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        福建閩北森林校園基干樹種評(píng)價(jià)與選擇——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

        2015-12-02 04:17:56黃云玲
        四川林業(yè)科技 2015年2期
        關(guān)鍵詞:基干樹種權(quán)重

        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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