重慶都市區(qū)城市森林水土保持型喬木及大徑竹類植物調(diào)查及評價

李承承 李果 湛小燕

摘要：以重慶城市森林水土保持型喬木及大徑竹類植物為研究葉象，采用層次分析法，從環(huán)境適應性、生長狀況、水土保持效果、經(jīng)濟價值等方面，構(gòu)建了評價指標體系，對重慶城市森林水土保持型喬木及大徑竹類植物進行了篩選及評價研究，結(jié)果表明：①重慶城市森林水土保持型喬木及大徑竹類植物資源豐富，43科107屬189種。②根據(jù)重慶都市區(qū)水土保持型喬木/大徑竹綜合評價得分及排序，共有三級以上（分值>80分）水土保持型植物90種，其中一級水土保持植物共42種，二級水土保持植物共33種，三級水土保持植物共15種。③重慶市水土保持植物資源非常豐富，有很多資源尤其是藥用植物資源，需要開展一些基礎研究，開發(fā)其利用價值，攻克其產(chǎn)業(yè)化的關鍵技術(shù)，依靠科技創(chuàng)新，培育新型產(chǎn)業(yè)，為重慶都市區(qū)城市森林水土保持林建設提供理論依據(jù)及技術(shù)支撐。

關鍵詞：重慶都市區(qū);水土保持;喬木;大徑竹;評價

中圖分類號：S731 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）22-0007-06

1 引言

重慶市是集大城市、大農(nóng)村、大山區(qū)、大庫區(qū)為一體的超大城市，自然生態(tài)條件、地區(qū)發(fā)展水平、城鄉(xiāng)發(fā)展水平差異較大。重慶市屬于全國水土保持區(qū)劃中的西南紫色土區(qū)（四川盆地及周圍山地丘陵區(qū)），其主城城鎮(zhèn)開發(fā)和基礎設施建設區(qū)侵蝕強度高，是全市水土流失比較嚴重的區(qū)域。

通過營造植被來改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境、治理水土流失是當前水土保持界公認的最便捷、最有效、最科學和最綠色可持續(xù)的水土保持方法。首先要做到的是選出水土保持功能強大的水土保持植物。水土保持植物通常具有根系發(fā)達、適應性廣和生長速度快、對氣候以及土壤等自然條件的要求不高等習性[1]，對于水土保持植物的篩選既要參考其生物學特征、生態(tài)學習性，也要根據(jù)其在不同環(huán)境下水土保持能力表現(xiàn)來具體判斷?！吨貞c維管植物檢索表》記錄了重慶市5900余種維管植物，并對其資源分布狀況進行了簡要介紹。除去規(guī)模系統(tǒng)的調(diào)查研究外，針對幾個或單個植物物種的水土保持能力、抗性能力和水土保持植物資源開發(fā)利用方面的研究更加深入。學者們通過大量研究，指出了羽葉山黃麻、苜蓿、香根草、漆樹、桑、南竹[2～11]、馬尾松[12]、杉木[13]、柳杉[14]、柏樹[15，16]、杜仲[17]、厚樸[18]、構(gòu)樹[19]、光皮樺[20]、木荷[21]、秋華柳[22]、廣東山胡椒[23]、牛鞭草[24]等是較好的水土保持植物。對于典型的重慶水土保持植物如杜仲、厚樸、花椒、批把、獼猴桃、葡萄、花椒等的品種選育、育苗、栽培、管理、采收、營銷等也都有大量的研究結(jié)果呈現(xiàn)。雖然當前的研究成果較為豐碩，但仍然存在這研究較為片面，單一以經(jīng)濟效益為導向、產(chǎn)業(yè)化關鍵技術(shù)未能攻破或者產(chǎn)業(yè)化技術(shù)鏈不完善等缺陷。

為解決重慶都市區(qū)水土流失問題，保障三峽庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境安全，本研究通過開展重慶都市區(qū)城市森林水土保持型喬木及大徑竹類植物資源調(diào)查，構(gòu)建水土保持植物篩選評價體系，篩選出適應性強，長勢優(yōu)良，產(chǎn)業(yè)化前景好的植物資源，為重慶都市區(qū)城市森林水土保持林建設提供理論依據(jù)和技術(shù)指導。

2 研究區(qū)域及研究方法

2.1 研究區(qū)概況

重慶都市區(qū)包括渝中區(qū)、江北區(qū)、南岸區(qū)、沙坪壩區(qū)、九龍坡區(qū)、大渡口區(qū)、北碚區(qū)、渝北區(qū)、巴南區(qū)等9個區(qū)，土地總面積0.55萬km²（圖1）。

該區(qū)位于重慶主城都市平行嶺谷區(qū)域，地貌類型以低山丘陵為主，山脈之間地形相對平緩，最高峰為海拔950.3m的縉云山，土壤類型以紫色土和水稻土為主.多年平均降雨量1109mm。該區(qū)水土流失面積0.20萬km²，水土流失面積比35.91%，其中中度及以上水土流失面積占水土流失總面積的64.04%，區(qū)內(nèi)水土流失主要產(chǎn)生于城市開發(fā)和基礎設施建設活動中，具有分布集中、強度高、危害大的特點。

2.2 研究方法

2.2.1 調(diào)查方法

線路調(diào)查：根據(jù)調(diào)查區(qū)域地形、地勢特點，分別設置水平樣線和垂直樣線。水平樣線的線路調(diào)查內(nèi)容包括記錄河流、湖泊、沼澤等生境的植被類型，記錄方式為現(xiàn)場調(diào)查、咨詢記錄、數(shù)碼拍攝記錄等。同時通過沿線踏查選擇合適的垂直樣線，順著山坡垂直向上，沿線記錄植被類型的變化，同時選擇典型的群落樣地，進行樣地調(diào)查。

樣地調(diào)查：在垂直樣線的線路調(diào)查基礎上，根據(jù)地形、海拔、坡向坡位、地質(zhì)土壤，以及植物群落的形態(tài)結(jié)構(gòu)和主要組成成分的特點，采取典型選樣的方式設置樣地。典型樣地設置面積大小均以大于其群落最小樣地面積為標準，喬木林統(tǒng)一設置400m²（20m×20m）。樣地調(diào)查方法主要采用十字分割樣方法和分層統(tǒng)計法，將樣地平分成4個象限，對喬木層逐一調(diào)查記錄。

標本鑒定參考《中國植物志》《四川植物志》《中國高等植物圖鑒》《重慶維管植物檢索表》等工具書，如有分歧，以《中國植物志》為準。

2.2.2 評價方法

2.2.2.1 建立評價梯階層次結(jié)構(gòu)

最高層為重慶都市區(qū)城市森林水土保持型喬木/大徑竹綜合評價，在中間層將水土保持喬木/大徑竹綜合評價的總目標分解成4個指標，即適應性指標、生長指標、水土保持指標和經(jīng)濟指標4項評價準則。最底層分別為抗旱性、耐瘠薄、抗病蟲害、海拔分布梯度、適生土壤pH值范圍、生長速度、冠幅面積、冠厚度、葉面積指數(shù)、分枝數(shù)、冠截留率、枯落物持水率、枯落物儲量、根系狀況、表層土壤根分布、單位面積經(jīng)濟產(chǎn)值、管護投入17項評價因子，將各種要素的因子放在適當?shù)膶哟蝺?nèi)，用層次結(jié)構(gòu)圖清晰的表達這些因素的關系，建立完全相關的綜合評價指標體系，對17個評價因子指標進行了具體的描述，見表1。評價因子評分標準見表2。

2.2.2.2 構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣

在AHP綜合評價體系中，各評價因素的相對重要性是評價的重要基礎和依據(jù)。在實際工作中，這些相對重要的信息基礎通常是根據(jù)總目標的要求由有經(jīng)驗的專業(yè)人士或者在廣泛征求大多數(shù)人意見的基礎上做出判斷。用1～9比率標度使之定量化，并構(gòu)成兩兩比較判斷矩陣。該研究請專家對評價因子進行兩兩比較建立成對比較矩陣，經(jīng)調(diào)整構(gòu)造出A～B，B₁-C、B₂-C、B₃-C、B₄-C兩兩比較判斷矩陣。見表3～表7。

2.2.2.3 綜合評判計算方法

利用方程：V=∑Bω（1）

式（1）中V為綜合得分;B為因子評分，ω為因子權(quán)重值，n為因子數(shù);根據(jù)表2～表7各指標權(quán)重值，得到重慶市水土保持植物綜合評價計算方程為：

3 結(jié)果分析

3.1 水土保持喬木及大徑竹類植物調(diào)查與分析

重慶市境內(nèi)植物種類異常豐富，境內(nèi)有維管植物224科1848屬5900余種。通過對重慶都市區(qū)城市森林水土保持型喬木及大徑竹類植物調(diào)查，結(jié)合水土保持植物特點、生境特征，選擇多年生、植株低矮、種源易獲得、繁殖較易和經(jīng)濟價值相對較高、市場需求量大的物種，然后整理、分類，水土保持喬木及大徑竹類植物43科107屬189種。

3.2 水土保持喬木及大徑竹類植物資源評價

3.2.1 準則層及因子層的各指標的權(quán)重

根據(jù)判斷矩陣運用Yaaph6.0可以得出重慶都市區(qū)城市森林水土保持型喬木及大徑竹類植物資源評價的模型與中何層各個因子所占的權(quán)重，見表8。

權(quán)重值的大小反映了評判者對各個評價因子的重視性程度。重慶都市區(qū)，建設用地占比高，人工干擾強烈，水土流失強度大，就要求水土保護植物保證適應能力的前提下，滿足生長指標，才能保證植物發(fā)揮水土保持的生態(tài)效益，改善土壤結(jié)構(gòu)，降低地表徑流量，減緩該區(qū)域的水土流失強度。在保證植物水土保持功能的前提下盡量突出水土保持植物的經(jīng)濟效益，生長指標的權(quán)重值最高，為0.5579。說明在都市區(qū)城市森林水土保持植物篩選中，植物的生長勢比較重要，只有保證了基本生存能力，才能在此基礎上討論水土保持植物的水土保持效應和潛在的經(jīng)濟效益。水土保持指標權(quán)重值排列第二，為0.2633，表明在水土保持植物篩選中，水土保持能力比較重要，能夠發(fā)揮城市森林水土保持的服務功能，同時經(jīng)濟指標也需要考慮，提高植物的水土保持效益，增加經(jīng)濟收入，引導其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

生長性（B₁-C）的各個評價因子中，生長速度（C₁）、冠幅面積（C₂）、樹冠厚度（C₃）、葉面積指數(shù)（C₄）、分枝數(shù)（C₅）權(quán)重值分別為0.4398、0.2575、0.1576、0.0898、0.0553，生長速度（C₁）權(quán)重值較高，說明在水土保持植物篩選過程中植物的生長速度是首要考慮的因子，冠幅面積、樹冠厚度、葉面積指數(shù)、分枝數(shù)等指標也是需要考慮的因子。

適應性B₂～C的各個評價因子中，抗旱性（C₆）、耐瘠薄（C₇）、抗病蟲害（C₈）、海拔分布梯度（C₉）及適生土壤pH值范圍（C₁₀）權(quán)重值分別為0.4436、0.2618、0.1528、0.0892、0.0526，抗旱性（C₆）的權(quán)重值最高，說明在都市區(qū)地理環(huán)境氣候條件下，夏季炎熱，多伏旱，在水土保持植物篩選中，抗旱性是首要考慮的因子，地區(qū)多山地和丘陵，是典型的喀斯特地貌，土壤較貧瘠，因此選擇耐貧瘠的樹種也非常重要。同時抗病蟲害、海拔分布梯度及適生土壤pH范圍也是需要考慮的因子。

經(jīng)濟指標（B₃-C）的各個評價因子中，單位面積經(jīng)濟產(chǎn)值（C₁₁）和管護投入（C₁₂）的權(quán)重值分別為0.6667、0.3333，說明水土保持植物篩選過程中考慮樹種的單位面積經(jīng)濟產(chǎn)值是十分有必要的，同時管護的投入也是需要的考慮的，產(chǎn)值高又耐粗放管理的樹種更有利于發(fā)揮水土保持植物的經(jīng)濟性。

水土保持指標（B₄-C）的各個評價因子中，冠截留率（C₁₃）、枯落物持水率（C₁₄）、枯落物儲量（C₁₅）、根系狀況（C₁₆）、表層土壤根分布（C₁₇）的權(quán)重值分別為0.4537、0.2667、0.1491、0.0817、0.0488，冠截留率（C₁₁）的權(quán)重值較高，說明在水土保持植物篩選過程中植物對雨水的冠截留率是首要考慮的因子，減少地表徑流的強度，削弱雨水對土壤的沖刷侵蝕，植物的枯落物越多，地表覆蓋層越厚，同樣可以減弱雨水對土壤的沖刷侵蝕，因此選擇枯落物持水率高的樹種也是必要的，同樣枯落物儲量、根系狀況、表層土壤根分布等也是與水土保持相關的因子。

3.2.2 綜合評判計算

利用方程V=∑Bω（3）

式（3）中V為綜合得分;B為因子評分，ω為因子權(quán)重值，n為因子數(shù)，根據(jù)表8各指標權(quán)重值，得到重慶市水土保持植物綜合評價計算方程為：

3.2.3 評價結(jié)果

表9為對重慶市水土保持喬木/大徑竹根據(jù)公式得出的綜合得分和排序。將現(xiàn)有植物劃分為三級，一級水土保持植物（V>90分），綜合表現(xiàn)佳;二級水土保持植物（85

一級水土保持植物共42種，分別為梨、板栗、枇杷、核桃、國槐、漆樹、香椿、燈臺樹、麻棟、紅椿、臭椿、樸樹、構(gòu)樹、楓香、杜仲等。一級水土保持植物綜合評分在90.0分以上，在適應性指標、生長指標、水土保持指標、經(jīng)濟指標、土壤指標等各評價指標上表現(xiàn)優(yōu)良，適應性強，水土保持能力強，耐瘠薄，在重慶都市區(qū)城市森林立地條件差的區(qū)域，從山地坡底到山地坡頂，立地條件差到優(yōu)良均可廣泛栽植。

二級水土保持植物33種，分別為女貞、梧桐、馬尾松、柳杉、杉木、龍眼、紫穗槐、楊梅、楓楊、柏木、毛葉木姜子等。二級水土保持植物綜合評分在85.0～90.0分以上，在適應性指標、生長指標、水土保持指標、經(jīng)濟指標、土壤指標等各評價指標上表現(xiàn)良，適應性較強，水土保持能力較強，較耐瘠薄，適宜在重慶都市區(qū)城市森林立地條件相對普通的區(qū)域栽植口

三級水土保持植物15種，分別為烏柏、青岡、冬青、杜英、四川山礬、天竺桂等。三級水土保持植物綜合評分在80.0～85.0分以上，在適應性指標、生長指標、水土保持指標、經(jīng)濟指標、土壤指標等各評價指標上表現(xiàn)一般，適應性一般，水土保持能力一般，在重慶都市區(qū)城市森林適宜在立地條件相對較好的區(qū)域栽植。

4 結(jié)語

水土保持植物研究一直是水保事業(yè)關注的重點?？茖W種植、規(guī)范管理是水土保持植物發(fā)揮效益的先決條件，選擇合適的水土保持植物并栽植在合適的生長地點，勢必提高水土保持效率。當前的研究成果在一定意義上為重慶市水土保持植物選擇提供了參考，產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用明確了方向。但是，本研究中依然存在不足之處，需進一步的研究。一切事物都是發(fā)展變化的，水土保持植物開發(fā)重點必定隨時間而變化，不是一成不變的，需要項目組繼續(xù)深入的研究。重慶市水土保持植物資源非常豐富，但由于科研或宣傳不夠，有很多資源尤其是藥用植物資源，我們還不知道其經(jīng)濟價值，更談不上開發(fā)利用。所以，需要開展一些基礎研究，研究開發(fā)其利用價值，攻克其產(chǎn)業(yè)化的關鍵技術(shù)，依靠科技創(chuàng)新，培育新型產(chǎn)業(yè)。做好水土保持植物資源開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)化規(guī)劃非常必要.在項目完成后，就可形成一個新的集中連片的產(chǎn)業(yè)基地.應加強不同區(qū)域水土保持植物資源開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)化規(guī)劃研究。

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收稿日期：2019-11-05

基金項目：重慶市科研院所績效激勵引導專項（編號cstc2017jxj100018）

作者簡介：李承承（1984-），女，工程師，碩士，主要從事森林培育、林業(yè)調(diào)查規(guī)劃等方面工作。