黎燕瓊 ，李 軍，鄭紹偉，慕長龍*，謝天資，羅殊承

(1.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 610081；2.綿陽市安州區(qū)林業(yè)局，四川 綿陽 621000)

【研究意義】城鎮(zhèn)景觀林是城市森林建設(shè)的一種目標(biāo)林分，是城市的綠色基礎(chǔ)設(shè)施，在維持城市生態(tài)平衡、改善城市生態(tài)環(huán)境，以及提升城市的文化影響力和城市知名度、競爭力等方面的重要作用已經(jīng)得到全社會的普遍認(rèn)同[1-2]。然而，隨著經(jīng)濟體制改革的不斷深入和城市化水平的提高，城市規(guī)模不斷擴大，快速城市化過程導(dǎo)致城鎮(zhèn)建設(shè)用地規(guī)模不斷擴大，生態(tài)用地不斷壓縮，如何高效利用好有限的土地資源成為生態(tài)研究者當(dāng)前研究重點內(nèi)容之一，也是實現(xiàn)土地資源節(jié)約的重要途徑?！厩叭搜芯窟M展】從文獻查詢結(jié)果看，目前對城市生態(tài)用地的資源節(jié)約方面，研究內(nèi)容主要集中在對節(jié)約的理論[3-4]、市域和城市等以上尺度的區(qū)域土地的集約化規(guī)劃管理[5-6]、節(jié)約性評價等理論方面[7]和資源節(jié)約型生態(tài)系統(tǒng)評價指標(biāo)體系研究[8-9]等。其中對資源節(jié)約型生態(tài)系統(tǒng)評價指標(biāo)體系的構(gòu)建目標(biāo)不僅要求具有節(jié)地，還要求節(jié)水、節(jié)能以及節(jié)約成本等，有目標(biāo)“多而全”、數(shù)據(jù)不易獲取等問題?！颈狙芯壳腥朦c】樹種是城市森林基本要素，喬木則是影響林分生態(tài)、景觀和文化等功能的主體，喬木樹種選擇是城市森林建設(shè)的重要組成部分，將直接關(guān)系到城市森林建設(shè)成效?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本文以四川地區(qū)為對象，以提高土地利用、構(gòu)建土地資源節(jié)約型城鎮(zhèn)景觀林為目標(biāo)，進行喬木樹種篩選研究，以期為生態(tài)用地緊張的城鎮(zhèn)構(gòu)建節(jié)約型城鎮(zhèn)景觀林提供基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況

四川地區(qū)原意指川峽四路 ，同指四川行省、四川省、四川盆地等；作為區(qū)域地理概念，還指四川盆地為主的巴蜀地區(qū)，包括四川省和重慶市等。四川地區(qū)的氣候環(huán)境特點是溫暖濕潤的亞熱帶氣候。地貌特點是屬中國東部平原和西部高原的過渡帶，海拔多分布于310～506 m。土壤母質(zhì)類型較多，以中生代的紫色巖層、第4系的沉積物和現(xiàn)代河流新沖積物為主[10]。

2 材料與方法

2.1 城鎮(zhèn)景觀林構(gòu)建主要樹種調(diào)查與初步選擇

以成都市和重慶市主城區(qū)為重點，以衛(wèi)星遙感圖等資料為基礎(chǔ)，初步確定城市植被分布范圍；根據(jù)城市森林類型，結(jié)合調(diào)查范圍內(nèi)土地利用性質(zhì)，按照景觀游憩林(包括公園、廣場等)，河岸林帶、道路景觀林帶，居住區(qū)綠地(包括小區(qū)綠地、社區(qū)綠地等)，企事業(yè)單位附屬綠地(包括機關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、工廠、公司等單位綠地)等5種森林類型進行設(shè)置調(diào)查樣點，其中公園、景區(qū)15個、城區(qū)主次道路綠地5條、水岸綠地3條、居住區(qū)綠地40個、學(xué)校、醫(yī)院、機關(guān)等單位附屬綠地45個，共設(shè)置樣點103個。每個樣點內(nèi)按1個20 m×20 m樣地/hm2(不足1 hm2按1 hm2算)，道路與水系綠化則沿道路與水系一側(cè)，每隔1000 m距離設(shè)置一個長不低于20 m、面積不低于400 m2樣帶的標(biāo)準(zhǔn)進行樣地設(shè)置。一共設(shè)置樣地485個，調(diào)查樣地總面積233 475 m2。按照每木調(diào)查方法記錄各樣地內(nèi)喬木的樹種、株高(H)、胸徑(DB,H)、冠幅(R)、枝下高、樹冠形狀、病蟲害、修剪情況等指標(biāo)。對樣地內(nèi)胸徑(DB,H)>5 cm的樹種，按照每木調(diào)查方法記錄各樣地內(nèi)樹種、生活型、株高(H)、胸徑、冠幅(R)、觀賞特性、枝下高、樹冠形狀、病蟲害、管護情況等指標(biāo)。

根據(jù)《四川植物志》等參考資料，結(jié)合景觀林樹種選擇原則與四川地區(qū)的立地條件和植被狀況，遵循適地適樹，以鄉(xiāng)土樹種為主，外來樹種為輔，景觀效果兼顧生態(tài)、經(jīng)濟與文化功能的原則，初步選取78個喬木樹種。

2.2 樹種評價指標(biāo)體系的建立

城鎮(zhèn)景觀林樹種選擇屬于多指標(biāo)評價系統(tǒng)，與多因子有關(guān)。評價指標(biāo)的確定采用理論分析法和專家咨詢法[11]；各指標(biāo)的權(quán)重采用層次分析法(AHP)[12]。在專家咨詢和查閱國內(nèi)外研究資料的基礎(chǔ)上，以適宜性強、生態(tài)效益高、景觀質(zhì)量好、具有一定文化傳承能力和經(jīng)濟效益的生態(tài)景觀樹種為目標(biāo)，從生物學(xué)特性、生態(tài)功能、景觀功能、文化功能和節(jié)約度5個方面初選了24項三級指標(biāo)。為了研究的方便和調(diào)查結(jié)果的可靠性，需篩選出重要性等級較高的三級指標(biāo)。本研究邀請15名從事城市森林研究專家和15城市森林專業(yè)學(xué)生的采用調(diào)查問卷的方式對初選的指標(biāo)進行重要性評價，共回收有效問卷30份問卷，根據(jù)專家打分進行統(tǒng)計得分(表1)。重要性分為9個等級，從極其重要、非常重要、比較重要、一般重要、不重要分別賦分9、7、5、3、1分，2、4、6、8則表示上述兩相鄰判斷的中值。評價者對指標(biāo)的熟悉等級和評價者對指標(biāo)的判斷依據(jù)則根據(jù)評價者所學(xué)專業(yè)、從事專業(yè)和對專業(yè)相關(guān)信息了解情況等進行分級，也分為5個等級，賦1、0.8、0.6、0.4、0.2分。參與者評價者根據(jù)自己的知識和經(jīng)驗，分別對每一個指標(biāo)的重要性、熟悉程度和判斷依據(jù)給予等級判斷并賦分。

評價結(jié)果以重要度的加權(quán)算術(shù)平均值Ci進行淘汰，如果Ci≤4，則淘汰該指標(biāo)。

其中重要度加權(quán)平均值Ci體現(xiàn)了專家評分的集中程度，值越大，表示指標(biāo)的相對重要性越高。計算公式為:

(1)

(2)

式中：Ci為i的加權(quán)平均值，Cij為專家j對i的評分值，m為專家人數(shù)；CR為專家權(quán)威程度，Ca為專家做出判斷的依據(jù)，Cs為專家對問題的熟悉程度。CR越大，表明專家權(quán)威程度越高。

表1 土地資源節(jié)約型城鎮(zhèn)景觀林構(gòu)建樹種選擇初選指標(biāo)

根據(jù)評分結(jié)果和從上述24項指標(biāo)中篩選出得分4以上的指標(biāo)；同時根據(jù)專家組意見將“土壤酸堿度的適宜性”、“土壤養(yǎng)分高低的適宜性”、“氣候的適宜性”和“對污染環(huán)境適宜性”合并調(diào)整為“適宜性”和“抗逆性”2項指標(biāo)，將“吸收SO2能力”和“吸收氟化物能力”合并為“吸收有害氣體能力”；經(jīng)過兩輪專家評價結(jié)果，最終確定了“適宜性”、“抗逆性”、“抗病蟲害能力”等18項作為最終構(gòu)建評價體系的評價指標(biāo)(圖1)。

2.3 評價指標(biāo)量化標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)城鎮(zhèn)景觀林樹種要求，在資料查詢、調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合咨詢專家，采用5級評分制對18個選擇指標(biāo)實行量化分級，每一個指標(biāo)確定相應(yīng)的評分標(biāo)準(zhǔn)(表2)。其中單位面積生態(tài)功能即單位面積三維綠量/綠量對應(yīng)的樹冠投影面積比的量化主要根據(jù)《中國植物志》、《四川植物志》等相關(guān)描述和實際調(diào)查數(shù)據(jù)等為參考，以冠高、冠徑計算出三維綠量和對應(yīng)冠幅投影面積之比值進行量化分級；滯塵能力、吸收SO2、吸收氟化物根據(jù)實際資料和查詢文獻資料進行分級；固碳釋氧能力用單位葉面積植物的日平均固碳量進行量化分級；降溫增濕能力用單位葉面積植物的蒸騰降溫量進行量化分級；環(huán)境的適應(yīng)性、抗逆性、抗病蟲能力、生態(tài)保育功能、景觀功能指標(biāo)、養(yǎng)護成本和經(jīng)濟價值等指標(biāo)則根據(jù)調(diào)查和調(diào)研結(jié)果先進行定性評比，然后進行量化處理。

2.4 指標(biāo)權(quán)重的確定

根據(jù)遞階層次用1～9標(biāo)度法對上級指標(biāo)與下屬指標(biāo)的重要性進行兩兩比較并構(gòu)造判斷矩陣，1、3、5、7、9分別表示2個因素相比，具有同等重要性、稍微重要、明顯重要、強烈重要和極端重要，2、4、6、8則表示上述兩相鄰判斷的中值。各指標(biāo)的重要性標(biāo)度由專家咨詢法取得，本次研究共選取15名從事城市森林科研工作的專家教授和管理人員進行問卷調(diào)查，收回有效問卷15份，根據(jù)問卷結(jié)果建立判斷矩陣，采用方根法計算判斷矩陣的特征向量并通過一致性檢驗，即為各評價指標(biāo)的權(quán)重。

圖1 土地資源節(jié)約型城鎮(zhèn)景觀林構(gòu)建樹種綜合評價層次結(jié)構(gòu)模型Fig.1 Hierarchical structure model of land resource conservation type urban landscape forest construction tree species comprehensive evaluation

評價指標(biāo)分值54321適宜性C1能充分生長并極強的繁殖能力能正常生長并繁殖能正常生長并具有一定繁殖能力能生長不具繁殖能力不能正常生長抗逆性C2對旱、寒、貧等逆境的綜合適應(yīng)能力極強對旱、寒、貧等逆境的綜合適應(yīng)能力較強對部分逆境適應(yīng)能力較強對部分逆境有一定適應(yīng)能力指示物種抗病蟲害能力C3無病蟲害,抗病蟲害性強抗病蟲害性較強,偶有病蟲害有輕微病蟲害有中等的病蟲害病蟲害嚴(yán)重樹形C4高大,枝繁葉茂或形狀奇特美觀較高,美觀樹高一般,枝葉較茂密枝葉稀疏低矮或枝葉散生,零亂葉形、葉色C5奇特、美麗且季相變化明顯葉色美麗,四季有變化葉色幾乎以綠色為主,沒什么變化 花形、花色C6花大且奇特,顏色鮮艷,香氣濃,花期長花形好,顏色艷麗,花期短或花小,有香氣,花期長花形一般,花色較好花小,花形一般,顏色尚可花小雜亂,顏色暗淡,或有怪味果形、果色C7果形奇特,艷麗果大,鮮艷果形飽滿,顏色一般果形較小,顏色暗淡果形干癟,毫無特色滯塵能力C8強較強中等差指示植物降溫增濕效應(yīng)C9高較高中等一般差固碳釋氧能力C10強較強中等差指示植物吸收有害氣體的能力C11強較強中等差沒多大效果生物多樣性保育能力C12樹冠可供動物棲息,并為多種動物食源植物樹冠可供動物棲息,或者為動物食源植物動物食源植物和蜜源植物僅為蜜源植物樹冠小,花果有毒文化內(nèi)涵C13地方特色物種,具有很深的文化意義具有較深的文化寓意沒有特殊文化寓意保護價值C14國家一級保護物種國家二級保護物種地方保護物種一般物種科學(xué)價值C15本地種苗充足本地種苗供需平衡本地種苗供不應(yīng)求外地引種 單位面積綠量C16高(≥25 m3/m)較高(15～25 m3/m)中等(10～15 m3/m)較低(5～10 m3/m)低(≤5 m3/m)管護成本C17幾乎沒有養(yǎng)護成本養(yǎng)護成本低養(yǎng)護成本較高養(yǎng)護成本較高養(yǎng)護成本極高經(jīng)濟價值C18有極高經(jīng)濟價值具有較高經(jīng)濟價值有一定經(jīng)濟價值經(jīng)濟價值小無經(jīng)濟價值

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

表8 B5-C層判斷矩陣權(quán)重

圖2 四川地區(qū)城市主要植物應(yīng)用頻度Fig.2 Frequency of major plant applications in cities in Sichuan

2.5 樹種綜合評價值與等級確定

采用線性加權(quán)綜合法計算參評樹種的綜合評價值B，采用綜合評價指數(shù)CEI對樹種進行分級；計算公式如下：

(3)

CEI(%)=B/B0×100

(4)

其中：B為樹種的綜合評價值，F(xiàn)j為評價因子下的得分，Rij為評價因子的權(quán)重值；CEI為綜合評價指數(shù)，B為評價分?jǐn)?shù)值，B0為滿分值。CEI作為分級的依據(jù)，劃分為I(高)、II(較高)、III(一般)、IV(低)、V(較低)等5級，對應(yīng)的CEI值分別為80 %～100 %、60 %～80 %、40 %～60 %、20 %～40 %、<20 %[6-8]。

3 結(jié)果與分析

3.1 四川地區(qū)現(xiàn)有城鎮(zhèn)景觀林樹種利用狀況

四川地區(qū)屬溫暖濕潤的亞熱帶氣候，其地帶性植被為常綠闊葉林。本次調(diào)查共收集到四川地區(qū)中心城區(qū)綠化植物189種(圖1)。其中喬木類96種(其中單季相景觀喬木34種，2個及2個以上季相景觀的喬木62種)，占50 %；灌木類47種(其中單季相景觀灌木7種，2個及2個以上季相景觀灌木40種)，占25 %；草本植物35種，占19 %；藤本6種，占3 %；竹類5種，占3 %。

從構(gòu)成景觀的主要植物應(yīng)用頻度統(tǒng)計上看，189種植物的使用頻率表現(xiàn)為兩頭小，中間大的分布格局。其中出現(xiàn)頻率在80.1 %～90 %的物種占6.59 %，出現(xiàn)頻率超過90 %為4.95 %，并以銀杏、香樟、小葉榕、黃葛樹等為主；出現(xiàn)頻率小于20 %則為8.79 %；大部分物種出現(xiàn)頻率在20 %與80 %之間。這種常用種數(shù)量大及大部分樹種出現(xiàn)頻率高的現(xiàn)象，反映出四川地區(qū)中心城區(qū)生態(tài)系統(tǒng)中樹種組成類的異質(zhì)性，具有豐富的組合和變化，從而出現(xiàn)綠化景觀豐富的現(xiàn)象。在近年四川地區(qū)美麗中國建設(shè)中，不僅提高了城市綠地率，還擴大了城市常用綠化植物種類，增加了城市景觀豐富度。

3.2 樹種選擇評價結(jié)果

對初選的78個樹種參照指標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)(表2)評分，然后采用線性加權(quán)綜合法，計算參評樹種的綜合評價值B和綜合評價指數(shù)CEI；綜合評價結(jié)果如表9所示。評分等級為I級的有11種，這類樹種不僅具有較高的景觀價值和文化寓意，還具有較高單株三維綠量而具有較高的生態(tài)功能，并在四川地區(qū)廣泛種植并生長良好；評價等級為II級的有26種，這類樹種表現(xiàn)為利用率或者生態(tài)功能相對較低，但具有一定的文化寓意；評價等級為III級的有37種，這類樹種主要表現(xiàn)為生態(tài)、景觀功能較低，且部分樹種的病蟲害管理成本相對較高；評價等級為IV級的有蒲葵、巨尾桉、蘇鐵等3種，主要為景觀質(zhì)量和生態(tài)功能較低。

表9 (四川地區(qū))土地資源節(jié)約型城鎮(zhèn)景觀林常見喬木樹種評價結(jié)果

續(xù)表9 Continued table 9

序號樹種拉丁名綜合評分綜合評價值評價等6欒樹Koelreuteria paniculata4.3286.40I7烏桕Sapium sebiferum (L.) Roxb.4.2685.20I8銀木Cinnamomum septentrionale4.2184.20I9苦楝Melia azedarach4.1583.00I10南酸棗Choerospondias axillaris(Roxb.)Burtt et Hill.4.0881.60I11深山含笑Michelia maudiae Dunn4.0180.20I12樂昌含笑Michelia chapensis Dandy3.6773.40II13枳椇Hovenia acerba Lindl.3.6773.31II14合歡Albizia julibrissin Durazz3.6472.76II15七葉樹Magnolia liliiflora Desr.3.5370.65II16皂角Gleditsia sinensis3.5370.57II17楨楠Phoebe zhennan S. Lee3.4969.73II18潤楠Machilus pingii Cheng ex Yang3.4769.35II19榆樹Ulmus pumila3.3867.67II20刺槐Robinia pseudoacacia3.3867.67II21廣玉蘭Magnolia grandiflora Linn3.3867.57II22杜英Elaeocarpus decipiens Hemsl.3.3767.47II23刺桐Erythrina indica3.3767.4II24楓楊Pterocarya stenoptera3.3567II25樸樹Celtis sinensis Pers.3.3466.84II26無患子Sapindus mukorossi Gaertn.3.3466.81II27楊樹Populus x canadensis3.3466.75II28羊蹄甲Bauhinia3.1262.36II29木芙蓉Hibiscus mutabilis3.0961.81II30鵝掌楸Liriodendron chinense (Hemsl.) Sarg.3.0961.71II31柚Citrus maxima3.0861.53II32枇杷Eriobotrya japonica (Thunb.) Lindl.3.0861.52II33李樹Prunus L.3.0661.12II34藍(lán)花楹Jacaranda mimosifolia D. Don3.0561.08II35元寶楓Acer truncatum Bunge3.0260.45II36燈臺樹Bothrocaryum controversum3.0260.38II37泡桐Paulownia.3.0160.1II38懸鈴木Platanus2.9558.96III39銀樺Grevillea robusta2.9358.54III40國槐Sophora japonica2.957.95III41垂柳Salix babylonica2.8957.8III42雪松Cedrus deodara (Roxb.) G. Don2.8957.71III43羅漢松Podocarpus macrophyllus2.8857.53III44西藏柏Cupressus torulosa2.8757.48III45紫薇Lagerstroemia indica2.8757.48III46玉蘭Magnolia denudata2.8557III47紫玉蘭Magnolia liliiflora Desr.2.8556.98III48桃樹Amygdalus persica L.2.8556.91III

續(xù)表9 Continued table 9

序號樹種拉丁名綜合評分綜合評價值評價等49龍爪槐Sophora japonica2.8556.9III50梨樹Pirus, i, f.2.8356.56III51白蘭花Michelia alba DC.2.8256.45III52紫葉李Prunus ceraifera2.7955.9III53旱柳Salix matsudana Koidz2.7655.16III54柏木Cupressus funebris Endl.2.7454.71III55杏Armeniaca vulgaris Lam.2.6853.63III56側(cè)柏Platycladus orientalis (L.) Franco2.6452.82III57黑殼楠Lindera megaphylla2.6452.71III58塔柏Sabina chinensis (L.) Ant. cv. Pyramidalis2.6352.64III59紅梅Armeniaca mume f. rubriflora2.6352.63III60水杉Metasequoia glyptostroboides2.6252.44III61重陽木Bischofia polycarpa2.6152.1III62女貞Ligustrum lucidum2.651.96III63天竺桂Cinnamomum japonicum2.5350.68III64櫻花Cerasus sp.2.4549.04III65南洋杉Araucaria cunninghamii Sweet2.4448.84III66紅豆樹Ormosia hosiei Hemsl. et Wils.2.4248.40III67柳杉Cryptomeria fortunei Hooibrenk ex Otto et Dietr2.4148.20III68香椿Toona sinensis2.3647.20III69火力楠Michelia macclurei Dandy2.346.00III70構(gòu)樹Broussonetia papyrifera2.2945.80III71馬尾松Pinus massoniana Lamb.2.2645.20III72楊梅Myrica rubra (Lour.) S. et Zucc.2.2144.20III73象牙紅Erythrina corallodendron L.2.1943.80III74臭椿Ailanthus altissima2.1142.20III75龍柏Sabina chinensis (L.) Ant. cv. Kaizuca2.0541.00III76蒲葵Livistona chinensis (Jacq.) R. Br.1.9739.40IV77巨尾桉Eucalyptus grandis Hill ex Maiden1.8436.80IV78蘇鐵Cycas revoluta Thunb.1.6533.00IV

4 討 論

樹種是林分構(gòu)建的基礎(chǔ)；喬木則因其具有高大的植株和對空間的分割與確定，對林分的生態(tài)、景觀和經(jīng)濟等功能的發(fā)揮具有主導(dǎo)作用[13]。土地資源節(jié)約型景觀林主要體現(xiàn)在林分的生態(tài)、景觀、文化以及經(jīng)濟等功能方面的高效性；而土地資源節(jié)約型景觀林構(gòu)建的主要樹種則需要具有較高生態(tài)功能、較強的景觀質(zhì)量、豐富的文化寓意和易于栽培管理等特征。但作為林分構(gòu)建的合理性，不僅需要有體量和生物量較大的喬木，還需要合理配置灌木和草本，才能形成喬灌草相結(jié)合、具有自我維持機制的土地資源節(jié)約型景觀林。本研究僅針對喬木部分進行了篩選研究，下一步還需要充分利用四川地區(qū)豐富的野生植物資源，大力開發(fā)利用鄉(xiāng)土植物，進一步篩選和增加喬木、灌木和草本的數(shù)量和品種，合理配置，建立多層次群落結(jié)構(gòu)，提高單位面積植物多樣性及其生態(tài)、景觀等效益構(gòu)建，具有地帶性特征的土地資源節(jié)約型城鎮(zhèn)景觀林。在做好鄉(xiāng)土植物品種優(yōu)選工作的同時，采用現(xiàn)代苗木培育技術(shù)，還應(yīng)該積極引進適合當(dāng)?shù)刈匀坏乩須夂驐l件，以生態(tài)效益高、景觀質(zhì)量好、具有一定文化傳承能力和經(jīng)濟效益的新優(yōu)植物，對傳統(tǒng)品種進行改良等，增加城鎮(zhèn)景觀多樣性。

5 結(jié) 論

以土地資源節(jié)約為目標(biāo)的四川地區(qū)城鎮(zhèn)景觀林構(gòu)建常見喬木樹種中，評分等級為I級的有銀杏、香樟、黃葛樹、小葉榕、桂花、欒樹、烏桕、銀木、苦楝、南酸棗、樂昌含笑等11種；評價等級為II級的有枳椇、楨楠、潤楠、合歡、七葉樹、皂角、國槐、廣玉蘭、杜英等26種；評價等級為III級的有黑殼楠、柏木、塔柏、水杉、重陽木、天竺桂、女貞、香椿、馬尾松、臭椿等37種；評價等級為IV級的有蒲葵、巨尾桉、蘇鐵等3種。四川地區(qū)各城鎮(zhèn)景觀林構(gòu)建中，可以結(jié)合各地苗木供應(yīng)、土地資源狀況、氣候條件、景觀類型需求等綜合選擇相應(yīng)的樹種。