盧衛(wèi)峰查勇星丁艷盛全根

(1.國家林業(yè)和草原局華東調(diào)查規(guī)劃院，浙江 杭州 310019；2.江西山和林業(yè)工程咨詢事務(wù)所有限公司，江西 南昌 330038；3.上海市林業(yè)總站，上海 200072)

崇明區(qū)是上海重要的生態(tài)屏障，也是長三角城市群和長江經(jīng)濟帶生態(tài)環(huán)境大保護的標桿和典范。“十四五”期間，崇明區(qū)將進一步著力推進林業(yè)治理體系和治理能力現(xiàn)代化，未來要努力建成具有國內(nèi)外引領(lǐng)示范效應(yīng)且具備生態(tài)環(huán)境和諧優(yōu)美、資源集約節(jié)約利用、經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展等綜合性特點的世界級生態(tài)島。為此，崇明區(qū)大力發(fā)展生態(tài)公益林建設(shè)，根據(jù)上海市2021年森林資源監(jiān)測數(shù)據(jù)，截至2020年底，崇明區(qū)森林資源面積約35200hm2，森林覆蓋率已達30.05%。自2002年開始大規(guī)模綠化造林到目前已經(jīng)近20a，部分林地已經(jīng)到中齡林和近熟林。目前，公益林建設(shè)的重點也由面積規(guī)模的擴大逐漸向生態(tài)效益的提升轉(zhuǎn)移，林地的撫育改造和生態(tài)效益的提升工程已大規(guī)模展開。因此，選擇成活率高、適應(yīng)性強、生長快、綜合效益好的造林樹種已成為崇明生態(tài)公益林改造的當務(wù)之急。本研究通過對崇明區(qū)樹種資源調(diào)查，利用層析分析法篩選出適合在研究區(qū)進行生態(tài)公益林造林的優(yōu)良樹種。

1 樹種優(yōu)化選擇模型的建立

利用層次分析法可以在充分遵循樹種選擇原則的基礎(chǔ)上解決對樹種選擇各因素間的權(quán)重問題[1]。在林木撫育工程中，通過對崇明312.8hm2林地、1130個小班進行調(diào)查，對各類樹種的生態(tài)學特性以及功能特征進行分析，選擇樹種的郁閉度、平均胸徑、公頃蓄積量、樹種病亡率、農(nóng)藥施用量、耐水耐鹽能力、根系特性、葉花觀賞性等指標作為公益林造林樹種選擇的主要因素[2]。由于各樹種存在差異性，因此對各樹種特性的需求側(cè)重有所不同，為此，采用層次分析法將指標按層次分解為不同的組成因素，并根據(jù)各因素之間的相互聯(lián)系、影響及隸屬關(guān)系進行組合，把系統(tǒng)歸結(jié)為指標層相對于總目標層的重要性權(quán)重或優(yōu)劣次序排列的問題,最終建立一個多層次分析結(jié)構(gòu)模型，即崇明區(qū)生態(tài)公益林造林樹種優(yōu)化選擇模型。

2 樹種優(yōu)化選擇

2.1 樹種生長情況調(diào)查

選擇40個崇明區(qū)生態(tài)公益林常用喬木樹種進行調(diào)查，對各個小班林木的郁閉度、平均胸徑、公頃蓄積量、植株病亡率、農(nóng)藥施用量等指標進行調(diào)查和測定，見表1，結(jié)合調(diào)查林地樹種生長情況，建立樹種優(yōu)化選擇模型。

表1 樹種生長情況調(diào)查表

評價指標的權(quán)重是反映各項指標對評價目標的相對重要程度，通過對相同層次內(nèi)各項指標在其功能作用的重要性進行兩兩比較，構(gòu)造兩兩比較的判斷矩陣，見表2，運用層次分析法求解矩陣的最大特征根對應(yīng)的特征向量而得到各指標的權(quán)重，進行指標權(quán)重確定[3]。

表2 各功能指標的判斷矩陣及權(quán)重

2.2 一致性檢驗

根據(jù)層次分析法原理:

CI=(λmax-n)/(n-1)

式中，λmax為判斷矩陣的最大特征根；n為矩陣階數(shù)=8，根據(jù)n可查表得RI(8)=1.41，據(jù)此對樹種的功能指標判斷矩陣進行計算和檢驗，通過計算得：

λmax=8.6640

CI=(λmax-n)/(n-1)=0.0948

CR=CI/RI(8)=0.067<0.10

據(jù)此檢驗上述判斷矩陣符合一致性檢驗要求。從分析結(jié)果可知，在崇明區(qū)公益林造林樹種的選擇應(yīng)重點考慮樹種的病蟲害抗性、根系特性、耐水耐鹽能力等指標。

3 樹種優(yōu)化選擇結(jié)果

3.1 樹種選擇關(guān)鍵評價指標分析

根據(jù)調(diào)查的40個造林樹種的生態(tài)學特性，對樹種的選擇進行數(shù)量化處理，見表3，再依據(jù)每個待選樹種的生長情況，對相應(yīng)的各項生長指標進行打分，從而構(gòu)建各樹種評價指標的數(shù)據(jù)矩陣，將該數(shù)據(jù)矩陣乘以指標權(quán)重矩陣，即得出各樹種的優(yōu)化選擇結(jié)果，見表4。郁閉度、平均胸徑、公頃蓄積量調(diào)查采用群落調(diào)查方法，樹種的病蟲害調(diào)查采用隨機踏查、資料查詢、專家鑒定等方法，農(nóng)藥施用量由養(yǎng)護隊統(tǒng)計所得，耐鹽能力是根據(jù)不同鹽分區(qū)域生長對比做出綜合評估，根系特性、葉花觀賞性是根據(jù)植物的性狀進行直觀評估[4]。從所選功能指標的權(quán)重來看，其權(quán)重依次為植株病亡率、耐水耐鹽能力、根系特性、農(nóng)藥施用量，表明造林樹種對病蟲害的抗性和土壤的適應(yīng)性是崇明生態(tài)公益林造林樹種選擇的重要依據(jù)[5]。

表3 樹種優(yōu)化選擇指標的評價等級

3.2 樹種評價得分及適應(yīng)性分析

由表4可知，得分最高的前10位樹種分別是中山杉、落羽杉、櫸樹、楓楊、烏桕、香樟、欒樹、水杉、無患子，基本是崇明地區(qū)的鄉(xiāng)土樹種，無論是生物量、長勢，還是耐水耐鹽性均較好，適宜作為生態(tài)公益林樹種進行推廣。其余部分鄉(xiāng)土樹種，如泡桐、苦楝、臭椿、合歡，雖然在屋前宅后零星種植時生長表現(xiàn)良好，但在當?shù)夭惶m應(yīng)大規(guī)模種植，會因大面積的蟲害而基本處于瀕死狀態(tài)，有的甚至成片枯死。木蘭科的樹種，如白玉蘭、二喬玉蘭、廣玉蘭、樂昌含笑，因其為肉質(zhì)根，在崇明地區(qū)總體生長較好，但在低洼地區(qū)或靠近崇北鹽堿區(qū)域生長狀況不佳。由于崇明地區(qū)風力較大，容易出現(xiàn)倒伏情況，用這些樹種造林時應(yīng)特別關(guān)注地勢情況。此外，馬尾松、濕地松、杉木這類為酸性土壤適應(yīng)樹種，對崇明地區(qū)的偏鹽堿性和高地下水位土壤非常不適合，調(diào)查發(fā)現(xiàn)這幾種樹種在崇明基本不能正常生長。歐美楊、重陽木由于蟲害非常嚴重，雖然長勢旺盛，但每年噴藥量大，維護成本高，對生態(tài)環(huán)境影響大，不宜大規(guī)模種植。女貞的種植面積占了16.9%，種植比重較大，但因女貞不耐水濕和鹽堿，長勢較差。杜英是喜酸性植物，耐寒性不強，在崇明區(qū)的路邊或林緣因不耐寒冷而長勢微弱，在土壤稍鹽堿區(qū)域也基本死亡，僅在林中小環(huán)境較好的區(qū)域可以生長。

表4 各造林樹種的優(yōu)選序列