基于结构方程模型的福寿林场三种典型林分健康评价

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森林健康(Forest Health),是指对森林资源进行了科学合理的经营之后,经过林分内生物和非生物因子的双重作用,既可以维持自身的健康存在与正常更新,同时可以充分发挥它的生态服务功能,满足当下与将来全体人类对森林多功能和多层次的生态、经济和社会需求。提高森林资源的面积和质量,保护森林健康,以达到森林资源的可持续经营已成为各国之间的共识。本文以湖南省平江县福寿国有林场天然次生林、杉木混交林和杉木纯林三种典型林分为研究对象,根据林场的实际情况及经营目标,通过查阅文献资料,基于121个固定样本数据,采用头脑风暴法、Delphi法和会内会外法相结合的方式,选取福寿林场森林健康评价指标,构建森林健康评价指标体系。运用结构方程模型确定出各个指标的权重,在此基础上量化分析福寿林场三种典型林分的健康状况,对福寿林场的三种典型林分进行评价,找出影响各林分健康的关键因子,对福寿林场提出精准可行的经营措施。本文主要研究结论如下:(1)福寿林场森林健康评价指标体系的构建。本文根据福寿林场的实际情况及经营目标,通过查阅文献资料以及结合现有外业数据,采用头脑风暴法、Delphi法和会内会外法相结合的方式,选取生产力、土壤情况、结构组织和稳定性4个指标为准则层,平均胸径、平均树高、平均冠幅、单位面积蓄积量、株数密度、土壤有机质、土壤容重、全氮、全磷、全钾、群落层次、全混交度、林层指数、角尺度、火险等级、病虫害危害比例和人为干扰情况等17个指标为指标层,构建森林健康评价指标体系,使其具有较好的适用性。(2)森林健康评价结构方程模型的适配度检验。本文采用结构方程模型确定森林健康评价指标权重。将生产力、土壤情况、组织结构和稳定性四个要素作为一阶因子,将森林健康作为四大要素的二阶因子进行分析,经检验,整体模型的适配度统计量为:CMIN/DF为1.793,介于1-3之间,CFI,TLI的统计值相较于修正前都提高了,均大于0.9,统计量SRMR小于0.08,RMSEA为0.0734,小于0.08,NFI为0.882,接近临界值0.9;内在模型适配度统计量:各路径系数均通过了显著性检验,即P<0.05,表明潜变量之间结构关系存在,生产力、土壤情况、组织结构和稳定性都是森林健康的重要成分;临界比Z的绝对值>1.96,表明测量的指标变量能有效地反映出它所要测量的构念。这些都说明该测量模型基本满足其临界值要求,模型整体适配性较好,同时说明本文所设计福寿林场森林健康指标体系模型是合理的。(3)福寿森林健康评价权重的确定结果。土壤情况是影响福寿林场森林健康程度的主要因素,权重为0.2948;生产力要素权重为0.2644;稳定性和结构组织要素权重分别为0.2067和0.2341。土壤的权重结果最大,说明土壤情况对于一个地区森林的健康与否起着至关重要的作用。在生产力和土壤情况要素中,各二级指标因子所占权重差异不大,说明这些因子综合作用于森林生态系统,均对森林健康产生影响。在组织结构要素中,群落层次所占权重最高。说明森林层次越完整,分层越明显,林分就越趋于健康和稳定。在稳定性要素中,火险等级的权重远高于其他指标,因为一旦发生火灾,森林健康会被完全打破。(4)福寿林场森林健康评价结果。依据结构方程模型确定出各评价指标的权重,采用五分法将各评价指标标准划分为五个等级,并分别赋予一定的分值,结合综合指数法确定森林健康评价的模型,得出福寿林场天然次生林、杉木混交林和杉木纯林的21块固定固定标准地的健康状况。评价结果为21块标准地得分均处于2-4分,为中健康和亚健康,其中3块天然次生林综合得分较高(3.7741分-3.9697分),排名较前,接近健康状态;9块杉木混交林固定标准地中,3块为中健康(2.4171分-2.9311分),6块为亚健康(3.1997分-3.8515分),健康程度低于天然次生林;9块杉木纯林固定标准地中,仅3块固定标准地为亚健康(3.1501分-3.2876分),得分较低,6块固定标准地为中健康(2.1772分-2.9946分),健康程度在三种林分里最差。三种典型林分的健康综合表现为天然次生林>杉木混交林>杉木纯林。(5)福寿林场森林健康经营措施。针对福寿林场三种典型林分提出了不同的健康经营对策。对于天然次生林,以保育为主,坚持“依托自然条件,模仿自然,加速发育”,进行科学合理地经营,以保证林分快速有效地向顶级生态群落发展,演化为近自然森林生态系统。对于杉木混交林,经营措施以加强管护为主,后期继续补植阔叶树种,促使浅根植物与深根植物相结合,地上部分形成复层树冠,加快林分向以阔叶树种为主的针阔混交林转化。对于杉木纯林,需要加大整改力度,实施半年或一年等周期不同的动态监测与抚育伐除,增加林分透光度以提升林木的生长空间;适地适树引进多种乡土阔叶树种,以调整林分的树种组成,平衡林龄结构,提高林分垂直方向上的空间利用性。
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