文昌市低效木麻黄林下补植树种选择研究

林之盼 薛杨 王小燕

摘要 以文昌市低效木麻黄林下补植树种选择为研究对象，对当前文昌市沿海防护林现有低效、健康的木麻黄林分和临近海岸的树种进行了统计分析，利用层次分析法建立了生长适应性、抗逆性和景观价值3方面评价指标体系结果。结果表明，筛选出该林分混交造林的10种适宜改造目标的树种，分别为降香黄檀、大叶相思、琼崖海棠、檀香紫檀、麻楝、非洲楝、山竹、母生、黄槿、伊朗紫硬胶。

关键词 文昌市；木麻黄；林下补植；树种选择

中图分类号 S725.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）34-0170-04

Abstract The selection of tree species under the low efficiency of Casuarina equisetifolia forest in Wenchang City was conducted.The coastal protection forest in Wenchang City，the existing inefficient health Casuarina equisetifolia forest and coastal species were analyzed by using the method of AHP to establish the evaluation index system of growth adaptability，resistance and landscape value of three aspects.The results showed that 10 species suitable for the transformation of the forest were selected for the abovementioned forest.They were Dalbergia odorifera，Acacia auriculiformis，Calophyllum inophyllum，Pterocarpus santalinus，Chukrasia tabularis，Khaya seegalesis，Garcinia mangostana，Homalium hainanense，Hibiscus tiliaceus，Mimusops elengi.

Key words Wenchang City；Casuarina equisetifolia；Undergrowth plantation；Tree species selection

目前，海南省文昌市沿海防护林以木麻黄（Casuarina equisetifolia）作为主要树种，很少进行过其他树种防护经营的尝试。木麻黄是文昌市主要经营树种，据统计，木麻黄人工林占文昌市沿海防护林有林地经营面积的80%，经营重点主要集中在木麻黄人工林培育上[1]，而忽略了多树种混交具有改良土壤，提高森林防护能力，丰富森林群落物种多样性及提高森林碳汇等方面的作用。造成沿海防护林总体质量不高的原因，一方面是树种单一，没有形成多树种、多林种的林分结构，致使生态系统稳定性差，防护功能不足[2]；另一方面，大部分海防林出现老化、病虫害严重，加上经过多年经营木麻黄，土壤肥力缺乏，林木生长受到破坏，低效木麻黄林分较多，使得防护功能衰退，加大了林火灾害的危险，对海岸带多样性和生境完整性造成巨大威胁[3-4]。考虑到混交林分群落稳定的重要作用，近年来以恢复沿海木麻黄人工森林群落生态功能的研究较多，廖清江[5]

和吴锡麟[6]研究表明，木麻黄林下套种巨尾桉、厚荚相思，林分生长效果优于木麻黄纯林，此外，木麻黄林下套种可以改善土壤的肥力状况[7]。笔者对当前文昌市沿海防护林低效、健康木麻黄林分和临近海岸的树种进行了统计分析，利用层次分析法建立了生长适应性、抗逆性和景观价值3方面评价指标体系，筛选出适合低效木麻黄林分混交造林的10种适宜改造的树种，以期为促进低效木麻黄林内物种多样性和提升森林整体质量提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况 研究区选择在文昌市，地理位置为110°36′～111°01′ E，19°40′～20°06′ N，属于沿海平原地带，海拔在5～20 m。具有热带和亚热带气候特点，属热带海洋季风气候，气候温和，年平均温度23.9 ℃，年降雨量1 949～2 202 mm，年平均日照时数1 953.8 h。沿海主要植被类型：木麻黄林、椰子林、红树林和少量木麻黄与多树种混交林等，土壤为滨海砂土，pH在4.5～8.2。

1.2 数据来源

通过对文昌市沿海防护林现有低效、健康木麻黄林分和临近海岸的乡土树种分别进行实地调查，并结合查阅资料，得到文昌市沿海防护的树种清单（表1）。

1.3 研究方法

利用生长适应性、抗逆性和景观价值，建立评价指标体系，对这些树种釆用层次分析法（AHP）进行综合性评价，筛选一些可供在低效木麻黄林中的补植树种。依据综合评价指标体系，建立模型，计算出评价对象各指标的权重，从而确定评价模型，利用模糊评判法进行定量化处理，对树种进行综合评价。树种选择评价模型的构建方法如下：

1.3.1 评价指标体系的构建。由于二代林更新困难，限制了木麻黄在海防林中的推广种植，针对木麻黃林林下树种更新不足的现状，结合更新层培育目标，初步确定影响木麻黄林下更新树种评价的主要因子共20个，从中筛选出3个1级指标和8个2级指标构建树种选择评价指标体系（图1）。

1.3.2 评价模型的结构。

根据层次分析法原理，首先把问题条理化、层次化，构造出一个多层次的分析结构模型[8]。一个好的层次结构对问题的解决极为重要，它决定了分析结果的有效程度[9]。该研究构建的树种选择评价模型由最高层（目标层）、中间层（准则层、指标层）和最低层（方案层）构成。其中，A层为目标层，即树种选择综合评价；一级指标（B）为评价目标层的各项功能（B1、B2、B3）；二级指标（C）为评价各项功能的具体指标（C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8）。

1.3.3 构造判断矩阵确定指标权重。

建立层次结构之后，首先对同一层次上各要素对上一层次的重要性进行两两比较，赋予相应分值并填入矩阵，构成判断矩阵。判断矩阵赋值的标度采用1～9标度方法（表2）。通过对各项指标的重要性进行问卷调查，对不同情况的评比给出数量标度（表3～6）。其次是计算权重集，计算各判断矩阵的特征根和特征向量，得出各指标的权重，最后对判断进行一致性检验，当CR﹤0.1时，认为判断矩阵的一致性可以接受，否则需要调整判断矩阵的取值。

通过表3～7所得的结果看出，一致性比例CR<0.1，满足一致性检验，说明两两判断矩阵各项指标权重分配合理。

2 结果与分析

2.1 评价模型确立 各项指标确定权重后，树种选择评价模型就可确立（表7）。

由表7可知，在1级指标中，生长适应性的权重最大，抗逆性的权重次之，最后为景观价值，表明选择低效木麻黄海防林近自然更新树种时，首先考虑的树种是否适应当地的生长环境，其次考虑树种生长过程中抗风和抗病虫害的能力，最后考虑树种产生的景观效应。这与海南近期海防林发展思路相吻合。2级指标中，耐干旱作为1级指标生长适应性的重要子指标，同样成为总目标的权重指标。耐贫瘠对总目标的影响次之，权重系数为0.268 6，反映出文昌市沿海地区太阳辐射大，土壤水分流失快，肥力衰退，土壤贫瘠，首先选择耐干旱树种为主，其次是耐贫瘠树种。

2.2 树种综合评价

2.2.1 评价因子指标分级。

通过现场调查以及参考有关资料，根据木麻黄林下更新树种的要求，采用5级评分制对各因子指标实行量化分级，每个指标确定相应的评分标准（见表8）。

2.2.2 综合评价值计算与分级。

利用层次分析得到的各指标权重，对照评价标准分级标准，计算各参选树种综合评价值，计算公式为N=WijRij（式中，Wij各树种评价因子权重值；Rij为各树种单指标分值）。当N≥3为适宜树种，N<3不适宜树种。由表9可知，降香黄檀、大叶相思、琼崖海棠、檀香紫檀、麻楝、非洲楝、山竹、母生、黄槿、伊朗紫硬胶为林下更新改造适宜树种。

3 结论

（1）采用层次分析法建立生长适应性、抗逆性和景观价值3方面评价指标体系进行树种选择的综合评价模型，构造判断矩阵确定权重，利用模糊评判进行定量化处理，将实地调查和查阅资料得到的树种进行了适应性评价。筛选出低效木麻黄混交造林的10种适宜更新改造目标树种，分别为降香黄檀、大叶相思、琼崖海棠、檀香紫檀、麻檀、非洲楝、山竹、母生、黄槿、伊朗紫硬胶。

（2）利用筛选出适宜更新改造目标的树种与低效木麻黄林分混交造林，可以改变人工林经营中存在的问题，明显改善林下土壌养分状况，提髙凋落物的分解速度，改善林分的水平和垂直结构，总体而言能促进低效木麻黄林内物种多样性和提升森林整体质量。

参考文献

[1] 刘宪钊.热带海岸木麻黄人工林近自然经营模式研究[D].北京：中国林业科学研究院，2011.

[2] 薛杨.海南木麻黄无性系选育研究[D].北京：中国林业科学研究院，2007.

[3] BATISH D R，SINGH H P，KOHLI R K.Vegetation exclusion under Casuarina equisetifolia L.：Does allelopathy play a role？[J].Community ecology，2001，2（1）：93-100.

[4] HAMMERTON J.Casuarinas in the Bahamas：A clear and present danger [J].Bahamas journal of science，2001（9）：2-14.

[5] 廖清江.海岸帶木麻黄林窗套种巨尾桉生长与降风效果分析[J].防护林科技，2007（4）：22-23.

[6] 吴锡麟.厚荚相思木麻黄混交林分结构和生物量的研究[J].福建林学院学报，2003，23（3）：236-239.

[7] 刘宪钊.热带海岸木麻黄人工林近自然经营模式研究[D].北京：中国林业科学研究院，2011.

[8] 赵焕臣.层次分析法：一种简易的新决策方法[M].北京：科学出版社，1996.

[9] 王书明.基于层次分析法的煤矿安全投入综合评价模型[J].煤炭经济研究，2008（12）：81-83.