全 文 ：第 wu卷 第 y期
u s s y年 y 月
林 业 科 学
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∂²¯1wu o‘²1y
∏±qou s s y
运用层次分析法优选临夏北塬农田防护林树种
杨 斌 杨国州 张延东
k甘肃省林业科学技术推广总站 兰州 zvsswyl
摘 要 } 选取对农田防护林体系有重要影响的树种适应性 !树种防护效果和社会经济状况 v大类 tv个指标 o利用
层次分析法 o对所选 ts个树种k或无性系l进行优选评价 ∀结果表明 o在影响优选评价因子中 o树种的保存率贡献
率最大 o说明选择适生树种是营造农田防护林成功的前提 ~防护效果评价因子 o尤其是树种的防风效果 o是农田防
护林能否得到充分发挥综合防护效益的关键 o对优选分析评价具有重要影响 ~同时考虑农村社会经济方面因素 o才
能得出客观 !准确的优选评价结果 ∀ts个树种k或无性系l优选评价排序为 }苏柳 tzu 苏柳 vy| 苏柳 t|w 青
刚柳 准噶尔柳 二白杨 新疆杨 河北杨 三倍体毛白杨 …×{x 三倍体毛白杨 …tss{ ∀
关键词 } 层次分析法 ~优选评价 ~树种 ~农田防护林
中图分类号 }≥zuz1uw 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussylsy p ssw| p sz
收稿日期 }ussw p sy p tx ∀
基金项目 }甘肃省林业厅资助项目kussusstl ∀
Σελεχτινγ Οπτιµ υµ Τρεε Σπεχιεσ οφ Φαρµλανδ Προτεχτιον Φορεστ
ιν Λινξια Βειψυαν βψ Αναλψτιχαλ Ηιεραρχηψ Προχεσσ
≠¤±ª…¬± ≠¤±ªŠ∏²½«²∏ «¤±ª≠¤±§²±ª
k Γανσυ Φορεστρψ Σχιενχε ανδ Τεχηνολογψ Εξτενσιον Στατιον Λανζηου zvsswyl
Αβστραχτ} ׫¨ ²³·¬°∏° √¨¤¯∏¤·¬²± ²©·¨±·¼³¨¶²©·µ¨¨¶³¨¦¬¨¶k²µ¦¯²±¨ ¶l «¤¶¥¨ ±¨ ¤¦¦²°³¯¬¶«¨§o¬±¦¯∏§¬±ªtv ¬±§¨¬¨¶²©v
¦¤·¨ª²µ¬¨¶o¶∏¦«¤¶¤§¤³·¤¥¬¯¬·¼ ¤±§³µ²·¨¦·¬±ª ©¨©¨¦·²©·µ¨¨¶³¨¦¬¨¶o¶²¦¬¤¯ ¦¨²±²°¬¦¶¬·∏¤·¬²± ¥¼ ∏¶¬±ª·«¨ ¤±¤¯¼·¬¦¤¯ «¬¨µ¤µ¦«¼
³µ²¦¨¶¶k„‹°l q• ¶¨∏¯·¶¶«²º¨ §}„°²±ª¤¯¯ √¨¤¯∏¤·¬²±©¤¦·²µ¶o·«¨ ¦²±¶¨µ√¤·¬²±µ¤·¨²©·µ¨¨¶³¨¦¬¨¶°¤®¨¶·«¨ ¤¯µª¨¶·¦²±·µ¬¥∏·¬²±
·²²³·¬°∏° √¨¤¯∏¤·¬²±o¬±§¬¦¤·¬±ª ¶¨¯¨ ¦·¬±ª¶∏¬·¤¥¯¨·µ¨¨¶³¨¦¬¨¶¬¶·«¨ ³µ¨¶∏³³²¶¬·¬²± ²© ¦²±¶·µ∏¦·¬²± ³µ²·¨¦·¬²± ©²µ¨¶·q ׫¨
º¬±§¥µ¨¤® ©¨©¨¦·²©·µ¨¨¶³¨¦¬¨¶¬¶·«¨ ®¨ ¼ ²©³¯¤¼¬±ª¤¶¼±·«¨·¬¦¤¯ ¼¯ ³µ²·¨¦·¬²±µ²¯¨²©©¤µ°¯¤±§³µ²·¨¦·¬²±©²µ¨¶·q…¨ ¶¬§¨¶o²±¯¼
¦²±¶¬§¨µ¬±ª¶²¦¬¤¯ ¦¨²±²°¬¦©¤¦·²µ¶¦¤±¤²¥­¨¦·¬√¨ ¤±§ ¬¨¤¦·¦²±¦¯∏¶¬²± ¥¨ ²¥·¤¬±¨ §q׫¨ ²³·¬°∏° √¨¤¯∏¤·¬²±²©·¨±·¼³¨¶²©·µ¨¨
¶³¨¦¬¨¶k²µ¦¯²±¨ ¶l ¬¶¬¯±¨ §¤¶©²¯ ²¯º¶}Σαλιξ tzu  Σαλιξ vy|  Σαλιξ t|w  Σαλιξ σονϕαριχα  Σαλιξ βψλονιχα  Ποπυλυσ
γανσυενσισ ≤ q• ¤±ª ·¨‹ qq≠¤±ª Ποπυλυσαλβαq√¤µqπψραµιδαλισ …ª¨  Ποπυλυσηοπειενσισ ‹∏ ·¨≤«²º  Ποπυλυσ …×{x
 Ποπυλυσ …tss{ q
Κεψ ωορδσ} ¤±¤¯¼·¬¦¤¯ «¬¨µ¤µ¦«¼ ³µ²¦¨¶¶k„‹°l ~ √¨¤¯∏¤·¬²± ²©²³·¬°∏° ¦«²¬¦¨ ~·µ¨¨¶³¨¦¬¨¶~©¤µ°¯¤±§³µ²·¨¦·¬²±©²µ¨¶·
甘肃省农田防护林主要是以杨树为基础的林网体系 o在防止自然灾害 !改善生态环境方面起了举足轻重
的作用 ∀但从现有农田防护林体系看 o面临的主要问题k周腊虎等 ousstl是树种单一 !抗逆性差 !结构不稳
定 ~林网结构不够合理 o防护效益较低 ~林网已达到过成熟期 o林带断带现象严重 o综合防护效益低下 ∀尤其
us世纪 |s年代 o杨树蛀干害虫黄斑星天牛的入侵及感染 o已给农田防护林体系构成严重威胁k刘榕等 o
t||xl ∀为进一步搞好防护林建设 o本研究从优选农田防护林树种入手 o筛选 !引进一批适应性强 !防护效果
好 !抗逆性强的造林树种 o应用数学模型优选树种 o丰富农田防护林造林树种 o以避免杨树蛀干害虫毁灭性危
害 o提高农田防护林体系的抗逆性和稳定性 o充分发挥该体系的长效生态效益 o促进当地农业的可持续发展 ∀
层次分析法k„‹°l是由美国运筹学家 !匹兹堡大学教授 ≥¤¤·¼于 us世纪 zs年代创立的一种系统分析与
决策的综合评价方法k≥¤¤·¼ot|{sl o是在充分研究人们思维过程的基础上提出的 o比较合理地解决了定性问
题定量化的处理过程 ∀t|{u年 o该方法在中美能源 !资源 !环境学术会议上首次介绍到中国k姜启源 ot|{zl o
近几年来 o„‹°已在能源利用k…¨ ©¯²µ§o ετ αλqot|{zl !土地资源评价k宋如华等 ot||yl !生态环境评价k张晓萍
等 ot||{l及农业评价k龙明秀等 oussvl等领域取得了广泛应用 o并在林业领域生态环境k朱孔采等 ot||t ~陈
高等 oussul !林地生产力k赵忠等 oussvl !森林生态系统评价k金小麒等 ousss ~李自珍等 ousstl及林业生态工
程比较k…µ²º±ot|zt ~李世东 oussul等领域取得了广泛应用 ∀
传统上人们习惯将农田防护林树种选择与立地类型 !气候因素以及树种防护效果联系在一起k李秀红
等 ousss ~张宝春等 ot||u ~周心澄等 ot||xl ∀实际中 o农田防护林的营造除了受自然因子影响外 o还受社会经
济属性的强烈影响 ∀us世纪 |s年代以来 o随着可持续发展思想的提出和普及 o人口 p资源 p环境这一矛盾
日益突出 o社会经济因子对农田防护林的营造发挥的影响愈加明显 ∀但是 o还很少有人在进行农田防护林树
种优选评价时 o把社会经济因子纳入该评价体系 ∀
本研究借助层次分析法评价模型 o对 ts个所选树种k或无性系l的适应性 !防护效果和农村社会经济等
v方面 o进行综合评价 o以期为农田防护林树种选择提供科学的理论依据 ∀
t 研究地区概况
研究区位于甘肃省临夏州北塬 ∀海拔 u sys ° o主要土壤类型黄绵土 o成土母质黄土 ∀土壤 ³‹值 z1{s o
有机质含量 | ª#®ªpt o全盐含量 uy ª#®ªpt o肥力状况较差 o土壤贫瘠 ∀年均气温 z1t ε o绝对低温 p uz ε o绝
对高温 vz1v ε o∴ts ε 的年积温 u vvs1u ε ∀年均降水量 xst1{ °° o年均蒸发量 t vtt1w °° o属寒温带半湿
润气候地带 ∀
u 材料与方法
211 材料选择
根据农田防护林的功能和特点 o选用树冠中等集中 !枝条不宜扩张 o树干通直 o高生长率均匀 o对不良环
境和病虫害有较强抵抗力的树种k张宝春等 ot||ul ∀以现有农田防护林树种二白杨k Ποπυλυσ γανσυενσισ ≤ q
• ¤±ª ·¨‹ qq≠¤±ªl和河北杨k Πqηοπειενσισ ‹∏ ·¨≤«²ºl及该地区对病虫害有较强抵抗力的新疆杨k Πqαλβα
q√¤µqπψραµιδαλισ …ª¨ l作为参照树种 o筛选甘肃省近年引进较成功 !有较强抗性 !生长快的杨树无性系三倍体
毛白杨 …×{xk Πq…×{xl !三倍体毛白杨 …tss{k Πq…tss{l以及引进成功 !抗逆性强 !生长迅速的青刚柳k蒿柳l
kΣαλιξ ϖιµιναλισql !准噶尔柳k Σ qσονϕαριχα „±§¨µ¶¶l及苏柳无性系苏柳 tzuk Σ qϕιανγσυενσισ ≤q−tzu. l !苏柳
vy|kΣ qϕιανγσυενσισ ≤q−vy|. l !苏柳 t|wkΣ qϕιανγσυενσισ ≤q−t|w. l作为研究材料k表 tl ∀
表 1 树种(或无性系)来源及编号
Ταβ .1 Ιντροδυχτιον ρεγιον οφ τρεε σπεχιεσ(ορ χλονεσ)ανδ ιτσσεριαλ νυµ βερ
编号
≥¨ µ¬¤¯ ±∏°¥¨µ
树种k或无性系l
×µ¨¨¶³¨¦¬¨¶k²µ¦¯²±¨ ¶l
引种地区
Œ±·µ²§∏¦·¬²± µ¨ª¬²±
t
u
v
w
x
y
z
{
|
ts
二白杨k Πq γανσυενσισ ≤ q• ¤±ª ·¨‹ qq≠¤±ªl
河北杨k Πq ηοπειενσισ ‹∏ ·¨≤«²ºl
新疆杨k Πq αλβα q√¤µqπψραµιδαλισ …ª¨ l
三倍体毛白杨 …×{xk Πq…×{xl
三倍体毛白杨 …tss{k Πq…tss{l
青刚柳k Σ q ϖιµιναλισql
准噶尔柳k Σ q σονϕαριχα „±§¨µ¶¶l
苏柳 tzuk Σ qϕιανγσυενσισ ≤q−tzu. l
苏柳 t|wk Σ qϕιανγσυενσισ ≤q−t|w. l
苏柳 vy|k Σ qϕιανγσυενσισ ≤q−vy|. l
甘肃 Š¤±¶∏
河北 ‹ ¥¨¨¬
新疆 ÷¬±­¬¤±ª
陕西 ≥«¤¤±¬¬
陕西 ≥«¤¤±¬¬
新疆 ÷¬±­¬¤±ª
新疆 ÷¬±­¬¤±ª
江苏省林科院 ¬¤±ª¶∏„¦¤§¨ °¼ ²©ƒ²µ¨¶·µ¼
江苏省林科院 ¬¤±ª¶∏„¦¤§¨ °¼ ²©ƒ²µ¨¶·µ¼
江苏省林科院 ¬¤±ª¶∏„¦¤§¨ °¼ ²©ƒ²µ¨¶·µ¼
柳树树种k或无性系l
试验用苗定植规格经方差
分析基本一致 o为/三根两
干0苗木 o平均地径 u1s ¦°o
平均胸径t1ys ¦°o平均苗高
u1x °~杨树树种k或无性系l
试验用苗规格经方差分析
基本一致 ou年生扦插苗木 o
平均地径 v1s ¦°o平均胸径
u1xs ¦°o平均苗高 v1s °∀
于 t|||年 w月 t|日在临夏州北塬定植 ∀
212 研究方法
运用完全相同的种植方法 !养护管理措施 o进行全生长期的物候观测 !生长观测 !防护效果及抗逆性试验
研究 o结合当地的气候环境特点和社会经济条件 o运用层次分析法 !最小均方差法k郭亚军 oussul对评价因子
及试验数据进行筛选 o提取对农田防护林树种优选评价有影响的因子 o以树种防护效果 !适应性和农村社会
经济准则各主导因子为自变量 o以因子 !准则多层数列矩阵的特征向量作为权向量 o建立评价公式 o最终选择
出农田防护林的目标树种 ∀
213 优选评价指标的选择
为了使研究结果更加合理 o在选择树种评价指标时主要考虑对农田防护林有重要影响的树种适应性和
树种防护效果的主导因子 o同时还选择对该体系综合防护效益起潜在作用的因子 o即对农田防护林发展具有
重要影响的农村社会经济因子作为评价指标 ∀
根据层次分析法的基本原理和各优选评价因子之间的支配关系 o将优选评价体系划分成 v个层次 o分别
sx 林 业 科 学 wu卷
形成了农田防护林树种优选评价的递阶层次结构k图 tl ∀
图 t 农田防护林树种优选评价因子层次结构及权重
ƒ¬ªqt ׫¨ «¬¨µ¤µ¦«¼ ¶·µ∏¦·∏µ¨ ¤±§º ¬¨ª«·²© √¨¤¯∏¤·¬²±©¤¦·²µ¶©²µ²³·¬°∏° ¦«²¬¦¨ ·µ¨¨¶³¨¦¬¨¶²©©¤µ°¯¤±§³µ²·¨¦·¬²±©²µ¨¶·
≤t }总投资 ײ·¤¯ ¬±√ ¶¨·° ±¨·~≤u }回报率 • ³¨¤¼µ¤·¨ ~≤v }参与积极性 °¤µ·¬¦¬³¤·¬²± ±¨·«∏¶¬¤¶° ~≤w }对树种的接受态度 „·¬·∏§¨ ²©
µ¨¦¨³·¬√¬·¼·²º¤µ§·µ¨¨¶³¨¦¬¨¶~≤x }保存率 ≤²±¶¨µ√¤·¬²±µ¤·¨~≤y }生长量 Šµ²º·«¬±¦µ¨°¨ ±·~≤z }抗旱性 ⁄µ²∏ª«·µ¨¶¬¶·¤±¦¨ ~≤{ }抗寒性
≤²¯§µ¨¶¬¶·¤±¦¨ ~≤| }抗盐碱性 ≥¤¯·¤±§¤¯®¤¯¬µ¨¶¬¶·¤±¦¨ ~≤ts }抗虫害性 Œ±¶¨¦·µ¨¶¬¶·¤±¦¨ ~≤tt }防风能力 ≥«¨ ·¯¨µ¬±ª º¬±§¤¥¬¯¬·¼~≤tu }
温度变化 ∂¤µ¬¤·¬²± ²©·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ~≤tv }湿度变化 ∂¤µ¬¤·¬²± ²©«∏°¬§¬·¼q
214 优选评价指标观测
影响农田防护林树种优选的准则要素是树种适应性 !树种防护效果和当地的社会经济条件 ∀树种适应
性决定了该树种能否在该地区生存和发展 ~树种防护效果是综合防护效益的基本体现 ~社会经济因子 o尤其
是当地群众对农田防护林树种参与开发的积极性 o是防护林的综合防护效益能否得到充分发挥的前提 ∀
表 2 树种(或无性系)保存率和生长量及归一化 ≠
Ταβ .2 Χονσερϖατιον ρατε ανδ γροωτη ινχρεµεντ οφ τρεε σπεχιεσ(ορ χλονεσ) ανδ νορµ αλιζατιον
编号
≥ µ¨¬¤¯
±∏°¥¨µ
保存率
≤²±¶¨µ√¤·¬²±µ¤·¨Πh
树高
‹ ¬¨ª«·Π°
胸径
∆ΗΒΠ¦°
单株材积
∂²¯∏°¨²©¶¬±ª¯¨·µ¨ Π¨k°v#¤ptl
结果 ⁄¤·¤ 归一化 ‘²µ°¤¯¬½¤·¬²± 总体 ײ·¤¯ 年均 ≠ ¤¨µ¯¼ ° ¤¨± 总体 ײ·¤¯ 年均 ≠ ¤¨µ¯¼ °¨ ¤± 结果 ⁄¤·¤ 归一化 ‘²µ°¤¯¬½¤·¬²±
t {y1yz s1{yz tt1|{ t1zs tt1sz t1zt s1stt u s1ywv
u zv1vv s1zvv tt1vu t1yy tt1w{ t1{s s1stt y s1yyz
v |s1ss s1|ss ts1|t t1x{ ts1y{ t1yv s1ss| z s1xxw
w zy1yz s1zyz tu1{y t1|z tt1|{ t1|s s1stv { s1z|{
x ys1ss s1yss tv1xw u1tt tu1vw t1|z s1stx y s1|sx
y |s1ss s1|ss tt1uw t1zx ts1{s t1{w s1sts w s1x|x
z |v1vv s1|vv tt1xw t1{t tt1sx t1{| s1stt t s1yvz
{ |y1yz s1|yz tv1vw u1tz tt1zx u1sv s1stw t s1{ty
| |y1yz s1|yz tu1vx t1|z tt1vs t1|w s1stu u s1zsu
ts tss1ss t1sss tu1ux t1|x tt1ys u1ss s1stu { s1zv{
≠表中数据 t||| ) ussv年样本数量均值 o下同 ∀׫¨ √¤¯∏¨¶¬± פ¥¯¨u ¤µ¨ ¤√ µ¨¤ª¨¶²©©¬√¨ ¼¨ ¤µ¶kt||| ) ussvl o׫¨ ¶¤°¨ ¥¨ ²¯º q
u1w1t 树种适应性 树种适应性是由该树种保存率 !生长量和抗逆性决定的 ∀树种保存率受生态环境和自
身生物学特性的制约 o运用种植后第 u年的存活率观测数据 ~树种生长量代表了该树种能否在该地区良好生
长 o其表现为树高 !胸径和材积 ~树种抗逆性是该树种能否适应该地区自然环境的体现 ∀tl树种保存率及生
长量观测 定植后第 u年 o即 usst年 w月 t|日对各树种进行了成活率调查 ∀树种生长量于每年 ts月份进
行树高和胸径观测 o以单株材积为生长量指标 o结果见表 u ∀ul树种抗旱性 采用盆栽法k赵忠等 ousssl o设
置 v个水分处理梯度 o在不同土壤干旱条件下 o研究各树种k或无性系l苗木根系活力的变化 o确定其根系抗
旱性 ∀根系活力采用 ××≤法k赵忠等 ousss ~ussvl测定 o用 ××≤还原强度表示 o结果见表 v ∀vl 树种抗寒性
自 usss年春开始 o连续 v年对各树种k或无性系l进行了幼林抗寒性观测 o抗寒性用冻害指数k李菊英 ot|||l
表示 o冻害指数越小 o抗寒性越强 ∀冻害指数计算采用等级法 o冻害指数k©µ¨ ½¨¬±ª¬±­∏µ¼¬±§¨¬oΦΙΙl利用式ktl
进行计算 }
ΦΙΙ € Ε k冻害级株数 ≅ 冻害级lrk品种总株数 ≅ 冻害级最高值l ≅ tss h ktl
tx 第 y期 杨 斌等 }运用层次分析法优选临夏北塬农田防护林树种
计算结果见表 v ∀wl 树种抗盐碱性 采用盆栽法k赵忠等 ousssl o设置 v个水分处理梯度 o在不同浓度盐碱
条件下 o观测各树种k或无性系l苗木盐害指数 o确定其抗盐碱性 o盐害程度越小 o其抗盐碱性越强 ∀盐害指数
计算采用等级法 o盐害指数k¶¤¯·¬±­∏µ¼¬±§¨¬oΣΙΙl利用式kul进行计算 }
ΣΙΙ € Ε k盐害级株数 ≅ 盐害级lrk品种总株数 ≅ 盐害级最高值l ≅ tss h kul
计算结果见表 v ∀xl 树种抗虫性 抗虫性用蛀害指数k李菊英 ot|||l表示 o蛀害指数越小 o抗虫性越强 ∀蛀
害指数计算采用等级法 o蛀害指数k°²·«¬±­∏µ¼¬±§¨¬oΜΙΙl利用式kvl进行计算 }
ΜΙΙ € Ε k蛀害级株数 ≅ 蛀害级lrk品种总株数 ≅ 蛀害级最高值l ≅ tss h kvl
计算结果见表 v ∀
表 3 树种(或无性系)抗性因子研究结果及归一化
Ταβ .3 Ρεσυλτσ οφ ρεσισταντ φαχτορσφορ τρεε σπεχιεσ(ορ χλονεσ) ανδ νορµ αλιζατιον
编号
≥ µ¨¬¤¯
±∏°¥¨µ
抗旱性 ⁄µ²∏ª«·µ¨¶¬¶·¤±¦¨ 抗寒性 ≤²¯§µ¨¶¬¶·¤±¦¨ 抗盐碱性 ≥¤¯·¤±§¤¯®¤¯¬µ¨¶¬¶·¤±¦¨ 抗虫性 Œ±¶¨¦·µ¨¶¬¶·¤±¦¨
还原强度
• §¨∏¦·¬²±¬±·¨±¶¬·¼Π
kΛª#ªpt«p tl
归一化
‘²µ°¤¯¬½¤·¬²±
冻害指数
ƒµ¨ ½¨¨ ¬±­∏µ¼
¬±§¨¬Πh
归一化
‘²µ°¤¯¬½¤·¬²±
盐害指数
≥¤¯·¬±­∏µ¼
¬±§¨¬Πh
归一化
‘²µ°¤¯¬½¤·¬²±
蛀害指数
²·«¬±­∏µ¼
¬±§¨¬Πh
归一化
‘²µ°¤¯¬½¤·¬²±
t w1ty s1y|y vs1ss s1zss tz1ss s1{vs uv1vv s1zyz
u w1xz s1x{s wv1vv s1xyz uw1ss s1zys uy1yz s1zvv
v w1s{ s1zus vv1vv s1yyz ty1yz s1{vv tv1vv s1{yz
w y1uv s1tsx xs1ss s1xss vz1yz s1yvv y1yz s1|vv
x y1x{ s1svw zy1yz s1vvv xv1vv s1wyz v1vv s1|yy
y v1vu s1|vz s1ss t1sss ts1ss s1|ss s1ss t1sss
z v1zx s1{tw s1ss t1sss tv1ss s1{zs s1ss t1sss
{ w1st s1zws s1ss t1sss ty1yz s1{vv s1ss t1sss
| v1|w s1zys s1ss t1sss tv1vv s1{yz s1ss t1sss
ts v1{z s1z{s s1ss t1sss y1yz s1|ss s1ss t1sss
表 4 农村社会经济状况调查结果及归一化
Ταβ .4 Ρεσυλτσ οφ ρυραλσοχιαλ εχονοµψ σιτυατιον ινϖεστιγατιον νορµ αλιζατιον
编号
≥¨ µ¬¤¯
±∏°¥¨µ
总投资 ײ·¤¯ ¬±√¨ ¶·°¨ ±· 回报 • ³¨¤¼ 参与性 °¤µ·¬¦¬³¤·¬²± ±¨·«∏¶¬¤¶° 接受态度 „·¬·∏§¨ ²©µ¨¦¨³·¬√¬·¼
调查结果
ƒ¬¨ §¯§¤·¤Π
k¼∏¤±#·µ¨ p¨ tl
归一化
‘²µ°¤¯¬½¤·¬²±
回报率
• ³¨¤¼µ¤·¨Π
·¬° ¶¨
归一化
‘²µ°¤¯¬½¤·¬²±
参与度
°¤µ·¬¦¬³¤·¬²±
¶¦¤¯ Π¨h
归一化
‘²µ°¤¯¬½¤·¬²±
调查结果
ƒ¬¨ §¯§¤·¤
归一化
‘²µ°¤¯¬½¤·¬²±
t s1|y s1ytz tx1z{ s1|ts vv1vv s1{|s s1sv s1vvz
u s1|v s1yxw tw1yz s1{wy tv1vv s1u|| p s1zz s1uw{
v s1|| s1x{s tw1sw s1{zs z1z{ s1tvv p t1ts s1utt
w t1uw s1uzt tw1tt s1{tw tw1ww s1wvv p s1tv s1vw|
x t1t| s1vvv tu1{y s1zwu t{1{| s1wyz p s1yz s1ux|
y t1uz s1uwx tu1sx s1y|x w1ww s1svv s1yz s1wsz
z t1u{ s1uvv tv1uv s1zyv x1xy s1sy{ s1|w s1wv{
{ t1v{ s1s|| ty1xu s1|xv z1z{ s1tvv v1|v s1zzs
| t1v{ s1s|| tw1v{ s1{u| y1yz s1tss v1tv s1y{t
ts t1ws s1szw tx1xu s1{|x y1yz s1tss u1{v s1yw{
u1w1u 农村社会经济状况调查 树种的农村社会经济状况k赵忠等 oussvl包括营造农田防护林投资 !回报 !
群众参与积极性 !群众对树种k或无性系l的接受态度等因子 ∀树种投资包括该树种k或无性系l苗木价格 !定
植费用及后期的管理费用等 ~树种k或无性系l回报包括材积价值 !防护后的粮食增收 !社会效益和生态效益
等 ~树种k或无性系l投资和回报通过当地市场调查得出 ∀群众参与积极性是自发的参加农田防护林开发的
积极性 o而群众对树种k或无性系l的接受态度是通过技术指导和宣传 o群众有了新的认识 o最终接受的程度
结果 ∀群众参与积极性和对树种k或无性系l的接受态度按照预先设计好的问卷内容 o在研究地区以农户为
单位采用抽样的方法进行调查 ∀调查之前 o先根据当地村干部了解的情况 o按照家庭收入水平将当地农户大
致划分为高 !中 !低 v个水平 o然后从每个水平中抽取 us户作为调查对象 ∀将所调查资料进行汇总后k表 wl o
作为地区的代表资料 ∀
u1w1v 树种防护效果 防护效果由树种的防风能力 !林网内外温度变化 !林网内外湿度变化决定的 ∀tl树
种防风能力 树种防风能力按照主风方向 o每树种k或无性系l试验小区平行设置调查线 t条 o分别在距林带
ux 林 业 科 学 wu卷
高的 t ‹ !x ‹ !ts ‹ !tx ‹ !us ‹定点观测风速大小 o每次大风取样 x次 o年均观测风害次数 ts次以上 o计算防
风指数k表 xl o防风指数k¶«¨ ·¯¨µ¬±ªº¬±§¬±§¨¬ ΣΩΙl利用式kwl计算 }
ΣΩΙ € 6 ςι νς kwl
式中 }ι为测量点编号 ~ν为测量点总数 ~ςι 为林网测量点风速 ~ς为林网外风速 ∀ul 树种林网温湿度增量
在农作物种植期对各树种k或无性系l林网内温 !湿度观测点设在距林带高 t ‹ !x ‹ !ts ‹ o离地表 t1x °
处 o定位观测 w !z !| v个月每日 { }ss !tw }ss !us }ss时的气温和相对湿度及地表温度 ov次重复 o对照点设在林
网外 o同时进行 ∀将所观测结果进行汇总后 o求得树种k或无性系l林网温湿度增量k表 xl ∀
表 5 树种(或无性系)防护效果研究结果及归一化
Ταβ .5 Ρεσυλτσ οφ σηελτερ εφφεχτ φορ τρεε σπεχιεσ(ορ χλονεσ) ανδ νορµ αλιζατιον
编号
≥¨ µ¬¤¯
±∏°¥¨µ
防风性 ≥«¨ ·¯¨µ¬±ª º¬±§¤¥¬¯¬·¼ 温度变化 ∂¤µ¬¤·¬²± ²©·¨°³¨µ¤·∏µ¨ 湿度变化 ∂¤µ¬¤·¬²± ²©«∏°¬§¬·¼
防风指数
•¬±§¥µ¨¤®
¬±§¨¬Πh
归一化
‘²µ°¤¯¬½¤·¬²±
温度增量
× °¨³¨µ¤·∏µ¨
¬±¦µ¨° ±¨·Πε
归一化
‘²µ°¤¯¬½¤·¬²±
湿度增量
‹∏°¬§¬·¼
¬±¦µ¨° ±¨·Πh
归一化
‘²µ°¤¯¬½¤·¬²±
t v|1ss s1{vv p u1{ s1xu{ v1ss s1wt{
u uz1ss s1xss p u1t s1vvv u1{s s1v{u
v ux1ss s1www p t1| s1uz{ u1|s s1wss
w t{1ss s1uxs p t1| s1uz{ t1ts s1szv
x ty1ss s1t|w p t1x s1tyz t1ss s1sxx
y vx1ss s1zuu p u1| s1xxy w1ts s1yt{
z vy1ss s1zxs p v1s s1x{v w1ss s1yss
{ wt1ss s1{{| p w1t s1{{| y1ss s1|yw
| v{1ss s1{sx p v1t s1ytt w1ys s1zs|
ts v|1ss s1{vv p v1y s1zxs x1ss s1z{u
215 优选评价指标的归一化处理
为消除评价指标的量纲影响 o采用隶属度函数法 o对图 t中所列各项评价指标进行归一化处理 ∀
216 防护林树种优选评价方法
以树种为单位 o采用隶属度函数法 o对表 u !表 v中的树种适应性 !表 x防护性指标和表 w中当地社会经
济状况指标进行归一化处理 o并按照式kxl o计算树种的综合评价值k¶¼±·«¨·¬¦ √¨¤¯∏¤·¬±ª√¤¯∏¨ oΣΕςl ∀
ΣΕς € 6 Ξι Ωι kxl
式中 }ι为评价因子编号 ~Ξι 为评价因子归一化结果 ~Ωι 为评价因子权重 ∀
v 结果与分析
311 评价因子归一化结果
为了消除评价指标间的量纲差别 o并将其综合成一个能从总体上衡量系统优劣的单指标 o根据层次分析
法的原理 o结合临夏州北塬以及所选指标的具体特征 o各指标的极值主要根据树种特性研究结果和调查的实
际情况确定 ∀
v1t1t 社会经济因子归一化结果 根据当地农村社会经济状况 o结合各指标特性选择隶属度函数归一化公
式 o对各个树种社会经济指标进行归一化 o结果如表 w ∀
从表 w可以看出 ots个树种的社会经济状况存在明显差别 ∀所选 x个柳树品系较 x个杨树品系明显较
高 o由于 x个柳树树种k或无性系l正处于引种期 o苗木价格较高 ~其回报率苏柳 tzu最高 o其次是二白杨 ~x
个杨树树种k或无性系l较 x个柳树树种k或无性系l具有更好的群众参与倾向 o这是因为杨树有良好的群众
基础 o而乡土树种二白杨参与倾向最高更说明这一点 ~但通过技术指导和树种生长状况的观测 o群众对所选
x个柳树树种k或无性系l较 x个杨树树种k或无性系l更容易接受 ∀
v1t1u 农田防护林树种适应性因子归一化结果 根据农田防护林树种适应性因子研究所选择的隶属度函
数归一化公式 o对树种适应性指标进行归一化 o结果如表 u ∀从表 u !v看 o所选 x个柳树树种k或无性系l保存
率优于 x个杨树树种k或无性系l o这说明所选 x个柳树树种k或无性系l在该地区综合适应性强于所选 x个
杨树树种k或无性系l ∀三倍体毛白杨 …tss{生长量最大 o其次苏柳 tzu ∀x个柳树树种k或无性系l抗逆性
vx 第 y期 杨 斌等 }运用层次分析法优选临夏北塬农田防护林树种
优于所选 x个杨树树种k或无性系l o这说明所选 x个柳树树种k或无性系l在本地区综合抗逆性强于所选 x
个杨树树种k或无性系l ∀青刚柳表现出了最强的耐旱能力 ox个柳树树种k或无性系l都表现出很强的抗寒
性和抗虫性 o而青刚柳和苏柳 vy|表现出了最强的耐盐碱能力 ∀
v1t1v 防护林树种防护效果因子归一化结果 对所选 ts个树种k或无性系l防护效果表明k表 xl o防风能力
的差异十分明显 o苏柳 tzu最强 o三倍体毛白杨 …tss{最差 ∀ts个树种k或无性系l在林网内外温度变化的
差异也十分明显 ox个柳树树种k或无性系l较 x个杨树树种k或无性系l林网内外温度增量明显较高 o以苏柳
tzu最高 ∀ts个树种k或无性系l湿度变化的差异也十分明显 ox个柳树树种k或无性系l较 x个杨树树种k或
无性系l林网内外湿度增量明显较高 o以苏柳 tzu最高 ∀
312 判断矩阵构建及特征向量计算
v1u1t 判断矩阵构建 通过分析每 u个评价因子之间的相对重要性k郭亚军 oussul o得到各评价因子的判
断矩阵 o并求解矩阵最大特征根及其对应向量 ∀经多次一致性检验及调整 o使之满足要求k表 y所示树种综
合评价值 „层和 …层判断矩阵 o…层和 ≤层及 „层和 …层原理相同 o略 ∀
表 6 树种综合评价值判断矩阵
Ταβ .6 ∆ετερµινινγ µατριξ οφ σψντηετιχ εϖαλυατινγ
ϖαλυε φορ τρεε σπεχιεσ
„ …t …u …v 贡献率 ≤²±·µ¬¥∏·¬²±µ¤·¨
…t t w u s1tuu
…u tΠw t tΠv s1xx{
…v tΠu v t s1vus
对 „层和 …层评价因子的判断矩阵总体随机一致性比
率 ΧΡ € s1swx  s1t o满足层次分析法的一致性检验要求 o说
明具有较为满意的一致性 o可以用于权重的计算 ∀对 …层和
≤层评价因子的判断矩阵总体随机一致性比率分别为 ΧΡ…t
€ s1ssy  s1t !ΧΡ…u € s1ssz  s1t和 ΧΡ…v € s1swz  s1t o同样
均可用于权重的计算 ∀
v1u1u 评价指标总权重的计算 用高斯迭代法求解各层次上的评价因子判断矩阵的最大特征根以及对应
的特征向量 o计算农田防护林树种优选评价因子权重 o结果如图 t所示 ∀
由图 t计算结果可见 o各评价因子的贡献率分别为 }社会经济因子 s1tuu o树种适应性力 s1xx{ o树种防护
效果 s1vus o表明 o树种的适应性 ) 树种的保存率对农田防护林优选综合评价值影响最大 o并再次证明适生
树种的选择是造林成功的关键因子 ∀在优选综合评价指数的计算中 o从各指标在总评价目标下的贡献率大
小k图 tl可以看出 o除了树种的保存率外 o防风性也是影响农田防护林营造和发展的重要因子 ~在社会经济
状况因子当中 o当地群众对造林树种参与的倾向是最重要的因子 ∀
313 树种优选综合评价结果
农田防护林综合防护效益是树种适应性 !树种防护效果和该树种在当地的社会经济条件综合作用的结
果 ∀排序值反映了防护综合效益的好坏 o排序值越前 o说明该树种的综合防护效益越高 ∀运用层次分析法模
型对 ts树种k或无性系l排序值表明k表 zl o排序值依次为苏柳tzu !苏柳vy| !苏柳t|w !青刚柳 !准噶尔柳 !
二白杨 !新疆杨 !河北杨 !三倍体毛白杨 …×{x !三倍体毛白杨 …tss{ ∀
表 7 树种(或无性系)综合评价计算结果
Ταβ .7 Τηε χαλχυλατινγ ρεσυλτσ οφ εαχη εϖαλυατινγ φαχτορσ ωειγητ φορ τρεε σπεχιεσ(ορ χλονεσ)
编号
≥ µ¨¬¤¯
±∏°¥¨µ
评价因子
∞√¤¯∏¤·¬±ª©¤¦·²µ¶
≤t ≤u ≤v ≤w ≤x ≤y ≤z ≤{ ≤| ≤ts ≤tt ≤tu ≤tv
综合评价值
≥¼±·«¨·¬¦
√¨¤¯∏¤·¬±ª√¤¯∏¨
排序
’µ§¨µ
t s1st| s1suw s1sus s1stx s1tv{ s1svs s1swy s1sxx s1sz{ s1s{z s1tuw s1sw| s1svv s1zsx y
u s1sus s1suu s1ssz s1stt s1ttz s1svt s1sv{ s1swx s1szt s1s{v s1szx s1svt s1svs s1xy{ {
v s1st{ s1sut s1ssv s1ss| s1twv s1suy s1sw{ s1sxu s1sz{ s1s|{ s1syy s1suy s1svt s1ysv z
w s1ss{ s1sut s1sts s1stw s1tuu s1svz s1ssz s1sv| s1sys s1tsx s1svz s1suy s1ssy s1wz| |
x s1sts s1st| s1stt s1stt s1s|x s1swu s1ssu s1suy s1sww s1ts| s1su| s1sty s1ssw s1wsv ts
y s1ssz s1stz s1sst s1st{ s1twv s1suz s1syu s1sz| s1s{x s1ttv s1ts{ s1sxu s1sw{ s1zys w
z s1ssz s1sus s1ssu s1st| s1tw{ s1su| s1sxw s1sz| s1s{u s1ttv s1ttu s1sxx s1swz s1zxz x
{ s1ssv s1sux s1ssv s1svv s1txw s1sv{ s1sw| s1sz| s1sz{ s1ttv s1tvu s1s{v s1szx s1{zv t
| s1ssv s1suu s1ssu s1su| s1txw s1svu s1sxs s1sz| s1s{u s1ttv s1tus s1sxz s1sxx s1{sy v
ts s1ssu s1suv s1ssu s1su{ s1tx| s1svw s1sxu s1sz| s1s{x s1ttv s1tuw s1szs s1syt s1{vu u
w 结论和讨论
在寒温带半湿润气候地区k临夏地区l o运用层次分析法优选农田防护林树种 o排序依次为苏柳 tzu !苏
wx 林 业 科 学 wu卷
柳 vy| !苏柳 t|w !青刚柳 !准葛尔柳 !二白杨 !新疆杨 !河北场 !三倍体毛白杨 …×{x !三倍体毛白杨 …tss{ ∀
树种适应性反映的是树种的自身生物学特性和对外界不良环境的适应能力 o说明树种在农田防护林营
造的可能性和可行性 o是农田防护林营造的前提和基础 ∀树种防护功能是农田防护林最基本的功能 ∀可以
通过选择适生树种等方法 o发挥人在农田防护林营造潜力中的正面影响 ∀本研究证实 o将农村社会经济因子
纳入农田防护林树种优选评价体系 o使得农田防护林树种优选结果和评价更具科学性和实用性 ∀
综合优选评价中各个因素标度数值的确定是一个难点 o对于有经验的工作者 o通过对不同影响因素的打
分和人为给定权数进行综合评价是可行的 o但对于大多数工作者来说就很难准确打分并确定权重 ∀ „°‹模
型可以把定性问题定量化 o从而避免主观性 o减少人为失误 ~判断矩阵和一致性度量检验的应用 o确保评价结
果更加客观合理 ∀
在临夏北塬进行农田防护林树种选择时 o如果不考虑树种的用材性质 o建议多采用苏柳tzu ∀苏柳tzu
的冠形和干形与杨树相近 o尤其是其抗蛀干害虫的特性 o应是临夏北塬未来农田防护林主要选择的树种之
一 ∀由于影响农田防护林优选评价因素很多 o除受上述因素影响外 o还受树种防护寿命 !不同试验研究区域 !
栽培管理 !树种胁地等因素的影响 o还有待于进一步深入研究 ∀本研究借助层次分析法评价模型 o为当地农
田防护林树种优选评价提供了一定的科学依据 ∀
参 考 文 献
陈 高 o代力民 o范竹华 o等 qussu q森林生态系统健康及其评估监测 q应用生态学报 otvkxl }ysx p yts
郭亚军 qussu q综合评价理论与方法 q北京 }科学出版社 o{ p zt
姜启源 qt|{z q数学模型 q北京 }高等教育出版社 otvu p tw{
金小麒 qusss q乌江流域主要林分类型的生态经济功能的研究 q水土保持学报 otwkwl }yw p y{
李菊英 qt||| quv个柳树品系造林对比试验 q甘肃林业科技 ouwktl }| p tw
李世东 o瞿洪波 qussu q世界林业生态工程对比研究 q生态学报 ouukttl }t|zy p t|{u
李自珍 o施维林 o唐海萍 qusst q干旱区植物水分生态位适宜度的数学模型及其过程数值摸拟试验研究 q中国沙漠 outkvl }u{t p u{x
李秀红 o杨春花 qusss q农田防护林体系的效益及评价方法 q河北林果研究 otxktl }{| p |w
刘 榕 o史元增 qt||x q甘肃杨树 q兰州 }兰州大学出版社 ou{{ p vuu
龙明秀 o邢志和 qussv q„‹°模型在牧草饲用价值评定中的应用 q西北农林科技大学学报 }自然科学版 ovtkyl }tuz p tvs
宋如华 o齐 实 o孙保平 o等 qt||y q地理信息系统支持下的区域土地资源适宜性评价 q北京林业大学学报 ot{kwl }xz p yv
余叔文 o汤章城 qt||{ q植物生理与分子生物学 qu版 q北京 }科学出版社 ozxu p zxx
袁志发 o周静芋 qusss q实验设计与方法 q北京 }高等教育出版社 ovu| p wtz
张宝春 o王 辉 qt||u q农田防护林学 q兰州 }甘肃民族出版社 out p vu
张晓萍 o杨勤科 o李 锐 qt||{ q流域/健康0诊断指标 ) ) ) 一种生态环境评价的新方法 q水土保持通报 ot{kwl }xz p yu
赵 忠 o李 鹏 o王乃江 qussv o黄土高原造林地生产力评价方法及其应用的研究 q西北农林科技大学学报 }自然科学版 ovtkyl }t| p ut
赵 忠 o李 鹏 o王乃江 qusss q黄土高原主要造林树种根系抗旱能力研究 q水土保持研究 ozktl }|u p |w
周蜡虎 o赵克昌 qusst q河西走廊土壤类型二白杨农田防护林成熟龄和更新龄探讨 q林业科学 ovzkul }tv| p twv
周心澄 o李光毅 o薛智德 qt||x q毛乌素沙地生态经济型防护林体系效益研究 q水土保持研究 oukul }vy p y|
朱孔采 o马成霞 qt||t q生态农业综合效益评价方法的研究 q生态学杂志 otskyl }yz p zs
…¨ ©¯²µ§ • ŽoŽ¯¨ ³³¨µ…o•¬¦®°¤± • • qt|{z q≥·∏§¬¨¶²©¬±·¤¦·µ²²·¶¼¶·¨°¶²©©¬¨ §¯ªµ²º± º¬±·¨µº«¨¤·qŒŒq•²²·¤±§¶«²²·§¨√¨¯²³°¨ ±·¤¯ ³¤·¨µ±¶¤¶µ¨ ¤¯·¨§·²
±¬·µ²ª¨ ± ©¨µ·¬¯¬½¨ µq„ªµ²± oz|s ovts p vt|
…µ²º± qt|zt q• ¤·¨µ∏¶¨ ¤±§¶²¬¯ º¤·¨µ§¨ ³¯ ·¨¬²± ¥¼ §µ¼¯¤±§º¬±·¨µ¤¶¤©©¨¦·¨§¥¼ ±¬·µ²ª¨ ±q„µªµ¬¨ ow{ ow|y p w|{
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k责任编辑 郑槐明l
xx 第 y期 杨 斌等 }运用层次分析法优选临夏北塬农田防护林树种