速生五金木柄原料林樹種評價體系構建與應用

李因剛，應光明，柳新紅，何小勇，應尚蛟，陳軍曉

（1.浙江省林業(yè)科學研究院，浙江 杭州310023；2.浙江省永康市林業(yè)技術推廣中心，浙江 永康321300；3.浙江省麗水市科學技術協(xié)會，浙江 麗水323000）

浙江省永康市是聞名全國的“五金之鄉(xiāng)”，五金工業(yè)產(chǎn)品制造在國民經(jīng)濟中占有極其重要的地位，其產(chǎn)值占全市工業(yè)總產(chǎn)值的90%。目前全市日用五金、五金工具上所用的雜木柄有菜刀柄、螺絲刀柄、鐵錘柄、修剪刀柄和園林工具柄等。據(jù)2004年市場調查，全市所需用雜木柄原料約18萬m3·a－1。由于經(jīng)濟快速發(fā)展，五金工具的生產(chǎn)量不斷增長，雜木柄的需求量隨之增大。隨著國家對生態(tài)環(huán)境的保護不斷加強，林業(yè)法律政策不斷完善，對天然闊葉林采伐控制越來越嚴格，永康市雜木柄加工原材料越來越少。因此，大力發(fā)展速生高產(chǎn)、短輪伐期的闊葉原料林，已成為確保永康經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必要條件。一般地，工業(yè)原料林以樹種的木材產(chǎn)量特性、適應性和造林特性等為選擇的主要依據(jù)。但是，木柄原料林不是簡單地等同于工業(yè)原料林，它既要求樹種的速生性，也要求木材加工利用的可塑性。系統(tǒng)科學的綜合評價體系，是永康等浙中地區(qū)木柄原料林樹種選擇的必要條件。目前，綜合評價法已在樹種選擇［1－4］和樹種抗寒性［5］等方面得以應用。本研究以近幾年來我們進行的大量調查研究和造林試驗結果為基礎，構建樹種綜合評價體系，并對多個樹種進行評價、排序，為永康等浙中地區(qū)木柄原料林建設提供理論基礎。

1 研究地點與方法

1.1 研究地概況

永康市位于浙江中部，金衢盆地的東南，地理位置為 28°45′31″～ 29°06′19″N ，119°53′19″～120°20′45″E，屬亞熱帶季風氣候，光熱水資源豐富，雨熱同步，光熱互補，四季分明，適宜于多種亞熱帶樹種的生長。年平均氣溫為17.5℃，7月平均氣溫為29.5℃，極端最高氣溫41.7℃；1月平均氣溫為5.1℃，極端最低氣溫－11.8℃；≥10℃的作物活躍生長期的活動積溫為5 544.0℃；年平均日照時數(shù)為1 809.9 h；無霜期為245 d左右；常年降水量為1 328.8 mm。全市林地面積為626 km2，占土地總面積的59.7%。這些都為該市發(fā)展速生五金木柄原料林提供了有利條件。

1.2 樹種確定

對永康等浙中地區(qū)現(xiàn)有的生長較快的闊葉樹人工林進行生長情況調查，同時調查它們在該地區(qū)的適應性。樹種林分調查進行每木檢尺，測量其胸徑和樹高。最后根據(jù)樹種的生長特性和木柄生產(chǎn)中的利用情況確定木荷Schima superba，楓香Liquidambar formosana，擬赤楊Alniphyllum fortunei等16個樹種（無性系）為參選樹種。

1.3 層次分析指標體系的建立

層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）是20世紀70年代美國學者提出的針對多因素的系統(tǒng)化分析決策方法［6］。它可以將專家的主觀判斷用數(shù)量形式表達，是一種定量和定性相結合的方法，可使決策過程層次化、數(shù)量化［7－8］。目前，層次分析法已廣泛應用于社會經(jīng)濟、醫(yī)學和工業(yè)等問題的科學分析和決策中［9－11］。本研究分析指標參考柳新紅等［12］對闊葉樹種的評價，在指標體系的基礎上建立層次分析法的遞階層次結構（圖1）。

1.4 指標分級與綜合評價方法

經(jīng)過與高等院校、科研院所和基層生產(chǎn)單位的專家座談和現(xiàn)場調研后，決定采用5級評分制對9個評價指標實行量化分級，每一個指標確定相應的評分標準。其中產(chǎn)量指標根據(jù)樹種的生長情況提出量化分級標準；木材材性根據(jù)它們在實際生產(chǎn)中的應用情況提出相應的分級標準；其他性狀采用定性分析（表1）。

2 結果與分析

2.1 指標權重

采用1～9的比例標度逐項對任意2個評價指標進行比較，對其重要程度定量化，得出目標層相對于準則層，準則層相對于方案層的判斷矩陣。然后依據(jù)遞階層次結構和評價要素設置，計算各判斷矩陣的特征根和特征向量，得出各指標對于上一層某個目標相對重要性的的權重Wj（j=1，2，…，9），結果見表2。

圖1 工具柄原料樹種綜合評價層次結構模型圖Figure 1 Hierarchical structure model diagram of comprehensive evaluation for tool handle material tree species

表1 參選樹種主要評價指標與分級標準Table 1 The main evaluation indexes and classification standard of candidate tree species

判斷矩陣總體隨機一致性比率為0.007 1＜0.100，滿足層次分析法的一致性檢驗要求，說明具有較為滿意的一致性，可以用于權重計算。由表2可知，胸徑生長量、樹高生長量、立地要求、萌芽更新能力和木材材性等因子的總排序權重分別為0.367 8，0.183 9，0.136 7，0.105 0和0.095 1，它們相對于其他因子占有較大權重，可認為是影響目標選擇的主要因子。

2.2 樹種各指標評價

根據(jù)樹種調查、文獻檢索［13－27］和專家咨詢，以5分制為分級標準，對參選樹種的主要性狀賦值，得出各樹種的指標得分Rij（i=1，2，… ，16；j=1，2，… ，9）。詳見表3。

2.3 樹種綜合評價與排序

表2 樹種綜合評價層次總排序及權重表Table 2 Levels of total sort and weights of comprehensive evaluation for tree species

表3 參選樹種（無性系）主要性狀指標得分表Table 3 Scores of main traits of candidate tree species or clones

3 結論與討論

發(fā)展速生五金木柄原料林不僅是永康等浙中地區(qū)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的保障，是山區(qū)“農(nóng)業(yè)增效，農(nóng)民增收”的主要途徑，也是保護生態(tài)環(huán)境的重要手段。根據(jù)永康市的氣候、土壤、地形、交通等條件和原料林建設的要求，速生木柄原料林的立地主要以緩坡山地、退耕還林地、河灘地和拋荒地為主。

利用層次分析法構建了速生木柄原料林評價體系，用5分制作為各指標的分級標準，并確立了其各自指標權重。結果發(fā)現(xiàn)，胸徑生長量、樹高生長量、立地要求、萌芽更新能力和木材材性等5個因子相對于其他因子占有較大權重，可認為是評價體系的主要因子。由層次分析綜合評價結果可知，鵝掌楸和黃山欒樹得分最高，喜樹、小果冬青、法國梧桐、二道柳、榿木、楓香和擬赤楊等得分次之，女貞、檫木和楓楊等7個樹種得分較低。

層次分析法雖然在許多綜合評價中得以應用，但由于林木生長的特殊性，速生五金工具柄的樹種選擇還需要從實際出發(fā)。鑒于黃山欒樹的園林綠化苗木價值較高，目前，浙中地區(qū)多作為綠化大苗栽培；法國梧桐不適于營造大面積純林，難以實現(xiàn)生產(chǎn)性造林；楓香的綜合得分雖不甚高，但為該地區(qū)的傳統(tǒng)造林樹種，造林技術成熟、種苗來源容易且抗逆性較強，可作為木柄原料樹種發(fā)展；二道柳為浙中地區(qū)新引進優(yōu)良品種，表現(xiàn)出較強的適應性和速生性，在河灘地、拋荒地等立地上不失為一個具有較大推廣價值的樹種；木荷生長速度較慢，綜合分值較低［28］。但它在工具柄生產(chǎn)中應用廣泛，實地調查發(fā)現(xiàn)，在永康火燒跡地等的天然殘次林分中為優(yōu)勢物種，由于多年生根系的存在，樹高和胸徑生長相應加快。因此，結合各樹種特性和目前的推廣應用情況建議選擇鵝掌楸、喜樹、小果冬青、二道柳、楓香和木荷等作為當前永康等浙中地區(qū)速生木柄原料林主要樹種，因地制宜進行推廣。

表4 參選樹種（無性系）的綜合評價分值及其排序Table 4 Comprehensive evaluation scores and ranks of candidate tree species or clones

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