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(guò)程中運(yùn)用到的植物學(xué)和生態(tài)學(xué)相關(guān)理論知識(shí)為指導(dǎo)，將森林自然美和人工美科學(xué)搭配，強(qiáng)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(gè)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(píng)價(jià)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(wú)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(dá)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(lái)。南平是福建的主要林區(qū)，被譽(yù)為“南方林?！?、“中國(guó)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(shí)例，采用實(shí)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(guò)查閱文獻(xiàn)、專家咨詢、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查等方法對(duì)這些樹種的生物生態(tài)特性、觀賞特性、生態(tài)功能等進(jìn)行全面了解，為構(gòu)建森林校園基干樹種綜合評(píng)價(jià)的層次結(jié)構(gòu)模型提供依據(jù)。

1.3 方法

1.3.1 試驗(yàn)方法

層次分析法(AHP)是美國(guó)著名運(yùn)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(wèn)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(píng)價(jià)的層次結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)造對(duì)比判斷矩陣，進(jìn)行層次單排序及其一致性檢驗(yàn)，層次總排序并做一致性檢，并計(jì)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(jìn)行文獻(xiàn)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(píng)價(jià)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(píng)價(jià)指標(biāo)，同時(shí)確定了15個(gè)準(zhǔn)則層(C)評(píng)價(jià)指標(biāo)，并運(yùn)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(píng)價(jià)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(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上，通過(guò)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(duì)每層各個(gè)因素進(jìn)行兩兩比較，使評(píng)價(jià)進(jìn)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(píng)價(jià)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(yùn)用yaahp層次分析法軟件自動(dòng)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，并計(jì)算確定各指標(biāo)權(quán)重。詳見表1。

一致性檢驗(yàn)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(yàn)滿意。

根據(jù)上述一致性檢驗(yàn)結(jié)果，說(shuō)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(jì)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(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)分值計(jì)算

表2 森林校園樹種各指標(biāo)評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)結(jié)果分析

2.2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值分析

評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值大小反映了各評(píng)價(jià)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(dá)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(dá)0.3976，土壤適應(yīng)性權(quán)重值達(dá)0.3095，顯著高于其他指標(biāo)權(quán)重值，說(shuō)明在森林校園基干樹種選擇時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮樹種對(duì)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(dá)0.3108，比觀賞特性權(quán)重值高出0.115，說(shuō)明在選擇森林校園基干樹種時(shí)，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(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)分結(jié)果分析

據(jù)表2綜合評(píng)價(jià)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(gè)樹種在閩北地區(qū)的生長(zhǎng)表現(xiàn)實(shí)際情況，將其分為4個(gè)等級(jí):綜合評(píng)價(jià)總得分＞4分的為Ⅰ級(jí)，其綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)良，共有10個(gè)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(wú)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(qiáng)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(jià)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(píng)價(jià)總得分≤4分的為Ⅱ級(jí)，共有14個(gè)樹種，依次為楊梅 、鵝掌楸 、樂(lè)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(tái)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(píng)價(jià)總得分≤3.7分的為Ⅲ級(jí)，綜合性狀表現(xiàn)一般，共有20個(gè)樹種，可通過(guò)引種馴化等措施進(jìn)行選育改良，并做為豐富森林校園基干樹種配置的補(bǔ)充樹種;綜合評(píng)價(jià)總得分≤3.2分的為Ⅳ級(jí)，共有6個(gè)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(qiáng)，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(yùn)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(duì)閩北地區(qū)環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)的10個(gè)樹種依次為秋楓、楓香、火力楠、烏桕、無(wú)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(gè)樹種依次為紅花羊蹄甲、銀杏、鵝掌楸、樂(lè)昌含笑、臺(tái)灣欒樹、火力楠、楓香、深山含笑、黃山欒樹、無(wú)患子;據(jù)生態(tài)功能得分排序，可知生態(tài)功能較強(qiáng)的10個(gè)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(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)模型，準(zhǔn)則層C包含了15個(gè)評(píng)價(jià)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(xiàng)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(yàn)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(shí)用性。

(2)森林校園基干樹種選擇應(yīng)大力提倡運(yùn)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(jìn)行樹種選擇，并提倡生物多樣性，適當(dāng)選用優(yōu)良外來(lái)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(gè)不適合推廣運(yùn)用為閩北森林校園的樹種。

(3)本研究所評(píng)價(jià)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)。

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