全 文 ：有螺江滩林农复合生态系统不同调控模式的
综合效益评价 3
孙启祥 3 3 　吴泽民　韦朝领　(安徽农业大学 ,合肥 230036)
彭镇华　(中国林业科学研究院 ,北京 100091)
【摘要】　应用层次分析法 ,对南埂江滩林农复合生态系统不同调控模式与芦苇模式的经济、生态、社会以及综
合效益进行评价. 结果表明 ,滩地上建立的林农复合生态系统 ———“抑螺防病林”,各效益均显著高于原来的芦
苇系统 ,是治理与开发有螺滩地的有效途径. 对于林农复合生态系统不同调控模式而言 ,经济效益 ,块状皆伐模
式最高 ,不伐模式第二 ,其它 4 种间伐处理模式相对较低且相互之间差异不大 ;生态效益 ,各模式之间较为接
近 ,无明显差别 ;社会效益 ,块状皆伐模式最高 ,不伐模式最低 ,其它 4 种间伐处理模式居中 ;综合效益 ,各模式
之间的大小顺序与经济效益相似. 块状皆伐为最佳模式. 对于包括块状皆伐在内的 5 种间伐调控模式 ,进一步
提高其效益的关键是选择经济价值、特别是产投比高的植物栽培品种 ;对于不伐模式 ,继续进行林下间种 ,是提
高该模式社会效益和综合效益的有效措施.
关键词 　综合效益 　林农复合生态系统 　调控模式 　有螺江滩 　层次分析法
文章编号 　1001 - 9332 (2001) 02 - 0195 - 04 　中图分类号 　S718. 56 　文献标识码 　A
Evaluation on comprehensive benef its of different regulation models of agroforestry ecosystem in snail river beach.
SUN Qixiang , WU Zemin , WEI Chaoling ( A nhui A gricultural U niversity , Hef ei 230036) and PEN G Zhenhua
( Chinese Academy of Forest ry , Beijing 100091) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2001 ,12 (2) :195～198.
The economic ,ecological ,social and comprehensive benefits of different regulation models of agroforestry ecosystem in
Nangeng river beach were evaluated by AHP. The resuls showed that agroforestry ecosystem was significantly superior
to reed( Phragmites com m unis) system. Different regulation models of agroforestry ecosystem had different benefits.
The sheet2thinning model had the highest economic ,social ,and comprehensive benefits ,and it was the optimal regula2
tion model. For all thinning models ,the key approach to further raise benefits was to choose some intercrop variations ,
which had a high economic value ,especially a high ratio of output to input . For no2thinning model ,keeping on inter2
cropping was the effective measure to raise the social and comprehensive benefits.
Key words 　Comprehensive benefits , Agroforestry ecosystem , Regulation model , Snail river beach , AHP.
　　3 国家“九五”科技攻关项目 (96207202206) .
　　3 3 通讯联系人.
　　2000 - 10 - 05 收稿 ,2000 - 12 - 18 接受.
1 　引 　　言
长江中下游地区滩地面积约为 610 ×105hm2 ,其
自然条件独特 ,呈冬陆夏水状态 ,且是钉螺的最佳孳生
地 ,血吸虫病严重流行 ,从而长期制约着该区域社会经
济的发展. 自 80 年代中后期彭镇华等在滩地营建以杨
树人工林为主的林农复合生态系统 ———“抑螺防病
林”[5 ] ,经济效益和抑螺防病效果等十分显著[7 ,14 ,15 ] .
该项成果现已在湖北、湖南、江苏、江西、安徽 5 省推广
实施 510 ×104hm2 [11 ] . 随着林木的生长 ,如今林分逐
步趋于郁闭 ,系统内的生态环境与早期相比发生了较
大变化 ,同时由于“光胁地”效应增加 ,致使抑螺防病的
主要手段之一 ———间种也受到限制[6 ] ,这些都可能会
影响到“抑螺防病林”系统综合效益的充分发挥. 基于
这种考虑 ,于 1996 年对安庆江滩“抑螺防病林”设计了
6 种不同调控模式 (包括 5 种间伐和 1 种不伐模式) ,
希望通过比较 ,从中找出最佳经营模式. 层次分析法
(AHP)是一种将定性与定量分析相结合的系统分析
方法 ,是分析多目标、多准则复杂大系统的有力工
具[8 ,13 ] ,其在生态农业综合效益评价方面的应用也受
到高度重视[2 ,10 ,12 ,16 ] . 本文采用该方法 ,对以上 6 种调
控模式及芦苇模式的经济、生态和社会三大效益进行
了分析 ,以评估“抑螺防病林”目前的综合效益水平 ,并
为大面积“抑螺防病林”进行科学合理经营 ,取得最佳
的综合效益提供一定依据.
2 　试验地区与研究方法
211 　试验地概况
试验点设在安徽省怀宁县海口镇南埂灭螺防病试验林场 .
应 用 生 态 学 报 　2001 年 4 月 　第 12 卷 　第 2 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Apr. 2001 ,12 (2)∶195～198
地处于长江外滩 ,冬陆夏水 ,常年淹水时间为 1～2 个月. 原来
植被以芦苇为主 ,当地螺情和血吸虫病情严重. 试验点于 1989
年开始造林 ,经过几年分阶段实施 ,现已形成了多树种、多林龄
的林分结构. 林地面积 260hm2 .
212 　研究方法
21211 样地选择与处理 　在 1989 年栽植的株行距为 3m ×10m
的杨树人工林内 ,选择林木长势良好、条件相近的一段地块 ,于
1996 年对其进行隔 1 株间 1 株 (模式 1) 、隔 1 株间 2 株 (模式
2) 、隔 1 行间 1 行 (模式 3) 、隔 1 行间 2 行 (模式 4) 、块状间伐
(模式 5) 、不作间伐 (模式 6) 6 种处理 ,林下进行间种 ,每个处理
约 014hm4 . 另选有代表性的芦苇地 1 块 (模式 7) .
21212 调查方法 　林木生长量通过对每种模式间伐和保留的
林木 ,进行树高和胸径的每木调查 ,选出标准木计算其材积 ,换
算出每种模式单位面积蓄积量. 作物产量通过在林木的冠下、
冠缘及行中各设置两块 ,即每种模式共 6 块 1m ×1m 标准样地
每年进行测量得到 [6 ] . 芦苇单位面积产量是由当地芦苇总收获
量除以其总面积而得. 再根据林木、作物、芦苇相应的市场价
格 ,按照 5 %的年利率 ,计算出各种模式的每亩纯收益、益本比.
各模式中的钉螺密度、阳性率、活螺框出现率等螺情指标按照
血防部门规定的标准方法进行调查测定 [9 ] . 芦苇模式中药物灭
螺的五氯酚钠用量通过咨询血防人员获得.
21213 分析方法 　采用层次分析[8 ,13 ] ,即首先制定判断矩阵
表 ,引用 Sdaaty 等建议的数字 1～9 及其倒数作为标度 ,指标在
成对比较差别时 ,用 5 种判断级 ,即使用相等、较强、强、很强、
绝对地强表示差别程度 ,相应地取值为 1、3、5、7 和 9 ,在成对指
标的差别介于两者之间难以定夺时 ,可分别取值 2、4、6、8. 按此
规则 ,通过专家评价 ,确定指标的取值 [3 ,8 ] ,填写指标判断矩阵
表 ,构造判断矩阵. 然后进行层次单排序 ,应用和积法 ,求出最
大特征根及对应的特征向量. 再进行一致性检验 ,若判断矩阵
的随机一致性比例 CR < 011 时 ,判断矩阵具有满意的一致性 ,
接受矩阵 ;否则需对判断矩阵进行调整. 最后进行层次总排序 ,
计算各指标对于目标层的总权重 ,并作与单排序类似的检验.
同时应用模糊数学中隶属函数的方法对各指标值加以标准化
转换[1 ,4 ,15 ] . 在此基础上进行各模式的综合效益分析.
3 　结果与分析
311 　层次结构模型的建立
根据层次分析法的要求 ,建立 3 层结构模型. 第 1
层为目标层 ———综合效益 ;第 2 层为准则层 ———经济
效益、生态效益、社会效益 ;第 3 层为指标层. 由于有螺
江滩本身所具有的独特性 ,故具体指标的选择 ,主要是
以能够衡量有螺江滩上的经营模式所应具有的特殊的
重要功能 (即抑螺防病、经济收益以及防浪护堤等) 而
确定. 如经济效益选取了纯收益 ( I1)和产投比 ( I2)作为
其衡量指标 ;生态效益则强调防护效能 ( I3) 和污染程
度 ( I4) ,其中防护效能 ( I3)选取树高表示[10 ] ,污染程度
( I4)以五氯酚钠量表示 ;而社会效益着重选取抑螺防
病方面的 3 个指标 :活螺框出现率 ( I5 ) 、钉螺阳性率
( I6) 、活螺密度 ( I7) ,力求做到科学、简单、明确、实用.
指标体系具体如图 1 所示.
目标层 Object layer 　　准则层 Criterion layer 　　指标层 Index Layer
图 1 　有螺江滩林农复合生态系统综合效益评价指标体系
Fig. 1 Evaluation index system of comprehensive benefits of agroforestry e2
cosystem in snail river beach.
312 　判断矩阵的构造与一致性检验
根据专家评价结果 ,得到上述各层判断矩阵如下 :
O2C 层的成对比较判断矩阵为表 1a ;由此求出
λmax = 3 ,CI = 0 ,CR = 0 < 011 ,一致性良好 ,接受矩阵.
λmax对应的标准化特征向量为 (014 ,012 ,014) T ,此即
三效益相应权重.
C12I1 ,2 的成对比较判断矩阵为表 1b :由此求出
λmax = 2 ,CI = 0 ,CR = 0 < 011 ,一致性良好 ,接受矩阵.
λmax对应的标准化特征向量为 (01667 ,01333) T ,即 I1 、
I2 在 C1 中权重.
C22I3 ,4的成对比较判断矩阵为表 1c :由此求出
λmax = 2 ,CI = 0 ,CR = 0 < 011 ,一致性良好 ,接受矩阵.
λmax对应的标准化特征向量为 (01833 ,01167) T ,即 I3 、
I4 在 C2 中权重.
表 1 　判断矩阵
Table 1 Judgement matrix
a 0 C1 I1 I2
C1 I1 1 2
C2 I2 1/ 2 1
C3 I 2 1
b C1 I1 I2
I1 1 2
I2 1/ 2 1
c C2 I3 I4
I3 1 5
I4 1/ 5 1
d C3 I5 I6 I7
I1 1 1/ 5 1/ 3
I6 5 1 3
I7 3 1/ 3 1
691 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　12 卷
　　C32I5 ,6 ,7的成对比较判断矩阵为表 1d :由此求出
λmax = 31038 ,CI = 01019 ,CR = 01033 < 011 ,一致性良
好 ,接受矩阵.λmax对应的标准化特征向量为 (01105 ,
01637 ,01258) T ,即 I5 、I6 、I7 在 C3 中权重.
　　由此可见 ,层次总排序的 CR = 01033 < 011 ,具有
满意的一致性. 这样由以上数据可进一步计算出各指
标对于综合效益的组合权重值 (表 2) .
表 2 　各指标的权重
Table 2 Weight of various indices
C 单权重Weight I
单权重
Weight
组合权重
Combination weight
C1 014 I1I2 0166701333 0126701133
C2 012 I3I4 0183301167 0116701033
I5 01105 01042
C3 014 I6I7 0163701258 0125501103
313 　指标值标准化
将表 3 中的各项采用模糊数学中的隶属函数对其
进行标准化转换. 为避免出现较大误差 ,一般采用半梯
形函数 ,包括升半梯形 (指标和目标正相关) 和降半梯
形函数 (指标和目标负相关)两类 ,表达式分别为 :
(1)升半梯形函数 :
μ( x ) =
1 , x ≥…x + 2σ
x - x min
x max - x min
, | x - …x | ≤2σ
0 , x ≤…x - 2σ
(2)降半梯形函数 :
μ( x ) =
1 , x ≤…x - 2σ
x - x max
x min - x max
, | x - …x | ≤2σ
0 , x ≥…x + 2σ
通过对 I1 、I2 、I3 采用升半梯形函数标准化转换 ,
I4 、I5 、I6 、I7 采用降半梯函数标准化转换 ,得到表 4.
314 　不同经营模式综合效益
由表 2 各指标权重和表 4 各指标的标准化值求得
不同经营模式效益如表 5. 从表 5 可见 ,不同经营模式
中 ,经济效益方面 ,芦苇模式最低 ,另 6 个林农复合经
营模式之间也差别较大 ,块状皆伐最高 ,不伐模式稍
低 ,居第二 ,其余 4 种模式之间相差较小. 这主要是由
于块状皆伐模式砍伐后能够及时更新造林 ,而且间作
的农作物产量较其它模式为高 ;不伐模式较其它模式
高的原因 ,一是林木收入较高 ,二是 4 种间伐模式虽林
下间种作物 ,但产量一般 ,更重要的是间种的为油菜、
小麦等普通农作物 ,其经济效果较低 ,从而摊高了成
本 ,使得模式的益本比明显降低 (表 3) ,导致 4 种间伐
模式的经济效益有所下降.
生态效益方面 ,6 个林农复合经营模式同样远高
于芦苇模式 ,这是由于林农复合经营模式采用生态工
程进行抑螺 ,芦苇模式却是利用化学药物五氯酚钠进
行灭螺 ,严重污染了环境 ,加之杨树和芦苇之间生长特
性的不同 ,杨树树体高于芦苇 ,树冠可起到良好的防浪
护堤效果 ,从而导致芦苇模式生态效益明显低下. 而 6
个林农复合经营模式相互之间差别不大.
表 3 　不同经营模式指标值
Table 3 Indices value of different models
模式
Model
I1
(yuan·hm - 2
·a - 1)
I2 I3
(m)
I4
(g·m - 2)
I5
( %)
I6
( %)
I7
(ind.
0. 11m - 2)
1 3520 2176 2212 0 15 0 012
2 3600 2180 2119 0 10 0 0115
3 3550 2178 2118 0 10 0 0115
4 3570 2179 2114 0 15 0 012
5 3995 3104 2117 0 5 0 011
6 3555 3143 2117 0 20 0 012
7 1125 2100 210 10 71 0 0189
表 4 　不同经营模式指标标准化值
Table 4 Standardized indices value of differnt models
模式 Model I′1 I′2 I′3 I′4 I′5 I′6 I′7
1 0180 0154 1 1 0185 1 0187
2 0183 0156 0199 1 0192 1 0194
3 0181 0155 0198 1 0192 1 0194
4 0182 0155 0196 1 0185 1 0187
5 1 0173 0198 1 1 1 1
6 0181 1 0198 1 0177 1 0187
7 0 0 0 0 0 1 0
表 5 　不同经营模式综合效益
Table 5 Comprehensive benef it value of different models
模式
Model
经济效益
Economical
benefit
生态效益
Ecological
benefit
社会效益
Social
benefit
综合效益
Comprehensive
benefit
1 01285 01200 01380 01865
2 01296 01198 01391 01885
3 01289 01197 01391 01877
4 01292 01193 01380 01862
5 01364 01197 01400 01961
6 01349 01197 01377 01923
7 01000 01000 01255 01225
　　社会效益方面 ,以林为主的 6 种经营模式仍是显
著高于芦苇 ,其中又以块状皆伐最高. 这是由于以林为
主的 6 种经营模式内活螺框出现率、活螺平均密度明
显较低 ,可见其系统内的生态环境以及间种措施的应
用等导致了不利于钉螺的生存 ;芦苇系统中活螺框出
现率、活螺平均密度则很高 ,是因其环境适宜故成为钉
螺的最佳孳生地[14 ] . 从以林为主的 6 种经营模式中还
可看出 ,不伐模式社会效益略低 ,这可能是由于其它模
式进行间伐和近几年持续 间种 ,起到了进一步抑螺的
结果.
综合效益取决于经济、生态和社会效益三者之和.
由表 5 可见 ,块状皆伐模式最高 ,不伐模式第二 ,其它
4 种林农模式随后 ,芦苇模式最低. 6 种林农复合经营
模式的综合效益均远远高于芦苇模式.
7912 期 　　　　　　　　　　　　孙启祥等 :有螺江滩林农复合生态系统不同调控模式的综合效益评价 　　　　　　　　　
4 　结 　　论
411 　滩地上建立的林农复合生态系统———“抑螺防病
林”,经济效益、生态效益、社会效益以及综合效益均显
著高于原来的芦苇系统 ,实施“抑螺防病林”生态工程
是综合治理与开发长江中下游大面积有螺滩地的一条
有效途径.
412 　同是林农复合生态系统 ,但不同调控经营模式之
间的经济效益、生态效益、社会效益以及综合效益存在
差异 ,其中块状皆伐模式均为最高 ,是最佳模式. 因此 ,
对于南埂江滩“抑螺防病林”而言 ,8 年生时进行块状
皆伐 ,并及时更新间种 ,12 年生时进行主伐 ,效益最
佳.
413 　对于间伐模式 ,选择经济价值特别是产投比高的
植物栽培品种是进一步提高“抑螺防病林”经济效益及
综合效益的关键所在 ;而对于不伐模式选择经济效益
好的耐荫植物品种继续进行林下间种 ,将会使该模式
的社会效益和综合效益趋于更优.
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作者简介 　孙启祥 ,男 ,1967 年生 ,在职博士 ,讲师 ,从事森林生
态和木质环境研究 ,发表论文多篇. E2mail :sqx @mail. hf . ah. cn
891 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　12 卷