陳德朝, 達(dá)郎周, 鄢武先, 鄧東周*, 賀麗, 吳世磊, 余凌帆, 楊靖宇, 王嘉智, 張利

1. 四川省林業(yè)科學(xué)研究院，森林和濕地生態(tài)恢復(fù)與保育四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610081；

2. 若爾蓋縣林業(yè)和草原局，四川 阿壩 623000；

3. 阿壩州林業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所，四川 阿壩 623000

川西北高寒沙地類(lèi)型區(qū)主要指高寒地區(qū)草地退化形成的沙化土地，位于四川西北部，地處青藏高原東南緣，屬長(zhǎng)江、黃河源頭，是《全國(guó)主體功能區(qū)規(guī)劃》確定的國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)之一，生態(tài)區(qū)位重要，是長(zhǎng)江、黃河流域重要的生態(tài)安全屏障。區(qū)內(nèi)森林、草原和濕地等生態(tài)系統(tǒng)，在水源涵養(yǎng)、水資源補(bǔ)給、水土保持、區(qū)域氣候調(diào)節(jié)、生物多樣性保護(hù)等方面起著重要作用。目前對(duì)川西北高寒沙地的研究主要集中于沙化成因[1-5]，沙地治理技術(shù)及對(duì)策[6-8]，不同沙化類(lèi)型植被特征[9-11]、植物種群空間分布格局[12]等方面。而對(duì)于該區(qū)域適生治沙灌木選擇的研究報(bào)道僅有部分樹(shù)種引進(jìn)研究[13]，本文采用專(zhuān)家咨詢、層次分析等方法構(gòu)建了川西北高寒沙區(qū)治沙灌木評(píng)價(jià)體系，評(píng)價(jià)篩選出優(yōu)良適生治沙植物8種，為川西北高寒沙地植被恢復(fù)治沙灌木選擇提供科學(xué)依據(jù)，為解決川西北沙化土地治沙材料單一的問(wèn)題提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

川西北高寒區(qū)地處青藏高原東南緣，四川省的西北部，包括甘孜藏族自治州、阿壩藏族羌族自治州的28個(gè)縣，海拔多在3 000 m以上。地理坐標(biāo)為E97°21′—104°24′，N 28°16′—34°19′。屬高原高寒地區(qū)，氣候嚴(yán)寒，冬長(zhǎng)夏短，春秋短，寒冷干燥，日照充足，晝夜溫差大，年凍土?xí)r間長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月。根據(jù)若爾蓋、紅原等縣的氣象資料，年平均氣溫在2.5 ℃～6 ℃，年降水量500～900 mm，且集中在5—9月，占年降水量的70%以上。研究區(qū)域植被以高山草甸為主。

2 研究方法

2.1 沙生植物調(diào)查統(tǒng)計(jì)

根據(jù)文獻(xiàn)查閱及對(duì)若爾蓋縣、紅原縣、壤塘縣、阿壩縣、爐霍縣、色達(dá)縣等川西北高寒沙地典型性的灌木資源調(diào)查統(tǒng)計(jì)，初步確定川西北藏區(qū)高寒沙地鄉(xiāng)土灌木共計(jì)31種，隸屬于8科15屬（見(jiàn)表1）。

表 1 川西北高寒區(qū)灌木資源統(tǒng)計(jì)表Tab. 1 Statistical table of shrub resources in alpine regions of northwest Sichuan

2.2 層次分析法

層次分析法[14-16](The Analvtic Hierarchy Process)是美國(guó)匹茲堡大學(xué)教授Saatv T L提出的一種定性與定量分析相結(jié)合的多目標(biāo)決策分析方法。層次分析法基本原理可歸納為層次的數(shù)學(xué)原理、遞階層次結(jié)構(gòu)原理、兩兩比較標(biāo)度與判斷原理、層次排序原理。

根據(jù)目前川西北藏區(qū)高寒沙地適生治沙灌木的現(xiàn)狀，結(jié)合川西北藏區(qū)高寒沙地適生治沙灌木本身特性和其所發(fā)揮功能建立相應(yīng)層次結(jié)構(gòu)模型，該模型結(jié)構(gòu)分為三個(gè)層次，第一層即目標(biāo)層A用來(lái)衡量川西北藏區(qū)高寒沙地適生治沙灌木篩選的合理程度，需要定性與定量指標(biāo)來(lái)反映各治沙植物綜合權(quán)重值，第二層即中間要素層B作為評(píng)價(jià)的準(zhǔn)則，第三層（因子層C）即中間要素層中下屬的單項(xiàng)指標(biāo)。其中二三層指標(biāo)均通過(guò)專(zhuān)家問(wèn)卷調(diào)查形式將定性的指標(biāo)定量化，然后計(jì)算出總的評(píng)價(jià)指數(shù)。

根據(jù)層次結(jié)構(gòu)構(gòu)造判斷矩陣一致性檢驗(yàn)。一致性檢驗(yàn)是為了檢驗(yàn)各元素重要度之問(wèn)的協(xié)調(diào)性，避免出現(xiàn)A比B重要，B比C重要，而C又比A重要這樣的矛盾情況出現(xiàn)。一致性檢驗(yàn)的判斷標(biāo)準(zhǔn)是一致性比例 (CR)的值（CR=CI/RI），當(dāng) CR<0.1時(shí)，判斷矩陣的一致性是可以滿足要求的。

3 結(jié)果與分析

3.1 評(píng)價(jià)體系建立

邀請(qǐng)水土保持與荒漠化防治、生態(tài)學(xué)、土壤學(xué)、植物學(xué)、林學(xué)、草學(xué)等專(zhuān)業(yè)專(zhuān)家20人參與打分，發(fā)放問(wèn)卷調(diào)查表20份，收回問(wèn)卷20份，通過(guò)專(zhuān)家打分確定評(píng)價(jià)因子及權(quán)重。利用AHP層次分析法從適應(yīng)能力、擴(kuò)繁能力、防風(fēng)固沙能力3方面建立Yaahp軟件模型進(jìn)行評(píng)價(jià)篩選。通過(guò)Yaahp軟件(Yaahp是一款層次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP輔助軟件)，為使用層次分析法的決策過(guò)程提供模型構(gòu)造、計(jì)算和分析等方面的幫助)構(gòu)建層次分析法中評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并確定評(píng)價(jià)因子權(quán)重，層次結(jié)構(gòu)構(gòu)造判斷通過(guò)矩陣一致性檢驗(yàn)，CR<0.1（見(jiàn)圖1）。

通過(guò)專(zhuān)家打分法確定地帶性鄉(xiāng)土植物、自然氣候適應(yīng)能力、改良土壤能力、耐貧瘠能力、越冬成活率、無(wú)性繁殖能力、枝葉萌發(fā)能力、自然分布海拔、種植成活率、自然分布坡向、防風(fēng)能力、根系擴(kuò)張能力、有性繁殖能力、抗病蟲(chóng)害能力14個(gè)指標(biāo)的權(quán)重={0.1804、0.1335、0.1033、0.0812、0.0777、0.0777、0.0731、0.0581、0.0473、0.0467、0.0467、0.0269、0.0259、0.0213 }，其中，地帶性鄉(xiāng)土植物、自然氣候適應(yīng)能力、改良土壤能力3個(gè)指標(biāo)為川西北藏區(qū)高寒沙地適生治沙灌木篩選的主要因子（見(jiàn)圖2）。

圖 1 川西北藏區(qū)高寒沙地適生治沙灌木篩選指標(biāo)體系圖Fig. 1 Selection index system chart of suitable shrubs for sand control in alpine sandy land in northwest Sichuan

圖 2 評(píng)價(jià)因子權(quán)重對(duì)比圖Fig. 2 Weight comparison chart of evaluation factors

3.2 優(yōu)良適生治沙植物選擇

采用3級(jí)評(píng)分制對(duì)這些評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)行量化分級(jí)（見(jiàn)表2），結(jié)合專(zhuān)家咨詢及文獻(xiàn)查閱確定了每一指標(biāo)相應(yīng)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將綜合指標(biāo)為優(yōu)的治沙植物量化為5，綜合指標(biāo)為良的治沙植物量化為3，綜合指標(biāo)為中的治沙植物量化為1，得出各參選治沙植物的各指標(biāo)得分(Rij)，最后根據(jù)公式（1）計(jì)算出各參選治沙植物的綜合評(píng)價(jià)值，根據(jù)綜合評(píng)價(jià)值對(duì)參選治沙植物進(jìn)行排序，據(jù)此選出符合川西北高寒區(qū)的治沙植物。

根據(jù)不同沙生植物的植物特性不同采用專(zhuān)家打分的方式運(yùn)用層次分析模型的計(jì)算方法，對(duì)照各評(píng)價(jià)指標(biāo)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)得出31種沙生植物指標(biāo)得分（Rij）。

根據(jù)公式（1）得出，排在前8的川西北藏區(qū)高寒沙地適生治沙灌木為沙棘、康定柳、杯腺柳、金露梅、銀露梅、變?nèi)~海棠、高山繡線菊和窄葉鮮卑花。

4 討論與結(jié)論

（1）采用Yaahp軟件繪制層次模型、生成判斷矩、兩兩比較數(shù)據(jù)輸入、排序權(quán)重計(jì)算、計(jì)算數(shù)據(jù)導(dǎo)出。由于客觀事物的復(fù)雜性以及人的主觀性，很難一次就構(gòu)造出滿足一致性要求的判斷矩陣，利用軟件提供的實(shí)時(shí)一致性比例計(jì)算功能方便掌握情況，對(duì)不一致判斷矩陣進(jìn)行人工調(diào)整，從而幫助決策者做出正確的判斷[17]。

（2）采用層次分析法，構(gòu)建川西北藏區(qū)高寒沙地適生治沙灌木篩選層次結(jié)構(gòu)模型，從31種鄉(xiāng)土灌木中篩選出沙棘、康定柳、杯腺柳、金露梅等8種優(yōu)良適生治沙灌木，目前川西北治沙灌木科學(xué)研究及應(yīng)用技術(shù)研究集中在康定柳和沙棘兩種治沙灌木上[18-22]，對(duì)其他治沙灌木研究及應(yīng)用較少，建議加大對(duì)金露梅、銀露梅、變?nèi)~海棠、高山繡線菊和窄葉鮮卑花等治沙植物的研發(fā)。

表 2 評(píng)價(jià)指標(biāo)量化分級(jí)表Tab. 2 Quantitative grading table of evaluation index