文昌市低效木麻黃林下補植樹種選擇研究

林之盼 薛楊 王小燕

摘要 以文昌市低效木麻黃林下補植樹種選擇為研究對象，對當前文昌市沿海防護林現有低效、健康的木麻黃林分和臨近海岸的樹種進行了統計分析，利用層次分析法建立了生長適應性、抗逆性和景觀價值3方面評價指標體系結果。結果表明，篩選出該林分混交造林的10種適宜改造目標的樹種，分別為降香黃檀、大葉相思、瓊崖海棠、檀香紫檀、麻楝、非洲楝、山竹、母生、黃槿、伊朗紫硬膠。

關鍵詞 文昌市；木麻黃；林下補植；樹種選擇

中圖分類號 S725.2 文獻標識碼 A 文章編號 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護林以木麻黃（Casuarina equisetifolia）作為主要樹種，很少進行過其他樹種防護經營的嘗試。木麻黃是文昌市主要經營樹種，據統計，木麻黃人工林占文昌市沿海防護林有林地經營面積的80%，經營重點主要集中在木麻黃人工林培育上[1]，而忽略了多樹種混交具有改良土壤，提高森林防護能力，豐富森林群落物種多樣性及提高森林碳匯等方面的作用。造成沿海防護林總體質量不高的原因，一方面是樹種單一，沒有形成多樹種、多林種的林分結構，致使生態系統穩定性差，防護功能不足[2]；另一方面，大部分海防林出現老化、病蟲害嚴重，加上經過多年經營木麻黃，土壤肥力缺乏，林木生長受到破壞，低效木麻黃林分較多，使得防護功能衰退，加大了林火災害的危險，對海岸帶多樣性和生境完整性造成巨大威脅[3-4]?？紤]到混交林分群落穩定的重要作用，近年來以恢復沿海木麻黃人工森林群落生態功能的研究較多，廖清江[5]

和吳錫麟[6]研究表明，木麻黃林下套種巨尾桉、厚莢相思，林分生長效果優于木麻黃純林，此外，木麻黃林下套種可以改善土壤的肥力狀況[7]。筆者對當前文昌市沿海防護林低效、健康木麻黃林分和臨近海岸的樹種進行了統計分析，利用層次分析法建立了生長適應性、抗逆性和景觀價值3方面評價指標體系，篩選出適合低效木麻黃林分混交造林的10種適宜改造的樹種，以期為促進低效木麻黃林內物種多樣性和提升森林整體質量提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況 研究區選擇在文昌市，地理位置為110°36′～111°01′ E，19°40′～20°06′ N，屬于沿海平原地帶，海拔在5～20 m。具有熱帶和亞熱帶氣候特點，屬熱帶海洋季風氣候，氣候溫和，年平均溫度23.9 ℃，年降雨量1 949～2 202 mm，年平均日照時數1 953.8 h。沿海主要植被類型：木麻黃林、椰子林、紅樹林和少量木麻黃與多樹種混交林等，土壤為濱海砂土，pH在4.5～8.2。

1.2 數據來源

通過對文昌市沿海防護林現有低效、健康木麻黃林分和臨近海岸的鄉土樹種分別進行實地調查，并結合查閱資料，得到文昌市沿海防護的樹種清單（表1）。

1.3 研究方法

利用生長適應性、抗逆性和景觀價值，建立評價指標體系，對這些樹種釆用層次分析法（AHP）進行綜合性評價，篩選一些可供在低效木麻黃林中的補植樹種。依據綜合評價指標體系，建立模型，計算出評價對象各指標的權重，從而確定評價模型，利用模糊評判法進行定量化處理，對樹種進行綜合評價。樹種選擇評價模型的構建方法如下：

1.3.1 評價指標體系的構建。由于二代林更新困難，限制了木麻黃在海防林中的推廣種植，針對木麻黃林林下樹種更新不足的現狀，結合更新層培育目標，初步確定影響木麻黃林下更新樹種評價的主要因子共20個，從中篩選出3個1級指標和8個2級指標構建樹種選擇評價指標體系（圖1）。

1.3.2 評價模型的結構。

根據層次分析法原理，首先把問題條理化、層次化，構造出一個多層次的分析結構模型[8]。一個好的層次結構對問題的解決極為重要，它決定了分析結果的有效程度[9]。該研究構建的樹種選擇評價模型由最高層（目標層）、中間層（準則層、指標層）和最低層（方案層）構成。其中，A層為目標層，即樹種選擇綜合評價；一級指標（B）為評價目標層的各項功能（B1、B2、B3）；二級指標（C）為評價各項功能的具體指標（C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8）。

1.3.3 構造判斷矩陣確定指標權重。

建立層次結構之后，首先對同一層次上各要素對上一層次的重要性進行兩兩比較，賦予相應分值并填入矩陣，構成判斷矩陣。判斷矩陣賦值的標度采用1～9標度方法（表2）。通過對各項指標的重要性進行問卷調查，對不同情況的評比給出數量標度（表3～6）。其次是計算權重集，計算各判斷矩陣的特征根和特征向量，得出各指標的權重，最后對判斷進行一致性檢驗，當CR﹤0.1時，認為判斷矩陣的一致性可以接受，否則需要調整判斷矩陣的取值。

通過表3～7所得的結果看出，一致性比例CR<0.1，滿足一致性檢驗，說明兩兩判斷矩陣各項指標權重分配合理。

2 結果與分析

2.1 評價模型確立 各項指標確定權重后，樹種選擇評價模型就可確立（表7）。

由表7可知，在1級指標中，生長適應性的權重最大，抗逆性的權重次之，最后為景觀價值，表明選擇低效木麻黃海防林近自然更新樹種時，首先考慮的樹種是否適應當地的生長環境，其次考慮樹種生長過程中抗風和抗病蟲害的能力，最后考慮樹種產生的景觀效應。這與海南近期海防林發展思路相吻合。2級指標中，耐干旱作為1級指標生長適應性的重要子指標，同樣成為總目標的權重指標。耐貧瘠對總目標的影響次之，權重系數為0.268 6，反映出文昌市沿海地區太陽輻射大，土壤水分流失快，肥力衰退，土壤貧瘠，首先選擇耐干旱樹種為主，其次是耐貧瘠樹種。

2.2 樹種綜合評價

2.2.1 評價因子指標分級。

通過現場調查以及參考有關資料，根據木麻黃林下更新樹種的要求，采用5級評分制對各因子指標實行量化分級，每個指標確定相應的評分標準（見表8）。

2.2.2 綜合評價值計算與分級。

利用層次分析得到的各指標權重，對照評價標準分級標準，計算各參選樹種綜合評價值，計算公式為N=WijRij（式中，Wij各樹種評價因子權重值；Rij為各樹種單指標分值）。當N≥3為適宜樹種，N<3不適宜樹種。由表9可知，降香黃檀、大葉相思、瓊崖海棠、檀香紫檀、麻楝、非洲楝、山竹、母生、黃槿、伊朗紫硬膠為林下更新改造適宜樹種。

3 結論

（1）采用層次分析法建立生長適應性、抗逆性和景觀價值3方面評價指標體系進行樹種選擇的綜合評價模型，構造判斷矩陣確定權重，利用模糊評判進行定量化處理，將實地調查和查閱資料得到的樹種進行了適應性評價。篩選出低效木麻黃混交造林的10種適宜更新改造目標樹種，分別為降香黃檀、大葉相思、瓊崖海棠、檀香紫檀、麻檀、非洲楝、山竹、母生、黃槿、伊朗紫硬膠。

（2）利用篩選出適宜更新改造目標的樹種與低效木麻黃林分混交造林，可以改變人工林經營中存在的問題，明顯改善林下土壌養分狀況，提髙凋落物的分解速度，改善林分的水平和垂直結構，總體而言能促進低效木麻黃林內物種多樣性和提升森林整體質量。

參考文獻

[1] 劉憲釗.熱帶海岸木麻黃人工林近自然經營模式研究[D].北京：中國林業科學研究院，2011.

[2] 薛楊.海南木麻黃無性系選育研究[D].北京：中國林業科學研究院，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.海岸帶木麻黃林窗套種巨尾桉生長與降風效果分析[J].防護林科技，2007（4）：22-23.

[6] 吳錫麟.厚莢相思木麻黃混交林分結構和生物量的研究[J].福建林學院學報，2003，23（3）：236-239.

[7] 劉憲釗.熱帶海岸木麻黃人工林近自然經營模式研究[D].北京：中國林業科學研究院，2011.

[8] 趙煥臣.層次分析法：一種簡易的新決策方法[M].北京：科學出版社，1996.

[9] 王書明.基于層次分析法的煤礦安全投入綜合評價模型[J].煤炭經濟研究，2008（12）：81-83.