叶毅赟
(罗源县林业局凤山林业站,福建 罗源 350600)
为选择更适合罗源县种植的行道树树种,利用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP)对主要道路的现有行道树进行等级评价与研究应用[1]。本研究从适应性、生长特性、观赏性、环保性四个方面入手,对现有行道树进行分析,为行道树的科学种植、开发和应用提供相关依据。
罗源县地处26°23′~26°39′N,119°7′~119°54′E,属鹫峰山脉东南延伸部分,四季分明,夏长无酷暑,冬短无严寒,雨量充沛,属典型的亚热带海洋性季风气候。年平均气温19 ℃,1月平均气温9.6 ℃,7月平均气温28.5 ℃,年均降水量1 652 mm,年均日照时数1 691.1 h,生长期280 d[2]。罗源县主要道路行道树树种共有26种,多为常绿树种,落叶树种较少,观形观叶类树种较多,观花观果类树种较少。
以罗源县主要道路行道树作为研究对象,涵盖了G104路、东外路、三中路、罗川中路、府前街、罗中路、东环路、北环路、司前路、北大路、学前洋路、东大路、南大路、西大路、四坊街、溪尾路、西外路、小西路、凤蝶广场整改周边、嘉华路、星豪路、东方星城D区、罗马景福城、江滨北路、双拥路、渡头路等主干道。这些道路共有26种行道树树种,分别为:杜英(Elaeocarpusdecipiens)、糖胶树(Alstoniascholaris)、大叶榕(Ficusvirensvar.sublanceolata)、芒果树(Mangiferaindica)、樟树(Cinnamomumcamphora)、四季桂(Osmanthusfragransvar.semperflorens)、杏花树(Armeniacavulgaris)、二乔玉兰(Magnoliasoulangeana)、小叶榕(Ficusconcinna)、红叶李(Prunuscerasifera)、美丽异木棉(Chorisiaspeciosa)、木棉(Bombaxceiba)、构树(Broussonetiapapyrifera)、垂枝红千层(Callistemonviminalis)、无患子(Sapindusmukorossi)、鸡冠刺桐(Erythrinacrista-galli)、金山葵(Syagrusromanzoffiana)、棕榈(Trachycarpusfortunei)、阴香(Cinnamomumburmannii)、加拿大杨(Populuscanadensis)、紫薇(Lagerstroemiaindica)、小叶榄仁(Terminalianeotaliala)、巨尾桉(Eucalyptusgrandis×urophylla)、合欢(Albiziajulibrissin)、鸡蛋花(Plumeriarubracv.acutifolia)、羊蹄甲(Bauhiniapurpurea)。
通过实地调查,遵循科学性、特征性、代表性的原则,从植物学角度出发,探究各存在因素对罗源县主要道路行道树的影响[3]。在调查中主要记录树木种类、冠幅、胸径、树高、树叶类型等,并对每条道路行道树进行拍照、记录时间,最后运用层次分析法对26种行道树树种进行综合评价。
将罗源县主要道路行道树综合评价的因素分为目标层A、限制层B、标准层C等三个层次。限制层B细分为适应性(B1)、生长特性(B2)、观赏性(B3)、环保性(B4)等四个目标;标准层C根据限制层B又细分为气候适应性(C1)、土壤适应性(C2)、抗旱能力(C3)、抗风能力(C4)、抗病能力(C5)、抗寒能力(C6)、生长速度(C7)、生长型(C8)、寿命(C9)、养护频度(C10)、树形观赏特性(C11)、叶花果观赏特性(C12)、季相景观观赏特性(C13)、固碳释氧能力(C14)、滞尘杀菌能力(C15)、调节小气候能力(C16)、保持水土能力(C17)等17个具体评价指标,由此建立罗源县行道树综合评价指标体系层次结构(表1)[4~7]。
针对上下层各个因素间的关系,运用层次分析法构造判断矩阵,并且进行一致性检验[8]。采用1—9比率标度方法[9],分别构造出A层因素对B层因素的比较判断,即A—B(B1—B4);B层因素对C层的比较判断,即B1—C(C1—C6)、B2—C(C7—C10)、B3—C(C11—C13)、B4—C(C14—C17)(图1、表1)。
图1 罗源县行道树综合评价目标层与限制层判断矩阵
表1 限制层B与标准层C中各指标权重
利用层次分析法编程得出计算矩阵的最大特征根(λmax)以及对应的特征向量(Wi),计算出下一层各因素对上一层因素的相对重要性权值,确定评价指标权重后并对其进行一致性检验。最后计算结果CR<0.1,即认为判断矩阵具有一致性。若CR≥0.1,则需要对判断矩阵进行调整,直至具有满意的一致性[10]。
对各矩阵的一致性进行检验,判断矩阵A:λmax=4.081 2,CR=0.030 4;判断矩阵B1:λmax=6.225 7,CR=0.035 8;判断矩阵B2:λmax=4.183 6,CR=0.068 8;判断矩阵B3:λmax=3.053 6,CR=0.051 6;判断矩阵B4:λmax=4.040 4,CR=0.022 6。
在层次分析法中权重数据是衡量标准层因素的重要依据。目标层A—限制层B中权重值最高的是适应性(B1),其权重值为0.389 8。可见在选择乔木树种作为罗源县行道树时首先应考虑它的适应性,兼顾生长特性、观赏性与环保性,四者兼优才是首选优质树种[11]。
为简易评价所选择的行道树树种,现将17个评价因素分为5个等级评分标准,结合实地调查研究,将其绘制成各因素评价标准表(表2)[12~13]。
表2 各因素评价标准
对图1的5个判断矩阵进行一致性检验,结果表明,5个判断矩阵的CR都小于0.1,全部具有满意的一致性,即5个评价矩阵中因素之间关系较为一致,符合逻辑性。根据其权重关系,将目标层A—标准层C的权重关系比例进行排名(表1)。
依据表2的评分标准,对罗源县主要道路行道树树种进行综合评价,得出每种树种的综合得分。可见,乡土树种各因素指标都较高,综合评价分数也高;而引进树种虽有几项指标较高,但综合评价分数较低。有些树种虽综合评价分数比较低,但有几个因素指标较高,可参考作为特殊路段行道树树种。根据各树种的综合得分,将其进行排名并分级(表3)。
表3 罗源县主要道路行道树综合评价得分和评价等级排序
将行道树树种各因素综合得分分为四个等级:Ⅰ级(综合得分≥4.25)为优秀行道树树种,目前为骨干树种;Ⅱ级(4≤综合得分<4.25)为较优秀行道树树种,树种整体表现优良,作为推广行道树树种;Ⅲ级(3.7≤综合得分<4)为适中树种,采取适当措施后,作为小区域或其他行道树树种点缀之用;Ⅳ(综合得分<3.7)为较差树种,作为主要道路备用树种或其他次要道路参考树种。
4.2.1 主要道路行道树种适应性分析
由罗源县行道树综合评价指标权重体系可知,适应性所占权重最高,在所有评价因素中,气候适应性(C1)所占权重最大,由此可知它在选择优秀行道树树种中贡献最大。作为罗源县主要道路的优秀行道树树种,需考虑的因素有气候适应性、土壤适应性、抗旱能力、抗风能力、抗病能力、抗寒能力等,尤其是气候适应性为第一要素。应选择以乡土树种为主,外来引用树种为辅。不适应当地气候的树种不应选择。由于罗源县常受台风侵袭,抗风能力(C4)也应重视。在所调查的行道树树种中,紫薇、二乔玉兰、杏花、红叶李评价分数较低,这是由于其评价因素中的一项或多项得分较低所致。
4.2.2 主要道路行道树种生长特性分析
从行道树综合评价指标权重体系中得知,生长特性(B2)所占权重仅比适应性(B1)小一点。故在选择优秀行道树树种时,对生长特性也应给予足够重视。行道树生长特性需考虑的因素有生长速度、生长型、寿命、养护频度四个方面。罗源县主要道路行道树树种生长特性综合评价指标较高的有小叶榕、大叶榕、美丽异木棉、芒果树、樟树、羊蹄甲等。
4.2.3 主要道路行道树种观赏性分析
随着城市生活节奏的加快,道路两侧行道树成为一道亮丽的风景线。行道树种的季相变化,有利于缓解人们的视觉疲劳,愉悦心情。行道树观赏性需重点考虑的因素有树形、季相、叶、花、果等。为达此目的,通过主观评判法,观测行道树树种的树形、季相、树冠、花叶果的观赏性。在此基础上,对行道树树种的观赏性进行较客观的评价。罗源县主要道路行道树观赏性综合评价指标较高的有芒果树、杏花、羊蹄甲、紫薇、美丽异木棉、木棉、鸡冠刺桐等。
4.2.4 主要道路行道树种环保性分析
行道树不仅体现一个城市的文明程度和文化底蕴,更是城市绿化美化的好帮手。通过对树木的固碳释氧、滞尘杀菌、调节小气候、保持水土等4个因素进行分析,客观评价主要道路的环保性。分析可知:樟树、小叶榕、大叶榕、四季桂、美丽异木棉、木棉等都具有较强的环保性。
通过运用层次分析法,对罗源县主要道路行道树树种进行一系列的评价,结合行道树的适应性、生长特性、观赏性和环保性等四个限制层和与其相关联的17个因素的评价指标进行权重分析,得出权重比例及大小排名。利用因素评价指标所占的权重大小和各因素的评分标准,得出各个备选行道树树种的综合评价得分。根据树种的综合评价得分可知,小叶榕、大叶榕、美丽异木棉、木棉、芒果树、构树、加拿大杨、无患子等树种的生态效益较为良好,且适应性与生长特性较强,综合表现较优秀;樟树、羊蹄甲、榄仁树、阴香、桉树、糖胶树等虽只达二级评价指标,但其综合评价属中上,可将其作为备用树种或者特殊道路需求树种;杜英、鸡冠刺桐、紫薇、棕榈、合欢、二乔玉兰等的综合评价指标只达三级指标,但部分树种的小部分指标较为优秀,可将其作为辅助树种,以增加道路景观的多样性,也可将其单独配置在小气候环境较好的路段或时常养护的路段;鸡蛋花、垂枝红千层、杏花、红叶李、四季桂、金山葵只达四级评级指标,属不建议推荐的树种。这些树种也可能是管护不当或生长适应性较弱所致,其中少数几项指标尚比较优秀,如改变其生长特性或经长期管护,或可作为特殊路段的景观树种配置使用。综上所述,作为罗源县主要道路行道树优秀树种,不仅需要具备行道树应有的优良指标,还应具备较强的生态适应性能力。在此基础上,进一步融入乡土文化和人与自然和谐共处的基本条件。
本文承蒙檀庆忠高级工程师指导,提出宝贵意见,特此致谢。