楊曉軍，劉 毓，劉紅權(quán)，陳慶蕾，李錫寧

（濟(jì)南市園林和林業(yè)科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250102）

骨干樹種選擇，是我國城市綠化建設(shè)過程中，樹種規(guī)劃的一項(xiàng)研究內(nèi)容。樹種選擇本著以鄉(xiāng)土植物為主，以引種馴化成功且表現(xiàn)良好的外來樹種為輔的原則；喬、灌、草相結(jié)合；速生樹種與慢生樹種相結(jié)合；盡快形成城市特有綠化風(fēng)格和特色。樹種規(guī)劃包括基調(diào)樹種和骨干樹種的選擇、配置數(shù)量比例的確定、各綠地樹種規(guī)劃等內(nèi)容。而骨干樹種是在城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃中對于樹種規(guī)劃部分提出的概念，這一概念現(xiàn)已在樹種規(guī)劃中廣為應(yīng)用。

骨干樹種一般是指具有優(yōu)異特點(diǎn)，在城市各類綠地中（包括公園、學(xué)校、企事業(yè)單位、居民區(qū)、道路綠地等）發(fā)揮骨干作用，作為重點(diǎn)繁殖和應(yīng)用，具有良好觀賞特性的樹種，并且數(shù)量較多，可以形成一定群落景觀的植物種類。骨干樹種可以影響整個(gè)人工群落外貌，通常是在整個(gè)人工群落中的重要值相對較高并決定該綠地景觀類型的優(yōu)勢種或建群種[1]。

不同的綠地條件其骨干樹種往往是不同的，既能滿足觀賞需求又能滿足功能需求。骨干樹種具有地帶性特征。根據(jù)不同綠地類型，城市骨干樹種一般以20～30 種組成，城市骨干喬木類樹種一般以10～15 種為宜。

2012 年濟(jì)南市城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃[2]中明確了檜柏、白皮松、側(cè)柏、大葉女貞、欒樹、五角楓、銀杏、毛白楊（雄株）、臭椿、刺槐10 種骨干樹種，種類較少，不能完全滿足三季有花四季常綠的綠化需求，且部分種類在適應(yīng)性等方面表現(xiàn)不良。

對濟(jì)南植物的現(xiàn)有研究多局限于某一類別、某一風(fēng)景區(qū)的植物資源調(diào)查、分析。如楊波[3]等對濟(jì)南野生木本觀賞植物資源進(jìn)行了研究，房義福[4]等對濟(jì)南市常綠闊葉樹種作了調(diào)查，賀燕[5]等對濟(jì)南市木本地被植物的種類、觀賞特性及應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查與分析，蔡建國[6]等對濟(jì)南大明湖公園木本植物配置結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，劉珊珊[7]對濟(jì)南濱水綠化現(xiàn)狀與植物景觀進(jìn)行了調(diào)查研究，鄭晗[8]對濟(jì)南市木本植物區(qū)系分析進(jìn)行了研究，而全面系統(tǒng)地梳理全市各類城市骨干喬木類樹種應(yīng)用的研究目前還是空白。

濟(jì)南地區(qū)城市骨干喬木類樹種的選擇是綠地系統(tǒng)規(guī)劃內(nèi)容的組成部分，確定濟(jì)南地區(qū)的骨干喬木類樹種需要綜合考慮樹種的適宜性，本地資源的應(yīng)用，引進(jìn)資源的應(yīng)用，城市園林樹種的實(shí)際應(yīng)用情況，樹種的觀賞特性以及栽培歷史狀況等，因此如何依據(jù)濟(jì)南地區(qū)的自然環(huán)境特征，科學(xué)探索濟(jì)南地區(qū)各類綠地骨干喬木類樹種的優(yōu)化選擇方法，需要綜合兼顧多因子的影響。探討濟(jì)南地區(qū)骨干喬木類樹種選擇科學(xué)優(yōu)化的方法，為濟(jì)南地區(qū)骨干喬木類樹種選擇提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

濟(jì)南位于山東省的中部，地理位置介于北緯36°02′—37°54′，東經(jīng)116°21′—117°93′，南依泰山，北跨黃河，地處魯中南低山丘陵與魯西北沖積平原的交接帶上，地勢南高北低。地形可分為3 帶：北部臨黃帶，中部山前平原帶，南部丘陵山區(qū)帶。屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，日照充分，2021 年全市年平均氣溫14.9 ℃。1 月最冷，平均氣溫-0.4 ℃；7 月氣溫最高，平均氣溫27.3 ℃。年平均降水量1039.3 mm。

2 研究方法

濟(jì)南地區(qū)城市骨干喬木類的擬推薦樹種是借鑒北方城市綠地骨干喬木類樹種應(yīng)用現(xiàn)狀的調(diào)研成果，結(jié)合濟(jì)南地區(qū)城市骨干喬木類樹種應(yīng)用現(xiàn)狀，進(jìn)行初步篩選確定的。用定性與定量相結(jié)合的AHP 層次分析法，建立評價(jià)指標(biāo)體系，進(jìn)行綜合評價(jià)，最終確立濟(jì)南地區(qū)城市骨干喬木類的推薦樹種。

2.1 層次分析模型的構(gòu)建

依據(jù)層次分析法的模型構(gòu)建原理與指標(biāo)選取原則，廣泛征集涵蓋城市園林和林業(yè)領(lǐng)域的專家意見，綜合考慮后，構(gòu)建濟(jì)南地區(qū)城市骨干喬木類樹種評價(jià)的層次結(jié)構(gòu)模型，模型包括目標(biāo)層：篩選適宜濟(jì)南地區(qū)城市骨干喬木類樹種；準(zhǔn)則層：制約適宜性的觀賞性、適應(yīng)性和生長性3 個(gè)因素；指標(biāo)層：綜合濟(jì)南地區(qū)城市喬木類樹種適宜性的16 項(xiàng)因素見表1。

表1 綜合評價(jià)層次結(jié)構(gòu)模型

2.2 部分指標(biāo)詳解

抗旱性：植物對干旱脅迫的反應(yīng)。根據(jù)張德順[9]等所著《應(yīng)對氣候變化的園林植物選擇與方法》中，通過廣泛調(diào)查城市樹木對干旱脅迫的反應(yīng)（reactions）、參數(shù)（parameters）與特征（characteristics）來揭示樹木的耐旱機(jī)制。從與樹木耐旱性相關(guān)聯(lián)的葉片形態(tài)（leaf morphology）、氣孔密度（stomatal densities）、萎蔫癥狀、木材解剖和生理等42 個(gè)指標(biāo)中，通過詳細(xì)的反復(fù)查對，按照其重要性排序，確定了7 個(gè)最具重要性的指標(biāo)。①分布在臨時(shí)或永久性干旱立地；②光滑或厚革質(zhì)的葉片；③葉背藍(lán)灰色、或銀白色；④羽狀葉或裂葉；⑤高抗寒性（低于-30℃）；⑥小葉子（長度＜10 cm）；⑦有刺。評分按照植物所占有7個(gè)耐旱性指標(biāo)的數(shù)量[9]。

適生區(qū)域：山東省綠化委員會辦公室2020 年8月份，印發(fā)《山東省國土綠化優(yōu)良樹種推薦名錄》[10]，確定了喬木、灌木、藤本、竹類等優(yōu)良樹種130 個(gè)，并分別標(biāo)注了適生區(qū)域，分為魯東、魯中南、魯北和魯西四個(gè)適生區(qū)域，按照植物所占有4 個(gè)適生區(qū)域的數(shù)量評分。

壽命：根據(jù)2019 年濟(jì)南市開展的古樹名木保護(hù)項(xiàng)目中古樹名木資源普查數(shù)據(jù)，樹木按照存在一二級古樹、存在三級古樹、不存在古樹進(jìn)行三個(gè)等級的劃分[11]。

大樹樹干空腐程度：選取樹種胸徑為35 cm 以上且長勢較為一致的樹木，利用TRU-樹木雷達(dá)儀器對樹干進(jìn)行非侵入性檢測，采集數(shù)據(jù)，用TreeWin 軟件對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出樹木樹干內(nèi)部狀態(tài)圖，清晰顯示樹木內(nèi)部的腐爛程度，根據(jù)樹干腐爛面積進(jìn)行評分。

根系：選取樹種胸徑為35 cm 以上且長勢較為一致的樹木，利用TRU-樹木雷達(dá)儀器對樹木地表以下1米內(nèi)根性進(jìn)行無損掃描，檢測根系不同深度分布密度，用TreeWin 軟件對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得直徑1 cm以上根的數(shù)量及3D 根系圖。每個(gè)樹種進(jìn)行多株測量，統(tǒng)計(jì)平均值。

2.3 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制定

各指標(biāo)的評分標(biāo)準(zhǔn)是前人在對擬推薦適宜性樹種的觀賞性、適應(yīng)性和生長性觀察的基礎(chǔ)上，廣泛征求專家意見后制定的。根據(jù)擬推薦樹種的特性及評價(jià)方法的適宜性，擬定3 分制的評分標(biāo)準(zhǔn)，見表2。

表2 各具體評價(jià)指標(biāo)的評分標(biāo)準(zhǔn)

2.4 判斷矩陣構(gòu)建及其一致性檢驗(yàn)

在AHP 評價(jià)體系中，各評價(jià)因素的相對重要性由專業(yè)人士或在廣泛征集大多數(shù)人意見的基礎(chǔ)上作出判斷。本文采用1～9 比率標(biāo)度使之定量化，并構(gòu)成兩兩比較判斷矩陣。先計(jì)算判斷矩陣的最大特征根（λmax）及對應(yīng)的特征向量（W），然后分別計(jì)算某層各因素相對于上層因素的相對重要性權(quán)值。采用算術(shù)平均法計(jì)算出各矩陣的最大特征根及相應(yīng)的特征向量，步驟為：aij≈aik/ajk，k=1，2，3，…n。若判斷矩陣具有完全的一致性，即aij =aik/ajk，則λmax=n，其余特征根均為零；若判斷矩陣一致性較為滿意，即aij ≈aik/ajk，則λmax稍大于n，其余特征根接近于零。故度量判斷矩陣偏離一致性的指標(biāo)為：CI=（λmax-n）/（n-1）。判斷矩陣一致性指標(biāo)CR 為CI 與判斷矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI 的比值，即CR=CI/RI，其中RI 具體取值如表3 所示。若CR＜0.10，則該判斷矩陣具有滿意一致性，否則應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。

表3 對于1-9 階的判斷矩陣平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI 取值表

在綜合評價(jià)模型建立的層次結(jié)構(gòu)關(guān)系基礎(chǔ)上，通過專家評議，構(gòu)建目標(biāo)層A 相對于準(zhǔn)則層B1、B2、B3；B1相對于C1、C2、C3、C4，B2相對于C5、C6、C7、C8、C9、C10，B3相對于C11、C12、C13、C14、C15、C16的判斷矩陣，計(jì)算各平均指標(biāo)的權(quán)重值并對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)（表4），形成濟(jì)南地區(qū)城市骨干喬木類樹種綜合評價(jià)基礎(chǔ)。

表4 判斷矩陣及其一致性檢驗(yàn)

2.5 層次總排序及其一致性檢驗(yàn)

由第2 層C 和第3 層P 的排序結(jié)果，能確定第3 層C 中各評價(jià)指標(biāo)相對于A 的重要性權(quán)值，即層次總排序，對多位專家的評分進(jìn)行匯總后，計(jì)算結(jié)果如表5 所示。并對整個(gè)層次模型的一致性進(jìn)行檢驗(yàn)，由于層次總排序的一致性指標(biāo)值CR＜0.10，因此總排序具有滿意的一致性。

表5 指標(biāo)層（P）相對于目標(biāo)層（A）的總排序結(jié)果

由表5 可知3 大評價(jià)指標(biāo)中適應(yīng)性能（0.5931）權(quán)重值最高，說明適應(yīng)性是篩選評價(jià)的首要條件，其次是觀賞性能（0.2086）和生長性能（0.1982）。

B 層3 項(xiàng)指標(biāo)中適宜性的權(quán)重最高，觀賞性指標(biāo)和生長性指標(biāo)次之。在適應(yīng)性指標(biāo)中，考慮到濟(jì)南市自然氣候的特點(diǎn)，適生區(qū)域、抗病蟲害性和抗?jié)?、堿、風(fēng)等逆境脅迫能力放在前列；在觀賞性能指標(biāo)中，樹形和季相變化最為重要，其次為綠葉期和觀賞特異性；在生長性指標(biāo)中，壽命最為重要，移栽成活難易程度、根系也相對重要。

將C 層各指標(biāo)的權(quán)重與其相對應(yīng)的B層指標(biāo)的權(quán)重相乘，得到用于計(jì)算適應(yīng)性評價(jià)結(jié)果的各評價(jià)指標(biāo)的組合權(quán)重。由組合權(quán)重值看出，處于重要地位的指標(biāo)是適生區(qū)域、抗病蟲害能力、抗?jié)?、堿、風(fēng)等逆境脅迫能力和抗旱性。

3 結(jié)果與分析

3.1 擬推薦樹種的初步篩選

《濟(jì)南市城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃（2010-2020 年）》方案中歸納了 “濟(jì)南市城市主要園林植物一覽表”，其中常綠喬木有云杉、青杄、紅皮云杉、白皮松、圓柏、側(cè)柏、女貞等24 種；落葉喬木有毛白楊、垂柳、欒樹、櫸樹、樸樹、七葉樹、流蘇樹等128 種，合計(jì)喬木152 種?！稘?jì)南市行道樹結(jié)構(gòu)分析與樹種評價(jià)》項(xiàng)目中，通過對新優(yōu)引種的歐洲椴、建始槭、紫葉稠李、七葉樹、光皮樹、櫸樹、美國紅櫟、雜交馬褂木、燈臺樹、金葉復(fù)葉槭、北美紅楓11 個(gè)品種連續(xù)兩年的觀察，運(yùn)用樹種適應(yīng)性評價(jià)方法，進(jìn)行綜合評價(jià)，結(jié)果表明，櫸樹、七葉樹、燈臺樹、雜交馬褂木4 種表現(xiàn)良好（2.5＜綜合指數(shù)＜3.00），可在部分道路推廣試用。

根據(jù)《濟(jì)南市城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃（2010-2020 年）》方案中歸納的152 種喬木，結(jié)合《濟(jì)南市行道樹結(jié)構(gòu)分析與樹種評價(jià)》項(xiàng)目中推薦應(yīng)用的櫸樹、七葉樹、燈臺樹、雜交馬褂木4 種樹木和濟(jì)南市城市主要綠地樹種應(yīng)用現(xiàn)狀以及近年來引種、應(yīng)用較多的新優(yōu)品種，初步篩選出19 種適宜喬木，通過建立評價(jià)指標(biāo)體系，進(jìn)一步篩選出適宜推薦為濟(jì)南地區(qū)城市骨干喬木類樹種。擬推薦樹種分別為：垂柳（♂）、女貞、馬褂木、七葉樹、流蘇樹、櫸樹、烏桕、杜仲、絲棉木、毛梾、黃連木、楸樹、梓樹、小葉樸、青桐、巨紫荊、楓楊、碧桃、暴馬丁香。

3.2 推薦樹種的綜合評價(jià)篩選

3.2.1 推薦樹種的各指標(biāo)評分

對擬推薦的19 個(gè)樹種的綜合評價(jià)分別進(jìn)行賦值和計(jì)算，結(jié)果見表6。

表6 推薦樹種適宜性綜合評價(jià)

從觀賞性指標(biāo)、適應(yīng)性指標(biāo)和生長性指標(biāo)3 個(gè)單項(xiàng)指數(shù)結(jié)果來看，觀賞性指數(shù)較好的是碧桃、七葉樹、小葉樸、毛梾、櫸樹、巨紫荊、烏桕、楓楊、流蘇樹，而杜仲、女貞、絲棉木、梓樹和黃連木的觀賞性指數(shù)較一般。適應(yīng)性指數(shù)較強(qiáng)的是流蘇樹、毛梾、小葉樸、絲棉木、杜仲、垂柳(♂)、櫸樹、黃連木、暴馬丁香，而梓樹、烏桕、碧桃、馬褂木、青桐的適應(yīng)性較一般；生長性指標(biāo)較好的是小葉樸、青桐、烏桕、梓樹、楸樹、垂柳(♂)、女貞、流蘇、杜仲、七葉樹，而碧桃、巨紫荊、暴馬丁香、馬褂木的生長性較一般。

根據(jù)評價(jià)結(jié)果的分布情況，將19 個(gè)樹種的綜合評價(jià)分為4 個(gè)等級（每級包括上限）。其中Ⅰ級（≥2.5）：綜合評分很高種類，為小葉樸、流蘇樹和毛梾3 種；Ⅱ級（2.0～2.25）：綜合評分較高種類，為絲棉木、垂柳(♂)、杜仲、櫸樹、黃連木、烏桕、楸樹、女貞、七葉樹、暴馬丁香10 種；Ⅳ級（≤2.25）：綜合評分一般，為楓楊、巨紫荊、梓樹、碧桃、青桐、馬褂木6 種。

參考AHP 的綜合評價(jià)及各層次評價(jià)結(jié)果，濟(jì)南地區(qū)適宜骨干樹種喬木類有小葉樸、流蘇樹、毛梾、絲棉木、垂柳(♂)、杜仲、櫸樹、黃連木、烏桕、楸樹、女貞、七葉樹、暴馬丁香。

4 結(jié)論

根據(jù)推薦樹種的綜合評價(jià)，可為《濟(jì)南市城市綠化系統(tǒng)規(guī)劃》中有關(guān)骨干樹種喬木類規(guī)劃部分提供樹種選擇依據(jù)。

“骨干樹種喬木類” 可規(guī)劃為：常綠針葉樹種：檜柏、白皮松、側(cè)柏；常綠闊葉樹種：女貞；落葉闊葉樹種：欒樹、五角楓、銀杏、毛白楊、臭椿、刺槐、小葉樸、流蘇樹、毛梾、絲棉木、垂柳(♂)、杜仲、櫸樹、黃連木、烏桕、楸樹、七葉樹、暴馬丁香。