全 文 ：收稿日期: 20021202
基金项目: 1999 2002年福建省科技厅重点项目 阔叶树种的选育和生态示范林基地建立的研究 (99Z113)
作者简介: 李建民( 1960 ) ,男,浙江江山人,教授级高工,硕士.
林业科学研究 ! 2003, 16( 6) : 777~ 782 !
Forest Research
! ! 文章编号: 10011498( 2003) 06077706
南方林区速生乡土阔叶树种的评价与筛选
李建民1 , 陈存及2 , 潘标志1 , 李 ! 生2 , 梁彦兰2
( 1福建省林业厅林业科技推广站,福建 福州! 353003; 2 福建农林大学林学院,福建 南平! 353001)
关键词: 阔叶树;速生丰产; 综合评价; 多目标决策
中图分类号: S792! S793! ! ! 文献标识码: A
在我国南方林区,气候温暖湿润,森林资源十分丰富, 分布着大量的阔叶树种天然林。但
长期以来, 由于各地滥伐天然林资源,导致许多优良速生乡土阔叶树种资源急剧减少, 不能满
足人们对阔叶树种多方面的需求。因此大力发展阔叶树人工造林, 特别是开发优良速生乡土
阔叶树种已成为当前林业生产中急需解决的重大课题 [1, 2]。
近几年来, 南方林区在挖掘开发优良乡土阔叶树种方面做了许多工作,营造了一些阔叶树
种的试验林,积累了不少阔叶树种的造林经验。但从整体上看, 目前人们对南方林区乡土阔叶
树种人工造林技术和经验了解仍然十分缺乏,生产上的阔叶树种人工造林盲目性较大。笔者
在调查南方林区已有一定造林规模的 18种乡土阔叶树种人工林基础上, 进行优良速生乡土阔
叶树种的综合评价, 以筛选出适宜南方林区推广的优良乡土阔叶树种,为南方林区阔叶树种的
人工造林及林种树种结构调整提供科学依据。
1 ! 材料来源
选择福建三明莘口林场、西芹教学林场、沙县富口、建瓯挡上、邵武、尤溪等造林地条件(坡
位、坡向等)基本相同、生长正常并具有一定代表性的 18种阔叶树种(见表 1)人工林为研究对
象。在各树种的人工林林分内设20 m ∀ 20 m 的标准地 2块, 对样地内的林木进行每木检尺,
记录胸径、树高、枝下高、冠幅、干形及材质, 通过二元材积表, 求出各林分的单株材积和蓄积
量,同时在每块标准地内选择 3株优势木,测定优势木平均高。
2 ! 研究方法
21 ! 数据的处理
根据调查材料, 计算各树种林分的平均胸径、平均树高、冠幅、高径比、单株材积年生长量、
蓄积年生长量, 同时对树木形态和材质、价格和适应性 3个定性指标进行等级评比, 然后进行
量化处理。通直度、分叉性、侧枝粗细、节疤、耐瘠性、抗病性等指标依据其变化幅度划分为三
级 , 即一级为10分, 二级为6分,三级为4分。木材价格参照目前市场实际价格进行量化, 最
高为 9分,最低为 75分,其余介于 75~ 9分之间。所调查 18个阔叶树种人工林各性状测定
值列于表 1。
表 1! 18种阔叶树种性状的评价指标
树种 地点 年龄 D H V M Cw 通直度 高径比 分叉性 侧枝 节疤 耐瘠 抗病性 木材价格
( 1) 火力楠 莘口 30 058 048 0003 1 585 35 1 83 1 1 1 1 1 80
( 2) 观光木 莘口 30 076 052 0013 0 780 38 1 69 1 1 1 2 1 85
( 3) 乳源木莲 沙县 17 126 081 0016 1 480 55 1 64 2 2 2 1 1 90
( 4) 福建含笑 建瓯 10 083 085 0002 3 315 49 1 102 1 1 1 2 1 90
( 5) 鹅掌楸 邵武 8 155 160 0009 0 1485 30 1 103 2 2 2 2 1 85
( 6) 南酸枣 尤溪 35 094 053 0021 1 405 105 3 56 2 2 2 2 2 85
( 7) 米槠 莘口 36 090 054 0025 0 1530 68 1 54 2 2 2 2 1 85
( 8) 闽粤栲 西芹 22 090 067 0006 5 750 22 2 93 2 3 3 1 1 85
( 9) 苦槠 莘口 19 064 055 0003 9 420 45 3 86 3 3 3 2 1 75
( 10) 山杜英 莘口 26 065 052 0006 2 930 35 3 81 2 3 3 2 2 85
( 11) 枫香 建瓯 10 098 093 0002 4 255 17 1 95 2 2 2 2 1 80
( 12) 拉氏栲 莘口 19 078 065 0006 1 615 40 2 83 2 2 2 3 1 80
( 13) 川楝 西芹 15 089 077 0006 0 720 30 3 63 3 3 3 3 2 85
( 14) 木荷 尤溪 35 047 046 0004 7 420 28 2 99 2 2 2 1 2 85
( 15) 厚朴 尤溪 35 033 033 0001 5 015 39 2 108 2 2 2 2 2 90
( 16) 拟赤杨 建瓯 18 075 082 0005 6 420 26 1 110 1 1 1 2 3 75
( 17) 细柄阿丁枫 尤溪 35 046 062 0006 3 810 36 1 137 1 2 2 2 1 90
( 18) 青钱柳 西芹 23 084 069 0012 4 1530 33 1 82 2 1 1 2 1 75
! ! 注: D 为胸径年均生长量( cm) , H 为树高年均生长量( m) , V 为单株材积年均生长量( m3) , M 为蓄积年均生长量( m3#hm- 2 ) , Cw 为平均冠
幅( m) ; 树种学名: ( 1)Michelia macclurei Dandy; ( 2) Tsoongiodendron odorum Chun; ( 3) Manglietia yuyuanensis Lan; ( 4)Michelia fujianensis CFZheng ; ( 5)
Liriodendron chinense ( Hemsl) Sarg; ( 6) Choerospondias axillaris ( Roxb) Burtt et Hill; ( 7) Castanopsis carlesii ( Hemsl ) Hayata; ( 8) Castanop sis f issa
( ChampRehdet Wils; ( 9) Castanopsis sclerophylla( Lindl) Schott; ( 10) Elaeocarpus sylves tris ( Loar) Poir; ( 11) Liquidambar formosana Hance; ( 12) Castan
opsis lamontii Hance; ( 13)Melia toosendan Sieb et Zucc; ( 14) Schima sup erba Gardnet Champ ; ( 15) Magnolia officinalis Rehdet Wils; ( 16)Alniphyllum
f ortunei; ( 17)Altingia gracilip es Hemsl; ( 18)Cylocarya paliurus ( Batal) Iljinskaja。
22 ! 目标层权重系数的确定
! ! 为了对 18种速生乡土阔叶树种
进行综合评价, 选择速生性、丰产性、
干材形质、木材价格和适应性 5 个方
面的 13个评价指标,采用相对比较法
确定权重系数。假设有 N 个目标, 对
N 个目标中的两目标进行比较, 采用
专家调查法 [3~ 5]获得各自的相对权重
系数(见表 2)。比较次数 R = C2N 。
这些值之间具有下列关系:ij + ji =
1,ij ,ji ∃0。
每一个目标的权重
i = %N
j = 1
ij R ,总和%N
i= 1
i= 1。
当目标数较多时,可以借鉴层次分析
表 2 ! 不同评价指标的权重系数
主目标 权重 子目标 子目标权重 权重系数
速生性 02 胸径年均生长量 04 008
树高年均生长量 06 012
丰产性 02 单株材积年均生长量 037 0074
蓄积年均生长量 047 0094
平均冠幅 016 0032
干材形质 02 通直度 024 0048
高径比 02 004
分叉性 019 0038
侧枝粗细 018 0036
节疤 019 0038
适应性 02 耐瘠性 05 01
抗病虫害 05 01
木材价格 02 木材价格 02 02
778 林 ! 业 ! 科 ! 学 ! 研 ! 究 第16卷
的思路 [4] ,将 N 个目标进行归类合并, 形成 M 个主目标( M < N )。先用相对比较法计算出
M 个主目标相对权重。求出每个目标的权重 i 后,再求各个方案的综合评价值, 第 i 个方案
的综合评价值为 Wi : Wi = %N
j= 1
i # Uij 。根据 Wi 值的大小可选出优化方案, Uij代表不同目标
层换算成的效用单位。
23 ! 多目标决策方法[ 3~ 5]
应用多目标决策的一维比较法,首先将不同量纲的目标项目换算成同一的效用单位,先求
出每一个目标的最大值 Vmax和最小值 Vmin ,效用单位的最大值为 Umax, 最小值为 Umin。令 Umax
= 10(当目标值为 Vmax ) , Umin= 01(当目标值为 Vmin ) ,其余 V 值按以下公式换算成效用单位。
假设 U值和V 值为线性关系时有:
U = 1 -
09( Vmax - V )
( Vmax - Vmin )
( 1)
U = 1-
09( V - Vmin )
( Vmax - Vmin )
( 2)
! ! ( 1)式为递增关系, ( 2)式为递减关系。计算结果见表 3。
表 3! 不同评价指标的效用值
树种 U1
( D)
U2
(H )
U3
( V )
U4
(M )
U5
( Cw )
U6
(通直度)
U7
(高径比)
U8
(分叉性)
U9
(侧枝)
U10
(节疤)
U11
(耐瘠)
U12
(抗病性)
U13
(价格)
火力楠 0284 1 0206 9 0161 3 0439 7 0815 9 1000 0411 4 1000 1000 1000 1000 1000 0400
观光木 0414 5 0237 6 0540 4 0553 4 0785 2 1000 0262 4 1000 1000 1000 0550 1000 0700
乳源木莲 0789 4 0441 9 0662 2 0380 3 0611 4 1000 0208 0 0550 0550 0550 1000 1000 1000
福建含笑 0468 6 0468 9 0130 6 0276 8 0672 7 1000 0626 5 1000 1000 1000 0550 1000 1000
鹅掌楸 1000 0 1000 0 0387 2 0976 0 0867 0 1000 0635 3 0550 0550 0550 0550 1000 0700
南酸枣 0547 6 0241 3 0850 6 0336 6 0100 0 0100 0122 7 0550 0100 0550 0550 0550 0700
米槠 0518 3 0250 8 1000 0 1000 0 0478 4 1000 0100 0 0550 0550 0550 0550 1000 0700
闽粤栲 0518 4 0343 4 0291 5 0539 2 0948 9 0550 0522 9 0550 0100 0100 0100 1000 0700
苦槠 0329 1 0259 8 0191 9 0345 4 0713 6 0100 0444 7 0100 0100 0100 0550 1000 0100
山杜英 0332 0 0236 6 0280 0 0646 4 0815 9 0100 0391 2 0550 0100 0100 0550 0550 0700
枫香 0575 6 0527 3 0134 5 0240 6 1000 0 1000 0544 0 0550 0550 0550 0550 1000 0400
拉氏栲 0430 9 0325 5 0276 2 0457 6 0764 8 0550 0415 2 0550 0550 0550 0100 1000 0400
川楝 0512 4 0409 9 0272 3 0521 7 0867 0 0100 0194 5 0100 0100 0100 0100 0550 0700
木荷 0202 7 0194 8 0222 6 0341 7 0885 5 0550 0584 2 0550 0550 0550 1000 0550 0700
厚朴 0100 0 0100 0 0100 0 0100 0 0774 0 0550 0684 6 0550 0550 0550 0550 0550 1000
拟赤杨 0408 7 0447 7 0257 0 0341 7 0908 0 1000 0704 3 1000 1000 1000 0550 0100 0100
细柄阿丁枫 0193 6 0309 1 0283 8 0575 1 0800 6 1000 1000 0 1000 0550 0550 0550 1000 1000
青钱柳 0475 2 0356 3 0517 4 0998 2 0838 4 1000 0411 4 0550 0550 1000 0550 1000 0100
3 ! 结果与分析
31 ! 速生乡土阔叶树种生长量的评价分析
生长量评价包括速生性和丰产性两个指标,其综合评价值为这两大指标的综合评价值之
和。从表 4可以看出,在供试的 18个阔叶树种中,生长量最高的树种是鹅掌楸,其综合评价值
779第 6 期 李建民等:南方林区速生乡土阔叶树种的评价与筛选
为0348 1, 最低的是厚朴, 其综合评价
值为 0061 6。按级差等级划分 026~
035为生长量一级, 017~ 025为生长
量二级, 006~ 016为生长量三级, 生长
量的综合评价值为一级的树种为鹅掌楸
和米槠。
32 ! 速生乡土阔叶树种经济性状的评
价分析
经济性状评价包括干形材质和价格
两个指标, 其综合评价值为干形材质和
价格两个指标的综合评价值之和。从表
4可看出, 在供试的 18 个阔叶树种中,
厚朴的经济性状最好,其综合评价值为
0387 4, 苦槠的经济性 状最差, 为
0071 6。按级差等级划分 029 ~ 039
为经济性状一级, 019~ 028为经济性
状二级, 007~ 018为经济性状三级,经
济性状为一级的树种是乳源木莲、福建
含笑、厚朴、细柄阿丁枫。厚朴是药用
树种, 经济价值较高,乳源木莲、福建含
表 4! 不同评价指标的排序
树种 生长量分值 等级
经济性状
分值 等级
适应性
分值 等级
火力楠 0126 8 3 0256 5 2 0155 2
观光木 0178 8 2 0260 5 2 0200 1
乳源木莲 0220 5 2 0368 3 1 0155 2
福建含笑 0151 0 3 0335 1 1 0155 2
鹅掌楸 0348 1 1 0216 2 2 0110 2
南酸枣 0170 5 2 0254 9 2 0155 2
米槠 0254 9 1 0199 4 2 0200 1
闽粤栲 0185 4 2 0177 7 3 0155 2
苦槠 0127 0 3 0071 6 3 0110 2
山杜英 0162 6 2 0265 6 2 0155 2
枫香 0173 9 2 0190 2 2 0110 2
拉氏栲 0161 5 2 0113 4 3 0065 3
川楝 0187 1 2 0236 2 2 0155 2
木荷 0116 5 3 0251 8 2 0110 2
厚朴 0061 6 3 0387 4 1 0065 3
拟赤杨 0166 6 2 0175 2 3 0155 2
细柄阿丁枫 0153 3 3 0367 0 1 0155 2
青钱柳 0239 7 2 0196 3 2 0200 1
笑是木兰科树种,其观赏价值、干材形质和价格均比较好,细柄阿丁枫是金缕梅科速生树种,干
材形质和市场价格均较好,因此它们的经济性状被划为一级是合理的。
33 ! 速生乡土阔叶树种适应性的评价分析
本次调查的适应性评价只选择耐瘠性和抗病虫害两个指标。从表 4可以看出, 在供试的
18种阔叶树种中,适应性综合评价值最高的树种是观光木、青钱柳和米槠,评价值均为 02,较
差的是拉氏栲、厚朴,评价值为 0065。按级差等级划分 017~ 020为适应性一级, 012~ 016
为适应性二级, 006~ 011为适应性三级。
34 ! 速生乡土阔叶树种的综合评价
以上对各树种的生长量、经济性状及适应性进行了单独评价。由于单项指标仅代表阔叶
树种的某一方面特性,不能仅从单个指标评定一个树种的优劣, 因此在各单项指标评价基础
上,又从速生性、丰产性、干材形质、价格和适应性五大指标来对 18种速生乡土阔叶树种进行
综合评价。依据各评价指标的效用值和权重系数,求出各评价指标的综合评价值(表 5)。从
表5可看出,在供试的 18种阔叶树种中, 综合评价值最高的树种是鹅掌楸,其值为 0778 2,综
合评价值最低的是苦槠, 其值为0335 8。按级差等级划分 033~ 048为综合性状三级, 049
~ 063为综合性状二级, 064~ 078为综合性状一级, 综合评价值为一级的树种有鹅掌楸、乳
源木莲、福建含笑、细柄阿丁枫、米槠、观光木。
780 林 ! 业 ! 科 ! 学 ! 研 ! 究 第16卷
表 5! 18 种阔叶树种综合评价
树种
W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7 W8 W9 W10 W11 W12 W13
( D) ( H) ( V) (M) ( Cw) (通直度) (高径比) (分叉性) (侧枝) (节疤) (耐瘠) (抗病性) (价格)
008 & 012 0074 0094 0032 0048 004 0038 0036 0038 01 01 02
综合值 等级
鹅掌楸 0080 0 0120 0 0028 7 0091 7 0 027 7 0004 8 0025 4 0021 0004 0021 0055 0055 0140 0778 2 1
乳源木莲 0063 2 0053 0 0049 0 0035 7 0 019 6 0048 0 0008 3 0038 0036 0038 0055 0100 0200 0738 4 1
福建含笑 0037 5 0056 3 0009 7 0026 0 0 021 5 0048 0 0025 1 0021 0020 0021 0055 0100 0200 0691 0 1
细柄阿丁枫 0015 5 0037 1 0021 0 0054 1 0 025 6 0048 0 0040 0 0021 0020 0038 0055 0100 0200 0675 0 1
米槠 0041 5 0030 1 0074 0 0094 0 0 015 3 0026 4 0004 0 0021 0004 0004 0055 0100 0140 0663 5 1
观光木 0033 2 0028 5 0040 0 0052 0 0 025 1 0048 0 0010 5 0021 0020 0021 0100 0100 0140 0644 3 1
火力楠 0022 7 0024 8 0011 9 0041 3 0 026 1 0048 0 0016 5 0038 0036 0038 0055 0100 0080 0583 4 2
闽粤栲 0041 5 0041 2 0021 6 0050 7 0 030 4 0004 8 0020 9 0004 0004 0004 0100 0100 0140 0610 9 2
青钱柳 0038 0 0042 8 0038 3 0093 8 0 026 8 0048 0 0016 3 0038 0036 0038 0100 0100 0020 0557 7 2
枫香 0046 0 0063 3 0010 0 0022 6 0 032 0 0026 4 0021 8 0021 0020 0021 0010 0100 0080 0540 3 2
木荷 0016 2 0023 4 0016 5 0032 1 0 028 3 0026 4 0023 4 0021 0020 0021 0055 0055 0140 0522 9 2
厚朴 0008 0 0012 0 0007 4 0009 4 0 024 8 0048 0 0027 4 0038 0036 0038 0055 0010 0200 0486 9 2
南酸枣 0043 8 0029 0 0062 9 0031 6 0 003 2 0048 0 0004 9 0021 0020 0021 0055 0100 0140 0475 7 3
山杜英 0026 6 0028 4 0020 7 0060 8 0 026 1 0048 0 0015 6 0021 0020 0021 0055 0100 0140 0461 3 3
拉氏栲 0034 5 0039 1 0020 4 0043 0 0 024 5 0004 8 0016 6 0004 0004 0004 0010 0055 0080 0456 1 3
拟赤杨 0032 7 0053 7 0019 0 0032 1 0 029 1 0048 0 0028 2 0038 0020 0021 0055 0100 0020 0439 8 3
川楝 0041 0 0049 2 0020 2 0049 0 0 027 7 0026 4 0007 8 0021 0020 0021 0100 0055 0140 0415 9 3
苦槠 0026 3 0031 2 0014 2 0032 5 0 022 8 0004 8 0017 8 0021 0004 0004 0055 0055 0020 0335 8 3
! ! 注: W为各指标的综合评价值, &该栏为各性状的权重系数。
4 ! 小结与讨论
利用多目标决策方法,分别从生长量、适应性、经济性状指标对南方林区已有一定人工造
林规模的 18种速生乡土阔叶树进行综合评价,筛选出鹅掌楸、乳源木莲、福建含笑、细柄阿丁
枫、米槠、观光木 6种综合性状较好的速生乡土阔叶树种, 可作为南方林区今后发展阔叶树人
工造林的重点推广树种。
采用多目标决策时, 借鉴层次分析方法较好地克服了不同栽植密度、年龄对分析结果的影
响,但决策过程中对权重系数的确定及非量化指标的赋值受到一定人为主观因素的影响,需要
在今后研究中不断完善。
参考文献:
[ 1] 俞新妥.关于福建省树种结构调整问题的几点思考[ J] .福建林业科技, 2002, 29( 2) : 1~ 3
[ 2] 陈存及,陈火法.阔叶树种栽培[M ] .北京:中国林业出版社, 2000. 1~ 120
[ 3] 张尧庭,方开泰.多元统计分析引论[M ] . 北京:科学出版社, 1999. 444~ 457
[ 4] 唐守正.多元统计分析[ M] .北京:中国林业出版社, 1986. 34~ 41, 84~ 96
[ 5] 洪伟,吴承祯,李贞猷.集对分析与效用函数[ J] .福建林学院学报, 1995, 15( 3) : 203~ 207
781第 6 期 李建民等:南方林区速生乡土阔叶树种的评价与筛选
The Evaluation and Selection of FastGrowing Indigenous Broad
Leaved Tree Species in South China
LI Jianmin1 , CHEN Cunj i2 , PAN Biaozhi1 , LI Sheng 2 , LIANG Yanlan 2
( 1Forestry Department of Fujian Province, Fuzhou ! 350003, Fujian, China;
( 2Forestry College, Fujian Agriculture and Forestry University, Nanping ! 353001, Fujian, China)
Abstract: Based on investigat ion on fastgrowing, and highyielding characters, site adaptability, economic
character of broadleaved tree species, eighteen broadleaved tree species were evaluated by themethod of polygo
nal decision. The results of comprehensive evaluation showed that six tree species were in the first class. They
were in the sequence of Liriodendron chinense> Manjglietia yuyuanensis > Michelia fujianensis> Altingia gra
cilipes> Castanopsis carlesii> Tsoongiodendron odorum . These six tree species were pract icable tree species for
popularization in south China.
Key words: broadleaved tree species; fast growing and highyielding; comprehensive evaluation; polygonal decision
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782 林 ! 业 ! 科 ! 学 ! 研 ! 究 第16卷