重庆都市区城市森林水土保持型乔木及大径竹类植物调查及评价

2019-12-30李承承李果湛小燕

绿色科技 2019年22期

李承承李果湛小燕

摘要：以重庆城市森林水土保持型乔木及大径竹类植物為研究叶象，采用层次分析法，从环境适应性、生长状况、水土保持效果、经济价值等方面，构建了评价指标体系，对重庆城市森林水土保持型乔木及大径竹类植物进行了筛选及评价研究，结果表明：①重庆城市森林水土保持型乔木及大径竹类植物资源丰富，43科107属189种。②根据重庆都市区水土保持型乔木/大径竹综合评价得分及排序，共有三级以上（分值>80分）水土保持型植物90种，其中一级水土保持植物共42种，二级水土保持植物共33种，三级水土保持植物共15种。③重庆市水土保持植物资源非常丰富，有很多资源尤其是药用植物资源，需要开展一些基础研究，开发其利用价值，攻克其产业化的关键技术，依靠科技创新，培育新型产业，为重庆都市区城市森林水土保持林建设提供理论依据及技术支撑。

关键词：重庆都市区;水土保持;乔木;大径竹;评价

中图分类号：S731 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）22-0007-06

1 引言

重庆市是集大城市、大农村、大山区、大库区为一体的超大城市，自然生态条件、地区发展水平、城乡发展水平差异较大。重庆市属于全国水土保持区划中的西南紫色土区（四川盆地及周围山地丘陵区），其主城城镇开发和基础设施建设区侵蚀强度高，是全市水土流失比较严重的区域。

通过营造植被来改善区域生态环境、治理水土流失是当前水土保持界公认的最便捷、最有效、最科学和最绿色可持续的水土保持方法。首先要做到的是选出水土保持功能强大的水土保持植物。水土保持植物通常具有根系发达、适应性广和生长速度快、对气候以及土壤等自然条件的要求不高等习性[1]，对于水土保持植物的筛选既要参考其生物学特征、生态学习性，也要根据其在不同环境下水土保持能力表现来具体判断。《重庆维管植物检索表》记录了重庆市5900余种维管植物，并对其资源分布状况进行了简要介绍。除去规模系统的调查研究外，针对几个或单个植物物种的水土保持能力、抗性能力和水土保持植物资源开发利用方面的研究更加深入。学者们通过大量研究，指出了羽叶山黄麻、苜蓿、香根草、漆树、桑、南竹[2～11]、马尾松[12]、杉木[13]、柳杉[14]、柏树[15，16]、杜仲[17]、厚朴[18]、构树[19]、光皮桦[20]、木荷[21]、秋华柳[22]、广东山胡椒[23]、牛鞭草[24]等是较好的水土保持植物。对于典型的重庆水土保持植物如杜仲、厚朴、花椒、批把、猕猴桃、葡萄、花椒等的品种选育、育苗、栽培、管理、采收、营销等也都有大量的研究结果呈现。虽然当前的研究成果较为丰硕，但仍然存在这研究较为片面，单一以经济效益为导向、产业化关键技术未能攻破或者产业化技术链不完善等缺陷。

为解决重庆都市区水土流失问题，保障三峡库区的生态环境安全，本研究通过开展重庆都市区城市森林水土保持型乔木及大径竹类植物资源调查，构建水土保持植物筛选评价体系，筛选出适应性强，长势优良，产业化前景好的植物资源，为重庆都市区城市森林水土保持林建设提供理论依据和技术指导。

2 研究区域及研究方法

2.1 研究区概况

重庆都市区包括渝中区、江北区、南岸区、沙坪坝区、九龙坡区、大渡口区、北碚区、渝北区、巴南区等9个区，土地总面积0.55万km²（图1）。

该区位于重庆主城都市平行岭谷区域，地貌类型以低山丘陵为主，山脉之间地形相对平缓，最高峰为海拔950.3m的缙云山，土壤类型以紫色土和水稻土为主.多年平均降雨量1109mm。该区水土流失面积0.20万km²，水土流失面积比35.91%，其中中度及以上水土流失面积占水土流失总面积的64.04%，区内水土流失主要产生于城市开发和基础设施建设活动中，具有分布集中、强度高、危害大的特点。

2.2 研究方法

2.2.1 调查方法

线路调查：根据调查区域地形、地势特点，分别设置水平样线和垂直样线。水平样线的线路调查内容包括记录河流、湖泊、沼泽等生境的植被类型，记录方式为现场调查、咨询记录、数码拍摄记录等。同时通过沿线踏查选择合适的垂直样线，顺着山坡垂直向上，沿线记录植被类型的变化，同时选择典型的群落样地，进行样地调查。

样地调查：在垂直样线的线路调查基础上，根据地形、海拔、坡向坡位、地质土壤，以及植物群落的形态结构和主要组成成分的特点，采取典型选样的方式设置样地。典型样地设置面积大小均以大于其群落最小样地面积为标准，乔木林统一设置400m²（20m×20m）。样地调查方法主要采用十字分割样方法和分层统计法，将样地平分成4个象限，对乔木层逐一调查记录。

标本鉴定参考《中国植物志》《四川植物志》《中国高等植物图鉴》《重庆维管植物检索表》等工具书，如有分歧，以《中国植物志》为准。

2.2.2 评价方法

2.2.2.1 建立评价梯阶层次结构

最高层为重庆都市区城市森林水土保持型乔木/大径竹综合评价，在中间层将水土保持乔木/大径竹综合评价的总目标分解成4个指标，即适应性指标、生长指标、水土保持指标和经济指标4项评价准则。最底层分别为抗旱性、耐瘠薄、抗病虫害、海拔分布梯度、适生土壤pH值范围、生长速度、冠幅面积、冠厚度、叶面积指数、分枝数、冠截留率、枯落物持水率、枯落物储量、根系状况、表层土壤根分布、单位面积经济产值、管护投入17项评价因子，将各种要素的因子放在适当的层次内，用层次结构图清晰的表达这些因素的关系，建立完全相关的综合评价指标体系，对17个评价因子指标进行了具体的描述，见表1。评价因子评分标准见表2。

2.2.2.2 构造两两比较判断矩阵

在AHP综合评价体系中，各评价因素的相对重要性是评价的重要基础和依据。在实际工作中，这些相对重要的信息基础通常是根据总目标的要求由有经验的专业人士或者在广泛征求大多数人意见的基础上做出判断。用1～9比率标度使之定量化，并构成两两比较判断矩阵。该研究请专家对评价因子进行两两比较建立成对比较矩阵，经调整构造出A～B，B₁-C、B₂-C、B₃-C、B₄-C两两比较判断矩阵。见表3～表7。

2.2.2.3 综合评判计算方法

利用方程：V=∑Bω（1）

式（1）中V为综合得分;B为因子评分，ω为因子权重值，n为因子数;根据表2～表7各指标权重值，得到重庆市水土保持植物综合评价计算方程为：

3 结果分析

3.1 水土保持乔木及大径竹类植物调查与分析

重庆市境内植物种类异常丰富，境内有维管植物224科1848属5900余种。通过对重庆都市区城市森林水土保持型乔木及大径竹类植物调查，结合水土保持植物特点、生境特征，选择多年生、植株低矮、种源易获得、繁殖较易和经济价值相对较高、市场需求量大的物种，然后整理、分类，水土保持乔木及大径竹类植物43科107属189种。

3.2 水土保持乔木及大径竹类植物资源评价

3.2.1 准则层及因子层的各指标的权重

根据判断矩阵运用Yaaph6.0可以得出重庆都市区城市森林水土保持型乔木及大径竹类植物资源评价的模型与中何层各个因子所占的权重，见表8。

权重值的大小反映了评判者对各个评价因子的重视性程度。重庆都市区，建设用地占比高，人工干扰强烈，水土流失强度大，就要求水土保护植物保证适应能力的前提下，满足生长指标，才能保证植物发挥水土保持的生态效益，改善土壤结构，降低地表径流量，减缓该区域的水土流失强度。在保证植物水土保持功能的前提下尽量突出水土保持植物的经济效益，生长指标的权重值最高，为0.5579。说明在都市区城市森林水土保持植物筛选中，植物的生长势比较重要，只有保证了基本生存能力，才能在此基础上讨论水土保持植物的水土保持效应和潜在的经济效益。水土保持指标权重值排列第二，为0.2633，表明在水土保持植物筛选中，水土保持能力比较重要，能够发挥城市森林水土保持的服务功能，同时经济指标也需要考虑，提高植物的水土保持效益，增加经济收入，引导其产业化发展。

生长性（B₁-C）的各个评价因子中，生长速度（C₁）、冠幅面积（C₂）、树冠厚度（C₃）、叶面积指数（C₄）、分枝数（C₅）权重值分别为0.4398、0.2575、0.1576、0.0898、0.0553，生長速度（C₁）权重值较高，说明在水土保持植物筛选过程中植物的生长速度是首要考虑的因子，冠幅面积、树冠厚度、叶面积指数、分枝数等指标也是需要考虑的因子。

适应性B₂～C的各个评价因子中，抗旱性（C₆）、耐瘠薄（C₇）、抗病虫害（C₈）、海拔分布梯度（C₉）及适生土壤pH值范围（C₁₀）权重值分别为0.4436、0.2618、0.1528、0.0892、0.0526，抗旱性（C₆）的权重值最高，说明在都市区地理环境气候条件下，夏季炎热，多伏旱，在水土保持植物筛选中，抗旱性是首要考虑的因子，地区多山地和丘陵，是典型的喀斯特地貌，土壤较贫瘠，因此选择耐贫瘠的树种也非常重要。同时抗病虫害、海拔分布梯度及适生土壤pH范围也是需要考虑的因子。

经济指标（B₃-C）的各个评价因子中，单位面积经济产值（C₁₁）和管护投入（C₁₂）的权重值分别为0.6667、0.3333，说明水土保持植物筛选过程中考虑树种的单位面积经济产值是十分有必要的，同时管护的投入也是需要的考虑的，产值高又耐粗放管理的树种更有利于发挥水土保持植物的经济性。

水土保持指标（B₄-C）的各个评价因子中，冠截留率（C₁₃）、枯落物持水率（C₁₄）、枯落物储量（C₁₅）、根系状况（C₁₆）、表层土壤根分布（C₁₇）的权重值分别为0.4537、0.2667、0.1491、0.0817、0.0488，冠截留率（C₁₁）的权重值较高，说明在水土保持植物筛选过程中植物对雨水的冠截留率是首要考虑的因子，减少地表径流的强度，削弱雨水对土壤的冲刷侵蚀，植物的枯落物越多，地表覆盖层越厚，同样可以减弱雨水对土壤的冲刷侵蚀，因此选择枯落物持水率高的树种也是必要的，同样枯落物储量、根系状况、表层土壤根分布等也是与水土保持相关的因子。

3.2.2 综合评判计算

利用方程V=∑Bω（3）

式（3）中V为综合得分;B为因子评分，ω为因子权重值，n为因子数，根据表8各指标权重值，得到重庆市水土保持植物综合评价计算方程为：

3.2.3 评价结果

表9为对重庆市水土保持乔木/大径竹根据公式得出的综合得分和排序。将现有植物划分为三级，一级水土保持植物（V>90分），综合表现佳;二级水土保持植物（85

一级水土保持植物共42种，分别为梨、板栗、枇杷、核桃、国槐、漆树、香椿、灯台树、麻栋、红椿、臭椿、朴树、构树、枫香、杜仲等。一级水土保持植物综合评分在90.0分以上，在适应性指标、生长指标、水土保持指标、经济指标、土壤指标等各评价指标上表现优良，适应性强，水土保持能力强，耐瘠薄，在重庆都市区城市森林立地条件差的区域，从山地坡底到山地坡顶，立地条件差到优良均可广泛栽植。

二级水土保持植物33种，分别为女贞、梧桐、马尾松、柳杉、杉木、龙眼、紫穗槐、杨梅、枫杨、柏木、毛叶木姜子等。二级水土保持植物综合评分在85.0～90.0分以上，在适应性指标、生长指标、水土保持指标、经济指标、土壤指标等各评价指标上表现良，适应性较强，水土保持能力较强，较耐瘠薄，适宜在重庆都市区城市森林立地条件相对普通的区域栽植口

三级水土保持植物15种，分别为乌柏、青冈、冬青、杜英、四川山矾、天竺桂等。三级水土保持植物综合评分在80.0～85.0分以上，在适应性指标、生长指标、水土保持指标、经济指标、土壤指标等各评价指标上表现一般，适应性一般，水土保持能力一般，在重庆都市区城市森林适宜在立地条件相对较好的区域栽植。

4 结语

水土保持植物研究一直是水保事业关注的重点。科学种植、规范管理是水土保持植物发挥效益的先决条件，选择合适的水土保持植物并栽植在合适的生长地点，势必提高水土保持效率。当前的研究成果在一定意义上为重庆市水土保持植物选择提供了参考，产业化开发利用明确了方向。但是，本研究中依然存在不足之处，需进一步的研究。一切事物都是发展变化的，水土保持植物开发重点必定随时间而变化，不是一成不变的，需要项目组继续深入的研究。重庆市水土保持植物资源非常丰富，但由于科研或宣传不够，有很多资源尤其是药用植物资源，我们还不知道其经济价值，更谈不上开发利用。所以，需要开展一些基础研究，研究开发其利用价值，攻克其产业化的关键技術，依靠科技创新，培育新型产业。做好水土保持植物资源开发利用产业化规划非常必要.在项目完成后，就可形成一个新的集中连片的产业基地.应加强不同区域水土保持植物资源开发利用产业化规划研究。

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