速生五金木柄原料林樹種評價體系構(gòu)建與應(yīng)用

李因剛，應(yīng)光明，柳新紅，何小勇，應(yīng)尚蛟，陳軍曉

（1.浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州310023；2.浙江省永康市林業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 永康321300；3.浙江省麗水市科學(xué)技術(shù)協(xié)會，浙江 麗水323000）

浙江省永康市是聞名全國的“五金之鄉(xiāng)”，五金工業(yè)產(chǎn)品制造在國民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位，其產(chǎn)值占全市工業(yè)總產(chǎn)值的90%。目前全市日用五金、五金工具上所用的雜木柄有菜刀柄、螺絲刀柄、鐵錘柄、修剪刀柄和園林工具柄等。據(jù)2004年市場調(diào)查，全市所需用雜木柄原料約18萬m3·a－1。由于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，五金工具的生產(chǎn)量不斷增長，雜木柄的需求量隨之增大。隨著國家對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)不斷加強(qiáng)，林業(yè)法律政策不斷完善，對天然闊葉林采伐控制越來越嚴(yán)格，永康市雜木柄加工原材料越來越少。因此，大力發(fā)展速生高產(chǎn)、短輪伐期的闊葉原料林，已成為確保永康經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必要條件。一般地，工業(yè)原料林以樹種的木材產(chǎn)量特性、適應(yīng)性和造林特性等為選擇的主要依據(jù)。但是，木柄原料林不是簡單地等同于工業(yè)原料林，它既要求樹種的速生性，也要求木材加工利用的可塑性。系統(tǒng)科學(xué)的綜合評價體系，是永康等浙中地區(qū)木柄原料林樹種選擇的必要條件。目前，綜合評價法已在樹種選擇［1－4］和樹種抗寒性［5］等方面得以應(yīng)用。本研究以近幾年來我們進(jìn)行的大量調(diào)查研究和造林試驗結(jié)果為基礎(chǔ)，構(gòu)建樹種綜合評價體系，并對多個樹種進(jìn)行評價、排序，為永康等浙中地區(qū)木柄原料林建設(shè)提供理論基礎(chǔ)。

1 研究地點與方法

1.1 研究地概況

永康市位于浙江中部，金衢盆地的東南，地理位置為 28°45′31″～ 29°06′19″N ，119°53′19″～120°20′45″E，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，光熱水資源豐富，雨熱同步，光熱互補(bǔ)，四季分明，適宜于多種亞熱帶樹種的生長。年平均氣溫為17.5℃，7月平均氣溫為29.5℃，極端最高氣溫41.7℃；1月平均氣溫為5.1℃，極端最低氣溫－11.8℃；≥10℃的作物活躍生長期的活動積溫為5 544.0℃；年平均日照時數(shù)為1 809.9 h；無霜期為245 d左右；常年降水量為1 328.8 mm。全市林地面積為626 km2，占土地總面積的59.7%。這些都為該市發(fā)展速生五金木柄原料林提供了有利條件。

1.2 樹種確定

對永康等浙中地區(qū)現(xiàn)有的生長較快的闊葉樹人工林進(jìn)行生長情況調(diào)查，同時調(diào)查它們在該地區(qū)的適應(yīng)性。樹種林分調(diào)查進(jìn)行每木檢尺，測量其胸徑和樹高。最后根據(jù)樹種的生長特性和木柄生產(chǎn)中的利用情況確定木荷Schima superba，楓香Liquidambar formosana，擬赤楊A(yù)lniphyllum fortunei等16個樹種（無性系）為參選樹種。

1.3 層次分析指標(biāo)體系的建立

層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）是20世紀(jì)70年代美國學(xué)者提出的針對多因素的系統(tǒng)化分析決策方法［6］。它可以將專家的主觀判斷用數(shù)量形式表達(dá)，是一種定量和定性相結(jié)合的方法，可使決策過程層次化、數(shù)量化［7－8］。目前，層次分析法已廣泛應(yīng)用于社會經(jīng)濟(jì)、醫(yī)學(xué)和工業(yè)等問題的科學(xué)分析和決策中［9－11］。本研究分析指標(biāo)參考柳新紅等［12］對闊葉樹種的評價，在指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上建立層次分析法的遞階層次結(jié)構(gòu)（圖1）。

1.4 指標(biāo)分級與綜合評價方法

經(jīng)過與高等院校、科研院所和基層生產(chǎn)單位的專家座談和現(xiàn)場調(diào)研后，決定采用5級評分制對9個評價指標(biāo)實行量化分級，每一個指標(biāo)確定相應(yīng)的評分標(biāo)準(zhǔn)。其中產(chǎn)量指標(biāo)根據(jù)樹種的生長情況提出量化分級標(biāo)準(zhǔn)；木材材性根據(jù)它們在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用情況提出相應(yīng)的分級標(biāo)準(zhǔn)；其他性狀采用定性分析（表1）。

2 結(jié)果與分析

2.1 指標(biāo)權(quán)重

采用1～9的比例標(biāo)度逐項對任意2個評價指標(biāo)進(jìn)行比較，對其重要程度定量化，得出目標(biāo)層相對于準(zhǔn)則層，準(zhǔn)則層相對于方案層的判斷矩陣。然后依據(jù)遞階層次結(jié)構(gòu)和評價要素設(shè)置，計算各判斷矩陣的特征根和特征向量，得出各指標(biāo)對于上一層某個目標(biāo)相對重要性的的權(quán)重Wj（j=1，2，…，9），結(jié)果見表2。

圖1 工具柄原料樹種綜合評價層次結(jié)構(gòu)模型圖Figure 1 Hierarchical structure model diagram of comprehensive evaluation for tool handle material tree species

表1 參選樹種主要評價指標(biāo)與分級標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The main evaluation indexes and classification standard of candidate tree species

判斷矩陣總體隨機(jī)一致性比率為0.007 1＜0.100，滿足層次分析法的一致性檢驗要求，說明具有較為滿意的一致性，可以用于權(quán)重計算。由表2可知，胸徑生長量、樹高生長量、立地要求、萌芽更新能力和木材材性等因子的總排序權(quán)重分別為0.367 8，0.183 9，0.136 7，0.105 0和0.095 1，它們相對于其他因子占有較大權(quán)重，可認(rèn)為是影響目標(biāo)選擇的主要因子。

2.2 樹種各指標(biāo)評價

根據(jù)樹種調(diào)查、文獻(xiàn)檢索［13－27］和專家咨詢，以5分制為分級標(biāo)準(zhǔn)，對參選樹種的主要性狀賦值，得出各樹種的指標(biāo)得分Rij（i=1，2，… ，16；j=1，2，… ，9）。詳見表3。

2.3 樹種綜合評價與排序

表2 樹種綜合評價層次總排序及權(quán)重表Table 2 Levels of total sort and weights of comprehensive evaluation for tree species

表3 參選樹種（無性系）主要性狀指標(biāo)得分表Table 3 Scores of main traits of candidate tree species or clones

3 結(jié)論與討論

發(fā)展速生五金木柄原料林不僅是永康等浙中地區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的保障，是山區(qū)“農(nóng)業(yè)增效，農(nóng)民增收”的主要途徑，也是保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要手段。根據(jù)永康市的氣候、土壤、地形、交通等條件和原料林建設(shè)的要求，速生木柄原料林的立地主要以緩坡山地、退耕還林地、河灘地和拋荒地為主。

利用層次分析法構(gòu)建了速生木柄原料林評價體系，用5分制作為各指標(biāo)的分級標(biāo)準(zhǔn)，并確立了其各自指標(biāo)權(quán)重。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，胸徑生長量、樹高生長量、立地要求、萌芽更新能力和木材材性等5個因子相對于其他因子占有較大權(quán)重，可認(rèn)為是評價體系的主要因子。由層次分析綜合評價結(jié)果可知，鵝掌楸和黃山欒樹得分最高，喜樹、小果冬青、法國梧桐、二道柳、榿木、楓香和擬赤楊等得分次之，女貞、檫木和楓楊等7個樹種得分較低。

層次分析法雖然在許多綜合評價中得以應(yīng)用，但由于林木生長的特殊性，速生五金工具柄的樹種選擇還需要從實際出發(fā)。鑒于黃山欒樹的園林綠化苗木價值較高，目前，浙中地區(qū)多作為綠化大苗栽培；法國梧桐不適于營造大面積純林，難以實現(xiàn)生產(chǎn)性造林；楓香的綜合得分雖不甚高，但為該地區(qū)的傳統(tǒng)造林樹種，造林技術(shù)成熟、種苗來源容易且抗逆性較強(qiáng)，可作為木柄原料樹種發(fā)展；二道柳為浙中地區(qū)新引進(jìn)優(yōu)良品種，表現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)性和速生性，在河灘地、拋荒地等立地上不失為一個具有較大推廣價值的樹種；木荷生長速度較慢，綜合分值較低［28］。但它在工具柄生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在永康火燒跡地等的天然殘次林分中為優(yōu)勢物種，由于多年生根系的存在，樹高和胸徑生長相應(yīng)加快。因此，結(jié)合各樹種特性和目前的推廣應(yīng)用情況建議選擇鵝掌楸、喜樹、小果冬青、二道柳、楓香和木荷等作為當(dāng)前永康等浙中地區(qū)速生木柄原料林主要樹種，因地制宜進(jìn)行推廣。

表4 參選樹種（無性系）的綜合評價分值及其排序Table 4 Comprehensive evaluation scores and ranks of candidate tree species or clones

［1］宋麗萍，佘光輝.深圳綠化樹種選擇智能決策支持系統(tǒng)的構(gòu)建［J］.南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2005，29（2）：87-91.SONG Liping，SHE Guanghui.Research on intelligent greening decision support system by selecting different types of trees and flowers ［J］.J Nanjing For Univ Nat Sci Ed，2005，29（2）：87-91.

［2］郭二果，王成，彭鎮(zhèn)華，等.半干旱地區(qū)城市單位附屬綠地綠化樹種的選擇——以神東礦區(qū)為例［J］.林業(yè)科學(xué)，2007，43（7）：35-43.GUO Erguo，WANG Cheng，PENG Zhenhua，et al.Woody landscape plants selection in urban accessory greenlands of branches in semi-arid areas：an example of Shendong mining area ［J］.Sci Silv Sin，2007，43（7）：35-43.

［3］馬俊，韋新良，尤建林，等.生態(tài)景觀林樹種選擇定量研究［J］.浙江林學(xué)院學(xué)報，2008，25（5）：578-583.MA Jun，WEI Xinliang，YOU Jianlin，et al.Tree species selection for an ecological landscape forest at Qingshan Lake，Zhejiang Province ［J］.J Zhejiang For Coll，2008，25（5）：578-583.

［4］寧惠娟，邵鋒，戴思蘭，等.40個品種菊的切花用途評價［J］.浙江林學(xué)院學(xué)報，2009，26（3）：389-394.NING Huijuan，SHAO Feng，DAI Silan，et al.Application evaluation of cutting flowers of 40 chrysanthemum cultivars［J］.J Zhejiang For Coll，2009，26（3）：389-394.

［5］柳新紅，何小勇，蘇冬梅，等.翅莢木種源抗寒性綜合評價體系的構(gòu)建與應(yīng)用［J］.林業(yè)科學(xué)，2007，43（10）：45-50.LIU Xinhong，HE Xiaoyong，SU Dongmei，et al.Establishment and application of integrated assessment system on cold resistance of different Zenia insignis provenance ［J］.Sci Silv Sin，2007，43（10）：45-50.

［6］ SAATY T L.The Analytic Hierarchy Process ［M］.New York：McGraw-Hill，1980.

［7］ WASIL E，GOLDEN B.Celebrating 25 years of AHP-based decision making ［J］.Comput Oper Res，2003，30（10）：1419-1438.

［8］ CHANDRAN B，GOLDEN B，WASIL E.Linear programming models for estimating weights in the analytic hierarchy process ［J］.Comput Oper Res，2005，32（9）：2235-2254.

［9］ COOPER W W，TONE K.Measures of inefficiency in data envelopment analysis and stochastic frontier estimation ［J］.Eur J Oper Res，1997，99（1）：72-78.

［10］蔣耀.基于層次分析法（AHP）的區(qū)域可持續(xù)發(fā)展綜合評價：以青浦區(qū)為例［J］.上海交通大學(xué)學(xué)報，2009，43（4）：566-571.JIANG Yao.Evaluation of regional sustainable development based on analytic hierarchy process：Qingpu District as an example ［J］.J Shanghai Jiaotong Univ，2009，43（4）：566-571.

［11］黃彩虹，金福江.運(yùn)用層次分析法的印染質(zhì)量綜合評價方法［J］.華僑大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2009，30（1）：30-33.HUANG Caihong，JIN Fujiang.AHP-Based comprehensive evaluation of dyeing quality ［J］.J Huaqiao Univ Nat Sci，2009，30（1）：30-33.

［12］柳新紅，王章榮.浙西南速生工業(yè)原料林闊葉樹種評價與選擇研究［J］.林業(yè)科學(xué)研究，2006，19（4）：497-513.LIU Xinhong，WANG Zhangrong.Evaluation and selection of broad leaved tree species for fast-growing industrial plantation in Southwest Zhejiang ［J］.For Res，2006，19（4）：497-513.

［13］李建民，周志春，陳炳星，等.馬褂木人工林的生長和制漿造紙性能［J］.中國造紙，2002，21（2）：5-7.LI Jianmin，ZHOU Zhichun，CHEN Binxing，et al.Pulping properties of Liriodendron chinense ［J］.China Pulp Paper，2002，21（2）：5-7.

［14］鄒達(dá)明，朱光權(quán)，吳士元，等.優(yōu)良菇木樹種選擇試驗初報［J］.浙江林業(yè)科技，1997，17（1）：18-20.ZOU Daming，ZHU Guangquan，WU Shiyuan，et al.Preliminary report on tree species selection for cultivation of Lentinus edodes ［J］.J Zhejiang For Sci Technol，1997，17（1）：18-20.

［15］宋青，彭志，王金虎，等.蘇州光福木荷林林分特征及經(jīng)營對策［J］.林業(yè)科技開發(fā)，2008，22（2）：30-33.SONG Qin，PENG Zhi，WANG Jinhu，et al.The characters of the Schima superba stand in Guangfu Nature Rreserve，Suzhou ［J］.China For Sci Technol，2008，22（2）：30-33.

［16］黃志偉，余樹全，胡庭興，等.不同木荷防火林帶建設(shè)模式群落學(xué)特征比較［J］.林業(yè)科學(xué)，2008，44（1）：101-106.HUANG Zhiwei，YU Shuquan，HU Tingxing，et al.Community characteristics in different patterns of Schima superba biological fire-protection forest belts ［J］.Sci Silv Sin，2008，44（1）：101-106.

［17］劉其文.木荷人工林經(jīng)營效果分析［J］.福建林業(yè)科技，2008，35（4）：24-28.LIU Qiwen.The management effects of Schima superba plantation ［J］.J Fujian For Sci Technol，2008，35（4）：24-28.

［18］應(yīng)光明，陳秀英，胡小燕，等.二道柳引種試驗初報［J］.華東森林經(jīng)理，2009，23（2）：14-17.YING Guangming，CHEN Xiuying，HU Xiaoyan，et al.A preliminary report on Salix spp.［J］.East China For Manage，2009，23（2）：14-17.

［19］徐有明，史玉虎，皮忠來，等.楓楊生長規(guī)律、材性變異及其紙漿用材適用性評價［J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2004，32（6）：35-38.XU Youming，SHI Yufu，PI Zhonglai，et al.Tree growth pattern and variation in wood properties of Chinese wingnut for pulpwood and its utilization evaluation ［J］.J Northeast For Univ，2004，32（6）：35-38.

［20］葉桂艷，盛能榮.樂昌含笑的立地條件調(diào)查［J］.林業(yè)科學(xué)研究，1988，1（1）：102-105.YE Guiyan，SHENG Nengrong.The investigation on site condtion of Michelia chapensis ［J］.For Res，1988，1（1）：102-105.

［21］錢志潮.多用途生態(tài)樹種——無患子［J］.浙江林業(yè)，2004（4）：16.QIAN Zhichao.Multipurpose ecological tree species：Sapindus mukorossi［J］.Zhejiang For，2004（4）：16.

［22］李桂山.黃山欒樹育苗及造林技術(shù)［J］.安徽林業(yè)科技，2005（4）：18-20.LI Guishan.The nursing and afforestation technology of Koelreuteria bipinnata var.integrifoliola ［J］.J Anhui For Sci Technol，2005（4）：18-20.

［23］何貴平，陳益泰，唐雪元，等.楓香地理種源幼林生長性狀變異研究［J］.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，27（4）：585-589.HE Guiping，CHEN Yitai，TANG Xueyuan，et al.A study on variations of young forest growing traits in Liquidambar formosana geographic provenances ［J］.Acta Agric Univ Jiangxi，2008，27（4）：585-589.

［24］殷聲毅，項福元，王建隆，等.楓香苗木短截造林技術(shù)［J］.林業(yè)實用技術(shù)，2009（3）：12-13.YIN Shengyi，XIANG Fuyuan，WANG Jianlong，et al.The afforestation technology of Liquidambar formosana seedlings［J］.Pract For Technol，2009（3）：12-13.

［25］許魯平.不同立地條件榿木生長效果研究［J］.林業(yè)科技開發(fā)，2009，16（增刊1）：55-57.XU Luping.A study on growth effect of Alnus cremastogyne at different sites ［J］.China For Sci Technol，2009，16（supp 1）：55-57.

［26］曾淑燕，李映珍.喜樹生物學(xué)特性與栽培技術(shù)［J］.廣東林業(yè)科技，2007，23（1）：118-120.ZENG Shuyan，LI Yinzhen.The biological properties and the nursing and afforestation technology of Camptotheca acuminate Decne ［J］.J Guangdong For Sci Technol，2007，23（1）：118-120.

［27］王良衍.小果冬青栽培技術(shù)［J］.林業(yè)實用技術(shù)，2004（12）：15-16.WANG Lianyan.The nursing and afforestation technology of Ilex micrococca ［J］.Pract For Technol，2004（12）：15-16.

［28］周家駿，高林.優(yōu)良闊葉樹種造林技術(shù)［M］.杭州：浙江科學(xué)技術(shù)出版社，1985.