速生五金木柄原料林树种评价体系构建与应用

李因刚，应光明，柳新红，何小勇，应尚蛟，陈军晓

（1.浙江省林业科学研究院，浙江 杭州310023；2.浙江省永康市林业技术推广中心，浙江 永康321300；3.浙江省丽水市科学技术协会，浙江 丽水323000）

浙江省永康市是闻名全国的“五金之乡”，五金工业产品制造在国民经济中占有极其重要的地位，其产值占全市工业总产值的90%。目前全市日用五金、五金工具上所用的杂木柄有菜刀柄、螺丝刀柄、铁锤柄、修剪刀柄和园林工具柄等。据2004年市场调查，全市所需用杂木柄原料约18万m3·a－1。由于经济快速发展，五金工具的生产量不断增长，杂木柄的需求量随之增大。随着国家对生态环境的保护不断加强，林业法律政策不断完善，对天然阔叶林采伐控制越来越严格，永康市杂木柄加工原材料越来越少。因此，大力发展速生高产、短轮伐期的阔叶原料林，已成为确保永康经济可持续发展的必要条件。一般地，工业原料林以树种的木材产量特性、适应性和造林特性等为选择的主要依据。但是，木柄原料林不是简单地等同于工业原料林，它既要求树种的速生性，也要求木材加工利用的可塑性。系统科学的综合评价体系，是永康等浙中地区木柄原料林树种选择的必要条件。目前，综合评价法已在树种选择［1－4］和树种抗寒性［5］等方面得以应用。本研究以近几年来我们进行的大量调查研究和造林试验结果为基础，构建树种综合评价体系，并对多个树种进行评价、排序，为永康等浙中地区木柄原料林建设提供理论基础。

1 研究地点与方法

1.1 研究地概况

永康市位于浙江中部，金衢盆地的东南，地理位置为 28°45′31″～ 29°06′19″N ，119°53′19″～120°20′45″E，属亚热带季风气候，光热水资源丰富，雨热同步，光热互补，四季分明，适宜于多种亚热带树种的生长。年平均气温为17.5℃，7月平均气温为29.5℃，极端最高气温41.7℃；1月平均气温为5.1℃，极端最低气温－11.8℃；≥10℃的作物活跃生长期的活动积温为5 544.0℃；年平均日照时数为1 809.9 h；无霜期为245 d左右；常年降水量为1 328.8 mm。全市林地面积为626 km2，占土地总面积的59.7%。这些都为该市发展速生五金木柄原料林提供了有利条件。

1.2 树种确定

对永康等浙中地区现有的生长较快的阔叶树人工林进行生长情况调查，同时调查它们在该地区的适应性。树种林分调查进行每木检尺，测量其胸径和树高。最后根据树种的生长特性和木柄生产中的利用情况确定木荷Schima superba，枫香Liquidambar formosana，拟赤杨Alniphyllum fortunei等16个树种（无性系）为参选树种。

1.3 层次分析指标体系的建立

层次分析法（analytic hierarchy process，AHP）是20世纪70年代美国学者提出的针对多因素的系统化分析决策方法［6］。它可以将专家的主观判断用数量形式表达，是一种定量和定性相结合的方法，可使决策过程层次化、数量化［7－8］。目前，层次分析法已广泛应用于社会经济、医学和工业等问题的科学分析和决策中［9－11］。本研究分析指标参考柳新红等［12］对阔叶树种的评价，在指标体系的基础上建立层次分析法的递阶层次结构（图1）。

1.4 指标分级与综合评价方法

经过与高等院校、科研院所和基层生产单位的专家座谈和现场调研后，决定采用5级评分制对9个评价指标实行量化分级，每一个指标确定相应的评分标准。其中产量指标根据树种的生长情况提出量化分级标准；木材材性根据它们在实际生产中的应用情况提出相应的分级标准；其他性状采用定性分析（表1）。

2 结果与分析

2.1 指标权重

采用1～9的比例标度逐项对任意2个评价指标进行比较，对其重要程度定量化，得出目标层相对于准则层，准则层相对于方案层的判断矩阵。然后依据递阶层次结构和评价要素设置，计算各判断矩阵的特征根和特征向量，得出各指标对于上一层某个目标相对重要性的的权重Wj（j=1，2，…，9），结果见表2。

图1 工具柄原料树种综合评价层次结构模型图Figure 1 Hierarchical structure model diagram of comprehensive evaluation for tool handle material tree species

表1 参选树种主要评价指标与分级标准Table 1 The main evaluation indexes and classification standard of candidate tree species

判断矩阵总体随机一致性比率为0.007 1＜0.100，满足层次分析法的一致性检验要求，说明具有较为满意的一致性，可以用于权重计算。由表2可知，胸径生长量、树高生长量、立地要求、萌芽更新能力和木材材性等因子的总排序权重分别为0.367 8，0.183 9，0.136 7，0.105 0和0.095 1，它们相对于其他因子占有较大权重，可认为是影响目标选择的主要因子。

2.2 树种各指标评价

根据树种调查、文献检索［13－27］和专家咨询，以5分制为分级标准，对参选树种的主要性状赋值，得出各树种的指标得分Rij（i=1，2，… ，16；j=1，2，… ，9）。详见表3。

2.3 树种综合评价与排序

表2 树种综合评价层次总排序及权重表Table 2 Levels of total sort and weights of comprehensive evaluation for tree species

表3 参选树种（无性系）主要性状指标得分表Table 3 Scores of main traits of candidate tree species or clones

3 结论与讨论

发展速生五金木柄原料林不仅是永康等浙中地区经济可持续发展的保障，是山区“农业增效，农民增收”的主要途径，也是保护生态环境的重要手段。根据永康市的气候、土壤、地形、交通等条件和原料林建设的要求，速生木柄原料林的立地主要以缓坡山地、退耕还林地、河滩地和抛荒地为主。

利用层次分析法构建了速生木柄原料林评价体系，用5分制作为各指标的分级标准，并确立了其各自指标权重。结果发现，胸径生长量、树高生长量、立地要求、萌芽更新能力和木材材性等5个因子相对于其他因子占有较大权重，可认为是评价体系的主要因子。由层次分析综合评价结果可知，鹅掌楸和黄山栾树得分最高，喜树、小果冬青、法国梧桐、二道柳、桤木、枫香和拟赤杨等得分次之，女贞、檫木和枫杨等7个树种得分较低。

层次分析法虽然在许多综合评价中得以应用，但由于林木生长的特殊性，速生五金工具柄的树种选择还需要从实际出发。鉴于黄山栾树的园林绿化苗木价值较高，目前，浙中地区多作为绿化大苗栽培；法国梧桐不适于营造大面积纯林，难以实现生产性造林；枫香的综合得分虽不甚高，但为该地区的传统造林树种，造林技术成熟、种苗来源容易且抗逆性较强，可作为木柄原料树种发展；二道柳为浙中地区新引进优良品种，表现出较强的适应性和速生性，在河滩地、抛荒地等立地上不失为一个具有较大推广价值的树种；木荷生长速度较慢，综合分值较低［28］。但它在工具柄生产中应用广泛，实地调查发现，在永康火烧迹地等的天然残次林分中为优势物种，由于多年生根系的存在，树高和胸径生长相应加快。因此，结合各树种特性和目前的推广应用情况建议选择鹅掌楸、喜树、小果冬青、二道柳、枫香和木荷等作为当前永康等浙中地区速生木柄原料林主要树种，因地制宜进行推广。

表4 参选树种（无性系）的综合评价分值及其排序Table 4 Comprehensive evaluation scores and ranks of candidate tree species or clones

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