福建閩北森林校園基干樹種評價與選擇——以福建林業(yè)職業(yè)技術學院江南校區(qū)森林校園建設為例

黃云玲

(福建林業(yè)職業(yè)技術學院，福建南平 353000)

城市森林有利于維持城市生態(tài)系統(tǒng)的健康和平 衡，是城市可持續(xù)發(fā)展的基礎和保障［1］。森林校園是城市森林的重要組成部分，是以森林城市建設過程中運用到的植物學和生態(tài)學相關理論知識為指導，將森林自然美和人工美科學搭配，強調改善校園植物景觀的生物多樣性及生態(tài)環(huán)境，最終建設成一個郁郁蔥蔥的具有明顯生態(tài)效益的校園［2］。森林校園基干樹種選擇直接影響校園森林植物景觀建設的效果，本文以福建林業(yè)職業(yè)技術學院江南校區(qū)森林校園建設為例，采用層次分析法(AHP決策分析)構建森林校園基干樹種綜合評價指標體系，為福建閩北地區(qū)合理選擇森林校園基干樹種提供量化依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

福建林業(yè)職業(yè)技術學院江南校區(qū)位于福建省南平市延平區(qū)夏道鎮(zhèn)，屬中亞熱帶季風氣候，氣候溫和，雨量充沛，日照充足，雨熱同期，四季分明。全市年平均氣溫17℃～19℃，年無霜期249 d～280 d，年日照1 700 h～2 000 h，年降雨量1 750 mm～1 900 mm，各月降雨量不同，多集中在3月～6月，約占全年降雨量的60%左右，尤其是5月～6月，降雨量可達全年降雨量的31%～39%。南平市土壤以山地紅壤為主，多為花崗巖、砂礫巖、凝灰?guī)r等母巖的風化物發(fā)育而來。南平是福建的主要林區(qū)，被譽為“南方林海”、“中國竹鄉(xiāng)”，適生樹種豐富。

1.2 材料

根據(jù)福建林業(yè)職業(yè)技術學院江南校區(qū)森林校園建設實例，采用實地調查法，全面記錄森林校園建設的基干樹種共50種。并通過查閱文獻、專家咨詢、現(xiàn)場調查等方法對這些樹種的生物生態(tài)特性、觀賞特性、生態(tài)功能等進行全面了解，為構建森林校園基干樹種綜合評價的層次結構模型提供依據(jù)。

1.3 方法

1.3.1 試驗方法

層次分析法(AHP)是美國著名運籌學家、匹茲堡大學教授沙旦(T.L.Saaty)于20世紀70年代中期提出的一種用于解決多目標復雜問題的定性與定量相結合的決策分析方法［3］。本文應用yaahp層次分析法軟件建立森林校園基干樹種綜合評價的層次結構模型，構造對比判斷矩陣，進行層次單排序及其一致性檢驗，層次總排序并做一致性檢，并計算總目標和各子目標層排序的權重。

1.3.2 建立層次結構模型

本研究在廣泛進行文獻檢索，專家咨詢及借鑒前人研究成果的基礎上［2～12］，確定森林校園基干樹種綜合評價指標為總目標層(A)，樹種的生物生態(tài)特性、觀賞特性、生態(tài)功能為準則層(B)評價指標，同時確定了15個準則層(C)評價指標，并運用yaahp層次分析法軟件建立層次結構模型。見圖1。

圖1 森林校園基干樹種綜合評價層次結構模型Fig.1 The hierarchy model of forest campus backbone tree species'comprehensive evaluation

1.3.3 構建判斷矩陣

在建立上述森林校園基干樹種綜合評價層次結構模型基礎上，通過專家咨詢、理論分析、公眾調查等，采用 1—9標度方法［3-5］，借助 yaahp層次分析法軟件對每層各個因素進行兩兩比較，使評價進一步定量化，構建 TA-B、TB1-C、TB2-C、TB3-C兩兩比較判斷矩陣。具體取值見圖2。

圖2 森林校園基干樹種綜合評價判斷矩陣Fig.2 The judgment matrix of forest campus backbone tree species'comprehensive evaluation

1.3.4 確定各指標權重

本研究在專家咨詢，理論分析基礎上，運用yaahp層次分析法軟件自動進行一致性檢驗，并計算確定各指標權重。詳見表1。

一致性檢驗結果為:A-B:λmax=3.0536，CI=0.029928，RI=0.58，CR=0.0516 ＜0.1;

B1-C:λmax=5.1908，CI1=0.04771，RI1=1.12，CR1=0.0426 ＜0.1;

B2-C:λmax=5.0972，CI2=0.02430，RI2=1.12，CR2=0.0217 ＜0.1;

B1-C:λmax=5.1541，CI3=0.03853，RI3=1.12，CR3=0.0344 ＜0.1;

總排序:CI=w1*CI1+w2*CI2+w3*CI3=0.03151，RI=w1*R1+ w2*R2+ w3*R3=1.6578，CR=0.019 ＜0.1，一致性檢驗滿意。

根據(jù)上述一致性檢驗結果，說明本研究的判斷矩陣具有滿意的一致性，因此，由該判斷矩陣計算的各指標權重向量值是可靠的。

表1 目標層與準則層各指標的權重Table 1 The weight of each index in target layer and rule layer

2 結果分析

2.1 評價指標評分值計算

表2 森林校園樹種各指標評價得分及排序Table 2 The score and ranking of each index evaluation of forest campus tree species

(續(xù)表2)

2.2 評價結果分析

2.2.1 評價指標權重值分析

評價指標權重值大小反映了各評價因子的重要程度。從表1可知，A-B層中生物生態(tài)特性的權重值達0.4934，比生態(tài)功能權重值高出0.1826，比觀賞特性權重值高出0.2976，B-C1層中氣候適應性權重值達0.3976，土壤適應性權重值達0.3095，顯著高于其他指標權重值，說明在森林校園基干樹種選擇時應優(yōu)先考慮樹種對當?shù)貧夂?、土壤環(huán)境等方面的適應性;生態(tài)功能權重值達0.3108，比觀賞特性權重值高出0.115，說明在選擇森林校園基干樹種時，生態(tài)功能性狀表現(xiàn)比觀賞特性性狀表現(xiàn)更重要。

2.2.2 評價指標評分結果分析

據(jù)表2綜合評價指標總得分排序，參考生物生態(tài)特性、觀賞特性、生態(tài)功能各指標得分排序，結合常年觀察記錄的50個樹種在閩北地區(qū)的生長表現(xiàn)實際情況，將其分為4個等級:綜合評價總得分＞4分的為Ⅰ級，其綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)良，共有10個樹種，依次為樟樹、烏桕 、火力楠 、楓香、山杜英、秋楓、黃山欒樹、紅榕、無患子、香葉樹，這些樹種都是閩北地區(qū)傳統(tǒng)鄉(xiāng)土樹種，它們普遍具有很強的氣候、土壤適應性，較高的抗病、固碳釋氧、降溫增濕能力和觀賞價值，可優(yōu)先選為福建閩北地區(qū)森林校園基干樹種;3.7分＜綜合評價總得分≤4分的為Ⅱ級，共有14個樹種，依次為楊梅 、鵝掌楸 、樂昌含笑、桂花、女貞、玉蘭、天竺桂、垂柳、廣玉蘭、深山含笑、羅漢松、臺灣欒樹、陰香、落羽杉，這些樹種綜合性狀和其他各指標表現(xiàn)較好，能夠增加森林校園樹種多樣性，可積極推廣選用為森林校園基干樹種;3.2分＜綜合評價總得分≤3.7分的為Ⅲ級，綜合性狀表現(xiàn)一般，共有20個樹種，可通過引種馴化等措施進行選育改良，并做為豐富森林校園基干樹種配置的補充樹種;綜合評價總得分≤3.2分的為Ⅳ級，共有6個樹種，依次為意楊、皇后葵、華盛頓棕櫚、蘇鐵、黃花風鈴木、木棉，這些樹種氣候、土壤適應性不強，綜合性狀表現(xiàn)也較差，較難適應閩北地區(qū)自然環(huán)境，不適合推廣運用為閩北森林校園基干樹種。

據(jù)表2生物生態(tài)特性得分排序，可知對閩北地區(qū)環(huán)境適應性較強的10個樹種依次為秋楓、楓香、火力楠、烏桕、無患子、楊梅、香葉樹、黃山欒樹、鐵冬青、福建山櫻花;據(jù)觀賞特性得分排序，可知觀賞性較高的10個樹種依次為紅花羊蹄甲、銀杏、鵝掌楸、樂昌含笑、臺灣欒樹、火力楠、楓香、深山含笑、黃山欒樹、無患子;據(jù)生態(tài)功能得分排序，可知生態(tài)功能較強的10個樹種為樟樹、紅榕、垂柳、山杜英、小葉榕、桂花、大葉榕、烏桕、香葉樹、陰香。依此，可根據(jù)不同造林需要科學選擇不同特性的樹種。

3 結論

(1)本研究構建的森林校園基干樹種綜合評價層次結構模型，準則層C包含了15個評價指標，基本滿足了森林校園基干樹種選擇的要求。其中氣候適應性、土壤適應性、固碳釋氧能力、降溫增濕能力四項的權重值排在前4位，這與樹種選擇基本原則高度吻合，驗證了Yaahp層次分析法軟件建立的層次結構模型在森林校園基干樹種選擇中具有科學性、準確性和實用性。

(2)森林校園基干樹種選擇應大力提倡運用鄉(xiāng)土樹種，植物配置上應“師法自然”，借鑒本地天然植物群落進行樹種選擇，并提倡生物多樣性，適當選用優(yōu)良外來樹種。本研究選出10種綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)良、14種綜合性狀表現(xiàn)較好的閩北地區(qū)森林校園基干樹種，明確了6個不適合推廣運用為閩北森林校園的樹種。

(3)本研究所評價和選擇的具體樹種有一定的生態(tài)學地域局限性，主要適宜福建閩北地區(qū)森林校園基干樹種選擇，但本研究方法具有通用性，可在不同地區(qū)森林校園樹種選擇和不同類別樹種選擇中借鑒應用，為校園森林化、生態(tài)化建設提供一定指導。

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