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        古樹名木綜合價值評估方法比較研究
        ——以聊城市一級古樹為例

        2023-09-05 01:47:12董家鑫馮國慶張中一劉慧嬌褚蓉蓉高祥斌
        山東林業(yè)科技 2023年4期
        關(guān)鍵詞:原木聊城市古樹名

        董家鑫,馮國慶,張中一,劉慧嬌,褚蓉蓉,高祥斌

        (聊城大學農(nóng)學與農(nóng)業(yè)工程學院,山東 聊城 252000)

        古樹名木是人類文化遺產(chǎn)和自然資源的重要組成部分,為生態(tài)系統(tǒng)和人類文化景觀貢獻了多方面的效益[1]。此外古樹還具有文化、宗教、精神等象征意義,許多古樹憑借優(yōu)美的姿態(tài),成為當?shù)刂匾牡貥诵跃坝^[2]。隨著城市化進程的加快,古樹名木的損毀和破壞現(xiàn)象時有發(fā)生,但在處理這種違法行為時,缺乏科學合理的古樹名木經(jīng)濟賠償衡量標準[3]。因此古樹名木綜合價值體系制定、價值評估、案件處罰與補償是一個亟需解決的問題。

        目前古樹價值研究可以大致分為兩類: 一類是關(guān)注古樹單一方面的價值研究,主要集中在古樹名木文化價值[4,5]、景觀價值[6,7]、生態(tài)價值[8]、經(jīng)濟價值[9-11]等方面,研究多采用條件價值評估法(Contingent Valuation Method,CVM)、模糊綜合評價法(Fuzzy Synthetic Evaluation,F(xiàn)SE)、美景度評價法(Scenic Beauty Estimation,SBE)等;另一類則是涵蓋古樹多方面價值的研究,一般采用調(diào)整系數(shù)法[12]、原木法[13]、層次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)[14]這3 種形式。調(diào)整系數(shù)法,通過設(shè)定古樹名木價值的相關(guān)系數(shù),結(jié)合古樹名木基本價值獲得其綜合價值。原木法,通過古樹蓄積量、同類木材出材量和單價得到古樹基本價值,并依據(jù)古樹的生物識別特征,確定綜合價值。層次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP),通過建立古樹名木價值體系,借助專家打分確定權(quán)重,并綜合考慮古樹不同方面的因素進行評分,以此對古樹名木綜合價值進行評估。每一種評價方法都有其優(yōu)勢和局限性,選擇適當?shù)脑u估方法成為一個難題。ChatGPT 作為一種大型語言模型,由OpenAI 美國人工智能實驗室開發(fā)[15],其依賴公共資源數(shù)據(jù),經(jīng)多重篩選驗證,可對給定問題和語境生成符合語言習慣和邏輯的回答,結(jié)果準確可靠,降低了人為因素造成的偏差,是未來評估、分析數(shù)據(jù)的發(fā)展方向。本文以聊城市一級古樹為例,運用ChatGPT 與AHP 法相結(jié)合的方式對其進行綜合價值評估,可為聊城市古樹名木的保護、經(jīng)濟評定提供客觀依據(jù),增強公眾對古樹名木的保護意識。

        1 材料與方法

        1.1 研究對象概況

        聊城市昔之東昌,位于中國山東省西部,華北平原之中。根據(jù)2023 年1 月山東省自然資源廳(省林業(yè)局)、省住房城鄉(xiāng)建設(shè)廳聯(lián)合公布《山東省一級保護古樹名木名錄》,獲知聊城市一級古樹共有9 棵(表1),其中國槐4 棵,側(cè)柏、皂莢均為2 棵,圓柏1 棵。經(jīng)實地調(diào)查走訪、查閱縣志及《聊城古樹名木志》,測量紀錄古樹樹高、胸徑、冠幅、生長位置、故事傳說、觀賞特性等信息,可知聊城市一級古樹歷史價值、文化價值、生態(tài)價值、景觀價值等極高。

        1.2 評估方法

        1.2.1 調(diào)整系數(shù)法

        調(diào)整系數(shù)法是古樹價值評價中常用的一種方法。北京市DB11/T 478-2022《古樹名木評價規(guī)范》[12]是國內(nèi)首部關(guān)于古樹名木綜合價值評價參考標準,依照該標準評估古樹名木綜合價值。

        1.2.2 原木法

        原木法是以成材的市場銷售價格為出發(fā)點結(jié)合出材率,計算單根原木基本價值?;诎不帐B34/T 3546-2019《古樹名木資源資產(chǎn)價值評估技術(shù)規(guī)范》[13]評估古樹名木的綜合價值。

        1.2.3 AHP 法

        AHP 法通過建立指標體系框架,邀請多位古樹方面專家進行打分,構(gòu)建判斷矩陣,分層級計算每一指標的權(quán)重。并根據(jù)古樹的實地情況賦分,計算古樹綜合價值。濟南市DB307/T 431-2022《古樹名木價值評價規(guī)范》[14]是國內(nèi)首次運用AHP 法為古樹進行評價的地方性標準。本研究采用ChatGPT3.5 進行指標權(quán)重的賦值,對AHP 法進行改進。

        2 古樹名木綜合價值評估

        2.1 調(diào)整系數(shù)法

        國槐、皂莢參照DB11/T 211-2017《園林綠化用植物材料木本苗》[16]同樹種胸徑最低值均為7cm,側(cè)柏與圓柏平均胸徑依據(jù)DB11/T 478-2022《古樹名木評價標準》常綠苗木株高規(guī)格表分別為5.5cm、6.4cm,以《北京市工程造價信息(建設(shè)工程)》2023 年1 月刊中同樹種苗木市場價格為參考價格,根據(jù)DB11/T 478-2022《古樹名木評價標準》常見古樹價值系數(shù)(表2),對照一級古樹胸徑,計算基本價值(式1)。

        表2 常見古樹價值系數(shù)Table 2 Value coefficient of common old trees

        表3 調(diào)整系數(shù)法古樹綜合價值Table 3 Adjusted coefficient method ancient tree comprehensive value evaluation

        式中:p—同類主要規(guī)格苗木預(yù)算價格;D—古樹名木胸徑;Vc—常見古樹價值系數(shù);d—同類主要規(guī)格苗木胸徑。

        利用調(diào)整系數(shù)法公式2 計算得到聊城市一級古樹綜合價值,價值計算結(jié)果為9741.19 萬元。

        式中:V—價值;Bv—基本價值;Gc—生長勢調(diào)整系數(shù),其中生長正常1,生長衰弱0.8,生長瀕危0.6,死亡0.2;Lc—樹木級別調(diào)整系數(shù),一級古樹2,二級古樹1,名木2~4,具有特殊歷史價值和特別珍貴的古樹名木3~4;Pc—樹木生長場所調(diào)整系數(shù)。遠郊野外1.5,鄉(xiāng)村街道2,區(qū)縣城區(qū)3,中心城區(qū)和城市副中心4,自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)、森林公園等自然保護地和歷史文化街區(qū)、風貌保護區(qū)、歷史名園及名人故居5;Ti—累計養(yǎng)護管理實際投入,根據(jù)DB11/T 767-2010《古樹名木日常養(yǎng)護管理規(guī)范》[17]中一級古樹養(yǎng)護管理定額投資標準1400 元/年確定,自1998 年8 月1 日起共25 年養(yǎng)護總投入為35000 元/棵。

        2.2 原木法

        利用伯克霍特的一元立木材積模型確定古樹蓄積量(式3)。一般柏木出材率為50%,硬闊葉樹出材率為60-65%,國槐與皂莢樹出材率取65%。木材價值按照木材網(wǎng)(http://www.chinatimber.org/)中同類樹種木材市場價格,調(diào)整系數(shù)依據(jù)DB34/T 3546-2019 中參數(shù)確定(表4),根據(jù)公式4,結(jié)合上述古樹出材率、同類樹種木材市場價格、各調(diào)整系數(shù)得到古樹綜合價值(表5),價值計算結(jié)果為195.05 萬元。

        表4 參數(shù)確定Table 4 parameter determination

        表5 原木法古樹綜合價值Table 5 Log method ancient tree comprehensive value evaluation

        式中:A—古樹名木蓄積量;d—古樹名木胸徑;0.0001413 和2.4463 為常數(shù)。

        式中:U1—單棵古樹名木價值;A—古樹名木立木蓄積量;B—出材率;C—同類樹種木材市場價格;1—古樹名木基本價值;t1—樹齡調(diào)整系數(shù);t2—樹木冠幅調(diào)整系數(shù);t3—樹木高度調(diào)整系數(shù);t4—樹木保護級別調(diào)整系數(shù);t5—樹木生位置調(diào)整系數(shù)。

        2.3 AHP 法

        2.3.1 構(gòu)建指標價值體系

        古樹名木綜合價值體系構(gòu)建在現(xiàn)有理論基礎(chǔ)[18-23]上進行適當調(diào)整,共三個層級。以古樹名木綜合價值作為目標層,以生態(tài)價值、經(jīng)濟價值、社會價值為標準層,以生物多樣性、生物量、生長質(zhì)量、木材價值、林副產(chǎn)品價值、歷史文化價值、景觀價值、科研價值為指標層。

        2.3.2 評價方法

        (1) 在ChatGPT3.5 輸入相關(guān)命令,確定因素之間的兩兩比較矩陣:通過對兩兩因素進行比較,確定各因素之間的重要性程度,獲取標準層、指標層判斷矩陣(表6-7)。

        表6 標準層指標判斷矩陣Table 6 Standard-level indicator judgment matrix

        表7 指標層指標判斷矩陣Table 7 Indicator-level indicator judgment matrix

        計算權(quán)重向量: 通過歸一化和求矩陣特征向量的方式,將因素之間的比較矩陣轉(zhuǎn)化為權(quán)重向量,計算出各個因素在綜合評價體系中所占的權(quán)重(表8)。

        表8 聊城市古樹名木綜合價值評價體系Table 8 Liaocheng city ancient and famous trees comprehensive value evaluation system

        (3)一致性檢驗:使用Consistency Ratio(CR)檢驗方法對矩陣進行一致性檢驗,得到標準層CR=0.003<0.1,指標層CR=0.098<0.1 均滿足一致性要求。

        (4)綜合分析判斷:通過對古樹生長勢、冠幅、胸徑、樹高、生長周圍環(huán)境走訪調(diào)查。根據(jù)指標層要求制作打分表,對古樹進行全面打分。古樹同樹種胸徑最低值與同樹種苗木市場價格確定同調(diào)整系數(shù)法,計算古樹的基本價值(式5),根據(jù)公式6 計算古樹除經(jīng)濟價值指標外評分總和,公式7 計算經(jīng)濟價值部分分值,通過公式8 得到聊城市一級古樹綜合價值(表9),價值計算結(jié)果為5694.79 萬元。

        表9 AHP 法古樹綜合價值Table 9 Analytic Hierarchy Process ancient tree comprehensive value evaluation

        式中:m—基本價值;K—除經(jīng)濟價值指標外評分總和;E—經(jīng)濟價值部分分值,根據(jù)前人研究將古樹名木經(jīng)濟價值兩個指標的評分固定為中間值2.5;M—古樹名木綜合價值;Wpi(i=1,2,3.......,n)—指標層權(quán)重;Di(i=1,2,3.......,n)—指標層得分;S—古樹名木胸徑處橫截面積;s—同種苗木主要規(guī)格胸徑處橫截面積;v—該苗木預(yù)算價格。

        3 討論與結(jié)論

        3.1 討論

        按調(diào)整系數(shù)法、原木法、AHP 法古樹綜合價值評估聊城市一級古樹綜合價值分別為9741.19 萬元、195.05 萬元、5694.79 萬元。調(diào)整系數(shù)法評估價值最高,AHP 法居中,原木法最低。原木法在評估北方樹種古樹時總價值與其他兩種方法相比偏低,更適用古樹受損嚴重,生長勢衰弱死亡及古樹群的價值評估,蓄積量的計算在古樹損失補償案件、死亡價值認定、移栽保護方面有較強參考性。但在實踐過程中會出現(xiàn)古樹同類樹種木材市場價格不易判定,不同樹種出材率不易查證等問題。調(diào)整系數(shù)法可操作性強,滿足北方普遍樹種,但綜合價值評估數(shù)額過高,約為AHP 法的1.7 倍,原木法的50 倍,這種差距主要是由古樹基本價值以胸徑作為計算條件所導(dǎo)致的,這一結(jié)論與多位學者的研究結(jié)果一致[9,10],該方法由主管部門作為評估者,評價結(jié)果主觀性強,在實際應(yīng)用中會存在不確定性。

        AHP 法作為一種多準則決策方法,本身存在主觀性強、不易驗證準確性等缺點,結(jié)合ChatGPT 算法對古樹名木綜合價值評價模型進行調(diào)整和優(yōu)化,可充分利用大數(shù)據(jù)收集人們對指標的偏好和重要性,經(jīng)過計算所得的標準層、指標層權(quán)重更加科學合理。

        3.2 結(jié)論

        AHP 法與ChatGPT 相結(jié)合進行古樹綜合價值評估的方法,排除AHP 法權(quán)重賦值過程中主觀性強、隨意性強的問題,結(jié)果更加客觀可靠,得到標準層權(quán)重:社會價值(0.648)、生態(tài)價值(0.230)、經(jīng)濟價值(0.122),指標層權(quán)重為:歷史文化價值(0.226)、景觀價值(0.130)、科研價值(0.044)、生物多樣性(0.029)、生物量(0.020)、生長質(zhì)量(0.013)、木材價值(0.007)、林副產(chǎn)品價值(0.007)。

        比較調(diào)整系數(shù)法、原木法、AHP 法古樹綜合價值評價結(jié)果,結(jié)合ChatGPT 改進后的AHP 法客觀合理,價值適中,適用于聊城市古樹名木綜合價值評估。

        當前古樹名木綜合價值評估體系尚不完善,構(gòu)建指標體系時仍需深度挖掘古樹名木各方面價值,建立相應(yīng)的計算模型,對各項價值進行量化與比較,探索ChatGPT 在權(quán)重賦分過程中準確性。在古樹名木綜合價值評估標準制定上,要考慮可操作性和科學性,使其在實際操作上更加切實可行。

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