馮瑞雪，武秀娟

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，山西 太谷 030801;2.山西省林業(yè)科學(xué)研究院，山西 太原 030012)

1 造林樹種選擇的研究

樹種選擇是造林的基礎(chǔ)，是森林培育的重點。通過采用綜合技術(shù)，有目的地選擇樹種，進行合理配置，使樹種與立地條件相適應(yīng)，充分發(fā)揮造林樹種的生態(tài)、經(jīng)濟和景觀功能。樹種選擇及配置應(yīng)遵循植物生態(tài)學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)、城市生態(tài)學(xué)、風景園林學(xué)和環(huán)境美學(xué)等理論原則，并結(jié)合造林的性質(zhì)和立地條件，根據(jù)樹種的生理特性、環(huán)境適應(yīng)性等，選擇適宜樹種及其組合進行配置。

1.1 國內(nèi)造林樹種選擇研究

長期以來我國造林樹種單一，林分結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，綜合效益低。因此，引進新樹種，加強對樹種的馴化，增加造林樹種多樣性，是我國林業(yè)工作者關(guān)注的熱點。在樹種選擇中，首先考慮鄉(xiāng)土樹種。鄉(xiāng)土樹種在長期的自然選擇過程中，完全適應(yīng)了本地的氣候、水分和土壤等自然條件，生長良好。以鄉(xiāng)土樹種為主，同時選擇已經(jīng)引種并馴化的，不會對已有生物造成侵害的樹種。例如:楊帆、姜燦榮[1］運用SWOT法分析了南寧市城市森林的現(xiàn)狀，提出調(diào)整林種結(jié)構(gòu)為發(fā)展城郊森林的主要對策與措施，大力發(fā)展優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種，增加闊葉混交林和針闊混交林的比例，提高森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，豐富森林景觀。

在選擇樹種的過程中，除了選擇防風固沙、抗煙塵、吸收污染物等生態(tài)功能較強的樹種外，也可適當選擇經(jīng)濟效益較高(果樹、藥材等)，樹形較好，葉、皮、花和果具有較高觀賞價值的樹種。造林要重視生態(tài)效果，強化景觀效果，兼顧經(jīng)濟效益。

1.2 國外造林樹種選擇研究

國外造林重視樹種選擇，由經(jīng)營生產(chǎn)率低、出材率低和不適合工業(yè)加工利用的樹種，向開發(fā)早期速生、收獲期短、出材率高、適合加工利用的樹種轉(zhuǎn)移，同時努力尋求適宜更廣泛地域栽植的樹種[2-4］。在選用造林樹種時，一般把鄉(xiāng)土樹種和外引樹種并重，在鄉(xiāng)土樹種中篩選出新的樹種。在熱帶地區(qū)，為有較快的發(fā)展把經(jīng)過長期試驗選出的外引樹種作為特定地區(qū)的主要造林樹種，這在世界各國中有相當?shù)钠毡樾浴＠?，新西蘭的輻射松、巴西的桉樹、英國的西脫卡云杉、匈牙利的刺槐、德國的花旗松等。無論是鄉(xiāng)土樹種還是外引樹種，都越來越重視種源的選擇及樹種對生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性。

造林配置的最基本工作是造林樹種的選擇，國內(nèi)外都很重視這一問題。美國在1935年至1942年就對常用樹種進行了篩選，選出了適宜大平原造林的常用樹種;前蘇聯(lián)在草原造林時，考慮喬灌木樹種對土壤條件的適應(yīng)性，并根據(jù)喬灌木的根系、生長發(fā)育狀況進行分類選擇。造林樹種選擇直接影響林帶疏透度、生長速度及最終高度，以及森林生態(tài)效益的發(fā)揮和野生動物棲息環(huán)境的改善等。樹種的適應(yīng)性、穩(wěn)定性、抗蟲能力、樹冠密度、根系特性和自然更新力等是樹種選擇時應(yīng)著重考慮的要素。一般規(guī)律是以鄉(xiāng)土樹種為主，適當搭配經(jīng)過試驗的引種樹種，以抗性強、適應(yīng)性強、壽命長、綜合效益好的樹種為最佳選擇對象。強調(diào)樹種對生境的生態(tài)適應(yīng)性，選擇樹種時將生態(tài)指標與經(jīng)濟指標結(jié)合起來。

2 造林立地類型的研究

因地制宜、適地適樹是造林工作中遵循的基本原則，其基礎(chǔ)是科學(xué)地劃分造林地的立地條件，樹種選擇必須以相適應(yīng)的立地評價和分類為基礎(chǔ)。目前，還不存在全世界通用的立地評價方法和分類體系，各地區(qū)都在研究適合本地區(qū)的方法。已有研究成果的覆蓋面還不夠廣，其中大多數(shù)是以立地指數(shù)指示立地的生產(chǎn)潛力，并使之與各立地因子建立數(shù)量化關(guān)系作為基本方法。然而，隨著對立地研究的深入也為更精確地踐行適地適樹提供了良好的基礎(chǔ)。因此，森林立地分類的研究在整個林業(yè)科學(xué)中占有重要地位，直接影響到林業(yè)生產(chǎn)水平?？v觀現(xiàn)代林業(yè)的發(fā)展，凡是林業(yè)發(fā)達國家，如西德、瑞典、芬蘭、前蘇聯(lián)、日本、加拿大、美國等，在森林立地分類方面都做了長期、深入的研究。西德繪制了造林地區(qū)立地圖，日本編制了適地適樹基準表，前蘇聯(lián)制定了全國的立地條件類型表，美國和加拿大等編制了立地指數(shù)圖表。這些重要成果的應(yīng)用，對提高森林生產(chǎn)力和擴大森林資源起到了良好的促進作用。其共同的特點是持久地、有長遠規(guī)劃地進行了多層次(全國、全省、全縣)和多系統(tǒng)的綜合性分類工作，并將區(qū)劃和分類結(jié)合起來，形成了一個適于本國國情的完整分類體系[5］。

3 樹種生態(tài)適應(yīng)性評價方法

從國內(nèi)外相關(guān)資料看，樹種生態(tài)適應(yīng)性評價包括單一樹種的評價、同類樹種的評價和多類樹種的評價。

3.1 單一樹種的生態(tài)適應(yīng)性評價

對單一樹種生態(tài)適應(yīng)性評價而言，可以探究該樹種在不同立地上的生態(tài)適應(yīng)性。如衛(wèi)三平等[6］為了研究刺槐林的生態(tài)適應(yīng)性，在對不同立地條件下刺槐林生長狀況調(diào)查的基礎(chǔ)上，應(yīng)用Verhanlst生長預(yù)測模型和模擬最優(yōu)局勢決策法進行了分析，發(fā)現(xiàn)刺槐林的生長狀況與立地條件的土壤水分變化基本一致，不同立地條件下刺槐林生長差異顯著，同時篩選出適宜營造刺槐林的最佳立地條件類型。也可以以造林樹種為試驗材料，進行一些生態(tài)適應(yīng)性指標的試驗，從而對其生態(tài)適應(yīng)性進行評價。如陶晶等[7］以引進樹種銀莓為試驗材料，進行了抗寒性測定及耐鹽堿盆栽試驗，并在吉林省西部及北方省份進行試驗，對銀莓抗寒性及抗鹽堿能力進行了綜合評價，為銀莓的推廣種植提供了生態(tài)學(xué)上的參考。

3.2 同類樹種生態(tài)適應(yīng)性評價

3.2.1 評價指標的篩選和量化

樹種生態(tài)適應(yīng)性的評價指標較多，根據(jù)“適地適樹”樹種適應(yīng)性評價原則，不同樹種根據(jù)不同的需求選取的評價指標也不同。姚曉蕊等[8］選取了樹木生長量快慢和抗逆性強弱作為克拉瑪依農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)人工栽培樹種生態(tài)適應(yīng)性評價指標。胡建忠等[9］運用綜合評價法，在黃土高原重點水土流失區(qū)，生態(tài)經(jīng)濟型喬木樹種的區(qū)位環(huán)境適宜性中，對不同立地條件下有系統(tǒng)資料的人工栽培適生經(jīng)濟型喬木樹種進行適地、適樹、適法評價。其評價指標體系可分為30多個，根據(jù)需要選擇生長指標(包括樹高、胸徑、冠幅、生物量、郁閉度等)和水土保持指標(包括林冠截留率、土壤入滲率、林地減沙率等)。

目前，篩選指標的方法主要有專家咨詢法、理論分析法、頻度分析法或3種方法的綜合[10，11］。所謂3種方法的綜合，即首先采取頻度分析法，全面收集生態(tài)景觀林的相關(guān)資料及研究文獻，選取其中使用頻度較高的指標。同時結(jié)合研究區(qū)現(xiàn)狀和規(guī)劃目標等進行分析、比較和綜合。在此基礎(chǔ)上，采用專家咨詢法對指標進行調(diào)整，如有1/3以上專家認為某項指標不重要，則該指標被淘汰。對于權(quán)重很小的指標，列入相近指標中。經(jīng)過2輪專家咨詢，直到70%以上專家都認同，才列入指標體系，最終形成造林樹種綜合評價指標體系[12］。篩選出來的指標在效益評價時的作用是不均等的，各指標的貢獻大小可以用權(quán)重來表示。權(quán)重可以通過層次分析法[13］，特爾菲法[14］，特爾菲法和層次分析法的結(jié)合，層次分析法和熵權(quán)法的結(jié)合等方法來確定。

3.2.2 數(shù)學(xué)分析方法

評價樹種對單一環(huán)境因子或多重環(huán)境因子的生態(tài)適應(yīng)性時，參評指標有多個，且有的指標難以量化。類似這樣具有模糊概念的問題應(yīng)從模糊數(shù)學(xué)角度出發(fā)，對原始數(shù)據(jù)標準化后進行分析。從相關(guān)文獻資料看，目前采用的數(shù)學(xué)分析方法主要有層次分析法[15］、灰色關(guān)聯(lián)法[16］、打分法[17］、多目標決策法[18］、主成分分析法[8］和集對分析法[19］等。

層次分析法是將有關(guān)元素分解成目標、準則、指標等層次，在此基礎(chǔ)上進行定性和定量的分析決策方法。如韓玉潔[15］等運用層次分析法對上海市沿海的防護林樹種進行了評價。該方法是美國運籌學(xué)家薩蒂于20世紀70年代提出的，并于20世紀80年代初期引入我國，目前已成為一種常用的多目標決策方法。該方法把復(fù)雜問題中的各個影響因素通過劃分層次使其條理化，根據(jù)對一定客觀、現(xiàn)實的判斷就每一層次的相對重要性給予定量表示，利用數(shù)學(xué)確定表達每一層次全部元素的相對重要性次序的權(quán)值，并通過排序來分析解決問題。它的特點就是把一個復(fù)雜的問題表現(xiàn)為層次結(jié)構(gòu)，通過同一層次內(nèi)不同因素的權(quán)重，將它們之間進行相互比較，從而判斷得出下一層次因素的權(quán)重，既要考慮本層次，又要考慮上一層次[11］。層次分析法把人們主觀判斷用數(shù)量方式表達和處理，使定性分析和定量分析相結(jié)合，因而，提高了系統(tǒng)評價的可行性、可靠性和有效性。

灰色關(guān)聯(lián)分析法是分析系統(tǒng)中多因素關(guān)聯(lián)程度的一種方法，樣本的灰色關(guān)聯(lián)評價值反映該樣本與各個指標值最優(yōu)的“理想樣本”的相似程度。因此，其大小可以反映樣本的優(yōu)劣。按照灰色關(guān)聯(lián)理論，可把參加評價的樹種視為一個系統(tǒng)，每個樹種即為系統(tǒng)中的一個因素，通過構(gòu)造一個理想的參考樹種，通過比較評價樹種與參考樹種的各項指標，計算參評樹種與參考樹種的關(guān)聯(lián)度，即可比較得出參評樹種的優(yōu)劣?；疑P(guān)聯(lián)分析法應(yīng)用于樹種的適宜性評價是可行的，它具有計算簡單、結(jié)論明確的優(yōu)點，可作為一種比較樹種優(yōu)劣的重要方法?；疑P(guān)聯(lián)分析法不僅具有可靠的統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ)，而且充分綜合樹種各個性狀的全部信息，以同一立地條件下生長最好的樹種為“參考樹種”，既體現(xiàn)了樹種生長的要求，又從樹種的實際生長狀況出發(fā)，比起僅以某一性狀排序更客觀、合理。因此，通過關(guān)聯(lián)度排序，評價參評樹種的生長適宜性較為合理。

層次分析法和灰色關(guān)聯(lián)分析法等在權(quán)重系數(shù)確定的過程中易受人為因素的影響，存在一定誤差。為了科學(xué)、全面、客觀地對造林樹種進行評價，篩選出適宜在本地生長的樹木種類，可采用多元統(tǒng)計中的Fisher判別分析法[20］。Fisher判別函數(shù)的一般形式是:

式中: Y——判別函數(shù);

xl，x2，x3…xn——測試變量;

al，a2，a3…an——判別系列。

對于G類判別，至多可建立G－1個Fisher判別函數(shù)。對每個個體進行判別時，把測試的各變量值代入判別函數(shù)，得出判別分數(shù)，依據(jù)判別分數(shù)到任一子總體馬氏距離最近的原則確定該個體屬于哪一類。馬氏距離公式為:

式中:di——馬氏距離;

X——判別分向量;

Gi——某一總體。

其優(yōu)點是不必考慮多元變量的數(shù)據(jù)類型，并可以用分組小樣本來估計總體，從建立的判別函數(shù)來判斷樹木的生態(tài)適應(yīng)類型，避免主觀因素影響。

3.3 多類樹種生態(tài)適應(yīng)性評價

從國內(nèi)外相關(guān)資料看，樹種生態(tài)適應(yīng)性評價大多局限于對同類樹種的適應(yīng)性研究[21］，有關(guān)對多類樹種的生態(tài)適應(yīng)性研究目前很少有報道。多類樹種因栽植目的、分布特點及生物學(xué)特性等不同，評價指標也有所不同，給評價工作帶來了一定的難度。可以在借鑒同類樹種多指標評價方法的基礎(chǔ)上，建立一套多目的、多指標樹種生態(tài)適應(yīng)性綜合評價方法，把復(fù)雜問題通過數(shù)學(xué)模型分類處理使其簡單化。如姚曉蕊[8］等利用多目的、多指標的綜合評價體系，對克拉瑪依農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)人工栽培的82個樹種依據(jù)栽培目的(生態(tài)防護林樹種、生態(tài)經(jīng)濟林樹種和庭院觀賞樹種)進行了生態(tài)適應(yīng)性評價。

4 結(jié)語

在樹種的生態(tài)適應(yīng)性評價中，有些表現(xiàn)好的樹種，也有可能被評價為一般樹種甚至為邊緣樹種。這與選擇的指標不完全有關(guān)，另外一個主要原因是數(shù)量化評分標準還不夠成熟，不同學(xué)者測量指標側(cè)重有所不同，指標量之間的吻合換算也有誤差，需要今后研究改進。

在正確評價樹種生態(tài)適應(yīng)性的基礎(chǔ)上，立地類型劃分、樹種選擇和適當?shù)脑炝旨夹g(shù)則成為各類樹種造林成敗的關(guān)鍵因素。而且，在某些條件下，有必要進行一些立地質(zhì)量改善措施，這些對提高樹種的成活率，促使造林成功具有重要意義。

[1]楊 帆，姜燦榮.南寧城市森林現(xiàn)狀分析及發(fā)展策略[J］.中國城市林業(yè)，2007，5(5):22-24.

[2]李 周，謝京湘.國內(nèi)外發(fā)展速生豐產(chǎn)林的比較研究[J］.林業(yè)經(jīng)濟，1992(2):26-32.

[3]柴思宇，劉 燕.國外城市樹種選擇指導(dǎo)及其借鑒[J］.中國園林，2011(9):82-85.

[4]孫 尤，李俊濤，劉 強.中國城郊防護林研究進展[J］.防護林科技，2008(6):28-30.

[5]王高峰.森林立地分類研究評價[J］.南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，1986(3):108-124.

[6]衛(wèi)三平，衛(wèi)正新，李樹懷，等.晉西黃土丘陵溝壑區(qū)刺槐林適宜性調(diào)查研究[J］.山西水土保持科技，2001(2):36-39.

[7]陶 晶，陳士剛，李青梅，等.引進灌木樹種銀莓生態(tài)適應(yīng)性評價[J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2007(2):26-28.

[8]姚曉蕊，潘存德，王維翰.克拉瑪依農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)人工栽培樹種生態(tài)適應(yīng)性評價[J］.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008(1):1-6.

[9]胡建忠，黨維勤，李樹懷，等.黃土高原重點水土流失區(qū)生態(tài)經(jīng)濟型喬木樹種的區(qū)位環(huán)境適宜性[M］.鄭州:黃河水利出版社，2000.

[10]王翠娟，高素萍.成都城市森林生態(tài)效益綜合評價指標體系研究[J］.林業(yè)建設(shè)，2007(5):34-37.

[11]馬 俊，韋新良，尤建林，等.生態(tài)景觀林樹種選擇定量研究[J］.浙江林學(xué)院學(xué)報，2008，25(5):578-583.

[12]雷孝章，王金錫，彭沛好，等.中國生態(tài)林業(yè)工程效益評價指標體系[J］.自然資源學(xué)報，1999，14(2):175-182.

[13]王 燁.錫林浩特市園林綠化樹種的適宜性研究[D］.呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[14]張 碩，陳其兵，侯萬儒，等.居住區(qū)環(huán)境綠化質(zhì)量的評價方案與方法[J］.西華師范大學(xué):自然科學(xué)版，2010(4):165-168.

[15]韓玉潔，孫海菁，朱春玲，等.上海沿海防護林樹種適應(yīng)性評價[J］.南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2010(4):165-168.

[16]黃廣遠，徐程揚，毛 斌，等.基于灰色關(guān)聯(lián)的北京城區(qū)景觀喬木樹種評價[J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，39(11):102-104.

[17]陳艷瑞，劉 康，陳啟民，等.準格爾盆地南緣防護林樹種適宜性評價[J］.干旱區(qū)資源與環(huán)境，2011(11):152-156.

[18]張賢良.多目標決策法在生態(tài)公益林資源優(yōu)化配置中的應(yīng)用研究[J］.林業(yè)資源管理，2002(6):31-34.

[19]邱爾發(fā)，彭鎮(zhèn)華，王 成，等.城市綠化竹子生態(tài)適應(yīng)性評價[J］.生態(tài)學(xué)報，2006，26(9):2 896-2 904.

[20]袁志發(fā)，周靜芋.多元統(tǒng)計分析[M］.北京:科學(xué)出版社，2002.

[21]Jama B，Nair P K R.Comparative growth performance of some multipurpose trees and shrubs grown at Machakos，Kenya[J］.Agroforestry Systems，1989，9(1):17-27.