上海崇明區生態公益林優良造林樹種選擇研究

盧衛峰查勇星丁艷盛全根

(1.國家林業和草原局華東調查規劃院，浙江 杭州 310019；2.江西山和林業工程咨詢事務所有限公司，江西 南昌 330038；3.上海市林業總站，上海 200072)

崇明區是上海重要的生態屏障，也是長三角城市群和長江經濟帶生態環境大保護的標桿和典范。“十四五”期間，崇明區將進一步著力推進林業治理體系和治理能力現代化，未來要努力建成具有國內外引領示范效應且具備生態環境和諧優美、資源集約節約利用、經濟社會協調發展等綜合性特點的世界級生態島。為此，崇明區大力發展生態公益林建設，根據上海市2021年森林資源監測數據，截至2020年底，崇明區森林資源面積約35200hm2，森林覆蓋率已達30.05%。自2002年開始大規模綠化造林到目前已經近20a，部分林地已經到中齡林和近熟林。目前，公益林建設的重點也由面積規模的擴大逐漸向生態效益的提升轉移，林地的撫育改造和生態效益的提升工程已大規模展開。因此，選擇成活率高、適應性強、生長快、綜合效益好的造林樹種已成為崇明生態公益林改造的當務之急。本研究通過對崇明區樹種資源調查，利用層析分析法篩選出適合在研究區進行生態公益林造林的優良樹種。

1 樹種優化選擇模型的建立

利用層次分析法可以在充分遵循樹種選擇原則的基礎上解決對樹種選擇各因素間的權重問題[1]。在林木撫育工程中，通過對崇明312.8hm2林地、1130個小班進行調查，對各類樹種的生態學特性以及功能特征進行分析，選擇樹種的郁閉度、平均胸徑、公頃蓄積量、樹種病亡率、農藥施用量、耐水耐鹽能力、根系特性、葉花觀賞性等指標作為公益林造林樹種選擇的主要因素[2]。由于各樹種存在差異性，因此對各樹種特性的需求側重有所不同，為此，采用層次分析法將指標按層次分解為不同的組成因素，并根據各因素之間的相互聯系、影響及隸屬關系進行組合，把系統歸結為指標層相對于總目標層的重要性權重或優劣次序排列的問題,最終建立一個多層次分析結構模型，即崇明區生態公益林造林樹種優化選擇模型。

2 樹種優化選擇

2.1 樹種生長情況調查

選擇40個崇明區生態公益林常用喬木樹種進行調查，對各個小班林木的郁閉度、平均胸徑、公頃蓄積量、植株病亡率、農藥施用量等指標進行調查和測定，見表1，結合調查林地樹種生長情況，建立樹種優化選擇模型。

表1 樹種生長情況調查表

評價指標的權重是反映各項指標對評價目標的相對重要程度，通過對相同層次內各項指標在其功能作用的重要性進行兩兩比較，構造兩兩比較的判斷矩陣，見表2，運用層次分析法求解矩陣的最大特征根對應的特征向量而得到各指標的權重，進行指標權重確定[3]。

表2 各功能指標的判斷矩陣及權重

2.2 一致性檢驗

根據層次分析法原理:

CI=(λmax-n)/(n-1)

式中，λmax為判斷矩陣的最大特征根；n為矩陣階數=8，根據n可查表得RI(8)=1.41，據此對樹種的功能指標判斷矩陣進行計算和檢驗，通過計算得：

λmax=8.6640

CI=(λmax-n)/(n-1)=0.0948

CR=CI/RI(8)=0.067<0.10

據此檢驗上述判斷矩陣符合一致性檢驗要求。從分析結果可知，在崇明區公益林造林樹種的選擇應重點考慮樹種的病蟲害抗性、根系特性、耐水耐鹽能力等指標。

3 樹種優化選擇結果

3.1 樹種選擇關鍵評價指標分析

根據調查的40個造林樹種的生態學特性，對樹種的選擇進行數量化處理，見表3，再依據每個待選樹種的生長情況，對相應的各項生長指標進行打分，從而構建各樹種評價指標的數據矩陣，將該數據矩陣乘以指標權重矩陣，即得出各樹種的優化選擇結果，見表4。郁閉度、平均胸徑、公頃蓄積量調查采用群落調查方法，樹種的病蟲害調查采用隨機踏查、資料查詢、專家鑒定等方法，農藥施用量由養護隊統計所得，耐鹽能力是根據不同鹽分區域生長對比做出綜合評估，根系特性、葉花觀賞性是根據植物的性狀進行直觀評估[4]。從所選功能指標的權重來看，其權重依次為植株病亡率、耐水耐鹽能力、根系特性、農藥施用量，表明造林樹種對病蟲害的抗性和土壤的適應性是崇明生態公益林造林樹種選擇的重要依據[5]。

表3 樹種優化選擇指標的評價等級

3.2 樹種評價得分及適應性分析

由表4可知，得分最高的前10位樹種分別是中山杉、落羽杉、櫸樹、楓楊、烏桕、香樟、欒樹、水杉、無患子，基本是崇明地區的鄉土樹種，無論是生物量、長勢，還是耐水耐鹽性均較好，適宜作為生態公益林樹種進行推廣。其余部分鄉土樹種，如泡桐、苦楝、臭椿、合歡，雖然在屋前宅后零星種植時生長表現良好，但在當地不太適應大規模種植，會因大面積的蟲害而基本處于瀕死狀態，有的甚至成片枯死。木蘭科的樹種，如白玉蘭、二喬玉蘭、廣玉蘭、樂昌含笑，因其為肉質根，在崇明地區總體生長較好，但在低洼地區或靠近崇北鹽堿區域生長狀況不佳。由于崇明地區風力較大，容易出現倒伏情況，用這些樹種造林時應特別關注地勢情況。此外，馬尾松、濕地松、杉木這類為酸性土壤適應樹種，對崇明地區的偏鹽堿性和高地下水位土壤非常不適合，調查發現這幾種樹種在崇明基本不能正常生長。歐美楊、重陽木由于蟲害非常嚴重，雖然長勢旺盛，但每年噴藥量大，維護成本高，對生態環境影響大，不宜大規模種植。女貞的種植面積占了16.9%，種植比重較大，但因女貞不耐水濕和鹽堿，長勢較差。杜英是喜酸性植物，耐寒性不強，在崇明區的路邊或林緣因不耐寒冷而長勢微弱，在土壤稍鹽堿區域也基本死亡，僅在林中小環境較好的區域可以生長。

表4 各造林樹種的優選序列