澄江市國家森林城市建設(shè)樹種選擇研究

梁日清，和煒，田波

（云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院生態(tài)分院，云南 昆明 650031）

城市森林可以起到改善生態(tài)環(huán)境，調(diào)節(jié)自然氣候，緩解城市熱島效應(yīng)的作用。澄江市創(chuàng)建國家森林城市，就必須進(jìn)行建設(shè)城市森林，從而提高城市綠化覆蓋率，改善空氣質(zhì)量、居住條件、環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施水平等“硬環(huán)境”指標(biāo)，滿足城市居民走進(jìn)森林、走近濕地、回歸大自然的生態(tài)需求，維護(hù)撫仙湖生態(tài)安全和水安全，保障水資源供給，保護(hù)生命水源，構(gòu)建滇中生態(tài)屏障，這對(duì)于維護(hù)國家生態(tài)安全，促進(jìn)澄江、周邊地區(qū)乃至全省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有特殊和重要的意義。而建設(shè)城市森林，就必須要科學(xué)地進(jìn)行森林樹種的選擇與應(yīng)用，保證城市森林的質(zhì)量，這是森林城市建設(shè)工作的首要任務(wù)，是使整個(gè)生態(tài)環(huán)境發(fā)揮其生態(tài)環(huán)境服務(wù)功能的基礎(chǔ)。國內(nèi)外對(duì)城市森林樹種的選擇研究沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此，文章初步選取85個(gè)樹種，從樹種的生物學(xué)特征、景觀功能、生態(tài)功能和經(jīng)濟(jì)效益4個(gè)方面選取了20個(gè)指標(biāo)，采用層次分析法（AHP）建立了樹種選擇的綜合評(píng)價(jià)體系，篩選出了28種優(yōu)良樹種。這不僅為澄江市城市森林樹種的選擇提供科學(xué)依據(jù)，而且對(duì)澄江市創(chuàng)建國家森林城市的目標(biāo)具有實(shí)際意義。

1 研究區(qū)概況

澄江市位于云南省中部地區(qū)，地處東經(jīng)102°47'～103°04'，北緯24°29'～24°55'之間，屬中北亞熱帶低緯度高原季風(fēng)氣候區(qū)，年均溫15.6℃，年均降水量945 mm，氣候適宜滇中區(qū)域大多數(shù)植物生長(zhǎng)。澄江市植被劃分為暖溫性針葉林、常綠闊葉林、落葉闊葉林、稀樹灌木草叢、灌叢、人工林等6個(gè)主要植被類型。截至2019年，城區(qū)綠地面積120.26 hm2，其中：公園綠地面積33.45 hm2，防護(hù)綠地面積23.67 hm2，附屬綠地面積63.14 hm2。城區(qū)綠地率為30.29 %，建成區(qū)綠地覆蓋面積133.89 hm2，建城區(qū)綠化覆蓋率為33.73 %。

2 研究方法

城市森林樹種的選擇有著多方面的考量，因此，需要構(gòu)建一個(gè)合理的綜合評(píng)價(jià)體系。本研究采用層次分析法（AHP）和德爾菲法，篩選出重要的構(gòu)建指標(biāo)，確定各指標(biāo)的權(quán)重，最后計(jì)算出樹種的綜合評(píng)分，篩選出優(yōu)良的樹種，并提出其運(yùn)用的方式。

層次分析法（Analytic Hierarchy Process）是一種通過將復(fù)雜問題分解成目標(biāo)、指標(biāo)、因子等層次的分析方法[1]。這種方法將兩兩指標(biāo)之間進(jìn)行對(duì)比，判斷其重要程度，進(jìn)而確定其各指標(biāo)的權(quán)重，可構(gòu)建出最佳的綜合評(píng)價(jià)體系[2]。

德爾菲法（Delphi）是一種規(guī)定程序的專家調(diào)查法，它是通過調(diào)查問卷向?qū)＜医M成員取得其意見，按照規(guī)定程序，專家組內(nèi)部通過組織者的反饋材料匿名進(jìn)行交流，經(jīng)過幾輪之后，專家組的意見得到集體的認(rèn)同，最后獲得具有統(tǒng)計(jì)意義的最終結(jié)果[3]。

2.1 森林樹種的初步選取

森林樹種的選擇需要遵循因地制宜，適地適樹，以鄉(xiāng)土樹種為主，適量增加經(jīng)過馴化的外來樹種和珍貴樹種，景觀功能與生態(tài)功能相結(jié)合，有一定經(jīng)濟(jì)效益的原則[4]。本研究對(duì)澄江市公園綠地、城區(qū)附屬綠地、防護(hù)綠地、道路綠地以及周圍山體森林進(jìn)行調(diào)查，共計(jì)調(diào)查120個(gè)樣地，并結(jié)合參考資料和專家意見，根據(jù)森林樹種選擇的原則以及澄江市的自然條件和植被情況，初步選取了85個(gè)樹種。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

根據(jù)澄江市森林城市建設(shè)的目標(biāo)和原則，在參考國內(nèi)外相關(guān)研究資料和調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合澄江市的自然條件，根據(jù)德爾菲法（Delphi）和層次分析法（AHP），以選出適宜、優(yōu)良的生態(tài)景觀樹種為目標(biāo)，制定4個(gè)1級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別為生長(zhǎng)適應(yīng)性、景觀功能、生態(tài)功能、經(jīng)濟(jì)效益，并在這4個(gè)1級(jí)指標(biāo)下選擇了20個(gè)指標(biāo)，分別為樹種類型、樹形、滯塵能力、工業(yè)價(jià)值等，以此構(gòu)建了澄江市森林樹種的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。詳見表1。

表1 澄江市森林樹種評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.3 指標(biāo)權(quán)重的確認(rèn)

采用層次分析法（AHP）確定各因子層權(quán)重，按照1～9 標(biāo)度法進(jìn)行逐層次的兩兩比較并構(gòu)建判斷矩陣，不同標(biāo)度的含義見表2[5]。

表2 判斷矩陣aij標(biāo)度方法

本次研究采用德爾菲法（Delphi），邀請(qǐng)30名林業(yè)專家進(jìn)行問卷調(diào)查來確定各指標(biāo)的重要性標(biāo)度，根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果建立判讀矩陣，采用SPSSAU 在線分析軟件計(jì)算出各指標(biāo)的權(quán)重值Wi，并通過一致性檢驗(yàn)，具體數(shù)據(jù)見表3～7。其中Wi是各指標(biāo)的權(quán)重值，λmax是各層矩陣的最大特征根，CI是各矩陣的一致性指標(biāo)，CR是各矩陣的一致性比率。

表3 A-B層判斷矩陣權(quán)重

表4 B1-C層判斷矩陣權(quán)重

表5 B2-C層判斷矩陣權(quán)重

表6 B3-C層判斷矩陣權(quán)重

表7 B4-C層判斷矩陣權(quán)重

2.4 樹種選擇的評(píng)價(jià)模型

本研究采用量化分級(jí)的方式確定每一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)相應(yīng)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，所有指標(biāo)值按照所表現(xiàn)的情況分布賦值[6]，最高分為5分，最低分為1分，見表8。其中，形態(tài)特征的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)澄江市進(jìn)行森林建設(shè)的目標(biāo)，以常綠闊葉林為主，常綠與落葉闊葉林混交的基本情況；生長(zhǎng)速度依據(jù)澄江市創(chuàng)建國家森林城市的目標(biāo)，盡早形成生態(tài)景觀林的要求設(shè)定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)；土壤適應(yīng)性和病蟲害抵抗能力依據(jù)樹種本身的生物特性進(jìn)行評(píng)分，而成活率則依據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)中種植后3個(gè)月的成活率進(jìn)行評(píng)分。對(duì)樹種的景觀功能則依據(jù)樹種的特性進(jìn)行評(píng)分。對(duì)樹種的生態(tài)功能則按照強(qiáng)、較強(qiáng)、中等、較差、差5個(gè)等級(jí)進(jìn)行評(píng)分。在經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)中，工業(yè)、藥用和食用價(jià)值按照高、較高、中等、較低、低5個(gè)等級(jí)進(jìn)行評(píng)分，而造林成本和管護(hù)成本則根據(jù)調(diào)查資料的實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)分。

表8 澄江市森林樹種選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

參考樹種選擇的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（表8），邀請(qǐng)了30 位專家對(duì)初選的98個(gè)樹種進(jìn)行打分，計(jì)算出各樹種的綜合評(píng)價(jià)值A(chǔ)，參考公式①。

上式中，n 為B 層次下的指標(biāo)C 維度，λBi為B層次相對(duì)于A 層次的權(quán)重值，λCi為C 層次相對(duì)于B層次的權(quán)重值，Cj為參照表8得到的數(shù)值。

3 結(jié)果與分析

通過計(jì)算出各種樹種的綜合評(píng)分進(jìn)行評(píng)價(jià)排序分析，篩選出得分在4.0 以上的澄江市森林城市建設(shè)中的優(yōu)良樹種有28種，見表9。其中，樟科有2種：滇潤(rùn)楠、香樟；木蘭科有3種：黃緬桂、廣玉蘭、樂昌含笑；槭樹科有2 種：三角楓、紅楓；薔薇科有2種，球花石楠、云南櫻花；松科有2種：雪松、黑松；柏科有3種：柏木、側(cè)柏、龍柏。

表9 澄江市森林城市建設(shè)中的優(yōu)良樹種

4 討論與結(jié)論

本研究建立了一個(gè)包含樹種的生物學(xué)特征、景觀功能、生態(tài)功能和經(jīng)濟(jì)價(jià)值4 個(gè)方面的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，涵蓋了形態(tài)特征、樹形、滯塵能力、工業(yè)價(jià)值等20 個(gè)評(píng)價(jià)因子，采用層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重，并計(jì)算出各樹種的綜合評(píng)分。結(jié)果表明，澄江市森林建設(shè)中的優(yōu)良樹種有28 種，分別是滇潤(rùn)楠、香樟、梧桐、云南山茶、黃連木、夾竹桃、黃緬桂、紅花羊蹄甲、杜仲、藍(lán)花楹、旱冬瓜、球花石楠、三角楓、紅楓、楓香、臭椿、黑松、雪松、柏木、側(cè)柏、龍柏、樂昌含笑、廣玉蘭、苦楝、滇樸、銀杏、桂花、云南櫻花。

本研究采用層次分析法，依據(jù)專家評(píng)分確定的指標(biāo)權(quán)重并進(jìn)行評(píng)分，人為因素必然會(huì)對(duì)評(píng)判結(jié)果造成一定程度上的影響，且調(diào)查樣地?cái)?shù)量?jī)H有120個(gè)，不能完全代表澄江市森林樹種的整體現(xiàn)狀。在將來的研究中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和改變，選擇出最適宜的城市森林樹種[7]。