为景观生态质量的高低 ,指标层则为
表 1 所选定的 7 个评价指标. 据此 ,建立本评价的层次结构
如图 2 所示 ,其中目标层是具体指标的概括 ,并由指标层加
以反映.
图 2 　丰林自然保护区生态评价指标的层次结构图
Fig. 2 Hierarchy of assessing index in Fenglin Nature Reserve.
A :景观生态质量 Ecological quality of landscape ; P1 :多样性 Diversity ;
P2 :代表性 Representation ; P3 :自然性 Natural character ; P4 :稀有性
Rarity ; P5 :面积适宜性 Area suitability ; P6 :稳定性 Stability ; P7 :人类
干扰 Threat of human interference.
　　2)确立思维判断定量化的标度. 通过构造两比较判断矩
阵及矩阵运算的数学方法 ,确定对于上一层次的某个元素而
言 ,本层次中与其相关元素的重要性排序 ———相对权值. 为
研究本研究评价的相对权值 ,通过发放 20 张调查问卷 ,聘请
20 位对保护区熟悉或在保护区长期开展工作的专家讨论和
评价基本原则为 :任意两个评价指标进行比较时 ,重要性一
致的记 1 作为标度 ,较重要者记为 3 ,2 则为两相似判断的中
间值 ,表示折衷 ,每个标度的例数则有相反的意义. 经过专家
将分值确定后 ,构建了 A —P 判断矩阵 (表 2) ,最后采用和积
法 ,通过利用计算机 SPSS和 Matlab 程序计算出矩阵的最大
特征根λmax = 7154 ,求得各指标的权重 W i (表 2) . 权重的算
表 2 　指标层对于总目标层各相关因子的判断矩阵及权重
Table 2 Weighting and estimate matrix bet ween the index and the aim
layer
A P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 W i 排序 Order
P1 1 3 3 2 3 1 3 01278 1
P2 1/ 3 1 3 3 3 3 3 01233 2
P3 1/ 3 1/ 3 1 1 1 1 3 01100 5
P4 1/ 2 1/ 3 1 1 1 2 3 01118 4
P5 1/ 3 1/ 3 1 1 1 3 3 01124 3
P6 1 1/ 3 1 1/ 2 1/ 3 1 1 01091 6
P7 1/ 3 1/ 3 1/ 3 1/ 3 1/ 3 1 1 01056 7
P1 :多样性 Diversity ; P2 :代表性 Representation ; P3 :自然性 Natural
character ; P4 :稀有性 Rarity ; P5 :面积适宜性 Area suitability ; P6 :稳定
性 Stability ; P7 :人类干扰 Threat of human interference. 下同 The same
below. b12 = 3 ,其取值含义代表在对景观生态质量评价中 ,多样性对
于代表性而言 ,在所划分的 3 个标度中属稍微重要 Comparing diver2
sity with reprensentativeness ,b12 = 3 represents moderate.
式为 :
W i =
ai
∑
n
i = 1
ai
式中 , ai = bij
n 7n
j = 1
bij ; W i 为权重 ; bij 为 i 指标与 j 指标相比
得出的重要度标度值. 经计算 , 判断矩阵一致性指标 C. I .
= (λmax - n) / ( n - 1) = 0109 ,查表得判断矩阵平均随机一
致性指标 R . I . = 1132 , 则此判断矩阵的随机一致性比率
C. R . = C. I . / R . I . = 01068 < 0110 (当 C. R . < 0110时 ,
判断矩阵通过一致性检验) ,可见该判断矩阵具有满意的一
致性. 通过对系统目标的合成权重 ,进行总排序 ,确定了递阶
结构图中指标层各个元素对总目标中的重要程度 (表 2) . 由
表 2 可以看出 ,多样性和代表性占其总权重的 5111 % ,从另
一个侧面反映了上述指标权重确定的合理性.
3 　结果与分析
311 　单项指标评价结果
31111 多样性 　本区有高等植物 113 科 568 种 ,高
等动物近 220 种 ,因此 ,物种多样性赋分 3 分.
31112 代表性 　保护区森林景观总面积 17 765
hm2 ,共分 15 个景观组分类型 ,根据空间库和属性
库计算的各类景观面积、蓄积及各景观类型分龄组
面积统计见表 4、表 5. 根据表 4 ,把保护区地带性顶
极植被类型 :椴树红松林、枫桦红松林、云冷杉红松
林 ,隐域性顶极群落云冷杉林以及仍具有原始林性
质的针阔混交林、针叶混交林合为一组 ,约占森林面
积的 9010 %和森林总蓄积量的 9616 %. 而次生林的
柞树林、白桦林、山杨林以及由于自然的或人为的原
因形成的软、硬阔叶林、阔叶混交林在现存的天然林
资源的林分面积和林分蓄积中 ,分别占 1010 %和
314 %. 结果表明 ,构成丰林自然保护区的森林主体
仍属原始景观的森林生态系统 ,即小兴安岭原始阔
叶红松林. 因此 ,代表性赋分 3 分.
828 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 卷
表 4 　丰林保护区景观类型面积、蓄积分布特征
Table 4 Area and timber volume properties of landscape types in
Fenglin Nature Reserve
景观类型
Landscape
types
面 积
Area (hm2)
所占比例
Proportion
( %)
蓄 积
Volume
(m3)
所占比例
Proportion
( %)
T01 3637116 20147 1164690 25126
T02 504160 2184 177560 3185
T03 5133114 28189 1650510 35179
T04 1769140 9196 392740 8152
T05 340143 1192 58930 1128
T06 3156 0102 600 0101
T07 332105 1187 31210 0168
T08 43159 0125 4480 0110
T09 840166 4173 79620 1173
T10 3407161 19118 812440 17162
T11 1455172 8119 197930 4129
T12 98165 0156 19420 0142
T13 17109 0110 2730 0106
T14 61178 0135 6440 0114
T15 120126 0168 12300 0127
T01 :枫桦红松林 Betula costata2Pinus koraiensis forest ; T02 :椴树红松林 Tilia
am urensis2Pinus koraiensis forest ; T03 :云冷杉红松林 Picea jezoensis2A bies holo2
phylla2Pinus koraiensis forest ; T04 : 云冷杉林 Picea jezoensis2A bies holophylla
forest ; T05 :冷杉林 A bies holophylla forest ; T06 :人工樟子松林 Plantation Pinus
sylvest ris var. mongolica forest ; T07 :阔叶混交林 Mixed broad2leaved forest ;
T08 :硬阔混交林 Hard mixed broad2leaved forest ; T09 :软阔混交林 Soft mixed
broad2leaved forest ; T10 :针叶混交林 Mixed coniferous forest ; T11 :针阔叶混交
林 Mixed broad leaf2conifer forest ; T12 :落叶松林 L arix gmelinii forest ; T13 :山
杨林 Populus davidiana forest ; T14 :白桦林 Betulla platyphylla forest ; T15 :柞
树林 Quercus mongolica forest. 下同 The same below.
31113 自然性和人类干扰 　根据表 5 和图 3 ,保护区
15 个景观类型无论从面积按龄组分布 ,还是从蓄积
按龄组分布 ,都是以成过熟林为主要组成部分. 成过
熟林面积占 72160 % ,蓄积占 82152 %. 其中 ,原始林
中椴树红松林已全部进入成过熟林 ,椴树红松林、枫
桦红松林和云冷杉红松林成过熟林总面积占
50130 % ,占总蓄积的 63162 %. 就构成本区森林资
源主体的原始阔叶红松林而言 ,已进入老龄过熟阶
表 5 　丰林保护区景观类型分龄组面积特征
Table 5 Area properties based age group of landscape types in Fenglin
Nature Reserve( hm2)
景观类型
Landscape
types
幼龄林
Young
forest
中龄林
Middle2age
forest
近熟林
Near2mature
forest
成熟林
Mature
forest
过熟林
Over2mature
forest
T01 - 76149 107191 1762130 1690146
T02 - - - 444141 60119
T03 - 46135 113107 2115184 2857188
T04 - 2227156 976131 492196 72158
T05 - - 325144 14199 -
T06 3156 - - - -
T07 - 221179 79104 31121 -
T08 - - 43159 - -
T09 - 595199 98144 146122 -
T10 - 156134 934119 1502196 814112
T11 - 184120 438165 535177 297109
T12 - 38156 - 60108 -
T13 - - 17108 - -
T14 - 57100 4179 - -
T15 96105 24121 - - -
Total 99161 1628149 3138151 7106174 5792132
Percentage ( %) 0156 9117 17167 40100 32160
　
图 3 　丰林保护区景观类型分龄组蓄积特征
Fig. 3 Volume properties based age group of landscape types in Fenglin
Nature Reserve (m3) .
小圆饼图为各景观类型占各龄组的百分比 Small pie graph represents
percentage of each age group accounted for each landseape type.
段 ;次生化林分的龄组分布结构则是另一种格局 :
幼、中龄面积占次生化林分面积的 70140 % ,中龄林
所占比重最大为 63140 % ;由表 5 可以看出 ,在次生
化林分类型中 ,山杨林只有近熟林 ,白桦林也只有
中、近熟林 ,都没有幼龄林 ,林龄结构分布中、近熟林
呈断续或孤立状态. 说明丰林自然保护在近 20～30
年内 ,没有受到强烈的外界干扰 (人为和自然的) ,保
持原始状态 ,自然生境完好 ,次生化演替得到了有效
控制. 因此 ,自然性赋分 4 分. 另外 ,本区极少开发利
用区内生物、土、水、矿藏资源 ,对自然保护区几乎不
构成威胁 ,因此 ,人类干扰赋分 4 分.
31114 稀有性 　丰林保护区原始森林植物仍保存着
很多古老第三纪的孑遗种 ,如红松 ( Pinus koraiensis) 、
水曲 柳 ( Fraxinus mandsurica) 、核 桃 楸 ( Juglans
mandshurica) 、黄檗 ( Pellodendron amurense) 、紫椴
( Tilia am urensis) 和色木槭 ( Acer mono) 等古老树种 ;
以及本区特有的青楷槭 ( Acer tegmemtosum) 、怀槐
( Maackir  am utensis) 、春榆 ( Ulm us propingua) 、香
杨 ( Populus rorveana) 和大青杨 ( P1 ussuriensis) 等阔
叶树种 ; 又有喜暖的藤本植物 , 如葡萄科的山葡萄
( V itis amurensis) 、木 兰 科 的 五 味 子 ( Schizanra
chinensis) 、猕猴桃科的狗枣猕猴桃 ( A1 kolomikta) 等
混生其间 ,使古老的原始阔叶红松林具有明显南方
亚热带植被景观. 1986 年联合国粮农组织颁布的全
球 81 种珍稀濒危基因树种红皮书中 ,我国红松被列
为世界级濒危基因树种 ,属于有绝种危险或遗传基
因严重枯竭的乔木树种[2 ] .
9285 期 　　　　　　　　　　　　　国庆喜等 :丰林自然保护区景观生态评价 :量化与解释 　　　　　　　　　　　
我国东北东部山地林区的根据保护区生物多样
性信息系统 ,列入国家重点保护野生动物名录中的
有 Ⅰ级保护动物紫貂 ( M artes z ibelli na) 、Ⅱ级保护
动物棕熊 ( Ursus arctos) 、黑熊 ( Selenarctos thibetanus) 、
马鹿 ( Cervus elaphus) 、驼 鹿 ( A lces alces) 、原 麝
( Moschus moschif erus) 、水獭 ( L utra lutra) 、猞猁 ( L yns
lyns) 和雪兔 ( Lepus timidus) 等 10 种 ;国家一级保护
鸟类有金雕 ( A quila curysaetos) 、中华秋沙鸭 ( Merqus
squamatus) 、丹顶鹤 ( Grus japonensis) 、细嘴松鸡
( Tetra parvirostris) . 国家二级保护鸟类有鸳鸯 ( A ix
galericulaea) 、苍鹰 ( Accipiter qentilis) 和花尾榛鸡
( Bonasa bonaisa) 等 98 种 1 因此 ,稀有性赋分 4 分.
31115 面积适宜性 　丰林保护区总面积 18 165
hm2 ,原始林景观占保护区总面积的 88152 % ,其有
效面积大小适宜 ,足以维持生态系统的结构和功能 ,
有效保护主要保护对象 ,面积适宜性赋分 4 分.
31116 稳定性 　丰林保护区是我国保存最完整、面
积最大的原始红松林 ,已有 300 多年的历史. 根据
1997 年 159 个样地 (每个样地 016 hm2)的系统空间
抽样数据 ,共记录乔木 25 种 ,6 842 株. 林中树木胸
径最大可达 120 cm ,最高达 37 m. 将胸径 ≥6 cm 的
个体按 10 cm 一级绘制径级分布图 (图 4) . 由图 4
可以看出 ,不同径级内树木的株数分布为 :胸径 0～
15 cm 的 3 786 株 ;16～25 cm 1 454 株 ;26～35 cm
760 株 ;36～45 cm 406 株 ;46～55 cm 221 株 ;56～
65 cm 122 株 ;66～75 cm 53 株 ;76～85 cm 23 株 ; >
85 cm 17 株. 随着每隔 10 cm 径级的增加 ,树木的个
体数呈现不断下降的趋势 ,以 0～15 cm 径级内拥有
的个体数或密度最大 ,而后陡然急骤下降. 个体数随
径级的分布总体上呈现“倒 J”型 (或呈金字塔型) ,
可用负指数方程 y = 630716exp ( - 016765 x ) ( R2 =
019951 , n = 9 , P < 0101)很好地描述. 这种分布状况
符合异龄混交林小径木株数多、频数随直径的增大
而下降规律 ,可以维持种群的更新. 这说明丰林自然
图 4 　不同径级内株数分布
Fig. 4 Distribution of stems in different diameter class in 156 plots in the
Fenglin Nature Reserve.
保护区以红松为主体的红松混交林是一个稳定性的
群落. 目前森林生态系统趋于稳定 ,所以稳定性赋分
4 分.
312 　综合评价结果
综合评价结果由综合评价指数 (Composite eval2
uation index ,CEI)反映出来 ,其算式为 :
CEI = 1/ 4 ∑
n
i = 1
I i W i
式中 , I i 为单项指标评价分值 ; W i 为评价指标 I 的
权重 ; n 为评价指标数. 根据表 2、表 3 ,计算得出丰
林国家级自然保护区的综合生态评价指数 : CEI =
1/ 4 (3 ×01278 + 3 ×01233 + 4 ×01100 + 4 ×01118
+ 4 ×01124 + 4 ×01091 + 4 ×01056) = 0187 .
根据郑允文等[27 ] 划分的评判各自然保护区的
生态质量等级 :0186 ≤CEI ≤1100 ,生态质量很好 ;
0171 ≤CEI ≤0185 ,生态质量较好 ;0151 ≤CEI ≤
0170 ,生态质量一般 ;0135 ≤CEI ≤0150 ,生态质量
较差 ; CEI ≤0135 ,生态质量很差. 丰林国家级自然
保护区的综合评价指数为 0187 ,表明其作为我国北
温带森林生态系统类保护区 ,目前生态质量很好 ,保
护价值高 ,能满足保护区可持续发展的需要.
4 　讨 　　论
　　中国东北东部山地红松阔叶混交天然林是长期
受到当地土壤条件和日本海海洋气候的综合影响 ,
历经千百年时空演替而形成为最适合东北亚地域环
境的相对稳定的森林顶极群落. 在这个森林群落中 ,
植物与植物之间、森林有机体与动物之间、生物与环
境之间的相互制约关系达到高度和谐统一 ,从而形
成了一个复杂的森林生态系统. 丰林自然保护区是
我国目前原始天然红松林生态系统保存最完整、面
积最大的天然林集中分布区. 由于本区的海拔变幅
较小 ,没有明显的高山 ,森林分布基本处于一个垂直
亚带 ———山地阔叶红松林带. 从整个阔叶红松林的
分布区来看 ,本区位于红松林的中部地带 ,属典型红
松林 ,是阔叶红松林中具有代表性的地区[19 ] .
在北温带中纬度同一地带的针阔叶混交林中 ,
原始红松林最珍贵稀有之处就是物种生物多样性的
丰度很高、系统结构复杂、生态功能多效 ,是典型温
带森林生态系统. 对丰林自然保护区景观生态评价
的结果表明 ,物种、生态系统多样性丰富 ,受人类干
扰少 ,基本上保持着原始状态. 目前 ,保护区的自然
生态质量很好 ,对于保护原始阔叶红松林生物多样
性 ,维持森林生态系统的稳定 ,实现自然资源可持续
038 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 卷
发展将起重要作用. 我国目前建立以红松占优势或
混有红松的天然林自然保护区共有 4 个 ,其余 3 个
分别是长白山自然保护区 (长白山主体) 、凉水自然
保护区 (小兴安岭南部) 和白石砬子自然保护区 (宽
甸县千山北麓) . 这些保护区内未经人为干扰的天然
红松林混交林的面积约 5158 ×104 hm2 ,仅占 1963
年红松林原面积 12419 ×104 hm2 的 415 %[2 ] . 由此
可见 ,红松天然林是处于极端濒危、珍稀的一种森林
生态系统. 建设自然保护区旨在将珍贵稀有的红松
森林景观及其生物多样性和遗传多样性等自然遗产
永久保存 ,为今后恢复森林提供基本蓝图作参考. 丰
林保护区保存有 1 株最大红松老龄木 ,树龄超过
500 年 ,胸径 1120 m. 随着时空推移 ,这些红松老龄
林和古树显示的稀有性和珍贵性 ,必将成为该地区
的原生天然红松森林植被的见证者和恢复红松植被
的科学依据.
目前 ,丰林保护区内由于各种原因形成的天林
次生林 (山杨林、柞树林、白桦林、硬阔叶林、软阔叶
林以及阔叶混交林)显著提高了其保护价值 ,在科学
研究上具有重要意义. 这部分退化 (或次生化) 林分
主要是原始阔叶红松林在局部由于受人类干扰 (如
采伐等)和自然力 (火灾) 破坏发生发展的一种特殊
类型 ;其生物成分或环境条件仍保持着原始林的某
些特征 ,具有恢复阔叶红松林的内在潜力.
从保护区进行了生态质量恢复来看 ,对退化 (或
次生化)林分和隐域植被云冷杉林 ,应通过实验性的
经营措施 ,促进向地带性顶极群落阔叶红松林演变.
目前保护区内阔叶混交林多处于演替中期阶段 ,比
杨桦林和柞林更容易恢复成接近原生状态的针阔混
交林. 这一退化类型林分在实验区分布面积 989
hm2 ,应引起更大的重视.
到 2002 年底 ,我国已建立了 1 757 个不同类型
和不同级别的自然保护区. 自然保护区的规划、建设
和管理迫切需要一套科学而完整的评价体系. 但到
目前为止 ,中国还未能建立一个全国通用的、适合各
种类型保护区的评价体系. 一般是根据实际情况 ,针
对不同类型的保护区建立相应的评价体系. 综合评
价指数可作为评判自然保护区生态质量等级的依
据. 根据郑允文等[27 ]对综合评价指数作的等级划分
标准 ,杨瑞卿等[24 ]对我国暖温带森林生态类保护区
———太白山国家级自然保护区进行生态评价 ,计算
出其综合评价指数为 0178 ,说明保护区目前属于生
态质量较好、保护价值较高的等级 ;徐慧等[22 ]对大
别山区仅有的次生植被保存较完整的北亚热带山地
森林生态系统 ———鹞落坪国家级自然保护区的综合
评价指数也为 0178 ,生态质量较好、保护价值较高 ,
能满足保护区持续发展的需要. 采用同样的标准对
丰林国家级自然保护区的综合评价指数为 0187 ,表
明其作为我国北温带森林生态系统类保护区 ,目前
生态质量很好 ,保护区近 50 年来的保护取得了成
效.
本研究采用层次分析法进行景观生态评价的整
个过程体现了人的决策思维的基本特征 ,即分解、判
断与综合 ,而且定性与定量相结合 ,便于决策者之间
彼此沟通 ,是一种十分有效的系统分析方法. 本文所
作的一些探索 ,希望对完善森林生态系统类型自然
保护区生态评价的理论和方法有所帮助.
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简 　　讯
据 2004 年版中国科技期刊引证报告统计 (1576 种期刊) ,2003 年《应用生态学报》总被引频次
为 2253 次 ,总排序为第 19 名 ,在生物学类期刊排序为第 3 名 ;影响因子为 0. 990 ,总排序为第 70
名 ,在生物学类期刊排序为第 3 名. 2003 年《生态学杂志》总被引频次为 836 次 ,总排序为第 150
名 ,在生物学类期刊排序为第 10 名 ;影响因子为 0. 607 ,总排序为第 198 名 ,在生物学类期刊排序
为第 13 名.
《应用生态学报》编辑部
《生态学杂志》编辑部
238 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 卷