文昌市低效木麻黃林下補(bǔ)植樹種選擇研究

林之盼 薛楊 王小燕

摘要 以文昌市低效木麻黃林下補(bǔ)植樹種選擇為研究對(duì)象，對(duì)當(dāng)前文昌市沿海防護(hù)林現(xiàn)有低效、健康的木麻黃林分和臨近海岸的樹種進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，利用層次分析法建立了生長適應(yīng)性、抗逆性和景觀價(jià)值3方面評(píng)價(jià)指標(biāo)體系結(jié)果。結(jié)果表明，篩選出該林分混交造林的10種適宜改造目標(biāo)的樹種，分別為降香黃檀、大葉相思、瓊崖海棠、檀香紫檀、麻楝、非洲楝、山竹、母生、黃槿、伊朗紫硬膠。

關(guān)鍵詞 文昌市；木麻黃；林下補(bǔ)植；樹種選擇

中圖分類號(hào) S725.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2017）34-0170-04

Abstract The selection of tree species under the low efficiency of Casuarina equisetifolia forest in Wenchang City was conducted.The coastal protection forest in Wenchang City，the existing inefficient health Casuarina equisetifolia forest and coastal species were analyzed by using the method of AHP to establish the evaluation index system of growth adaptability，resistance and landscape value of three aspects.The results showed that 10 species suitable for the transformation of the forest were selected for the abovementioned forest.They were Dalbergia odorifera，Acacia auriculiformis，Calophyllum inophyllum，Pterocarpus santalinus，Chukrasia tabularis，Khaya seegalesis，Garcinia mangostana，Homalium hainanense，Hibiscus tiliaceus，Mimusops elengi.

Key words Wenchang City；Casuarina equisetifolia；Undergrowth plantation；Tree species selection

目前，海南省文昌市沿海防護(hù)林以木麻黃（Casuarina equisetifolia）作為主要樹種，很少進(jìn)行過其他樹種防護(hù)經(jīng)營的嘗試。木麻黃是文昌市主要經(jīng)營樹種，據(jù)統(tǒng)計(jì)，木麻黃人工林占文昌市沿海防護(hù)林有林地經(jīng)營面積的80%，經(jīng)營重點(diǎn)主要集中在木麻黃人工林培育上[1]，而忽略了多樹種混交具有改良土壤，提高森林防護(hù)能力，豐富森林群落物種多樣性及提高森林碳匯等方面的作用。造成沿海防護(hù)林總體質(zhì)量不高的原因，一方面是樹種單一，沒有形成多樹種、多林種的林分結(jié)構(gòu)，致使生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性差，防護(hù)功能不足[2]；另一方面，大部分海防林出現(xiàn)老化、病蟲害嚴(yán)重，加上經(jīng)過多年經(jīng)營木麻黃，土壤肥力缺乏，林木生長受到破壞，低效木麻黃林分較多，使得防護(hù)功能衰退，加大了林火災(zāi)害的危險(xiǎn)，對(duì)海岸帶多樣性和生境完整性造成巨大威脅[3-4]。考慮到混交林分群落穩(wěn)定的重要作用，近年來以恢復(fù)沿海木麻黃人工森林群落生態(tài)功能的研究較多，廖清江[5]

和吳錫麟[6]研究表明，木麻黃林下套種巨尾桉、厚莢相思，林分生長效果優(yōu)于木麻黃純林，此外，木麻黃林下套種可以改善土壤的肥力狀況[7]。筆者對(duì)當(dāng)前文昌市沿海防護(hù)林低效、健康木麻黃林分和臨近海岸的樹種進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，利用層次分析法建立了生長適應(yīng)性、抗逆性和景觀價(jià)值3方面評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，篩選出適合低效木麻黃林分混交造林的10種適宜改造的樹種，以期為促進(jìn)低效木麻黃林內(nèi)物種多樣性和提升森林整體質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況 研究區(qū)選擇在文昌市，地理位置為110°36′～111°01′ E，19°40′～20°06′ N，屬于沿海平原地帶，海拔在5～20 m。具有熱帶和亞熱帶氣候特點(diǎn)，屬熱帶海洋季風(fēng)氣候，氣候溫和，年平均溫度23.9 ℃，年降雨量1 949～2 202 mm，年平均日照時(shí)數(shù)1 953.8 h。沿海主要植被類型：木麻黃林、椰子林、紅樹林和少量木麻黃與多樹種混交林等，土壤為濱海砂土，pH在4.5～8.2。

1.2 數(shù)據(jù)來源

通過對(duì)文昌市沿海防護(hù)林現(xiàn)有低效、健康木麻黃林分和臨近海岸的鄉(xiāng)土樹種分別進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，并結(jié)合查閱資料，得到文昌市沿海防護(hù)的樹種清單（表1）。

1.3 研究方法

利用生長適應(yīng)性、抗逆性和景觀價(jià)值，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)這些樹種釆用層次分析法（AHP）進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，篩選一些可供在低效木麻黃林中的補(bǔ)植樹種。依據(jù)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，建立模型，計(jì)算出評(píng)價(jià)對(duì)象各指標(biāo)的權(quán)重，從而確定評(píng)價(jià)模型，利用模糊評(píng)判法進(jìn)行定量化處理，對(duì)樹種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。樹種選擇評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建方法如下：

1.3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建。由于二代林更新困難，限制了木麻黃在海防林中的推廣種植，針對(duì)木麻黃林林下樹種更新不足的現(xiàn)狀，結(jié)合更新層培育目標(biāo)，初步確定影響木麻黃林下更新樹種評(píng)價(jià)的主要因子共20個(gè)，從中篩選出3個(gè)1級(jí)指標(biāo)和8個(gè)2級(jí)指標(biāo)構(gòu)建樹種選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（圖1）。

1.3.2 評(píng)價(jià)模型的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)層次分析法原理，首先把問題條理化、層次化，構(gòu)造出一個(gè)多層次的分析結(jié)構(gòu)模型[8]。一個(gè)好的層次結(jié)構(gòu)對(duì)問題的解決極為重要，它決定了分析結(jié)果的有效程度[9]。該研究構(gòu)建的樹種選擇評(píng)價(jià)模型由最高層（目標(biāo)層）、中間層（準(zhǔn)則層、指標(biāo)層）和最低層（方案層）構(gòu)成。其中，A層為目標(biāo)層，即樹種選擇綜合評(píng)價(jià)；一級(jí)指標(biāo)（B）為評(píng)價(jià)目標(biāo)層的各項(xiàng)功能（B1、B2、B3）；二級(jí)指標(biāo)（C）為評(píng)價(jià)各項(xiàng)功能的具體指標(biāo)（C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8）。

1.3.3 構(gòu)造判斷矩陣確定指標(biāo)權(quán)重。

建立層次結(jié)構(gòu)之后，首先對(duì)同一層次上各要素對(duì)上一層次的重要性進(jìn)行兩兩比較，賦予相應(yīng)分值并填入矩陣，構(gòu)成判斷矩陣。判斷矩陣賦值的標(biāo)度采用1～9標(biāo)度方法（表2）。通過對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的重要性進(jìn)行問卷調(diào)查，對(duì)不同情況的評(píng)比給出數(shù)量標(biāo)度（表3～6）。其次是計(jì)算權(quán)重集，計(jì)算各判斷矩陣的特征根和特征向量，得出各指標(biāo)的權(quán)重，最后對(duì)判斷進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，當(dāng)CR﹤0.1時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣的一致性可以接受，否則需要調(diào)整判斷矩陣的取值。

通過表3～7所得的結(jié)果看出，一致性比例CR<0.1，滿足一致性檢驗(yàn)，說明兩兩判斷矩陣各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重分配合理。

2 結(jié)果與分析

2.1 評(píng)價(jià)模型確立 各項(xiàng)指標(biāo)確定權(quán)重后，樹種選擇評(píng)價(jià)模型就可確立（表7）。

由表7可知，在1級(jí)指標(biāo)中，生長適應(yīng)性的權(quán)重最大，抗逆性的權(quán)重次之，最后為景觀價(jià)值，表明選擇低效木麻黃海防林近自然更新樹種時(shí)，首先考慮的樹種是否適應(yīng)當(dāng)?shù)氐纳L環(huán)境，其次考慮樹種生長過程中抗風(fēng)和抗病蟲害的能力，最后考慮樹種產(chǎn)生的景觀效應(yīng)。這與海南近期海防林發(fā)展思路相吻合。2級(jí)指標(biāo)中，耐干旱作為1級(jí)指標(biāo)生長適應(yīng)性的重要子指標(biāo)，同樣成為總目標(biāo)的權(quán)重指標(biāo)。耐貧瘠對(duì)總目標(biāo)的影響次之，權(quán)重系數(shù)為0.268 6，反映出文昌市沿海地區(qū)太陽輻射大，土壤水分流失快，肥力衰退，土壤貧瘠，首先選擇耐干旱樹種為主，其次是耐貧瘠樹種。

2.2 樹種綜合評(píng)價(jià)

2.2.1 評(píng)價(jià)因子指標(biāo)分級(jí)。

通過現(xiàn)場調(diào)查以及參考有關(guān)資料，根據(jù)木麻黃林下更新樹種的要求，采用5級(jí)評(píng)分制對(duì)各因子指標(biāo)實(shí)行量化分級(jí)，每個(gè)指標(biāo)確定相應(yīng)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（見表8）。

2.2.2 綜合評(píng)價(jià)值計(jì)算與分級(jí)。

利用層次分析得到的各指標(biāo)權(quán)重，對(duì)照評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算各參選樹種綜合評(píng)價(jià)值，計(jì)算公式為N=WijRij（式中，Wij各樹種評(píng)價(jià)因子權(quán)重值；Rij為各樹種單指標(biāo)分值）。當(dāng)N≥3為適宜樹種，N<3不適宜樹種。由表9可知，降香黃檀、大葉相思、瓊崖海棠、檀香紫檀、麻楝、非洲楝、山竹、母生、黃槿、伊朗紫硬膠為林下更新改造適宜樹種。

3 結(jié)論

（1）采用層次分析法建立生長適應(yīng)性、抗逆性和景觀價(jià)值3方面評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行樹種選擇的綜合評(píng)價(jià)模型，構(gòu)造判斷矩陣確定權(quán)重，利用模糊評(píng)判進(jìn)行定量化處理，將實(shí)地調(diào)查和查閱資料得到的樹種進(jìn)行了適應(yīng)性評(píng)價(jià)。篩選出低效木麻黃混交造林的10種適宜更新改造目標(biāo)樹種，分別為降香黃檀、大葉相思、瓊崖海棠、檀香紫檀、麻檀、非洲楝、山竹、母生、黃槿、伊朗紫硬膠。

（2）利用篩選出適宜更新改造目標(biāo)的樹種與低效木麻黃林分混交造林，可以改變?nèi)斯ち纸?jīng)營中存在的問題，明顯改善林下土壌養(yǎng)分狀況，提髙凋落物的分解速度，改善林分的水平和垂直結(jié)構(gòu)，總體而言能促進(jìn)低效木麻黃林內(nèi)物種多樣性和提升森林整體質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉憲釗.熱帶海岸木麻黃人工林近自然經(jīng)營模式研究[D].北京：中國林業(yè)科學(xué)研究院，2011.

[2] 薛楊.海南木麻黃無性系選育研究[D].北京：中國林業(yè)科學(xué)研究院，2007.

[3] BATISH D R，SINGH H P，KOHLI R K.Vegetation exclusion under Casuarina equisetifolia L.：Does allelopathy play a role？[J].Community ecology，2001，2（1）：93-100.

[4] HAMMERTON J.Casuarinas in the Bahamas：A clear and present danger [J].Bahamas journal of science，2001（9）：2-14.

[5] 廖清江.海岸帶木麻黃林窗套種巨尾桉生長與降風(fēng)效果分析[J].防護(hù)林科技，2007（4）：22-23.

[6] 吳錫麟.厚莢相思木麻黃混交林分結(jié)構(gòu)和生物量的研究[J].福建林學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，23（3）：236-239.

[7] 劉憲釗.熱帶海岸木麻黃人工林近自然經(jīng)營模式研究[D].北京：中國林業(yè)科學(xué)研究院，2011.

[8] 趙煥臣.層次分析法：一種簡易的新決策方法[M].北京：科學(xué)出版社，1996.

[9] 王書明.基于層次分析法的煤礦安全投入綜合評(píng)價(jià)模型[J].煤炭經(jīng)濟(jì)研究，2008（12）：81-83.