黃云玲

(福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)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(chǔ)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(shè)過程中運用到的植物學(xué)和生態(tài)學(xué)相關(guān)理論知識為指導(dǎo)，將森林自然美和人工美科學(xué)搭配，強調(diào)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(shè)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(shè)的效果，本文以福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院江南校區(qū)森林校園建設(shè)為例，采用層次分析法(AHP決策分析)構(gòu)建森林校園基干樹種綜合評價指標(biāo)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(shù)學(xué)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(fēng)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(fēng)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(shù)學(xué)院江南校區(qū)森林校園建設(shè)實例，采用實地調(diào)查法，全面記錄森林校園建設(shè)的基干樹種共50種。并通過查閱文獻、專家咨詢、現(xiàn)場調(diào)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(gòu)建森林校園基干樹種綜合評價的層次結(jié)構(gòu)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(xué)家、匹茲堡大學(xué)教授沙旦(T.L.Saaty)于20世紀(jì)70年代中期提出的一種用于解決多目標(biāo)復(fù)雜問題的定性與定量相結(jié)合的決策分析方法［3］。本文應(yīng)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(jié)構(gòu)模型，構(gòu)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(biāo)和各子目標(biāo)層排序的權(quán)重。

1.3.2 建立層次結(jié)構(gòu)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(chǔ)上［2～12］，確定森林校園基干樹種綜合評價指標(biāo)為總目標(biāo)層(A)，樹種的生物生態(tài)特性、觀賞特性、生態(tài)功能為準(zhǔn)則層(B)評價指標(biāo)，同時確定了15個準(zhǔn)則層(C)評價指標(biāo)，并運用yaahp層次分析法軟件建立層次結(jié)構(gòu)模型。見圖1。

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

1.3.3 構(gòu)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(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上，通過專家咨詢、理論分析、公眾調(diào)查等，采用 1—9標(biāo)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(gòu)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(biāo)權(quán)重

本研究在專家咨詢，理論分析基礎(chǔ)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(biāo)權(quán)重。詳見表1。

一致性檢驗結(jié)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(jié)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(biāo)權(quán)重向量值是可靠的。

表1 目標(biāo)層與準(zhǔn)則層各指標(biāo)的權(quán)重Table 1 The weight of each index in target layer and rule layer

2 結(jié)果分析

2.1 評價指標(biāo)評分值計算

表2 森林校園樹種各指標(biāo)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(jié)果分析

2.2.1 評價指標(biāo)權(quán)重值分析

評價指標(biāo)權(quán)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(quán)重值達0.4934，比生態(tài)功能權(quán)重值高出0.1826，比觀賞特性權(quán)重值高出0.2976，B-C1層中氣候適應(yīng)性權(quán)重值達0.3976，土壤適應(yīng)性權(quán)重值達0.3095，顯著高于其他指標(biāo)權(quán)重值，說明在森林校園基干樹種選擇時應(yīng)優(yōu)先考慮樹種對當(dāng)?shù)貧夂?、土壤環(huán)境等方面的適應(yīng)性;生態(tài)功能權(quán)重值達0.3108，比觀賞特性權(quán)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(biāo)評分結(jié)果分析

據(jù)表2綜合評價指標(biāo)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(biāo)得分排序，結(jié)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(yīng)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(biāo)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(fēng)鈴木、木棉，這些樹種氣候、土壤適應(yīng)性不強，綜合性狀表現(xiàn)也較差，較難適應(yīng)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(yīng)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(xué)選擇不同特性的樹種。

3 結(jié)論

(1)本研究構(gòu)建的森林校園基干樹種綜合評價層次結(jié)構(gòu)模型，準(zhǔn)則層C包含了15個評價指標(biāo)，基本滿足了森林校園基干樹種選擇的要求。其中氣候適應(yīng)性、土壤適應(yīng)性、固碳釋氧能力、降溫增濕能力四項的權(quán)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(jié)構(gòu)模型在森林校園基干樹種選擇中具有科學(xué)性、準(zhǔn)確性和實用性。

(2)森林校園基干樹種選擇應(yīng)大力提倡運用鄉(xiāng)土樹種，植物配置上應(yīng)“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(dāng)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(xué)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(yīng)用，為校園森林化、生態(tài)化建設(shè)提供一定指導(dǎo)。

［1］李鋒，劉旭升，王如松.城市森林研究進展與發(fā)展戰(zhàn)略［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2003，22(4):55～59.

［2］姜秋怡.廈門大學(xué)校園森林化研究［D］.廈門大學(xué)(碩士論文)，2013.6:1～8.

［3］梁冰，李湛東，陳建芳，等.北京地區(qū)彩葉樹種應(yīng)用的綜合評價略［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)2014，41(4):64～67，92.

［4］宋力，何興元，陳瑋，等.沈陽城市森林樹種綜合評價指標(biāo)體系［J］.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2007，26(1):136～139.

［5］劉燕新，方文，馬立輝，等.重慶城市森林鄉(xiāng)土樹種資源調(diào)查與評價［J］.重慶師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2013，30(6):63～68.

［6］韋新良，馬俊，劉恩斌，等.生態(tài)景觀林樹種選擇適宜性評價技術(shù)研究［J］.西北林學(xué)院學(xué)報，2008，23(6):207～212.

［7］童麗麗，吳祝慧，王哲宇，等.層次分析法與熵技術(shù)評價在南京城市綠化生態(tài)樹種選擇中的應(yīng)用［J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，38(9):58～61.

［8］劉憲釗，陸元昌，劉剛，等.基于層次分析法的多指標(biāo)樹種優(yōu)勢度的比較分析［J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，37(7):39～41.

［9］閆東鋒，高陽，劉震，等.河南省木本生物質(zhì)能源樹種的篩選與評價［J］.林業(yè)科技開發(fā)，2013，27(6):81～84.

［10］李海梅，何興元，陳瑋，等.中國城市森林研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2004，23(2):55～59.

［11］林惠端.公園綠地生態(tài)建設(shè)研究——以福州市馬尾區(qū)公園綠地樹種選擇與種植為例［J］.現(xiàn)代園藝，2012(8):199～200.

［12］王金盾.杉木·馬尾松人工林林下更新層樹種評價與選擇［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42(4):1093～1095，1097.

［13］莫健彬，王麗勉，秦俊，等.上海地區(qū)常見園林植物蒸騰降溫增濕能力的研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007.35(30):506～507，510.

［14］秦俊，王麗勉，高凱，等.植物群落對空氣負離子濃度影響的研究［J］.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2008，27(2):303～308.

［15］胡仁火，蔡朝暉，任國祥，等.8種校園綠化植物揮發(fā)性物質(zhì)的抑菌殺菌作用［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35(29):128～131.

［16］于雅鑫.12種木蘭科喬木的固碳釋氧和降溫增濕能力及景觀評價研究［D］.中南林業(yè)科技大學(xué)(碩士論文)，2013.5:22～34.

［17］廖容，崔潔，卓春麗，等.成都市32種立體綠化植物降溫增濕效應(yīng)比較研［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40(6):178～181.