重慶市優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種綜合評價與選擇研究

劉 艷，耿養(yǎng)會

(重慶市林業(yè)科學(xué)研究院，三峽庫區(qū)森林生態(tài)保護與恢復(fù)重慶市市級重點實驗室，重慶 400036)

森林是陸地上最大的生態(tài)系統(tǒng)，森林在全球環(huán)境保護方面有著特殊的地位，發(fā)揮著不可替代的作用［1］。鄉(xiāng)土植物是指本地原有天然分布、自然演替、已經(jīng)融入當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)中的植物，它們具有較強的適應(yīng)性和抗逆性，資源廣、苗源多、易栽培［2］。重慶地處亞熱帶氣候區(qū)，地形復(fù)雜，土壤肥沃，雨量充沛，適于多種樹木生長，但其中多數(shù)樹種目前仍處于野生狀態(tài)，尚未開展人工造林，有必要加強對重慶地區(qū)優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種的選擇，開展遺傳育種及林木遺傳改良工作，加強林產(chǎn)品的深加工利用，建立健全營林技術(shù)與栽培模式。

層次分析法(Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP法)是20世紀(jì)70年代初由美國運籌學(xué)家T.L.Saaty提出的一種對較為復(fù)雜、模糊問題作出決策的多準(zhǔn)則決策方法。此方法原理簡單，有較嚴(yán)格的數(shù)學(xué)依據(jù)，適用于一些難于完全定量分析的問題［3］。本研究即是利用AHP決策分析的特點，針對重慶地區(qū)的區(qū)域特點及本地區(qū)大量優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種的生物學(xué)特性及生理生態(tài)特性來構(gòu)建不同用途樹種的綜合評價指標(biāo)體系，并從目標(biāo)樹種中選擇出一些較為優(yōu)秀的樹種，從而為重慶地區(qū)鄉(xiāng)土樹種的選擇、森林建設(shè)及經(jīng)營管理提供更加科學(xué)有效的理論依據(jù)。

1 研究材料及方法

1.1 參選樹種

通過文獻檢索［2，4～21］和野外調(diào)查，對重慶市優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種進行分析，選定了具有不同用途的樹種共60種。其中用材樹種包括鵝掌楸(Liriodendron chinense(Hemsl.)Sarg.)、火力楠 (Michelia macclurei Dandy)、楓香(Liquidambar formosana Hance)、木荷 (Schima superba Gardn.et Champ.)、厚 樸(Magnolia officinalis Rehd.et Wils.)等 20 種(表2);生物質(zhì)能源樹種包括山桐子(Idesia polycarpa Maxim.)、油 桐 (Verniciafordii(Hemsl.)Airy Shaw)、烏桕(Sapium sebiferum(L.)Roxb.)、光皮樹(Swida wilsoniana(Wanger.)Sojak)、山蒼子(Litsea cubeba(Lour.)Pers.)等 20 種(表 4);觀賞樹種包括 黃 葛 樹 (Ficus virens Ait.var.sublanceolata(Miq.)Corner)、銀杏(Ginkgo biloba L.)、小葉榕(Ficus microcarpa L.f.)、深山含笑(Michelia maudiae Dunn)、山桐子等20種(表6)。

1.2 綜合評價體系層次結(jié)構(gòu)設(shè)計

本研究在指標(biāo)體系的構(gòu)建上，兼顧了樹種的生長適應(yīng)性、生態(tài)服務(wù)功能及社會服務(wù)功能，通過對重慶市優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種的用途、產(chǎn)量特性(速生豐產(chǎn)性能)、適應(yīng)性(抗性)、觀賞性、改善環(huán)境能力、經(jīng)濟特性等的研究，采用層次分析法對重慶市60種優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種(包括用材樹種、生物質(zhì)能源樹種和觀賞樹種)進行綜合評價分析［22］。根據(jù)層次分析法的要求和不同用途樹種選擇的特點，通過專家咨詢及查詢文獻［1，4，17～21，23］確定了不同用途樹種的評價指標(biāo)，以此來構(gòu)建評價體系。對于用材樹種確定了產(chǎn)量特性、適應(yīng)性及經(jīng)濟特性為評價主要特性，相應(yīng)地提出速生性、豐產(chǎn)性、耐瘠性、抗寒性、抗旱性、抗病蟲害能力、干材形質(zhì)、材用價值等8個指標(biāo)作為綜合評價的依據(jù);對于生物質(zhì)能源樹種同樣確定了產(chǎn)量特性、適應(yīng)性及經(jīng)濟特性3個主要評價特性，選定了速生性、豐產(chǎn)性、耐瘠性、抗寒性、抗旱性、抗病蟲害能力、多用途性、工業(yè)價值等8個評價指標(biāo);對于觀賞樹種確定了觀賞性、適應(yīng)性及改善環(huán)境能力這些評價特性，相應(yīng)地選定了觀葉、觀花、觀果、觀樹形、抗寒性、抗旱性、抗病蟲害能力、抗污染性、吸硫能力、滯塵能力、降低噪音能力等11個評價指標(biāo)。本研究利用Yaahp軟件(0.5.3)來完成層次分析法中評價指標(biāo)體系的構(gòu)建，根據(jù)層次結(jié)構(gòu)構(gòu)造判斷矩陣，采用1～9的比例標(biāo)度，對每一準(zhǔn)則層下各要素客觀存在的相對重要性定量化，最終得出各評價指標(biāo)的權(quán)重Wj。

1.3 樹種綜合評價方法

采用3級評分制對這些評價指標(biāo)實行量化分級，結(jié)合專家咨詢及文獻報道［2，4～8，12，16～21］確定了每一指標(biāo)相應(yīng)的分級標(biāo)準(zhǔn)(表1)，將綜合指標(biāo)為優(yōu)的樹木量化為3，綜合指標(biāo)為良的樹木量化為2，綜合指標(biāo)為中的樹木量化為1，得出各參選樹種的各指標(biāo)得分(Rij)，最后計算出各參選樹種的綜合評價值然后根據(jù)綜合評價值對參選樹種進行排序，據(jù)此選出符合人們經(jīng)營目的的較為優(yōu)秀的樹種，為生產(chǎn)實踐提供科學(xué)依據(jù)，以解決人們對用材林、生物質(zhì)能源林、景觀林需求的矛盾。

表1 參選樹種主要評價指標(biāo)及其分級標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果

2.1 用材樹種綜合評價

Yaahp軟件中構(gòu)建的用材樹種的評價指標(biāo)體系如圖1所示。

通過Yaahp軟件得出權(quán)重。用材樹種綜合評價中，產(chǎn)量特性、適應(yīng)性、經(jīng)濟特性對總目標(biāo)的權(quán)重分別為 0.6586，0.1562，0.1852，所選用的速生性、豐產(chǎn)性、耐瘠性、抗寒性、抗旱性、抗病蟲害能力、干材形質(zhì)、材用價值等8個評價指標(biāo)的權(quán)重 Wj={0.4391，0.2195，0.0280，0.0396，0.0736，0.0150，0.0617，0.1234}，其中速生性、豐產(chǎn)性、材用價值等因子為影響樹種選擇的主要因子。判斷矩陣通過了一致性檢驗，CR=0.0279，小于1。

圖1 用材樹種綜合評價層次結(jié)構(gòu)圖

對照各評價指標(biāo)的分級標(biāo)準(zhǔn)得出鵝掌楸、火力楠、楓香等20種參選樹種的各指標(biāo)得分(Rij)，詳見表2。

表2 用材樹種評價指標(biāo)權(quán)重及參選樹種各指標(biāo)得分

再根據(jù)計算出的綜合評價值對20種參選樹種進行排序，結(jié)果見表3，綜合指數(shù)越高說明該樹種的綜合效益越大。從表3中可以看出，鵝掌楸、香椿、榿木、檫木、毛桂、香樟等樹種的綜合指數(shù)相對較高，在2.4985～2.8364之間，說明他們的綜合效益較高?？嚅?、川楝、厚樸、山杜英的綜合指數(shù)在2.1560～2.2851之間，僅次于前者。黃檀等10種樹種的綜合指數(shù)均在2.1303之后，其綜合效益相對較低。

表3 參選用材樹種的綜合評價排序結(jié)果

2.2 生物質(zhì)能源樹種綜合評價

Yaahp軟件中構(gòu)建的生物質(zhì)能源樹種的評價指標(biāo)體系如圖2所示。

圖2 生物質(zhì)能源樹種綜合評價層次結(jié)構(gòu)圖

通過Yaahp軟件得出的產(chǎn)量特性、適應(yīng)性、經(jīng)濟特性對總目標(biāo)的權(quán)重分別為 0.5584，0.1220，0.3196，生物質(zhì)能源樹種綜合評價所選用的速生性、豐產(chǎn)性、耐瘠性、抗寒性、抗旱性、抗病蟲害能力、多用途性、工業(yè)價值等8個指標(biāo)的權(quán)重Wj={0.3723，0.1861，0.0218，0.0309，0.0575，0.0117，0.0799，0.2397}，其中速生性、工業(yè)價值、豐產(chǎn)性等因子為影響樹種選擇的主要因子。判斷矩陣通過了一致性檢驗，CR=0.0176，小于 1。

對照各評價指標(biāo)的分級標(biāo)準(zhǔn)得出山桐子、油桐、烏桕等20種參選樹種的各指標(biāo)得分(Rij)，詳見表4。

再根據(jù)計算出的綜合評價值對20種參選樹種進行排序，結(jié)果見表5。從表5可以看出，杜仲、榿木、苦楝、刺槐、光皮樹、山桐子的綜合分值較高，在2.3412～2.8443之間，為綜合效益較好的生物質(zhì)能源樹種。燈臺樹、山蒼子、文冠果、麻櫟、栓皮櫟的綜合分值在2.1207～2.3402之間，綜合效益略差于前者。楓香等樹種的綜合分值在2.0573之后，為綜合效益相對較差的生物質(zhì)能源樹種。

表4 生物質(zhì)能源樹種評價指標(biāo)權(quán)重及參選樹種各指標(biāo)得分

表5 參選生物質(zhì)能源樹種的綜合評價排序結(jié)果

2.3 觀賞樹種綜合評價

Yaahp軟件中構(gòu)建的觀賞樹種的評價指標(biāo)體系如圖3所示。

觀賞樹種綜合評價中通過Yaahp軟件得出的觀賞性、適應(yīng)性、改善環(huán)境能力對總目標(biāo)的權(quán)重分別為0.6483，0.1220，0.2297，所選用的觀葉、觀花、觀果、觀樹形、抗寒性、抗旱性、抗病蟲害能力、抗污染性、吸硫能力、滯塵能力、降低噪音能力等11個指標(biāo)的權(quán)重 Wj= {0.1587，0.1887，0.1887，0.1122，0.0282，0.0598，0.0141，0.0199，0.0890，0.1018，0.0389}，其中觀花、觀果、觀葉等因子為影響樹種選擇的主要因子。判斷矩陣通過了一致性檢驗，CR=0.0036，小于1。

圖3 觀賞樹種綜合評價層次結(jié)構(gòu)圖

對照各評價指標(biāo)的分級標(biāo)準(zhǔn)得出黃葛樹、銀杏、小葉榕等20種參選樹種的各指標(biāo)得分(Rij)，詳見表6。

表6 觀賞樹種評價指標(biāo)權(quán)重及參選樹種各指標(biāo)得分

再根據(jù)計算出的綜合評價值對20種參選樹種進行排序，結(jié)果見表7。從表7可以看出，深山含笑、四照花、珙桐、欒樹、楓香、厚樸等樹種的綜合分值較高，在2.1920～2.4239之間，是綜合效益較高的觀賞樹種。楓楊、山桐子、紅豆樹、伯樂樹的綜合分值為1.9401～2.0704之間，略遜于前者。喜樹等樹種的綜合分值在1.8627之后，為綜合效益較低的觀賞樹種。

表7 參選觀賞樹種的綜合評價排序結(jié)果

4 結(jié)論與討論

(1)根據(jù)重慶地區(qū)的氣候、土壤、地形等特點，對60種目標(biāo)優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種進行綜合評價及選擇，以滿足對用材林、生物質(zhì)能源林及景觀林的需求。采用層次分析法，依據(jù)不同用途的樹種分別制定不同的選擇標(biāo)準(zhǔn)，確定若干評價指標(biāo)，利用Yaahp軟件(0.5.3)確定各指標(biāo)的權(quán)重。采用3分制對每個評價指標(biāo)進行量化分級，根據(jù)各指標(biāo)的分值和權(quán)重來對不同用途的樹種進行綜合評價。

(2)以樹種的產(chǎn)量特性、適應(yīng)性及經(jīng)濟特性為用材樹種選擇的主要依據(jù)，確定了速生性、豐產(chǎn)性、耐瘠性、抗寒性、抗旱性、抗病蟲害能力、干材形質(zhì)、材用價值共8個選擇評價指標(biāo)。由權(quán)重看出，速生性、豐產(chǎn)性、材用價值為影響樹種選擇的主要因子。綜合分值結(jié)果表明，20種用材樹種中，鵝掌楸、香椿、榿木、檫木、毛桂、香樟為綜合效益較高的樹種，都可以作為主要的用材樹種，苦楝、川楝、厚樸、山杜英等也是很有潛力的造林用材樹種。

隨著人民生活水平的提高，社會對優(yōu)質(zhì)木材的需求上升，鄉(xiāng)土用材樹種大有可為。重慶地區(qū)具有大量的亞熱帶常綠樹種，除現(xiàn)已廣泛使用的造林用材樹種松、杉、柏類以外，本研究中綜合評價選擇出的鵝掌楸、香椿、榿木、檫木、毛桂、香樟、苦楝、川楝、厚樸、山杜英等也都可以廣泛用作造林樹種。此外，楠木、黃檀、紅豆杉等都是非常有名的珍貴用材樹種，材質(zhì)堅密，不易變形開裂，為建筑、高級家具等優(yōu)良木材，也可以大范圍地進行推廣。

(3)以樹種的產(chǎn)量特性、適應(yīng)性及經(jīng)濟特性作為生物質(zhì)能源樹種的3個主要評價特性，選定了速生性、豐產(chǎn)性、耐瘠性、抗寒性、抗旱性、抗病蟲害能力、多用途性、工業(yè)價值等8個評價指標(biāo)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，速生性、工業(yè)價值、豐產(chǎn)性等因子為影響樹種選擇的主要因子。對20種參選樹種的綜合分析表明，杜仲、榿木、苦楝、刺槐、光皮樹、山桐子等樹種等綜合分值較高，建議選擇這些樹種作為生物質(zhì)能源林建設(shè)樹種。此外，燈臺樹、山蒼子、文冠果、麻櫟、栓皮櫟等樹種都可以作為備選樹種使用。

鄉(xiāng)土樹種在為本地工業(yè)提供優(yōu)質(zhì)原料方面獨具優(yōu)勢，如油料樹種有山桐子、油桐、烏桕、文冠果、黃連木、光皮樹、山蒼子、核桃(Juglans regia L.)等多種樹種，纖維乳膠類樹種有構(gòu)樹(Broussonetia papyrifera(L.)L＇Hert.ex Vent.)、青檀(Pteroceltis tatarinowii Maxim.)、羽脈山黃麻(Trema levigata Hand－Mazz)、漆樹等，藥用樹種有杜仲、黃檗(Phellodendron amurense Rupr.)、楤木(Aralia chinensis L.)等，相對外來樹種而言，鄉(xiāng)土樹種本身就具有非常多的選擇性，在工業(yè)發(fā)展方面大有可為。

(4)以樹種的觀賞性、適應(yīng)性及改善環(huán)境能力作為景觀樹種選擇的主要評價特性，確定了觀葉、觀花、觀果、觀樹形、抗寒性、抗旱性、抗病蟲害能力、抗污染性、吸硫能力、滯塵能力、降低噪音能力等11個評價指標(biāo)。其中，觀花、觀果、觀葉為影響樹種選擇的主要因子。對20種景觀樹種的綜合評價結(jié)果表明，深山含笑、四照花、珙桐、欒樹、楓香、厚樸等的綜合分值較高，美學(xué)價值高，抗逆性及改善環(huán)境的能力強，為優(yōu)良的觀賞樹種，可作為綠化工程中的骨干樹種，楓楊、山桐子、紅豆樹、伯樂樹等也可用來豐富城市綠化物種資源，作為綠化基調(diào)樹種，用于營造風(fēng)景林和城市綠化。

重慶地區(qū)的優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種資源豐富，許多鄉(xiāng)土樹種都具有多功能性，全身都具有開發(fā)利用價值。如香椿，除了木材優(yōu)良外，其幼芽嫩葉還是傳統(tǒng)的森林蔬菜，樹皮和果又可入藥，有收斂止血、去濕止痛等功能;楓楊耐水濕，是很好的護岸樹種，其枝丫是種木耳的上等原料，樹皮可制繩索，樹葉殺蟲，種子含油率較高，可用于制造工業(yè)用油［9］。銀杏既是著名的觀賞樹種，也是珍貴的用材樹種，它的葉片、種子還是中國傳統(tǒng)的保健食品且具有較高的藥用價值;紅豆杉既是制作高檔家具的上等材料，又是極具醫(yī)療價值的藥材，更是園林綠化的優(yōu)良樹種;珙桐為著名的觀賞樹種，又是優(yōu)良的材用樹種［12］。因此，要深入發(fā)掘本地區(qū)的優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種，開展野生鄉(xiāng)土樹種的馴化，營造高質(zhì)量的鄉(xiāng)土樹種人工林，推進林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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