重庆市优良乡土树种综合评价与选择研究

刘 艳，耿养会

(重庆市林业科学研究院，三峡库区森林生态保护与恢复重庆市市级重点实验室，重庆 400036)

森林是陆地上最大的生态系统，森林在全球环境保护方面有着特殊的地位，发挥着不可替代的作用［1］。乡土植物是指本地原有天然分布、自然演替、已经融入当地自然生态系统中的植物，它们具有较强的适应性和抗逆性，资源广、苗源多、易栽培［2］。重庆地处亚热带气候区，地形复杂，土壤肥沃，雨量充沛，适于多种树木生长，但其中多数树种目前仍处于野生状态，尚未开展人工造林，有必要加强对重庆地区优良乡土树种的选择，开展遗传育种及林木遗传改良工作，加强林产品的深加工利用，建立健全营林技术与栽培模式。

层次分析法(Analytic Hierarchy Process，简称AHP法)是20世纪70年代初由美国运筹学家T.L.Saaty提出的一种对较为复杂、模糊问题作出决策的多准则决策方法。此方法原理简单，有较严格的数学依据，适用于一些难于完全定量分析的问题［3］。本研究即是利用AHP决策分析的特点，针对重庆地区的区域特点及本地区大量优良乡土树种的生物学特性及生理生态特性来构建不同用途树种的综合评价指标体系，并从目标树种中选择出一些较为优秀的树种，从而为重庆地区乡土树种的选择、森林建设及经营管理提供更加科学有效的理论依据。

1 研究材料及方法

1.1 参选树种

通过文献检索［2，4～21］和野外调查，对重庆市优良乡土树种进行分析，选定了具有不同用途的树种共60种。其中用材树种包括鹅掌楸(Liriodendron chinense(Hemsl.)Sarg.)、火力楠 (Michelia macclurei Dandy)、枫香(Liquidambar formosana Hance)、木荷 (Schima superba Gardn.et Champ.)、厚 朴(Magnolia officinalis Rehd.et Wils.)等 20 种(表2);生物质能源树种包括山桐子(Idesia polycarpa Maxim.)、油 桐 (Verniciafordii(Hemsl.)Airy Shaw)、乌桕(Sapium sebiferum(L.)Roxb.)、光皮树(Swida wilsoniana(Wanger.)Sojak)、山苍子(Litsea cubeba(Lour.)Pers.)等 20 种(表 4);观赏树种包括 黄 葛 树 (Ficus virens Ait.var.sublanceolata(Miq.)Corner)、银杏(Ginkgo biloba L.)、小叶榕(Ficus microcarpa L.f.)、深山含笑(Michelia maudiae Dunn)、山桐子等20种(表6)。

1.2 综合评价体系层次结构设计

本研究在指标体系的构建上，兼顾了树种的生长适应性、生态服务功能及社会服务功能，通过对重庆市优良乡土树种的用途、产量特性(速生丰产性能)、适应性(抗性)、观赏性、改善环境能力、经济特性等的研究，采用层次分析法对重庆市60种优良乡土树种(包括用材树种、生物质能源树种和观赏树种)进行综合评价分析［22］。根据层次分析法的要求和不同用途树种选择的特点，通过专家咨询及查询文献［1，4，17～21，23］确定了不同用途树种的评价指标，以此来构建评价体系。对于用材树种确定了产量特性、适应性及经济特性为评价主要特性，相应地提出速生性、丰产性、耐瘠性、抗寒性、抗旱性、抗病虫害能力、干材形质、材用价值等8个指标作为综合评价的依据;对于生物质能源树种同样确定了产量特性、适应性及经济特性3个主要评价特性，选定了速生性、丰产性、耐瘠性、抗寒性、抗旱性、抗病虫害能力、多用途性、工业价值等8个评价指标;对于观赏树种确定了观赏性、适应性及改善环境能力这些评价特性，相应地选定了观叶、观花、观果、观树形、抗寒性、抗旱性、抗病虫害能力、抗污染性、吸硫能力、滞尘能力、降低噪音能力等11个评价指标。本研究利用Yaahp软件(0.5.3)来完成层次分析法中评价指标体系的构建，根据层次结构构造判断矩阵，采用1～9的比例标度，对每一准则层下各要素客观存在的相对重要性定量化，最终得出各评价指标的权重Wj。

1.3 树种综合评价方法

采用3级评分制对这些评价指标实行量化分级，结合专家咨询及文献报道［2，4～8，12，16～21］确定了每一指标相应的分级标准(表1)，将综合指标为优的树木量化为3，综合指标为良的树木量化为2，综合指标为中的树木量化为1，得出各参选树种的各指标得分(Rij)，最后计算出各参选树种的综合评价值然后根据综合评价值对参选树种进行排序，据此选出符合人们经营目的的较为优秀的树种，为生产实践提供科学依据，以解决人们对用材林、生物质能源林、景观林需求的矛盾。

表1 参选树种主要评价指标及其分级标准

2 结果

2.1 用材树种综合评价

Yaahp软件中构建的用材树种的评价指标体系如图1所示。

通过Yaahp软件得出权重。用材树种综合评价中，产量特性、适应性、经济特性对总目标的权重分别为 0.6586，0.1562，0.1852，所选用的速生性、丰产性、耐瘠性、抗寒性、抗旱性、抗病虫害能力、干材形质、材用价值等8个评价指标的权重 Wj={0.4391，0.2195，0.0280，0.0396，0.0736，0.0150，0.0617，0.1234}，其中速生性、丰产性、材用价值等因子为影响树种选择的主要因子。判断矩阵通过了一致性检验，CR=0.0279，小于1。

图1 用材树种综合评价层次结构图

对照各评价指标的分级标准得出鹅掌楸、火力楠、枫香等20种参选树种的各指标得分(Rij)，详见表2。

表2 用材树种评价指标权重及参选树种各指标得分

再根据计算出的综合评价值对20种参选树种进行排序，结果见表3，综合指数越高说明该树种的综合效益越大。从表3中可以看出，鹅掌楸、香椿、桤木、檫木、毛桂、香樟等树种的综合指数相对较高，在2.4985～2.8364之间，说明他们的综合效益较高。苦楝、川楝、厚朴、山杜英的综合指数在2.1560～2.2851之间，仅次于前者。黄檀等10种树种的综合指数均在2.1303之后，其综合效益相对较低。

表3 参选用材树种的综合评价排序结果

2.2 生物质能源树种综合评价

Yaahp软件中构建的生物质能源树种的评价指标体系如图2所示。

图2 生物质能源树种综合评价层次结构图

通过Yaahp软件得出的产量特性、适应性、经济特性对总目标的权重分别为 0.5584，0.1220，0.3196，生物质能源树种综合评价所选用的速生性、丰产性、耐瘠性、抗寒性、抗旱性、抗病虫害能力、多用途性、工业价值等8个指标的权重Wj={0.3723，0.1861，0.0218，0.0309，0.0575，0.0117，0.0799，0.2397}，其中速生性、工业价值、丰产性等因子为影响树种选择的主要因子。判断矩阵通过了一致性检验，CR=0.0176，小于 1。

对照各评价指标的分级标准得出山桐子、油桐、乌桕等20种参选树种的各指标得分(Rij)，详见表4。

再根据计算出的综合评价值对20种参选树种进行排序，结果见表5。从表5可以看出，杜仲、桤木、苦楝、刺槐、光皮树、山桐子的综合分值较高，在2.3412～2.8443之间，为综合效益较好的生物质能源树种。灯台树、山苍子、文冠果、麻栎、栓皮栎的综合分值在2.1207～2.3402之间，综合效益略差于前者。枫香等树种的综合分值在2.0573之后，为综合效益相对较差的生物质能源树种。

表4 生物质能源树种评价指标权重及参选树种各指标得分

表5 参选生物质能源树种的综合评价排序结果

2.3 观赏树种综合评价

Yaahp软件中构建的观赏树种的评价指标体系如图3所示。

观赏树种综合评价中通过Yaahp软件得出的观赏性、适应性、改善环境能力对总目标的权重分别为0.6483，0.1220，0.2297，所选用的观叶、观花、观果、观树形、抗寒性、抗旱性、抗病虫害能力、抗污染性、吸硫能力、滞尘能力、降低噪音能力等11个指标的权重 Wj= {0.1587，0.1887，0.1887，0.1122，0.0282，0.0598，0.0141，0.0199，0.0890，0.1018，0.0389}，其中观花、观果、观叶等因子为影响树种选择的主要因子。判断矩阵通过了一致性检验，CR=0.0036，小于1。

图3 观赏树种综合评价层次结构图

对照各评价指标的分级标准得出黄葛树、银杏、小叶榕等20种参选树种的各指标得分(Rij)，详见表6。

表6 观赏树种评价指标权重及参选树种各指标得分

再根据计算出的综合评价值对20种参选树种进行排序，结果见表7。从表7可以看出，深山含笑、四照花、珙桐、栾树、枫香、厚朴等树种的综合分值较高，在2.1920～2.4239之间，是综合效益较高的观赏树种。枫杨、山桐子、红豆树、伯乐树的综合分值为1.9401～2.0704之间，略逊于前者。喜树等树种的综合分值在1.8627之后，为综合效益较低的观赏树种。

表7 参选观赏树种的综合评价排序结果

4 结论与讨论

(1)根据重庆地区的气候、土壤、地形等特点，对60种目标优良乡土树种进行综合评价及选择，以满足对用材林、生物质能源林及景观林的需求。采用层次分析法，依据不同用途的树种分别制定不同的选择标准，确定若干评价指标，利用Yaahp软件(0.5.3)确定各指标的权重。采用3分制对每个评价指标进行量化分级，根据各指标的分值和权重来对不同用途的树种进行综合评价。

(2)以树种的产量特性、适应性及经济特性为用材树种选择的主要依据，确定了速生性、丰产性、耐瘠性、抗寒性、抗旱性、抗病虫害能力、干材形质、材用价值共8个选择评价指标。由权重看出，速生性、丰产性、材用价值为影响树种选择的主要因子。综合分值结果表明，20种用材树种中，鹅掌楸、香椿、桤木、檫木、毛桂、香樟为综合效益较高的树种，都可以作为主要的用材树种，苦楝、川楝、厚朴、山杜英等也是很有潜力的造林用材树种。

随着人民生活水平的提高，社会对优质木材的需求上升，乡土用材树种大有可为。重庆地区具有大量的亚热带常绿树种，除现已广泛使用的造林用材树种松、杉、柏类以外，本研究中综合评价选择出的鹅掌楸、香椿、桤木、檫木、毛桂、香樟、苦楝、川楝、厚朴、山杜英等也都可以广泛用作造林树种。此外，楠木、黄檀、红豆杉等都是非常有名的珍贵用材树种，材质坚密，不易变形开裂，为建筑、高级家具等优良木材，也可以大范围地进行推广。

(3)以树种的产量特性、适应性及经济特性作为生物质能源树种的3个主要评价特性，选定了速生性、丰产性、耐瘠性、抗寒性、抗旱性、抗病虫害能力、多用途性、工业价值等8个评价指标。结果发现，速生性、工业价值、丰产性等因子为影响树种选择的主要因子。对20种参选树种的综合分析表明，杜仲、桤木、苦楝、刺槐、光皮树、山桐子等树种等综合分值较高，建议选择这些树种作为生物质能源林建设树种。此外，灯台树、山苍子、文冠果、麻栎、栓皮栎等树种都可以作为备选树种使用。

乡土树种在为本地工业提供优质原料方面独具优势，如油料树种有山桐子、油桐、乌桕、文冠果、黄连木、光皮树、山苍子、核桃(Juglans regia L.)等多种树种，纤维乳胶类树种有构树(Broussonetia papyrifera(L.)L＇Hert.ex Vent.)、青檀(Pteroceltis tatarinowii Maxim.)、羽脉山黄麻(Trema levigata Hand－Mazz)、漆树等，药用树种有杜仲、黄檗(Phellodendron amurense Rupr.)、楤木(Aralia chinensis L.)等，相对外来树种而言，乡土树种本身就具有非常多的选择性，在工业发展方面大有可为。

(4)以树种的观赏性、适应性及改善环境能力作为景观树种选择的主要评价特性，确定了观叶、观花、观果、观树形、抗寒性、抗旱性、抗病虫害能力、抗污染性、吸硫能力、滞尘能力、降低噪音能力等11个评价指标。其中，观花、观果、观叶为影响树种选择的主要因子。对20种景观树种的综合评价结果表明，深山含笑、四照花、珙桐、栾树、枫香、厚朴等的综合分值较高，美学价值高，抗逆性及改善环境的能力强，为优良的观赏树种，可作为绿化工程中的骨干树种，枫杨、山桐子、红豆树、伯乐树等也可用来丰富城市绿化物种资源，作为绿化基调树种，用于营造风景林和城市绿化。

重庆地区的优良乡土树种资源丰富，许多乡土树种都具有多功能性，全身都具有开发利用价值。如香椿，除了木材优良外，其幼芽嫩叶还是传统的森林蔬菜，树皮和果又可入药，有收敛止血、去湿止痛等功能;枫杨耐水湿，是很好的护岸树种，其枝丫是种木耳的上等原料，树皮可制绳索，树叶杀虫，种子含油率较高，可用于制造工业用油［9］。银杏既是著名的观赏树种，也是珍贵的用材树种，它的叶片、种子还是中国传统的保健食品且具有较高的药用价值;红豆杉既是制作高档家具的上等材料，又是极具医疗价值的药材，更是园林绿化的优良树种;珙桐为著名的观赏树种，又是优良的材用树种［12］。因此，要深入发掘本地区的优良乡土树种，开展野生乡土树种的驯化，营造高质量的乡土树种人工林，推进林业的可持续发展。

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