Ecological landscape quality of Taiyue Mountain in Shanxi

太岳林区（36°18′~37°05′N，111°45′~112°33′E）是山西省省直九大林区之一，位于山西省中南部，属太行山系，海拔最高为2 566.6 m，最低处位于兴唐寺林场，海拔不足598.0 m。温带半干旱大陆性季风气候，年平均气温8.0 ℃，≥10 ℃以上的年积温为2 500.0~3 000.0 ℃，年均降水量约为650.0 mm，7－9月降水量占全年的70%以上，相对湿度60%~65%，年均日照时数2 500~2 700 h，无霜期100~150 d。主要自然灾害有：旱灾、水灾、火灾、林木病虫害等。林地土壤多为褐土和棕壤，局部有亚高山草甸土。生态公益林以油松Pinus tabulaeformis和栎类为主，东山地区油松占优势，西山地区以栎类为主的阔叶林占优势。主要针叶树种有油松，落叶松Larix gmelinii，杜松Juniperus rigida，侧柏Platycladus orientalis，白皮松Pinus bungeana等，主要阔叶树种有辽东栎Quercus wutaishanica，山杨Populus davidiana，白桦Betula platyphylla，五角枫Acer mono，漆树Toxicodendron vernicifluum，椴树Tilia tuan和水曲柳Fraxinus mandschurica等；灌木以沙棘Fraxinus mandschurica，丁香Syringa oblata，胡枝子Lespedeza bicolor，黄刺玫Rosa xanthina，虎榛子Ostryopsis davidiana和荆条Vitex negundo var. heterophylla为主；草类多为禾本科Gramineae植物。

山西太岳山具有自然保护区性质，保护、培育好森林资源，保证资源安全，是其首要任务。因此，结合太岳山现状，根据自然保护区生态质量评价的准则以及指标体系确立的要求，确定了一套较为完整的生态评价指标体系^[14]（表 1）。表 1中“代表性”是指研究区的主要物种是否具有代表性，面积越大，分布越广，其代表性越强；“稳定性”是指主要物种对生存环境的要求，对周边环境的适应能力；“干扰性”是指人类活动对研究区环境造成的危害状况和影响程度；“多样性”是指研究区内生物种类、数量的多少，物种越多，研究区生境越是复杂，生物多样性越高，其保护价值就越大；“自然性”是指人类对自然环境的干扰程度，自然性是森林生态系统的基本属性，主要以研究区生态系统破坏程度为主要评价依据；“面积适宜性”是指研究区主要物种生存所需的最适宜环境面积大小，一般而言，不同的物种所需的最适宜环境面积也有所差异，针对本研究来讲，则主要注重其是否达到最小面积，以期维持保护生态系统的稳定。

该研究主要采用层次分析法（analytic hierarchy process,AHP）和景观综合评价指数相结合的方法来评价研究区景观生态质量的好坏。利用层次分析法来确定评价指标的权重大小，用综合评价指数确定研究区的质量等级。层次分析法的优点是能将复杂的问题通过深入分析简易化，从而变得简便易行，而且也是迄今为止引用最早、最广泛的一种决策方法^{[7, 9]}。

本研究评价的决策目标层是研究区的景观生态质量，方案层是表 1所选择的7个指标，分别为自然性、稳定性、干扰性、多样性、代表性和面积适宜性。

通过两两比较的方法针对上个层次中的某个因素，确定本层次中的相关因素相对重要性，即相对权重。为确保评价的科学性，特请10位从事相关研究的专家和学者进行讨论和评分。经过专家和学者的评分结果，构建了判断矩阵（表 2）。通过采用Yaahp层次分析法软件求得判断矩阵的最大特征根λ_max=7.000 0，一致性指标I_c=（λ_max－n）/（n－1）=0，以及各指标的相对权重W_i（表 2）。判断1个2阶以上的矩阵是否具有令人满意的一致性，则需要通过随机一致性比例R_C来确定。当R_C＜0.10时，则认为该矩阵具有满意的一致性，反之当R_C≥0.10时，则需要调整矩阵。随机一致性比例R_C=I_C/I_R，经查表得到平均随机一致性指标I_R=1.32，计算得到R_C=0/1.32=0＜0.10，则说明该矩阵具有令人满意的一致性。

根据上述评价指标和方法，得出了研究区各项评价指标结果（表 3）。

研究区整个森林资源按照面积和龄组分布，以中林龄为主（图 1）。其中，中林龄的森林面积占32％。整个研究区的森林资源中过熟林的面积仅占8％，而其他林龄的森林资源总计占92％。由此可以看出：研究区的森林资源目前基本趋势是处于生长状态,说明研究区曾遭到过强烈的外界干扰，故自然性赋值为3分。另外，研究区虽进行封山育林，但周边仍有许多村落，存在一定的人为干扰，村民的放牧和开荒造田都对研究区造成一定的威胁，故人类干扰赋值为3分。

Figure 1.  Area proportion occupied by each forest age in forest land

太岳林区总经营面积1.43×10⁵ hm²，其中林业用地面积为1.43×10⁵ hm²（表 4），活立木蓄积总计6.49×10⁶ m³，森林覆盖率为79%。有效面积的大小较为适宜，基本上能够维持生态系统的结构和功能，有效保护主要对象。所以，稳定性赋值5分，面积适宜性赋值5分。

研究区内灵空山自然保护区有种子植物95科407属816种；蕨类植物14科19属32种。所以，其多样性指标赋值为3分。

研究区内任保留着许多古树名木，如古树中有油松之王‘九杆旗’，名木中有‘红岩松’等，这些古树不仅树龄古稀，生长高大。野生动物有215种，鸟类164种，哺乳类34种，属于国家一级保护动物有金钱豹Panthera pardu，二级稀有珍贵动物褐马鸡Crossoptilon mantchuricum，黑鹳Ciconia nigra，大鸨Otis tarda。二类保护动物有林麝Moschus berezovskii，猫头鹰Asio otus，苍鹭Ardea cinerea，鸳鸯Aix galericulata。三类保护动物有黑熊Ursus thibetanus，岩羊Pseudois nayaur等，故赋值为5分。

研究区有林地的主要树种分布比较集中，各树种面积分布情况是：油松面积为4.4×10⁴ hm²；辽东栎、落叶松、白桦面积分别为3.31×10⁴ hm²，1.43×10⁴ hm²，0.48×10⁴ hm²；侧柏面积0.99×10⁴ hm²，在全局范围内均有分布，其他树种如硬阔类、山杨等面积为0.59×10⁴ hm²。其中，油松和辽东栎占绝大部分，具有一定的区域代表性，故赋值为5分。

研究区景观生态质量的等级是通过综合评价指数这一方法实现的。其计算公式为：

其中：n为评价指标个数；I_i是i类指标在生态质量评价中所得分值；W_i是i指标的相对权重。S为景观类型的综合评价指数。

根据上述各指标的得分和相对权重，计算得到研究区的综合评价指数：

研究区保护目标的综合评价指数越大，其所代表的景观生态质量越好，保护价值越高。根据国庆喜等^[4]评判各自然保护区的生态质量等级（表 5），得出研究区的生态质量等级为Ⅰ级，表明目前研究区的景观生态质量很好。

本研究运用层次分析法对太岳山的景观生态质量进行了评价。综合评价结果表明：研究区目前的景观质量处于优质状态，质量等级为Ⅰ级。说明研究区近几十年来保护措施适当，取得显著成效，发展基本稳定，保护价值较高。单项指标评价结果表明：对研究区生态质量起相对重要作用的指标是自然性（0.230 8），其次是干扰性（0.076 9）和多样性（0.076 9）。各个单项指标对比表明，研究区自然性的权重（W₁）最高，这表明自然性在本研究区中扮演着相对重要的角色，后续实施保护措施应当给予充分的考虑。针对各项评价指标的比较结果，以及研究区当地实际情况，提出以下几点建议：①加大封山育林的力度。对环境退化严重或者人为干扰较大的区域要加大封山育林的力度。②提高研究区森林自然性的管理。根据评价结果可以看出，自然性在研究区森林资源中起着相对重要的作用。限制村民在保护区附近放牧，封山育林，严禁捕猎林内生物，旨在尽可能减少人为干扰，为研究区创造一个自然更新的环境。③建立国家级自然保护区。建立国家级自然保护区，提高保护区的重要程度，旨在更好地保护太岳山核心区生态坏境以及以此为生活背景的物种。④严禁盲从退耕还林，依据科学的规划，整体布局，逐步完成。

评价一个地区的景观质量，目前还未形成完整的客观评价体系，单纯地运用传统方法（层次分析法）从主观方面选择评价指标，并评分，受主观因素影响可能造成评价结果不够精准。所以，期望在未来的研究中能够形成一套完整的客观的评价方法和体系，以期能够更客观地评价研究区的景观质量，为后续研究提供更精准的参考。