徐曉迪,李旭清,羅梅秀,劉 丹,陳世品(福建農(nóng)林大學(xué) 林學(xué)院,福建 福州 350002)
福建省水土保持經(jīng)濟(jì)樹種的選擇與評(píng)價(jià)
徐曉迪,李旭清,羅梅秀,劉 丹,陳世品
(福建農(nóng)林大學(xué) 林學(xué)院,福建 福州 350002)
水土流失;水土保持樹種;經(jīng)濟(jì)效益;綜合評(píng)價(jià)法;福建
在前人對(duì)水土保持樹種研究的基礎(chǔ)上,采用綜合評(píng)價(jià)法與專家評(píng)分評(píng)價(jià)法相結(jié)合的方式,從適生性、經(jīng)濟(jì)性和水土保持能力3個(gè)方面對(duì)福建省56個(gè)水土保持樹種進(jìn)行的綜合評(píng)價(jià)和排序結(jié)果表明,在這56個(gè)水土保持經(jīng)濟(jì)樹種中,有9個(gè)A級(jí)(非常優(yōu)秀)、15個(gè)B級(jí)(優(yōu)秀)、32個(gè)C級(jí)(良好)。同時(shí),在分級(jí)基礎(chǔ)上對(duì)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行了分析和討論。
我國是世界上水土流失最嚴(yán)重的國家之一。水土流失對(duì)生態(tài)環(huán)境、生產(chǎn)生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都造成極大的危害[1]。水土保持工作者及研究人員在長(zhǎng)期的水土保持生物技術(shù)研究中意識(shí)到,生物治理水土流失成敗的關(guān)鍵在于所選擇的植物品種,不同種的植物種有著不同的適生性[2]。因此,合理科學(xué)地治理水土流失對(duì)人類的發(fā)展至關(guān)重要。在利用植被恢復(fù)措施進(jìn)行水土流失治理時(shí),選用具有經(jīng)濟(jì)效益的樹種可以使土地的經(jīng)濟(jì)效益和水土保持效益發(fā)揮到最大限度。
本研究立足于水土流失嚴(yán)重的福建地區(qū),利用綜合評(píng)價(jià)法來評(píng)價(jià)福建省56個(gè)水土保持經(jīng)濟(jì)樹種,旨在選擇出適生能力強(qiáng)、水土保持能力好又能帶來經(jīng)濟(jì)效益的水土保持樹種。
福建省地處我國東南沿海,介于北緯23°33′~28°20′、東經(jīng)115°50′~120°40′之間,受季風(fēng)、環(huán)流和地形的影響,氣候類型為暖濕的亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,良好的水熱條件為植物的生長(zhǎng)提供了有力的保障。
福建素有“八山一水一分田”之稱,山地丘陵面積占總土地面積的80%以上,地形較陡、土層薄,以紅壤為主,抗侵蝕能力較低[3],加上地處亞熱帶氣候區(qū),夏季多暴雨,因此降雨侵蝕較為明顯。根據(jù)2013年11月底發(fā)布的福建省第一次全國水利普查資料,2011年底全省水土流失總面積為1.22萬km2,占全省土地總面積的9.95%[4]。
福建氣候分布呈現(xiàn)較大的地域性差異,大部分地區(qū)年平均氣溫在17~21 ℃,溫度的空間分布呈現(xiàn)出由------------------
東南向西北遞減的趨勢(shì)。全省降水充沛,各地常年降水量平均在1 100~2 000 mm,呈現(xiàn)出西多東少的局面,即由沿海向內(nèi)陸逐漸遞增。全省各地年均日照時(shí)數(shù)在1 700~2 300 h之間,由沿海至內(nèi)陸、由低緯度向高緯度地區(qū)逐漸減少。
因此,在樹種的選擇上,不僅要考慮福建整體的地形地貌、氣候環(huán)境,還要考慮福建各地區(qū)氣候的地域差異。
2.1 參選樹種
通過文獻(xiàn)檢索和野外調(diào)查,對(duì)福建優(yōu)良經(jīng)濟(jì)樹種進(jìn)行分析,根據(jù)樹種對(duì)于氣候、土壤、光照等方面的要求和生長(zhǎng)習(xí)性,從果木類、油料類、藥用類、芳香油料類、飲料類、調(diào)料類、工業(yè)原料類、竹類等經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的樹種中選出具有代表性的56個(gè)水土保持樹種,即:余甘子(Phyllanthusemblica)、油茶(Camelliaoleifera)、錐栗(Castaneahenryi)、山毛豆(Tephrosiacandida)、楊梅(Myricarubra)、黑荊樹(Acaciamearnsii)、板栗(Castaneamollissima)、番石榴(Psidiumguajava)、香榧(Torreyagrandis)、喜樹(Camptothecaacuminata)、鄧恩桉(Eucalyptusdunnii)、柿樹(Diospyroskaki)、黃山松(Pinustaiwanensis)、沉香(Aquilariasinensis)、毛竹(Phyllostachysheterocycla)、黃梔子(Gardeniajasminoides)、三尖杉(Cephalotaxusfortunei)、龍眼(Dimocarpuslongan)、白欖(Canariumalbum)、毛果枳椇(Hoveniatrichocarpa)、肉桂(Cinnamomumcassia)、油桐(Verniciafordii)、黃皮(Clausenalansium)、杧果(Mangiferaindica)、桃(Amygdaluspersica)、油柰(Prunussalicina)、杜仲(Eucommiaulmoides)、蘆柑(Citrusreticulata)、綠竹(Dendrocalamopsisoldhami)、桑樹(Morusalba)、黃甜竹(Acidosasalongiligula)、枇杷(Eriobotryajaponica)、銀杏(Ginkgobiloba)、漆樹(Toxicodendronvernicifluum)、橄欖(Canariumalbum)、花椒(Zanthoxylumbungeanum)、樟樹(Cinnamomumcamphora)、厚樸(Magnoliaofficinalis)、桂花(Osmanthusfragrans)、香椿(Toonasinensis)、茶(Camelliasinensis)、梨(Pyruscalleryana)、椰子(Cocosnucifera)、八角(Illiciumverum)、李(Prunussalicina)、哺雞竹(Phyllostachysiridescens)、早竹(Phyllostachyspraecox)、棕櫚(Trachycarpusfortunei)、南酸棗(Choerospondiasaxillaris)、荔枝(Litchichinensis)、臍橙(Citrusjunos)、烏桕(Sapiumsebiferum)、金橘(Fortunellamargarita)、山蒼子(Litseacubeba)、雷竹(Phyllostachyspraecox)、柚(Citrusmaxima)。
2.2 綜合評(píng)價(jià)體系層次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本研究針對(duì)福州地區(qū)的區(qū)域特點(diǎn)及本地區(qū)大量?jī)?yōu)良水土保持經(jīng)濟(jì)樹種的生物學(xué)特性及生理生態(tài)特性,構(gòu)建合適的遞階層次結(jié)構(gòu)體系,結(jié)合專家評(píng)分評(píng)價(jià)法,對(duì)樹種在適生性、經(jīng)濟(jì)性、水土保持能力3個(gè)方面進(jìn)行賦分,通過綜合評(píng)價(jià)體系得出最終得分并排序,從而選擇出較為優(yōu)良的樹種。
3.1 樹種評(píng)價(jià)模型
為了盡可能地使評(píng)價(jià)結(jié)果科學(xué)、準(zhǔn)確和可靠,就要從各個(gè)因子中選擇合適的指標(biāo)建立一個(gè)合理的、客觀的指標(biāo)體系[7]。根據(jù)此次研究的評(píng)價(jià)目標(biāo),建立了水土保持經(jīng)濟(jì)樹種評(píng)價(jià)模型,見表1。
表1 水土保持經(jīng)濟(jì)樹種評(píng)價(jià)模型
第一層(A)為目標(biāo)層,構(gòu)建優(yōu)化的模型評(píng)價(jià)體系,即水土保持經(jīng)濟(jì)樹種的綜合評(píng)價(jià)。第二層(B)為準(zhǔn)則層,選適生性、經(jīng)濟(jì)性和水土保持能力3個(gè)方面作為評(píng)價(jià)體系指標(biāo)。第三層(C)是要素層,即評(píng)價(jià)因子,由定性指標(biāo)組成,一共12個(gè),這12個(gè)定性指標(biāo)通過查閱文獻(xiàn)資料利用專家評(píng)分評(píng)價(jià)法進(jìn)行賦分[8-9]。
3.2 評(píng)價(jià)因子賦分標(biāo)準(zhǔn)的確定
由于評(píng)價(jià)因子全部為定性要素,為了便于客觀直接地比較,所以根據(jù)文獻(xiàn)資料對(duì)樹種在評(píng)價(jià)因子方面的描述進(jìn)行了印象賦分,使定性的評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)槎康脑u(píng)價(jià)。
每一個(gè)評(píng)價(jià)因子分成4個(gè)標(biāo)度,賦分1、2、3、4分。
3.3 計(jì)算水土保持經(jīng)濟(jì)樹種綜合評(píng)價(jià)值
通過查閱文獻(xiàn)資料和專家評(píng)價(jià)評(píng)分,對(duì)每一種植物的評(píng)價(jià)因子(C層次)進(jìn)行打分,然后通過綜合評(píng)價(jià)評(píng)分體系計(jì)算其在適生性、經(jīng)濟(jì)性和水土保持能力3個(gè)方面的得分(B層次),最終推算出每個(gè)樹種的總分,即水土保持經(jīng)濟(jì)樹種的綜合評(píng)價(jià)得分(A層次)。
4.1 水土保持經(jīng)濟(jì)樹種評(píng)價(jià)結(jié)果
根據(jù)已經(jīng)建立的水土保持經(jīng)濟(jì)樹種評(píng)價(jià)模型和上述的評(píng)價(jià)指標(biāo)、計(jì)算方法,計(jì)算出的結(jié)果見表2。
4.2 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果分析
根據(jù)表2綜合評(píng)價(jià)的得分將56個(gè)水土保持經(jīng)濟(jì)樹種分為三個(gè)等級(jí):A級(jí)(非常優(yōu)秀)——綜合評(píng)價(jià)得分>3.17的樹種;B級(jí)(優(yōu)秀)——綜合評(píng)價(jià)得分3.17~2.89的樹種;C級(jí)(良好)——綜合評(píng)價(jià)得分<2.89的樹種。
表2 56個(gè)水土保持經(jīng)濟(jì)樹種綜合評(píng)價(jià)和各要素評(píng)價(jià)得分及排序
為了使計(jì)算結(jié)果更加直觀,按照綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的分級(jí),將A、B和C三個(gè)級(jí)別樹種的各項(xiàng)得分分別制作成柱狀圖進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。
4.2.1 A級(jí)樹種
在A級(jí)里面,一共有9個(gè)樹種。這9個(gè)樹種在準(zhǔn)則層3個(gè)方面的表現(xiàn)在此次研究的所有樹種中較為突出,綜合評(píng)價(jià)得分排名靠前。A級(jí)樹種的柱狀圖見圖1。
圖1 A級(jí)水土保持經(jīng)濟(jì)樹種各項(xiàng)得分
綜合評(píng)價(jià)第一的樹種是油茶,其經(jīng)濟(jì)性和水保能力均得到了最高分。
在適生性方面,該級(jí)別樹種得分都不低于2.5,錐栗、茶和梨的適生性得分最高。錐栗可耐極端低溫-15 ℃,但要求光照充足,每日日照時(shí)數(shù)常在6 h以下的地方,不能滿足錐栗生長(zhǎng)發(fā)育需求。錐栗對(duì)土壤種類和肥力要求不高,但以pH值為5.5~6.5的偏酸性土壤最為適宜。茶耐陰,喜漫射光,對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),品種豐富。梨的適生性很強(qiáng),對(duì)土壤條件要求不嚴(yán)苛,不論山地、丘陵、沙荒地、鹽堿地還是紅黃壤都能生長(zhǎng)結(jié)果,加強(qiáng)管理就可獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)[10]。
(3)施工材料堆放。因路橋工程工期較短,且施工時(shí)往往完全封鎖,所以要在封鎖時(shí)間內(nèi)及時(shí)提供各種施工材料?;诖?,根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,結(jié)合進(jìn)度安排,對(duì)材料的進(jìn)場(chǎng)進(jìn)行合理安排,并予以進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收,根據(jù)要求向建設(shè)單位和監(jiān)理單位送檢,開展抽樣檢測(cè),未經(jīng)檢測(cè)和檢測(cè)結(jié)果不合格的材料一律不得進(jìn)場(chǎng)。檢測(cè)合格的材料方可進(jìn)場(chǎng),按平面布置圖的指示對(duì)其進(jìn)行分類堆放,做好相應(yīng)的標(biāo)記,以便施工時(shí)順利取用。
在經(jīng)濟(jì)性方面,該級(jí)別樹種中油茶、錐栗和余甘子的得分最高。油茶是我國南方的主要經(jīng)濟(jì)林木,經(jīng)濟(jì)收益期達(dá)40~50年。油茶用途廣泛,通過綜合利用還可以大大提高油茶經(jīng)濟(jì)效益。錐栗堅(jiān)果營(yíng)養(yǎng)豐富,木材堅(jiān)硬,是優(yōu)良的建筑用材,福建建甌市錐栗面積和產(chǎn)量居全國之首。余甘子一般在定植后4年可以達(dá)到盛果期,且余甘子的盛果期非常長(zhǎng),預(yù)計(jì)可達(dá)100~500年。改造野生林為余甘子果園是一種投資少、見效快、收益高的舉措[10]。
在水土保持能力方面,該級(jí)別樹種的表現(xiàn)都十分優(yōu)秀。油茶屬直根系植物,主根發(fā)達(dá),成年時(shí)主根能深入土層2~3 m深,且萌芽力強(qiáng),抽發(fā)的新梢結(jié)實(shí)粗壯,是很好的固土護(hù)坡植物。楊梅是深根、速生且有根瘤的樹種。余甘子極耐貧瘠,根系發(fā)達(dá),主根粗而長(zhǎng),有的可以超過10 m,甚至直穿巖層縫隙,蓄水固土功能很強(qiáng),在福建南部為重要的水土保持樹種[10]。
4.2.2 B級(jí)樹種
在B級(jí)里面,一共有15個(gè)樹種。B級(jí)樹種的柱狀圖詳見圖2。
圖2 B級(jí)水土保持經(jīng)濟(jì)樹種各項(xiàng)得分
該級(jí)別綜合評(píng)價(jià)第一的樹種是板栗,其水土保持能力十分出色,適生性與經(jīng)濟(jì)性也取得高分。
在適生性方面,該級(jí)別得分最高的樹種是樟樹和南酸棗。樟樹適生性廣,喜溫暖潮濕的氣候,適宜在土層深厚的微酸性土壤中生長(zhǎng)。南酸棗喜光,略耐陰,萌芽力強(qiáng),生長(zhǎng)迅速[10]。
在水土保持能力方面,該級(jí)別樹種中板栗、柿樹、花椒、黑荊樹和黃山松都取得了高分。板栗為深根性樹種,主側(cè)根發(fā)達(dá)。柿樹耐旱耐水濕,主根系發(fā)達(dá)。花椒耐瘠薄,喜生于肥厚沙壤土,須根多且側(cè)根發(fā)達(dá)。黑荊樹是深根、速生且有根瘤的樹種。黃山松為深根性樹種,主根粗長(zhǎng),側(cè)根發(fā)達(dá),是重要的水土保持樹種。這些樹種都具有較強(qiáng)的護(hù)坡固崖、護(hù)埂固坎能力。
4.2.3 C級(jí)樹種
C級(jí)樹種在此次研究中的綜合評(píng)價(jià)值相對(duì)較低,但是仍有幾個(gè)樹種的水土保持能力較為優(yōu)良。在這個(gè)級(jí)別里面,一共有32個(gè)樹種。C級(jí)樹種的柱狀圖詳見圖3。
該級(jí)別綜合評(píng)價(jià)第一的樹種是肉桂和綠竹。肉桂的水土保持能力得分比較領(lǐng)先,但適生性得分較落后;綠竹的經(jīng)濟(jì)性得分較高,但是其適生性和水土保持能力都只得了2.7分。排名最后的樹種是雷竹,其適生性和水土保持能力均較弱。
在適生性方面,該級(jí)別樹種的得分普遍較低。適生性最好的樹種是山蒼子,最差的是金橘(1.3分),這也是此次研究中適生性得分的最低水平。金橘性喜陽光充足、溫暖濕潤(rùn)的氣候,不耐寒,稍耐陰,耐旱,要求排水良好的肥沃、疏松的微酸性砂質(zhì)壤土,養(yǎng)護(hù)時(shí)要放置在陽光充足的地方,若光照不足,往往會(huì)造成枝葉徒長(zhǎng),開花結(jié)果較少[10]。
在經(jīng)濟(jì)性方面,八角的得分最高,得分最低的樹種為烏桕(1.3分),這也是此次研究中經(jīng)濟(jì)性得分的最低水平。烏桕害蟲種類比較多,有200余種,管理成本高,經(jīng)濟(jì)效益一般。
在水土保持能力方面,鄧恩桉、桑樹和烏桕的得分都達(dá)到了此次研究樹種的最高水平,得分最低的樹種為椰子、八角、李、臍橙和雷竹,這些樹種的根系較淺,護(hù)坡固土的能力較弱。
本次研究的結(jié)果基本與以往研究的結(jié)果相符。綜合評(píng)價(jià)排序靠前的幾個(gè)樹種在眾多文獻(xiàn)資料里被多次提及并作為優(yōu)良水土保持經(jīng)濟(jì)樹種進(jìn)行推薦[11-14]。本次研究的56個(gè)樹種,從適生性、經(jīng)濟(jì)性和水土保持能力方面對(duì)其打分排名,綜合得分最高的前三個(gè)樹種為油茶、毛竹和錐栗,它們適生范圍廣,具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和水土保持能力,在水土保持經(jīng)濟(jì)樹種的選擇上可以被優(yōu)先考慮。而綜合排名得分最低的三個(gè)樹種為金橘、沉香和雷竹。金橘對(duì)生境要求比較嚴(yán)苛,水土保持能力也較弱,但其經(jīng)濟(jì)性處于中等水平。沉香在各方面的得分均較低,對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境的要求較高,但近年來我國沉香呈供不應(yīng)求的局面,可積極發(fā)展栽培生產(chǎn)。雷竹適生性和水土保持能力較差,但具備良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此,在樹種的選擇上還要結(jié)合實(shí)際立地條件和各地對(duì)于樹種更側(cè)重的要求。綜合打分表只提供參考,并不代表排名靠后的樹種就不具備選擇價(jià)值。
由于福建省南北的自然條件、土壤條件和氣候條件等差異比較大,因此本次研究中所選出的較好的水土保持樹種不一定都能適合,有的只能適應(yīng)南亞熱帶,如余甘子、龍眼、荔枝、白欖、杧果、八角,有些樹種的主產(chǎn)區(qū)或優(yōu)良品種只分布在福建的一些區(qū)域,如錐栗(南平、建甌)、蘆柑(漳州)、枇杷(莆田)、余甘子(福建南部如莆田、惠安、南安、安溪、晉江)、荔枝(福建閩南和東南沿海)、白欖(閩清、閩侯、莆田、仙游、閩南)、黑荊樹(福建南部)。有些樹種為福建重點(diǎn)引進(jìn)和栽培的優(yōu)良品種,如油茶中的衡東大桃為優(yōu)良品種,古田油柰為福建名、特、優(yōu)水果?;诖?,在實(shí)際樹種選擇的過程中還要因地適宜,根據(jù)地理位置、立地條件、周圍環(huán)境等影響因子,結(jié)合實(shí)地調(diào)查確定。
本次研究在賦分的過程中,受主觀因素的影響,賦分會(huì)有一定的誤差,從而影響結(jié)果和分析。本次研究更加注重樹種的適生性,同時(shí)兼顧水土保持能力和經(jīng)濟(jì)性,所以權(quán)重的分配在很大程度上影響著綜合評(píng)價(jià)的得分。另外,本次研究的要素層只設(shè)置了12個(gè)指標(biāo),在以后的研究中可以設(shè)置更多的指標(biāo),這樣綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果會(huì)更加的多元化、層次化,最終結(jié)果的指向性也會(huì)更加明顯。
本研究?jī)H僅針對(duì)福建省56個(gè)常見的水土保持經(jīng)濟(jì)樹種進(jìn)行了研究,在實(shí)際中,還有相當(dāng)多的草本植物可以起到水土保持效果和產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。在以后的研究過程中可以把其他的一些植物類型列舉進(jìn)來進(jìn)行研究,使得結(jié)果更具有實(shí)踐意義。
此次評(píng)價(jià)過程的經(jīng)濟(jì)性得分是由豐產(chǎn)性、速生性、經(jīng)濟(jì)效益和種植管護(hù)成本四者得分計(jì)算來的,有的經(jīng)濟(jì)果樹的管護(hù)成本較高,所以在經(jīng)濟(jì)性方面的得分較低,而有的樹木在現(xiàn)實(shí)中存在著除這四個(gè)指標(biāo)外對(duì)其經(jīng)濟(jì)性影響更大的指標(biāo)。因此,綜合評(píng)價(jià)得分的排序只是一個(gè)大體的概括,一般的參考意義更多一些,尤其是最后得分相同的樹種。在實(shí)際的造林生產(chǎn)活動(dòng)中,還是要遵循適地適樹的原則并且結(jié)合造林的目的進(jìn)行選種。
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(責(zé)任編輯 徐素霞)
S157;S725.1
A
1000-0941(2017)08-0025-05
國家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(2014BAD15B)
徐曉迪(1994—),女,江蘇泰州市人,碩士研究生,從事林學(xué)研究;通信作者陳世品(1968—),男,福建南平市人,副教授,博士,從事森林培育研究。
2017-01-15