上海崇明区生态公益林优良造林树种选择研究

卢卫峰查勇星丁艳盛全根

(1.国家林业和草原局华东调查规划院，浙江 杭州 310019；2.江西山和林业工程咨询事务所有限公司，江西 南昌 330038；3.上海市林业总站，上海 200072)

崇明区是上海重要的生态屏障，也是长三角城市群和长江经济带生态环境大保护的标杆和典范。“十四五”期间，崇明区将进一步着力推进林业治理体系和治理能力现代化，未来要努力建成具有国内外引领示范效应且具备生态环境和谐优美、资源集约节约利用、经济社会协调发展等综合性特点的世界级生态岛。为此，崇明区大力发展生态公益林建设，根据上海市2021年森林资源监测数据，截至2020年底，崇明区森林资源面积约35200hm2，森林覆盖率已达30.05%。自2002年开始大规模绿化造林到目前已经近20a，部分林地已经到中龄林和近熟林。目前，公益林建设的重点也由面积规模的扩大逐渐向生态效益的提升转移，林地的抚育改造和生态效益的提升工程已大规模展开。因此，选择成活率高、适应性强、生长快、综合效益好的造林树种已成为崇明生态公益林改造的当务之急。本研究通过对崇明区树种资源调查，利用层析分析法筛选出适合在研究区进行生态公益林造林的优良树种。

1 树种优化选择模型的建立

利用层次分析法可以在充分遵循树种选择原则的基础上解决对树种选择各因素间的权重问题[1]。在林木抚育工程中，通过对崇明312.8hm2林地、1130个小班进行调查，对各类树种的生态学特性以及功能特征进行分析，选择树种的郁闭度、平均胸径、公顷蓄积量、树种病亡率、农药施用量、耐水耐盐能力、根系特性、叶花观赏性等指标作为公益林造林树种选择的主要因素[2]。由于各树种存在差异性，因此对各树种特性的需求侧重有所不同，为此，采用层次分析法将指标按层次分解为不同的组成因素，并根据各因素之间的相互联系、影响及隶属关系进行组合，把系统归结为指标层相对于总目标层的重要性权重或优劣次序排列的问题,最终建立一个多层次分析结构模型，即崇明区生态公益林造林树种优化选择模型。

2 树种优化选择

2.1 树种生长情况调查

选择40个崇明区生态公益林常用乔木树种进行调查，对各个小班林木的郁闭度、平均胸径、公顷蓄积量、植株病亡率、农药施用量等指标进行调查和测定，见表1，结合调查林地树种生长情况，建立树种优化选择模型。

表1 树种生长情况调查表

评价指标的权重是反映各项指标对评价目标的相对重要程度，通过对相同层次内各项指标在其功能作用的重要性进行两两比较，构造两两比较的判断矩阵，见表2，运用层次分析法求解矩阵的最大特征根对应的特征向量而得到各指标的权重，进行指标权重确定[3]。

表2 各功能指标的判断矩阵及权重

2.2 一致性检验

根据层次分析法原理:

CI=(λmax-n)/(n-1)

式中，λmax为判断矩阵的最大特征根；n为矩阵阶数=8，根据n可查表得RI(8)=1.41，据此对树种的功能指标判断矩阵进行计算和检验，通过计算得：

λmax=8.6640

CI=(λmax-n)/(n-1)=0.0948

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

据此检验上述判断矩阵符合一致性检验要求。从分析结果可知，在崇明区公益林造林树种的选择应重点考虑树种的病虫害抗性、根系特性、耐水耐盐能力等指标。

3 树种优化选择结果

3.1 树种选择关键评价指标分析

根据调查的40个造林树种的生态学特性，对树种的选择进行数量化处理，见表3，再依据每个待选树种的生长情况，对相应的各项生长指标进行打分，从而构建各树种评价指标的数据矩阵，将该数据矩阵乘以指标权重矩阵，即得出各树种的优化选择结果，见表4。郁闭度、平均胸径、公顷蓄积量调查采用群落调查方法，树种的病虫害调查采用随机踏查、资料查询、专家鉴定等方法，农药施用量由养护队统计所得，耐盐能力是根据不同盐分区域生长对比做出综合评估，根系特性、叶花观赏性是根据植物的性状进行直观评估[4]。从所选功能指标的权重来看，其权重依次为植株病亡率、耐水耐盐能力、根系特性、农药施用量，表明造林树种对病虫害的抗性和土壤的适应性是崇明生态公益林造林树种选择的重要依据[5]。

表3 树种优化选择指标的评价等级

3.2 树种评价得分及适应性分析

由表4可知，得分最高的前10位树种分别是中山杉、落羽杉、榉树、枫杨、乌桕、香樟、栾树、水杉、无患子，基本是崇明地区的乡土树种，无论是生物量、长势，还是耐水耐盐性均较好，适宜作为生态公益林树种进行推广。其余部分乡土树种，如泡桐、苦楝、臭椿、合欢，虽然在屋前宅后零星种植时生长表现良好，但在当地不太适应大规模种植，会因大面积的虫害而基本处于濒死状态，有的甚至成片枯死。木兰科的树种，如白玉兰、二乔玉兰、广玉兰、乐昌含笑，因其为肉质根，在崇明地区总体生长较好，但在低洼地区或靠近崇北盐碱区域生长状况不佳。由于崇明地区风力较大，容易出现倒伏情况，用这些树种造林时应特别关注地势情况。此外，马尾松、湿地松、杉木这类为酸性土壤适应树种，对崇明地区的偏盐碱性和高地下水位土壤非常不适合，调查发现这几种树种在崇明基本不能正常生长。欧美杨、重阳木由于虫害非常严重，虽然长势旺盛，但每年喷药量大，维护成本高，对生态环境影响大，不宜大规模种植。女贞的种植面积占了16.9%，种植比重较大，但因女贞不耐水湿和盐碱，长势较差。杜英是喜酸性植物，耐寒性不强，在崇明区的路边或林缘因不耐寒冷而长势微弱，在土壤稍盐碱区域也基本死亡，仅在林中小环境较好的区域可以生长。

表4 各造林树种的优选序列