浅谈森林健康及其评价指标

浅谈森林健康及其评价指标

摘要：对森林健康理论的提出、概念以及评价方法等内容进行了深入探讨，说明了森林健康研究存在的问题，并阐述了森林健康未来的发展趋势。

关键词：森林健康评价方法

随着经济的发展，人类不当行为导致的恶劣影响已从区域尺度发展到整个生物圈范围。臭氧层的破坏、土壤的酸化、土地沙漠化、空气污染等都是地球生态系统受到威胁的典型例子，并对人类和地球的可持续发展产生了不利的影响，使地球出现了不健康的症状。由于人类发展片面追求经济利益造成了生境恶化，森林面积缩小且质量下降，野生动植物资源急剧减少，森林生态系统遭到了严重破坏，从而直接威胁到人类自身的生活质量和健康状态。

“健康”一词最初是应用于医学上，1947年世界卫生组织(WHO)提出了健康的概念是“不只是没有疾病，而是人们的身体、心理和社会适应方面的良好状态”。后来生态学家、环境学家在各自领域的借鉴使用和发展，相应的产生了生态系统健康、环境健康、森林生态系统健康、湿地生态系统健康等术语。作为全球陆地生态系统的重要组成部分，森林生态系统健康引起了广泛的关注。很多学者已对森林生态系统健康的定义、测度、评估和管理进行了探讨和实践，并将“森林健康”作为森林状况评估和森林资源管理的目标和标准。

1.森林健康的概念和内涵

1.1森林健康的提出

森林健康是一个较新的术语，它的提出直接归因于人类意识危机及其生态环境危机。森林健康早期的研究是针对森林所受的各种胁迫（物理胁迫、化学胁迫、生物胁迫、社会胁迫）及其相应的变化反应进行的。进入20世纪90年代以来，森林健康成为区域及国家规模的研究。1992年美国国会通过了“森林生态系统健康和恢复法”，农业部组织专家对美国东、西部的森林、湿地等进行了评估，并于1993年后出版了一系列的评估报告和专著。在这些报告和专著中，提出森林生态系统健康是一种状态，森林生态系统向人类提供需要并维持自身复杂性的一种状态，复杂性尤其要考虑森林时空尺度的问题。维持森林生态系统的健康也被列为一些国际性的森林可持续经营的主要指标，如蒙特利尔行动中的“森林生态系统健康和活力的维持”，赫尔辛基行动中的“森林生态系统健康和活力的保持”。

1.2森林健康的概念

到目前为止，由于森林的时空异质性，国内外对森林健康仍没有一个确切统一的定义。经过整理国内外相关林学方面文献后，高俊凯[1]发现有19 种具有代表性的森林健康定义。但由于19 种定义是从不同立足点出发，所以对森林健康的理解和阐述各不相同。在高俊凯研究的基础上，郑燕[2]从森林健康定义的立足点出发，将森林健康定义总结为三种途径（目标途径、生态系统途径和综合途径）：

1.2.1目标途径(Objective-Oriented Approach)从目标途径提出的概念看重森林的经济效益，是从实用主义角度出发、以目标的获得作为定义的出发点。如果满足了管理目标，森林就会被认为是健康的；反之是不健康的。该解释途径只是一味的获取经济价值，功利性比较强，忽略了森林生态系统重要的服务功能。

1.2.2生态系统途径(Ecosystem-Oriented Approach)从生态系统途径提出的概念强调综合效益(生态功能)，它首要关心的并不是木材产量，而需要森林生态系统满足一种多样性的目标，强调生态过程和状态以保证实现潜在的对森林的多种目的的需求[6]。但是该种定义解释过于偏重生态系统的某单一层面，不能对研究对象的健康状况进行全面性的评价；另外有关生态系统的部分指标过于概念化、理论化，不易获得，操作性差。

1.2.3综合途径(Integrated Approach)从综合途径提出的概念平衡了以上两种概念，认为

森林生态系统健康是指森林能够维持其复杂性同时又能满足人类需求的森林生态系统的一种状态。

在对以上三种森林健康解释的综合理解下，认为健康的森林生态系统是在维持自身生态系统的平衡和复杂性的前提下，能最大限度的满足人类不同层次的需求，并且能充分发挥其在社会、经济和生态方面的功能。

2.森林健康的研究对象和范围

森林健康研究的范围和重点，一直在发生着变化。最初主要是围绕人工林分的病虫害、林火以及干旱等胁迫因子对森林的影响，到20世纪80世纪中期，森林健康的研究逐步从林分转移到生态系统上来。因为这种传承关系，国际上森林健康研究范围和对象呈现出极为明显的多样化的特点。研究内容涵盖了生态系统的结构和功能的变化、物种多样性保护和森林资源的持续管理等。从空间尺度来看，现代森林生态系统健康的研究对象和范围包括林分、森林群落、森林生态系统以及森林景观[3]。从干扰的形式来看，包括林火、病虫害、空气污染、生物多样性保护等特定问题。从管理的角度来看，包括了森林的恢复(造林)、森林经营和森林的利用。从森林生态系统特点来看，包括了森林生态系统服务功能、活力、组织力、承载能力、恢复力等。不同国家，其关注的森林健康问题和重点是有所区别的，如美国，以前主要强调林火、外来有害生物、生物多样性、河岸带恢复等四个森林健康问题，最近又变化为林火和可燃物、外来有害生物入侵、荒地减少和无控制的森林游憩。而德国等欧洲国家，则主要针对工业污染导致的酸沉降对森林的影响，以及人工恢复的森林风折、雪压等抵抗力降低的问题。

3.森林健康的评价

3.1森林健康的评价方法

森林健康评价是指采用完善的健康评价指标体系，借助科学合理的指标权重，运用科学合理的评价方法和评价模型对现有森林健康状况进行诊断和评估，是对森林生产力水平、结构、抵抗恢复力以及服务功能等方面综合能力的一种评估；是对森林健康状况进行综合的、全面评价的过程。森林生态系统健康评价不仅让经营管理者对目前森林状况有个直观的认识和了解，也给营林造林、护林工作制定经营管理方案提供方向和科学依据。

目前国内外森林健康评价方法主要有单项评价和综合评价2 种。单项评价是指只选择一个指标进行健康评价，而综合评价是从不同方面入手选用多个指标，综合判断森林健康状况。由于单项评价选取的指标过少，不能全面的反映森林健康状况，现在国内外学者大都采用综合评价方法。综合评价方法有主成分分析法、层析分析法、健康距离法、模糊综合评价法、聚类分析法等，避免了以往的单一指标法、主观经验方法。实现了定性与定量相结合，提高了评价精度。

3.1.1复合结构功能法。它是从森林生态系统的结构和功能演替过程，生态服务和产品服务的角度来度量森林的健康，强调生态系统与区域环境的演变关系。同时也反映生态系统的健康负荷能力及其受胁迫后的健康恢复能力；反映了生态不同尺度的健康评价转换。该方法结合了不同系统的多项指标，适合用于不同尺度、不同类型的生态系统[4]。

3.1.2健康距离法。该方法是综合多方面选取能反映该森林生态系统健康的多项指标，通过对比分析受干扰的森林生态系统中的指标值与模式生态系统（即所谓的背景值状态）中指标值的偏离程度，来判定所研究的森林健康状况，即采用健康损益值—健康距离（HD）来表示。干扰越大，健康损益值越大，表明该森林生态系统就偏离模式生态系统越远，森林的健康状况越不好；反之健康状况越好[5]。

3.1.3主成分分析(Principal ComponentAnalysis,简称PCA)又称主分量分析。它是将多个变量通过线性变换，得到较少数的若干重要变量的一种统计分析方法。一般情况下以累计方差贡献率大于85%和特征值大于1 为标准，筛选出几个主要成分，该方法不仅简单，同时