澄江市國家森林城市建設樹種選擇研究

梁日清，和煒，田波

（云南省林業調查規劃院生態分院，云南 昆明 650031）

城市森林可以起到改善生態環境，調節自然氣候，緩解城市熱島效應的作用。澄江市創建國家森林城市，就必須進行建設城市森林，從而提高城市綠化覆蓋率，改善空氣質量、居住條件、環境基礎設施水平等“硬環境”指標，滿足城市居民走進森林、走近濕地、回歸大自然的生態需求，維護撫仙湖生態安全和水安全，保障水資源供給，保護生命水源，構建滇中生態屏障，這對于維護國家生態安全，促進澄江、周邊地區乃至全省經濟社會發展具有特殊和重要的意義。而建設城市森林，就必須要科學地進行森林樹種的選擇與應用，保證城市森林的質量，這是森林城市建設工作的首要任務，是使整個生態環境發揮其生態環境服務功能的基礎。國內外對城市森林樹種的選擇研究沒有統一的標準，因此，文章初步選取85個樹種，從樹種的生物學特征、景觀功能、生態功能和經濟效益4個方面選取了20個指標，采用層次分析法（AHP）建立了樹種選擇的綜合評價體系，篩選出了28種優良樹種。這不僅為澄江市城市森林樹種的選擇提供科學依據，而且對澄江市創建國家森林城市的目標具有實際意義。

1 研究區概況

澄江市位于云南省中部地區，地處東經102°47'～103°04'，北緯24°29'～24°55'之間，屬中北亞熱帶低緯度高原季風氣候區，年均溫15.6℃，年均降水量945 mm，氣候適宜滇中區域大多數植物生長。澄江市植被劃分為暖溫性針葉林、常綠闊葉林、落葉闊葉林、稀樹灌木草叢、灌叢、人工林等6個主要植被類型。截至2019年，城區綠地面積120.26 hm2，其中：公園綠地面積33.45 hm2，防護綠地面積23.67 hm2，附屬綠地面積63.14 hm2。城區綠地率為30.29 %，建成區綠地覆蓋面積133.89 hm2，建城區綠化覆蓋率為33.73 %。

2 研究方法

城市森林樹種的選擇有著多方面的考量，因此，需要構建一個合理的綜合評價體系。本研究采用層次分析法（AHP）和德爾菲法，篩選出重要的構建指標，確定各指標的權重，最后計算出樹種的綜合評分，篩選出優良的樹種，并提出其運用的方式。

層次分析法（Analytic Hierarchy Process）是一種通過將復雜問題分解成目標、指標、因子等層次的分析方法[1]。這種方法將兩兩指標之間進行對比，判斷其重要程度，進而確定其各指標的權重，可構建出最佳的綜合評價體系[2]。

德爾菲法（Delphi）是一種規定程序的專家調查法，它是通過調查問卷向專家組成員取得其意見，按照規定程序，專家組內部通過組織者的反饋材料匿名進行交流，經過幾輪之后，專家組的意見得到集體的認同，最后獲得具有統計意義的最終結果[3]。

2.1 森林樹種的初步選取

森林樹種的選擇需要遵循因地制宜，適地適樹，以鄉土樹種為主，適量增加經過馴化的外來樹種和珍貴樹種，景觀功能與生態功能相結合，有一定經濟效益的原則[4]。本研究對澄江市公園綠地、城區附屬綠地、防護綠地、道路綠地以及周圍山體森林進行調查，共計調查120個樣地，并結合參考資料和專家意見，根據森林樹種選擇的原則以及澄江市的自然條件和植被情況，初步選取了85個樹種。

2.2 評價指標體系的建立

根據澄江市森林城市建設的目標和原則，在參考國內外相關研究資料和調查研究的基礎上，結合澄江市的自然條件，根據德爾菲法（Delphi）和層次分析法（AHP），以選出適宜、優良的生態景觀樹種為目標，制定4個1級評價指標，分別為生長適應性、景觀功能、生態功能、經濟效益，并在這4個1級指標下選擇了20個指標，分別為樹種類型、樹形、滯塵能力、工業價值等，以此構建了澄江市森林樹種的評價指標體系。詳見表1。

表1 澄江市森林樹種評價指標

2.3 指標權重的確認

采用層次分析法（AHP）確定各因子層權重，按照1～9 標度法進行逐層次的兩兩比較并構建判斷矩陣，不同標度的含義見表2[5]。

表2 判斷矩陣aij標度方法

本次研究采用德爾菲法（Delphi），邀請30名林業專家進行問卷調查來確定各指標的重要性標度，根據問卷調查結果建立判讀矩陣，采用SPSSAU 在線分析軟件計算出各指標的權重值Wi，并通過一致性檢驗，具體數據見表3～7。其中Wi是各指標的權重值，λmax是各層矩陣的最大特征根，CI是各矩陣的一致性指標，CR是各矩陣的一致性比率。

表3 A-B層判斷矩陣權重

表4 B1-C層判斷矩陣權重

表5 B2-C層判斷矩陣權重

表6 B3-C層判斷矩陣權重

表7 B4-C層判斷矩陣權重

2.4 樹種選擇的評價模型

本研究采用量化分級的方式確定每一個評價指標相應的評分標準，所有指標值按照所表現的情況分布賦值[6]，最高分為5分，最低分為1分，見表8。其中，形態特征的評分標準主要依據澄江市進行森林建設的目標，以常綠闊葉林為主，常綠與落葉闊葉林混交的基本情況；生長速度依據澄江市創建國家森林城市的目標，盡早形成生態景觀林的要求設定評分標準；土壤適應性和病蟲害抵抗能力依據樹種本身的生物特性進行評分，而成活率則依據調查數據中種植后3個月的成活率進行評分。對樹種的景觀功能則依據樹種的特性進行評分。對樹種的生態功能則按照強、較強、中等、較差、差5個等級進行評分。在經濟效益評價中，工業、藥用和食用價值按照高、較高、中等、較低、低5個等級進行評分，而造林成本和管護成本則根據調查資料的實際情況進行相應的評分。

表8 澄江市森林樹種選擇評價指標評分標準

參考樹種選擇的評分標準（表8），邀請了30 位專家對初選的98個樹種進行打分，計算出各樹種的綜合評價值A，參考公式①。

上式中，n 為B 層次下的指標C 維度，λBi為B層次相對于A 層次的權重值，λCi為C 層次相對于B層次的權重值，Cj為參照表8得到的數值。

3 結果與分析

通過計算出各種樹種的綜合評分進行評價排序分析，篩選出得分在4.0 以上的澄江市森林城市建設中的優良樹種有28種，見表9。其中，樟科有2種：滇潤楠、香樟；木蘭科有3種：黃緬桂、廣玉蘭、樂昌含笑；槭樹科有2 種：三角楓、紅楓；薔薇科有2種，球花石楠、云南櫻花；松科有2種：雪松、黑松；柏科有3種：柏木、側柏、龍柏。

表9 澄江市森林城市建設中的優良樹種

4 討論與結論

本研究建立了一個包含樹種的生物學特征、景觀功能、生態功能和經濟價值4 個方面的評價指標體系，涵蓋了形態特征、樹形、滯塵能力、工業價值等20 個評價因子，采用層次分析法確定各指標的權重，并計算出各樹種的綜合評分。結果表明，澄江市森林建設中的優良樹種有28 種，分別是滇潤楠、香樟、梧桐、云南山茶、黃連木、夾竹桃、黃緬桂、紅花羊蹄甲、杜仲、藍花楹、旱冬瓜、球花石楠、三角楓、紅楓、楓香、臭椿、黑松、雪松、柏木、側柏、龍柏、樂昌含笑、廣玉蘭、苦楝、滇樸、銀杏、桂花、云南櫻花。

本研究采用層次分析法，依據專家評分確定的指標權重并進行評分，人為因素必然會對評判結果造成一定程度上的影響，且調查樣地數量僅有120個，不能完全代表澄江市森林樹種的整體現狀。在將來的研究中，應根據實際情況進行調整和改變，選擇出最適宜的城市森林樹種[7]。