古樹名木綜合價(jià)值評估方法比較研究
——以聊城市一級(jí)古樹為例

董家鑫，馮國慶，張中一，劉慧嬌，褚蓉蓉，高祥斌

（聊城大學(xué)農(nóng)學(xué)與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，山東 聊城 252000）

古樹名木是人類文化遺產(chǎn)和自然資源的重要組成部分，為生態(tài)系統(tǒng)和人類文化景觀貢獻(xiàn)了多方面的效益[1]。此外古樹還具有文化、宗教、精神等象征意義，許多古樹憑借優(yōu)美的姿態(tài)，成為當(dāng)?shù)刂匾牡貥?biāo)性景觀[2]。隨著城市化進(jìn)程的加快，古樹名木的損毀和破壞現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，但在處理這種違法行為時(shí)，缺乏科學(xué)合理的古樹名木經(jīng)濟(jì)賠償衡量標(biāo)準(zhǔn)[3]。因此古樹名木綜合價(jià)值體系制定、價(jià)值評估、案件處罰與補(bǔ)償是一個(gè)亟需解決的問題。

目前古樹價(jià)值研究可以大致分為兩類: 一類是關(guān)注古樹單一方面的價(jià)值研究，主要集中在古樹名木文化價(jià)值[4,5]、景觀價(jià)值[6,7]、生態(tài)價(jià)值[8]、經(jīng)濟(jì)價(jià)值[9-11]等方面，研究多采用條件價(jià)值評估法（Contingent Valuation Method，CVM）、模糊綜合評價(jià)法（Fuzzy Synthetic Evaluation，F(xiàn)SE）、美景度評價(jià)法（Scenic Beauty Estimation，SBE）等；另一類則是涵蓋古樹多方面價(jià)值的研究，一般采用調(diào)整系數(shù)法[12]、原木法[13]、層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）[14]這3 種形式。調(diào)整系數(shù)法，通過設(shè)定古樹名木價(jià)值的相關(guān)系數(shù)，結(jié)合古樹名木基本價(jià)值獲得其綜合價(jià)值。原木法，通過古樹蓄積量、同類木材出材量和單價(jià)得到古樹基本價(jià)值，并依據(jù)古樹的生物識(shí)別特征，確定綜合價(jià)值。層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP），通過建立古樹名木價(jià)值體系，借助專家打分確定權(quán)重，并綜合考慮古樹不同方面的因素進(jìn)行評分，以此對古樹名木綜合價(jià)值進(jìn)行評估。每一種評價(jià)方法都有其優(yōu)勢和局限性，選擇適當(dāng)?shù)脑u估方法成為一個(gè)難題。ChatGPT 作為一種大型語言模型，由OpenAI 美國人工智能實(shí)驗(yàn)室開發(fā)[15]，其依賴公共資源數(shù)據(jù)，經(jīng)多重篩選驗(yàn)證，可對給定問題和語境生成符合語言習(xí)慣和邏輯的回答，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，降低了人為因素造成的偏差，是未來評估、分析數(shù)據(jù)的發(fā)展方向。本文以聊城市一級(jí)古樹為例，運(yùn)用ChatGPT 與AHP 法相結(jié)合的方式對其進(jìn)行綜合價(jià)值評估，可為聊城市古樹名木的保護(hù)、經(jīng)濟(jì)評定提供客觀依據(jù)，增強(qiáng)公眾對古樹名木的保護(hù)意識(shí)。

1 材料與方法

1.1 研究對象概況

聊城市昔之東昌，位于中國山東省西部，華北平原之中。根據(jù)2023 年1 月山東省自然資源廳（省林業(yè)局）、省住房城鄉(xiāng)建設(shè)廳聯(lián)合公布《山東省一級(jí)保護(hù)古樹名木名錄》，獲知聊城市一級(jí)古樹共有9 棵（表1），其中國槐4 棵，側(cè)柏、皂莢均為2 棵，圓柏1 棵。經(jīng)實(shí)地調(diào)查走訪、查閱縣志及《聊城古樹名木志》，測量紀(jì)錄古樹樹高、胸徑、冠幅、生長位置、故事傳說、觀賞特性等信息，可知聊城市一級(jí)古樹歷史價(jià)值、文化價(jià)值、生態(tài)價(jià)值、景觀價(jià)值等極高。

1.2 評估方法

1.2.1 調(diào)整系數(shù)法

調(diào)整系數(shù)法是古樹價(jià)值評價(jià)中常用的一種方法。北京市DB11/T 478-2022《古樹名木評價(jià)規(guī)范》[12]是國內(nèi)首部關(guān)于古樹名木綜合價(jià)值評價(jià)參考標(biāo)準(zhǔn)，依照該標(biāo)準(zhǔn)評估古樹名木綜合價(jià)值。

1.2.2 原木法

原木法是以成材的市場銷售價(jià)格為出發(fā)點(diǎn)結(jié)合出材率，計(jì)算單根原木基本價(jià)值。基于安徽省DB34/T 3546-2019《古樹名木資源資產(chǎn)價(jià)值評估技術(shù)規(guī)范》[13]評估古樹名木的綜合價(jià)值。

1.2.3 AHP 法

AHP 法通過建立指標(biāo)體系框架，邀請多位古樹方面專家進(jìn)行打分，構(gòu)建判斷矩陣，分層級(jí)計(jì)算每一指標(biāo)的權(quán)重。并根據(jù)古樹的實(shí)地情況賦分，計(jì)算古樹綜合價(jià)值。濟(jì)南市DB307/T 431-2022《古樹名木價(jià)值評價(jià)規(guī)范》[14]是國內(nèi)首次運(yùn)用AHP 法為古樹進(jìn)行評價(jià)的地方性標(biāo)準(zhǔn)。本研究采用ChatGPT3.5 進(jìn)行指標(biāo)權(quán)重的賦值，對AHP 法進(jìn)行改進(jìn)。

2 古樹名木綜合價(jià)值評估

2.1 調(diào)整系數(shù)法

國槐、皂莢參照DB11/T 211-2017《園林綠化用植物材料木本苗》[16]同樹種胸徑最低值均為7cm，側(cè)柏與圓柏平均胸徑依據(jù)DB11/T 478-2022《古樹名木評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》常綠苗木株高規(guī)格表分別為5.5cm、6.4cm，以《北京市工程造價(jià)信息（建設(shè)工程）》2023 年1 月刊中同樹種苗木市場價(jià)格為參考價(jià)格，根據(jù)DB11/T 478-2022《古樹名木評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》常見古樹價(jià)值系數(shù)（表2），對照一級(jí)古樹胸徑，計(jì)算基本價(jià)值（式1）。

表2 常見古樹價(jià)值系數(shù)Table 2 Value coefficient of common old trees

表3 調(diào)整系數(shù)法古樹綜合價(jià)值Table 3 Adjusted coefficient method ancient tree comprehensive value evaluation

式中：p—同類主要規(guī)格苗木預(yù)算價(jià)格；D—古樹名木胸徑；Vc—常見古樹價(jià)值系數(shù)；d—同類主要規(guī)格苗木胸徑。

利用調(diào)整系數(shù)法公式2 計(jì)算得到聊城市一級(jí)古樹綜合價(jià)值，價(jià)值計(jì)算結(jié)果為9741.19 萬元。

式中：V—價(jià)值；Bv—基本價(jià)值；Gc—生長勢調(diào)整系數(shù)，其中生長正常1，生長衰弱0.8，生長瀕危0.6，死亡0.2；Lc—樹木級(jí)別調(diào)整系數(shù)，一級(jí)古樹2，二級(jí)古樹1，名木2～4，具有特殊歷史價(jià)值和特別珍貴的古樹名木3～4；Pc—樹木生長場所調(diào)整系數(shù)。遠(yuǎn)郊野外1.5，鄉(xiāng)村街道2，區(qū)縣城區(qū)3，中心城區(qū)和城市副中心4，自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、森林公園等自然保護(hù)地和歷史文化街區(qū)、風(fēng)貌保護(hù)區(qū)、歷史名園及名人故居5；Ti—累計(jì)養(yǎng)護(hù)管理實(shí)際投入，根據(jù)DB11/T 767-2010《古樹名木日常養(yǎng)護(hù)管理規(guī)范》[17]中一級(jí)古樹養(yǎng)護(hù)管理定額投資標(biāo)準(zhǔn)1400 元/年確定，自1998 年8 月1 日起共25 年養(yǎng)護(hù)總投入為35000 元/棵。

2.2 原木法

利用伯克霍特的一元立木材積模型確定古樹蓄積量（式3）。一般柏木出材率為50%，硬闊葉樹出材率為60-65%，國槐與皂莢樹出材率取65%。木材價(jià)值按照木材網(wǎng)（http://www.chinatimber.org/）中同類樹種木材市場價(jià)格，調(diào)整系數(shù)依據(jù)DB34/T 3546-2019 中參數(shù)確定（表4），根據(jù)公式4，結(jié)合上述古樹出材率、同類樹種木材市場價(jià)格、各調(diào)整系數(shù)得到古樹綜合價(jià)值（表5），價(jià)值計(jì)算結(jié)果為195.05 萬元。

表4 參數(shù)確定Table 4 parameter determination

表5 原木法古樹綜合價(jià)值Table 5 Log method ancient tree comprehensive value evaluation

式中：A—古樹名木蓄積量；d—古樹名木胸徑；0.0001413 和2.4463 為常數(shù)。

式中：U1—單棵古樹名木價(jià)值；A—古樹名木立木蓄積量；B—出材率；C—同類樹種木材市場價(jià)格；1—古樹名木基本價(jià)值；t1—樹齡調(diào)整系數(shù)；t2—樹木冠幅調(diào)整系數(shù)；t3—樹木高度調(diào)整系數(shù)；t4—樹木保護(hù)級(jí)別調(diào)整系數(shù)；t5—樹木生位置調(diào)整系數(shù)。

2.3 AHP 法

2.3.1 構(gòu)建指標(biāo)價(jià)值體系

古樹名木綜合價(jià)值體系構(gòu)建在現(xiàn)有理論基礎(chǔ)[18-23]上進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，共三個(gè)層級(jí)。以古樹名木綜合價(jià)值作為目標(biāo)層，以生態(tài)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值為標(biāo)準(zhǔn)層，以生物多樣性、生物量、生長質(zhì)量、木材價(jià)值、林副產(chǎn)品價(jià)值、歷史文化價(jià)值、景觀價(jià)值、科研價(jià)值為指標(biāo)層。

2.3.2 評價(jià)方法

（1） 在ChatGPT3.5 輸入相關(guān)命令，確定因素之間的兩兩比較矩陣：通過對兩兩因素進(jìn)行比較，確定各因素之間的重要性程度，獲取標(biāo)準(zhǔn)層、指標(biāo)層判斷矩陣（表6-7）。

表6 標(biāo)準(zhǔn)層指標(biāo)判斷矩陣Table 6 Standard-level indicator judgment matrix

表7 指標(biāo)層指標(biāo)判斷矩陣Table 7 Indicator-level indicator judgment matrix

計(jì)算權(quán)重向量： 通過歸一化和求矩陣特征向量的方式，將因素之間的比較矩陣轉(zhuǎn)化為權(quán)重向量，計(jì)算出各個(gè)因素在綜合評價(jià)體系中所占的權(quán)重（表8）。

表8 聊城市古樹名木綜合價(jià)值評價(jià)體系Table 8 Liaocheng city ancient and famous trees comprehensive value evaluation system

（3）一致性檢驗(yàn)：使用Consistency Ratio(CR)檢驗(yàn)方法對矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，得到標(biāo)準(zhǔn)層CR=0.003＜0.1，指標(biāo)層CR=0.098＜0.1 均滿足一致性要求。

（4）綜合分析判斷：通過對古樹生長勢、冠幅、胸徑、樹高、生長周圍環(huán)境走訪調(diào)查。根據(jù)指標(biāo)層要求制作打分表，對古樹進(jìn)行全面打分。古樹同樹種胸徑最低值與同樹種苗木市場價(jià)格確定同調(diào)整系數(shù)法，計(jì)算古樹的基本價(jià)值（式5），根據(jù)公式6 計(jì)算古樹除經(jīng)濟(jì)價(jià)值指標(biāo)外評分總和，公式7 計(jì)算經(jīng)濟(jì)價(jià)值部分分值，通過公式8 得到聊城市一級(jí)古樹綜合價(jià)值（表9），價(jià)值計(jì)算結(jié)果為5694.79 萬元。

表9 AHP 法古樹綜合價(jià)值Table 9 Analytic Hierarchy Process ancient tree comprehensive value evaluation

式中：m—基本價(jià)值；K—除經(jīng)濟(jì)價(jià)值指標(biāo)外評分總和；E—經(jīng)濟(jì)價(jià)值部分分值，根據(jù)前人研究將古樹名木經(jīng)濟(jì)價(jià)值兩個(gè)指標(biāo)的評分固定為中間值2.5；M—古樹名木綜合價(jià)值；Wpi（i=1，2，3.......，n）—指標(biāo)層權(quán)重；Di（i=1，2，3.......，n）—指標(biāo)層得分；S—古樹名木胸徑處橫截面積；s—同種苗木主要規(guī)格胸徑處橫截面積；v—該苗木預(yù)算價(jià)格。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

按調(diào)整系數(shù)法、原木法、AHP 法古樹綜合價(jià)值評估聊城市一級(jí)古樹綜合價(jià)值分別為9741.19 萬元、195.05 萬元、5694.79 萬元。調(diào)整系數(shù)法評估價(jià)值最高，AHP 法居中，原木法最低。原木法在評估北方樹種古樹時(shí)總價(jià)值與其他兩種方法相比偏低，更適用古樹受損嚴(yán)重，生長勢衰弱死亡及古樹群的價(jià)值評估，蓄積量的計(jì)算在古樹損失補(bǔ)償案件、死亡價(jià)值認(rèn)定、移栽保護(hù)方面有較強(qiáng)參考性。但在實(shí)踐過程中會(huì)出現(xiàn)古樹同類樹種木材市場價(jià)格不易判定，不同樹種出材率不易查證等問題。調(diào)整系數(shù)法可操作性強(qiáng)，滿足北方普遍樹種，但綜合價(jià)值評估數(shù)額過高，約為AHP 法的1.7 倍，原木法的50 倍，這種差距主要是由古樹基本價(jià)值以胸徑作為計(jì)算條件所導(dǎo)致的，這一結(jié)論與多位學(xué)者的研究結(jié)果一致[9，10]，該方法由主管部門作為評估者，評價(jià)結(jié)果主觀性強(qiáng)，在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)存在不確定性。

AHP 法作為一種多準(zhǔn)則決策方法，本身存在主觀性強(qiáng)、不易驗(yàn)證準(zhǔn)確性等缺點(diǎn)，結(jié)合ChatGPT 算法對古樹名木綜合價(jià)值評價(jià)模型進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，可充分利用大數(shù)據(jù)收集人們對指標(biāo)的偏好和重要性，經(jīng)過計(jì)算所得的標(biāo)準(zhǔn)層、指標(biāo)層權(quán)重更加科學(xué)合理。

3.2 結(jié)論

AHP 法與ChatGPT 相結(jié)合進(jìn)行古樹綜合價(jià)值評估的方法，排除AHP 法權(quán)重賦值過程中主觀性強(qiáng)、隨意性強(qiáng)的問題，結(jié)果更加客觀可靠，得到標(biāo)準(zhǔn)層權(quán)重：社會(huì)價(jià)值（0.648）、生態(tài)價(jià)值（0.230）、經(jīng)濟(jì)價(jià)值（0.122），指標(biāo)層權(quán)重為：歷史文化價(jià)值（0.226）、景觀價(jià)值（0.130）、科研價(jià)值（0.044）、生物多樣性（0.029）、生物量（0.020）、生長質(zhì)量（0.013）、木材價(jià)值（0.007）、林副產(chǎn)品價(jià)值（0.007）。

比較調(diào)整系數(shù)法、原木法、AHP 法古樹綜合價(jià)值評價(jià)結(jié)果，結(jié)合ChatGPT 改進(jìn)后的AHP 法客觀合理，價(jià)值適中，適用于聊城市古樹名木綜合價(jià)值評估。

當(dāng)前古樹名木綜合價(jià)值評估體系尚不完善，構(gòu)建指標(biāo)體系時(shí)仍需深度挖掘古樹名木各方面價(jià)值，建立相應(yīng)的計(jì)算模型，對各項(xiàng)價(jià)值進(jìn)行量化與比較，探索ChatGPT 在權(quán)重賦分過程中準(zhǔn)確性。在古樹名木綜合價(jià)值評估標(biāo)準(zhǔn)制定上，要考慮可操作性和科學(xué)性，使其在實(shí)際操作上更加切實(shí)可行。