基于層次分析法的北京動物園古樹健康評價

摘要 為全面評估古樹健康狀況，及時制訂和調整復壯方案，以北京動物園內42株古樹為研究對象，運用層次分析法（AHP，analytic hierarchy process）從整體情況、樹冠、樹干、根部、立地條件5方面選取樹勢、傾斜度、樹洞、頂梢枯死、樹干腐爛等19個評價指標，并用Delphi-AHP法確定各指標相對權重，建立古樹健康評價模型。結果表明：樹洞、樹勢、樹干腐爛、可見根系損傷等是影響北京動物園古樹健康程度的主要原因。將古樹按健康值分為4個級別，發現42株古樹健康狀況以健康狀態為主，整體生長良好。評分結果表征樹勢強弱，與實際調查情況一致，該模型具有較高的適用性。

關鍵詞 層次分析法；古樹；健康評價

中圖分類號 S788 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2025）06-0102-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.06.023

Health Evaluation of Ancient Trees in Beijing Zoo Based on Hierarchical Analysis Approach

LI Yan-hui， GUO Jian， CUI Ya-fang et al

（Beijing Zoo， Beijing 100044）

Abstract In order to comprehensively assess the health status of ancient trees and formulate and adjust the rejuvenation program in a timely manner， 42 ancient trees in Beijing Zoo were taken as the research objects， and 19 evaluation indicators such as tree potential， inclination， tree holes， apex dieback， and tree holes were selected from the five aspects of the overall situation， crown， trunk， roots， and stand conditions by applying the hierarchical analysis method （AHP， analytic hierarchy process）.The Delphi-AHP method was used to determine the relative weights of the indicators and establish the health evaluation model of ancient trees.The results showed that tree holes， tree potential， trunk decay and visible root damage were the main reasons affecting the health degree of ancient trees in Beijing Zoo.The ancient trees were categorized into 4 levels according to their health values， and it was found that the 42 ancient trees were mainly in a healthy state， and the overall growth was good.The scoring results characterize the strength of the trees， which is consistent with the actual investigation， and the model has high applicability.

Key words Hierarchical analysis;Ancient trees;Health assessment

古樹被稱為活的文物，不僅是重要的歷史文化遺產，還具有很高的生態、經濟和社會價值［1］。古樹樹齡大，受樹木自身特性所限，生長勢日趨衰弱，一旦生長環境遭受自然或人為因素的破壞，易出現樹勢衰弱、腐爛空洞及病蟲害頻發等問題，必然會加速古樹衰老的進程。因此，及時準確評估健康狀況，有針對性地對古樹實施保護和復壯措施，并為其創造良好的生態立地環境，對于保護古樹資源有著重要意義［2］。

“樹木健康”主要是指樹木良好的生長動態，可用來反映樹木的生長狀況，當樹木生長茁壯并具有良好結構時，其會具有更好的生態、景觀和社會價值［3-4］。目前，健康評價方法研究中應用最多的是層次分析法、主成分分析法、灰色關聯分析法等［5-7］。不同評價方法各有其優缺點，評價結果精度也不同，目前健康評價越來越呈現出多種方法相結合的趨勢。目前有關北京動物園古樹健康評價的研究鮮見報道。鑒于此，筆者基于北京動物園古樹健康狀況的實地調查，結合復壯措施和生長因子等，建立古樹健康評價模型，及時、準確地評估北京動物園古樹的健康狀況，并揭示影響該研究區古樹健康生長的重要因素，以期為科學制訂古樹日常管養計劃提供技術支撐［8］。

1 材料與方法

1.1 研究對象

目前北京動物園現存古樹42株，一級古樹6株，二級古樹36株。其中包括檜柏26株（61.90%），油松2株（4.76%），國槐2株（4.76%），榆樹5株（11.91%），銀杏5株（11.91%），美國山核桃2株（4.76%）。北京動物園古樹隸屬8科9屬9種，各樹種的數量分布存在明顯差異。

1.2 研究方法

1.2.1 層次結構模型的構建。

基于影響古樹生長因素的復雜性和樹木生長表現的多樣性，及各評價指標的重要性的差異，根據專家的建議和一線養護人員的經驗，采用層次分析法原理構建北京動物園古樹層次結構綜合評價模型（圖1）。

1.2.2 判斷矩陣構建及一致性檢驗。

根據目標層的要求和園林專業人員的建議，影響樹木健康的各因素指標采用1～9分值標度，使其定量化。構建目標層A與結構層B各因素、結構層B與指標層C各因素之間的兩兩比較判斷矩陣。采用yaahp 10.3層次分析軟件，對判斷矩陣進行一致性檢驗。當一致性比率CRlt;0.10，說明判斷矩陣具有可接受的一致性，否則，重新進行兩兩比較判斷。

CR=CI/RI

CI =（λmax-n）/（n-1）

式中：λmax為最大特征根，n為判斷矩陣階數，RI為隨機一致性指標。RI可通過查平均隨機一致性指標表獲得不同階數矩陣的相應值。2階判斷矩陣的RI為0，4階RI為0.89，5階RI為1.12，9階RI為1.46。

1.2.3 評價標準的制訂。

在對古樹生長環境和不同部位的生長特性充分觀察的基礎上，借鑒相關文獻，結合專家評判將各指標健康情況分為5個等級，為等級進行賦值，5為最大值，1為最小值，2、3、4為過渡值，制訂出1～5分制的定性評分標準表（表1）。

1.2.4 古樹健康評價值（A）的計算。

北京動物園古樹健康值（A）的計算見下式：

A=∑Ci·Ki （i= 3，…，n）（1）

式中：A為古樹健康評價值；Ci為第i個指標C所對應的得分；Ki為第i個指標C所對應的總權重。

1.2.5 健康等級評價。

參照DB11/T 1113—2014《古樹名木健康快速診斷技術規程》［9］，根據北京動物園古樹健康評價值將古樹健康分為4個等級，每個級別對應一類健康狀況（表2）。

2 結果與分析

2.1 古樹生長特征

樹高主要集中在5～15 m，平均樹高11.45 m，最大樹高達24.00 m，分別是1株國槐和1株榆樹，樹高最小的是1株檜柏，僅4.00 m。胸徑主要集中在40～70 cm，平均胸徑57.62 cm，最大胸徑達108.30 cm，是1株榆樹，胸徑最小的是1株檜柏，僅31.80 cm。冠幅主要集中在4.5～10.0 m，平均冠幅7.09 m，最大冠幅達16.00 m，其中冠幅超過15 m以上的有3株榆樹（表3）。綜合以上數據，北京動物園古樹的樹高、胸徑和冠幅全部呈正態分布和正偏態分布，且榆樹的樹高、胸徑、冠幅均大于其他古樹。

2.2 判斷矩陣及其一致性檢驗

基于研究目的和古樹健康綜合評價層次結構模型的要求，構建目標層A相對于結構層B1、B2、B3、B4、B5（A-Bi）以及結構層Bi相對于指標層Ci（B1-C、B2-C、B3-C、B4-C、B5-C）6個判斷矩陣（表4～9）。對判斷矩陣進行一致性檢驗，6個判斷矩陣的一致性比率（CR）在 0～0.073 3，均通過一致性檢驗（CR＜0.1），滿足層次分析法對一致性的要求，表明該研究所構建的評價指標體系可應用于古樹健康評價。

2.3 評價指標權重比較

請相關專家和一線養護人員對結構層與指標層各指標分別進行兩兩重要性比對后，經過yaahp 10.3 軟件對各項評價指標的重要性進行計算，得到 19 個評價指標的權重（表10）。由表10可知，結構層各指標的權重大小表現為樹干（0.483 3）＞整體情況（0.196 7）＞樹冠（0.143 7）＞根部（0.115 4）＞立地條件（0.060 9），即結構層中樹干對于古樹健康尤其重要，而立地條件的重要性則相對較小。結構層整體情況（B1）中樹勢（C1）的權重較大，傾斜度（C2）的權

重較小；結構層樹冠（B2）中，頂梢枯枝的權重中最大，其次為枯枝腐枝，偏冠的權重最小；在結構層樹干（B3）中，樹洞的權重最大，樹干腐爛次之，病蟲害的權重較小；在結構層根部（B4）中，根系損傷的權重大于根系裸露程度；在結構層立地條件（B5）上，地面鋪裝的權重大于是否有足夠生長空間。

指標層各指標加權后的總權重及其排序為樹洞（0.247 6）＞樹勢（0.175 6）＞樹干腐爛（0.153 7）＞根系損傷（0.080 3）＞地面鋪裝（0.045 6）＞頂梢枯枝（0.045 5）＞樹干損傷（0.044 7）＞枯枝腐枝（0.039 0）＞病蟲害（0.037 3）＞根系裸露程度（0.035 1）＞傾斜度（0.021 1）＞病害（0.017 7）＞是否有足夠生長空間（0.015 2）＞蟲害（0.015 1）＞新梢生長量（0.008 4）＞樹葉茂密程度（0.006 2）＞失綠落葉（0.005 9）＞寄生（0.003 3）＞偏冠（0.002 5）。綜上所述，樹洞、樹勢和樹干腐爛這3個因子是古樹健康評價的重要指標，失綠落葉、寄生和偏冠3個指標對古樹健康的影響較小。

2.4 健康綜合指數的計算和分級

嚴格按照評分標準（表1），通過現場打分的方式為每株古樹的19個評價指標賦分，將指標得分與各指標的總權重代入公式（1），可計算出每株古樹的健康值（A）。根據北京動物園古樹健康等級評價（表2），將北京動物園古樹健康程度劃分為4個等級。評價結果如下：北京動物園42株古樹，有33株屬于健康，占比78.57%；7株屬于亞健康，占比16.67%；屬于不健康和瀕危的分別有1株，占比均為2.38%（表11）?？傮w來看，研究區95%以上的古樹生長良好（包括健康和亞健康），2株處于生長衰退狀況，急需重視并加強復壯保護。

3 結論與討論

3.1 結論

該研究以北京動物園登記古樹為研究對象，通過層次分析法，構建了一套適用于古樹健康評價的指標體系，并對北京動物園現存的古樹進行健康評價與分析。研究結果如下：

（1）通過對古樹影響生長因子進行比較，圍繞研究的目標層篩選出5個一級（結構層）評價指標；全面參考國內外有關古樹健康評價研究成果，選用19個指標作為指標層，并以此為依據構建北京動物園古樹健康評價指標體系。

（2）總權重中，樹洞（0.247 6）最大，樹勢（0.175 6）、樹干腐爛（0.153 7）、根系損傷（0.080 3）這3個指標的權重均高于指標權重平均值（0.052 6），說明這些指標對古樹的健康評價值均有較大影響，在今后古樹日常管理和復壯保護中要對這4個指標的情況倍加關注。

（3）對北京動物園42株古樹健康值進行計算，其中健康級別有 33株，亞健康有7株，不健康和瀕危分別有1株。北京動物園42株古樹的平均健康值為 4.282 7，屬于“健康”范圍。

3.2 討論 該調查發現，近年來雖然北京動物園對古樹的保護力度不斷加大，但仍存在保護不足的現象，大部分古樹的健康狀況仍有待進一步提高。古樹的地下生長環境存在諸多影響其健康生長的問題，包括立地條件差，地下生長空間不足，地上通風透光差，頻繁的人為踩踏造成土壤板結，樹干周圍鋪裝面積大，水土流失導致土壤剝蝕或堆積，土壤營養不足等。這些不利影響致使古樹地下土壤理化性質惡化，古樹的生長勢隨著生存環境的惡化而趨向衰弱。因此，迫切需要采取科學的古樹復壯措施，進行有效的保護管理［1，10-13］。

經分析可知，樹洞、樹勢、樹干腐爛、根系損傷等是影響北京動物園古樹健康的重要因素。這與蘇純蘭等［2］的研究結果相似，而與翁殊斐等［14］的研究結果不同，這可能是由于研究區古樹樹種、樹齡、生長環境、氣候條件等存在差異。寄生和偏冠對古樹健康的影響較小，分析可能與研究區古樹整體寄生攀爬植物較少有關，或者是由于其對古樹健康的影響過程較為緩慢。經評價，北京動物園的古樹整體生長良好，以健康狀態為主。健康的古樹生長勢較強，冠形飽滿、樹干完整；而瀕危的古樹存在生長勢衰退，枝葉稀疏，樹干空腐，根系外露等情況。評價結果與古樹實際生長狀態相符，表明該指標評價體系適用性較高［15］。

古樹的健康受多種主觀和客觀因素的影響，一個評價古樹健康的體系，難以涉及所有的因素。該研究結合定性與定量指標，綜合考慮古樹的整體生長狀況、形態指標、病蟲害狀況、立地環境等指標，使得評價指標數據易獲取，統計方法規范可操作性強，實現了理論科學性和現實可行性的合理統一，但忽略了評價指標的信息重復問題 。古樹的健康評價需要綜合考慮外觀形態指標、內部生長狀況、人為干擾和環境影響等因素以及指標間的關聯度，因此想要更為科學、準確地評估古樹健康，還需要進一步探索更為科學客觀的權重賦值方法來完善評價體系和評價模型［16-18］。

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作者簡介 李艷輝（1982—），女，河北邯鄲人，高級工程師，碩士，從事園林綠化研究。

收稿日期 2024-03-21