基于TOPSIS原理的石灰岩山地不同树种景观与生态效益分析

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb18110009

中国农学通报 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (4): 83-89.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb18110009

所属专题：资源与环境；园艺；农业生态

• 资源·环境·生态·土壤·气象 • 上一篇下一篇

基于TOPSIS原理的石灰岩山地不同树种景观与生态效益分析

张如明, 李亦然, 李泽东, 曹振, 张永涛()

山东农业大学林学院/山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室/泰山森林生态系统定位研究站,山东泰安 271018

收稿日期:2018-11-05 修回日期:2018-12-14 出版日期:2020-02-05 发布日期:2020-02-08
通讯作者: 张永涛
作者简介:张如明,男,1990年出生,山东聊城人,硕士研究生,研究方向：水土保持监测。通信地址：271018 山东省泰安市泰山区泰前街道岱宗大街山东农业大学本部林学院,E-mail：807969550@qq.com。
基金资助:
欧洲投资银行贷款沿海防护林工程项目“低山丘陵海防林植被恢复技术研究”(SCSFP-KY-3);世界银行贷款山东生态造林项目“干旱瘠薄山地造林树种及造林模型选择研究”(SEAP-KY-1)

Landscape and Ecological Benefit Analysis of Tree Species in Limestone Mountains Based on TOPSIS Method

Zhang Ruming, Li Yiran, Li Zedong, Cao Zhen, Zhang Yongtao()

Forestry College of Shandong Agricultural University/ Shandong Provincial Key Laboratory of Soil Erosion and Ecological Restoration/ Taishan Forest Eco-station of State Forestry Administration, Tai’an Shandong 271018

Received:2018-11-05 Revised:2018-12-14 Online:2020-02-05 Published:2020-02-08
Contact: Zhang Yongtao

摘要/Abstract

摘要：

为解决石灰岩山地荒山绿化遴选景观与生态效益优良的树种问题,以鲁中南山地典型石灰岩山地的9种10年生树种为研究对象,采用野外调查与室内相结合的方法,从树种的季相变化、观赏价值、树形、植物种类、绿视率、郁闭度、通透距离、冠幅、植株高度9个方面研究景观效益,从枯落物总蓄积量、土壤容重、土壤总孔隙度、增加的贮水量、渗透速率、减蚀量、有机质、碳汇量8个方面研究生态效益。基于TOPSIS原理,对不同树种之间的景观与生态效益进行综合评定,筛选出适合石灰岩山地栽种的优良树种。研究表明,9种树种中,五角枫的景观与生态效益最好,刺槐和黄连木次之。该研究有助于提升石灰岩山地森林质量,更好地发挥森林的多功能效益。

关键词: 石灰岩山地, 景观效益, 生态效益, TOPSIS

Abstract:

To select tree species for landscape greening and achieve ecological benefits of barren hills in limestone mountains, we took nine species of 10-year-old tree in the typical limestone mountainous area of central southern Shandong Province as research objects, and studied the landscape and ecological benefits by field sampling and quantitative analysis. The landscape benefits were evaluated from the seasonal variation, ornamental value, tree shape, plant species, green view index, canopy closure, penetration distance, crown width and plant height of the tree species, and the ecological benefits were evaluated from litter stock volume, soil bulk density, total soil porosity, increased water storage, permeation rate, amount of erosion, organic matter, carbon sink. Then excellent tree species suitable for planting in limestone mountains were selected. The results showed that among the nine tree species, the landscape and ecological benefits of Acer mono were the best, followed by that of Robinia pseudoacacia and Pistacia chinensis. This research could improve the quality of forests in limestone mountains and better use the multi-functional benefits of the forest in Shandong Province.

Key words: limestone mountain, landscape benefit, ecological benefits, TOPSIS method

中图分类号:

S714.7

张如明, 李亦然, 李泽东, 曹振, 张永涛. 基于TOPSIS原理的石灰岩山地不同树种景观与生态效益分析[J]. 中国农学通报, 2020, 36(4): 83-89.

Zhang Ruming, Li Yiran, Li Zedong, Cao Zhen, Zhang Yongtao. Landscape and Ecological Benefit Analysis of Tree Species in Limestone Mountains Based on TOPSIS Method[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(4): 83-89.

图/表 10

参考文献 28

[1]	郑秋露, 廖景平 . 基于层次分析法的园林景观评价——以华南植物园龙洞琪林为例[J]. 西北林学院学报, 2013,28(6):210-216.
[2]	谷媛媛 . 石家庄市中山公园园林植物景观评价——基于层次分析法[J]. 中国园艺文摘, 2013,29(12):118-119.
[3]	何剑萍 . 我国森林公园景观规划设计分析[J]. 现代园艺, 2016(2):101-102.
[4]	陈勇, 孙冰, 廖绍波 , 等. 城市森林林内景观评价指标筛选研究[J]. 中国农学通报, 2013,29(16):32-36.
[5]	石凌霞 . 走进绿色亲近自然——我园的绿色生态植物园[J]. 山东教育, 2015(Z5):130.
[6]	孙钰 . 世界环境日:全球关注森林保护[J]. 环境保护, 2011(10):71-72.
[7]	朱玉军 . 为什么森林被称为天然氧吧[A].中学生数理化(七年级数学)(配合人教社教材)[M]. 郑州:河南教育报刊社, 2017: 79-80.
[8]	颜玉娟, 陈星可, 李永芳 , 等. 基于层次分析法的湖南阳明山森林公园植物景观规划研究[J]. 中国园林, 2018,34(1):102-107.
[9]	李俊英, 闫红伟, 唐强 , 等. 天然次生林林内景观评价模型[J]. 浙江林学院学报, 2010,27(6):923-927.
[10]	陈勇, 孙冰, 廖绍波 , 等. 城市森林林内景观评价指标筛选研究[J]. 中国农学通报, 2013,29(16):32-36.
[11]	李宇奇, 罗奕爽, 黎燕琼 , 等. 基于AHP法的乡村景观质量评价体系构建——以川西林盘为例[J]. 西北林学院学报, 2018,33(2):263-268.
[12]	孙姝亭, 陈美谕, 李苹 , 等. 北京市居民小区景观林林内景观质量评价研究[J]. 西北林学院学报, 2016,31(5):297-305.
[13]	张继强, 仇贵芳, 刘冬皓 , 等. 基于AHP的甘肃省14种野生季节变色植物观赏价值评价[J]. 水土保持通报, 2018,38(3):334-338.
[14]	信桂新, 杨朝现, 杨庆媛 , 等. 用熵权法和改进TOPSIS模型评价高标准基本农田建设后效应[J]. 农业工程学报, 2017,33(1):238.
[15]	Glover B J . The diversity of flower colour: how and why[J]. International Journal of design and Nature and Ecodynamics, 2009,4(3):211-218. doi: 10.1111/jeb.13599 URL pmid: 32012387
[16]	Margaret J G . Green leaf colours in a suburban Australian hotspot: colour differences exist between esotic trees from far afield compared with local species[J]. Landscape and Urban Planning, 2016,146:20-28.
[17]	王子, 荣媛, 李明阳 , 等. 森林景观色彩评价研究[J]. 世界林业研究, 2017,30(3):41-45.
[18]	杨青, 刘耕源 . 森林生态系统服务价值非货币量核算:以京津冀城市群为例[J]. 应用生态学报, 2018,29(11):3747-3759.
[19]	杨吉华, 胡建朋, 罗明达 , 等. 鲁中南砂石山区不同林分类型保土功能及其效益[J]. 水土保持学报, 2011,25(4):63.
[20]	刘营营, 佘冬立, 刘冬冬 , 等. 土地利用与土壤容重双因子对土壤水分入渗过程的影响[J]. 水土保持学报, 2013,27(5):84-88,94.
[21]	赵筱青, 和春兰, 许新惠 . 云南山地尾叶桉类林引种对土壤物理性质的影响[J]. 生态环境学报, 2012,21(11):1810-1816.
[22]	姜霞, 张喜, 张佐玉 , 等. 不同喀斯特峡谷土壤物理性质空间变异的研究[J]. 中南林业科技大学学报, 2013,33(4):87-90,96.
[23]	衣晓丹 . 不同发育阶段杉木人工林土壤理化性质及凋落物养分储存量研究[D]. 北京:北京林业大学, 2013.
[24]	任国平, 刘黎明, 孙锦 , 等. 基于GRA和TOPSIS模型的都市郊区乡村景观多功能定位[J]. 地理研究, 2018,37(2):263-280.
[25]	冯磊, 赵洁 . 基于AHP-TOPSIS组合模型的城市公园景观质量评价研究[J]. 山东农业大学学报:自然科学版, 2018,49(5):777-781.
[26]	熊鸿斌, 韩尚信 . 基于PSR-改进TOPSIS模型的安徽省资源环境承载力评价[J]. 安徽农业大学学报, 2018,45(2):274-281.
[27]	孙蓓婷, 高超, 张燕 . 基于加权Topsis法综合评价典型滩涂围垦区土壤质量演变[J]. 中国生态农业学报, 2018,26(2):284-293.
[28]	韩锦辉, 赵文晋, 杨天通 , 等. 基于改进TOPSIS法的东北农牧交错区土地可持续利用评价及障碍因子诊断[J]. 水土保持研究, 2018,25(3):279-284,291.

林分类型	密度/(株/hm²)	坡位	坡向	坡度/°
连翘	2500	中上部	南坡	22
山杏	2500	中上部	南坡	22
黄栌	2500	中上部	南坡	22
五角枫	1660	中部	西南坡	21
刺槐	1660	中部	西南坡	20
苦楝	1660	中部	西南坡	22
黄连木	1600	中部	东南坡	21
臭椿	1660	中部	东南坡	20
侧柏	1660	中部	东南坡	22

林分类型	密度/(株/hm²)	坡位	坡向	坡度/°
连翘	2500	中上部	南坡	22
山杏	2500	中上部	南坡	22
黄栌	2500	中上部	南坡	22
五角枫	1660	中部	西南坡	21
刺槐	1660	中部	西南坡	20
苦楝	1660	中部	西南坡	22
黄连木	1600	中部	东南坡	21
臭椿	1660	中部	东南坡	20
侧柏	1660	中部	东南坡	22

赋值	季相变化	观赏价值	树形	植物种类
2	不丰富	较少	不美观	乔/灌
4	一般	一般	一般	乔/灌/草
6	丰富	多	美观	乔/灌/草/花
8	较丰富	较多	优美	乔/灌/草/绿篱

赋值	季相变化	观赏价值	树形	植物种类
2	不丰富	较少	不美观	乔/灌
4	一般	一般	一般	乔/灌/草
6	丰富	多	美观	乔/灌/草/花
8	较丰富	较多	优美	乔/灌/草/绿篱

树种	季相变化			观赏价值			树形	植物种类	绿视率/%	郁闭度	通透距离/m	冠幅/m²	植株平均树高/m
树种	春	夏	秋	观花	观叶	观果	树形	植物种类	绿视率/%	郁闭度	通透距离/m	冠幅/m²	植株平均树高/m
连翘	黄	绿	黄	√			拱枝形	2	17	0.42	56	2.64	1.64
山杏	红	绿	黄	√			圆头形	3	19	0.36	46	1.43	1.92
黄栌	绿	绿	红		√	√	圆头形	4	20	0.49	33	2.58	2.16
五角枫	绿	绿	红		√	√	球形	4	22	0.52	42	2.52	2.52
刺槐	绿	绿	黄				倒卵形	4	22	0.51	44	2.16	3.18
苦楝	绿	绿	黄				半球形	3	23	0.55	35	2.88	2.81
黄连木	绿	绿	红		√		圆球形	3	19	0.47	45	1.91	2.59
臭椿	红	绿	黄		√	√	半球形	4	23	0.50	37	2.28	2.76
侧柏	绿	绿	绿				广卵形	3	18	0.28	22	1.10	2.41

基于TOPSIS原理的石灰岩山地不同树种景观与生态效益分析

Landscape and Ecological Benefit Analysis of Tree Species in Limestone Mountains Based on TOPSIS Method

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 10

参考文献 28

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

关于本刊

作者中心

审者中心

在线期刊

联系我们

项目	季相变化	观赏价值	树形	植物种类	绿视率	郁闭度	通透距离	冠幅	植株平均高度
熵值	1.4082	1.4414	1.4283	1.4690	1.4919	1.4989	1.4601	1.4618	1.3705
权重	0.1013	0.1095	0.1063	0.1164	0.1221	0.1238	0.1142	0.1146	0.0919

树种	D⁺	D^-	C_i	排序
连翘	0.0682	0.0325	0.3229	9
山杏	0.0603	0.0288	0.3231	8
黄栌	0.0339	0.0596	0.6376	3
五角枫	0.0195	0.0647	0.7683	1
刺槐	0.0393	0.0550	0.5830	4
苦楝	0.0492	0.0463	0.4845	6
黄连木	0.0242	0.0572	0.7025	2
臭椿	0.0384	0.0477	0.5540	5
侧柏	0.0569	0.0303	0.3478	7

树种	枯落物层总蓄积量/ (t/hm²)	土壤容重/ (g/cm³)	土壤总孔隙度/ %	增加贮水量/ mm	平均渗透速率/ (mm/min)	减蚀量/ [t/(hm²·a)]	有机质/ %	碳汇量/ (t/hm²)
连翘	1.92	1.24	1.08	1.56	1.13	1.160	1.34	111.5543
山杏	1.84	1.26	1.07	1.52	1.12	1.150	1.31	43.9600
黄栌	2.37	1.22	1.10	1.69	1.28	1.260	1.55	22.9872
五角枫	1.92	1.22	1.04	1.25	1.24	1.080	1.24	187.1098
刺槐	2.31	1.16	1.09	1.59	1.34	1.370	1.50	223.8470
苦楝	2.16	1.22	1.05	1.30	1.23	1.190	1.36	171.5370
黄连木	1.75	1.24	1.03	1.22	1.13	1.050	1.16	139.9071
臭椿	1.79	1.23	1.04	1.22	1.13	1.050	1.17	170.7012
侧柏	1.28	1.25	1.03	1.18	0.92	0.088	1.12	102.1755

项目	枯落物层总蓄积量	土壤容重	土壤总孔隙度	增加贮水量	平均渗透速率	减蚀量	有机质	碳汇量
熵值	1.4799	1.4996	1.4996	1.4871	1.4926	1.3771	1.4913	1.3108
权重	0.1319	0.1373	0.1373	0.1339	0.1354	0.1037	0.1351	0.0854

树种	D⁺	D^-	C_i	排序
连翘	0.0277	0.0439	0.6125	4
山杏	0.0402	0.0390	0.4926	8
黄栌	0.0398	0.0514	0.5637	6
五角枫	0.0239	0.0490	0.6722	3
刺槐	0.0054	0.0657	0.9243	1
苦楝	0.0195	0.0517	0.7259	2
黄连木	0.0323	0.0404	0.5552	7
臭椿	0.0291	0.0443	0.6036	5
侧柏	0.0595	0.0159	0.2112	9

指标		熵值	权重
景观效益	季相变化	1.4082	0.0532
	观赏价值	1.4414	0.0576
	树形	1.4283	0.0559
	植物种类	1.4690	0.0612
	绿视率	1.4919	0.0642
	郁闭度	1.4989	0.0651
	通透距离	1.4601	0.0600
	冠幅	1.4618	0.0602
	植株平均高度	1.3705	0.0483
生态效益	枯落物层总蓄积量	1.4799	0.0626
	土壤容重	1.4996	0.0652
	土壤总孔隙度	1.4996	0.0651
	增加的贮水量	1.4871	0.0635
	平均渗透速率	1.4925	0.0642
	减蚀量	1.3771	0.0491
	有机质	1.4913	0.0640
	碳汇量	1.3108	0.0405

树种	D⁺	D^-	C_i	排序
连翘	0.0382	0.0269	0.4135	7
山杏	0.0370	0.0239	0.3925	8
黄栌	0.0259	0.0397	0.6048	4
五角枫	0.0153	0.0412	0.7294	1
刺槐	0.0208	0.0425	0.6712	2
苦楝	0.0275	0.0345	0.5569	6
黄连木	0.0199	0.0356	0.6413	3
臭椿	0.0245	0.0327	0.5722	5
侧柏	0.0411	0.0177	0.3003	9

[1]	余忠浩, 周伟, 李志刚, 李资文, 贾娟霞, 周亚星. 2002—2021年内蒙古自治区大豆主要性状变化分析及综合评价[J]. 中国农学通报, 2022, 38(34): 14-21.
[2]	于台泽, 贾伟, 安晓慧, 金书秦, 魏雪, 李颖, 张丹. 轮作种植制度的生态经济效益分析及发展建议[J]. 中国农学通报, 2022, 38(26): 150-157.
[3]	梁龙, 孙凯, 张昌柱. 贵州省露地菜椒生产的能量效益和碳足迹评价——以锦屏县为例[J]. 中国农学通报, 2022, 38(20): 149-155.
[4]	张春艳, 吴荣华, 庄克章, 徐杰, 李新新, 李静, 王恒, 齐孝峰. 基于熵值赋权的DTOPSIS法对不同玉米品种在鲁南地区的综合评价研究[J]. 中国农学通报, 2021, 37(23): 8-14.
[5]	黄国勤. 论乡村产业振兴[J]. 中国农学通报, 2020, 36(2): 149-154.
[6]	马能文,党国锋. 基于熵权TOPSIS和ESDA的甘肃省县域经济时空演变研究[J]. 中国农学通报, 2019, 35(4): 147-157.
[7]	郝新迪,田晔林,牛奔,许璇,唐脂砚,闫伯前,杨柳. 林下种植木香薷对土壤养分的影响[J]. 中国农学通报, 2019, 35(32): 73-78.
[8]	胡继杰,钟楚,房玉伟,陈孝赏,刘守坎. 种植方式调控早稻生长研究进展[J]. 中国农学通报, 2019, 35(27): 1-7.
[9]	张帅,李涛,杨晓霞. 人口-土地-产业视角下丘陵山区乡村空心化研究 ——以奉节县12 个调研村为例[J]. 中国农学通报, 2019, 35(22): 156-164.
[10]	冯代丽,刘艳红,王斐,原阳. 基于三维绿量的城市绿地生态效益评价综述[J]. 中国农学通报, 2017, 33(6): 129-133.
[11]	左忠,王东清,温学飞. TOPSIS法综合评价宁夏中部干旱带五种风蚀环境抗风蚀性能_*[J]. 中国农学通报, 2017, 33(18): 61-64.
[12]	王艳芳,李戈,唐玲,杨春勇,李荣英. 基于灰色关联度分析和DTOPSIS法的肾茶种质资源综合评价[J]. 中国农学通报, 2017, 33(10): 92-99.
[13]	李瑞,徐培智,卢钰升. 浅谈水稻免耕抛秧栽培技术的研究进展[J]. 中国农学通报, 2015, 31(3): 1-6.
[14]	严志丹,王兰,李美华,袁新琳. 基于DTOPSIS法的塔里木河流域棉花种植适宜性区划研究[J]. 中国农学通报, 2015, 31(11): 210-216.
[15]	杨忠义段国锋王玉庆. 黄土丘陵区菊花种植模式的生态及经济效益分析[J]. 中国农学通报, 2014, 30(4): 195-199.