基于层次分析法的北京动物园古树健康评价

摘要 为全面评估古树健康状况，及时制订和调整复壮方案，以北京动物园内42株古树为研究对象，运用层次分析法（AHP，analytic hierarchy process）从整体情况、树冠、树干、根部、立地条件5方面选取树势、倾斜度、树洞、顶梢枯死、树干腐烂等19个评价指标，并用Delphi-AHP法确定各指标相对权重，建立古树健康评价模型。结果表明：树洞、树势、树干腐烂、可见根系损伤等是影响北京动物园古树健康程度的主要原因。将古树按健康值分为4个级别，发现42株古树健康状况以健康状态为主，整体生长良好。评分结果表征树势强弱，与实际调查情况一致，该模型具有较高的适用性。

关键词 层次分析法；古树；健康评价

中图分类号 S788 文献标识码 A

文章编号 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

古树被称为活的文物，不仅是重要的历史文化遗产，还具有很高的生态、经济和社会价值［1］。古树树龄大，受树木自身特性所限，生长势日趋衰弱，一旦生长环境遭受自然或人为因素的破坏，易出现树势衰弱、腐烂空洞及病虫害频发等问题，必然会加速古树衰老的进程。因此，及时准确评估健康状况，有针对性地对古树实施保护和复壮措施，并为其创造良好的生态立地环境，对于保护古树资源有着重要意义［2］。

“树木健康”主要是指树木良好的生长动态，可用来反映树木的生长状况，当树木生长茁壮并具有良好结构时，其会具有更好的生态、景观和社会价值［3-4］。目前，健康评价方法研究中应用最多的是层次分析法、主成分分析法、灰色关联分析法等［5-7］。不同评价方法各有其优缺点，评价结果精度也不同，目前健康评价越来越呈现出多种方法相结合的趋势。目前有关北京动物园古树健康评价的研究鲜见报道。鉴于此，笔者基于北京动物园古树健康状况的实地调查，结合复壮措施和生长因子等，建立古树健康评价模型，及时、准确地评估北京动物园古树的健康状况，并揭示影响该研究区古树健康生长的重要因素，以期为科学制订古树日常管养计划提供技术支撑［8］。

1 材料与方法

1.1 研究对象

目前北京动物园现存古树42株，一级古树6株，二级古树36株。其中包括桧柏26株（61.90%），油松2株（4.76%），国槐2株（4.76%），榆树5株（11.91%），银杏5株（11.91%），美国山核桃2株（4.76%）。北京动物园古树隶属8科9属9种，各树种的数量分布存在明显差异。

1.2 研究方法

1.2.1 层次结构模型的构建。

基于影响古树生长因素的复杂性和树木生长表现的多样性，及各评价指标的重要性的差异，根据专家的建议和一线养护人员的经验，采用层次分析法原理构建北京动物园古树层次结构综合评价模型（图1）。

1.2.2 判断矩阵构建及一致性检验。

根据目标层的要求和园林专业人员的建议，影响树木健康的各因素指标采用1～9分值标度，使其定量化。构建目标层A与结构层B各因素、结构层B与指标层C各因素之间的两两比较判断矩阵。采用yaahp 10.3层次分析软件，对判断矩阵进行一致性检验。当一致性比率CR<0.10，说明判断矩阵具有可接受的一致性，否则，重新进行两两比较判断。

CR=CI/RI

CI =（λmax-n）/（n-1）

式中：λmax为最大特征根，n为判断矩阵阶数，RI为随机一致性指标。RI可通过查平均随机一致性指标表获得不同阶数矩阵的相应值。2阶判断矩阵的RI为0，4阶RI为0.89，5阶RI为1.12，9阶RI为1.46。

1.2.3 评价标准的制订。

在对古树生长环境和不同部位的生长特性充分观察的基础上，借鉴相关文献，结合专家评判将各指标健康情况分为5个等级，为等级进行赋值，5为最大值，1为最小值，2、3、4为过渡值，制订出1～5分制的定性评分标准表（表1）。

1.2.4 古树健康评价值（A）的计算。

北京动物园古树健康值（A）的计算见下式：

A=∑Ci·Ki （i= 3，…，n）（1）

式中：A为古树健康评价值；Ci为第i个指标C所对应的得分；Ki为第i个指标C所对应的总权重。

1.2.5 健康等级评价。

参照DB11/T 1113—2014《古树名木健康快速诊断技术规程》［9］，根据北京动物园古树健康评价值将古树健康分为4个等级，每个级别对应一类健康状况（表2）。

2 结果与分析

2.1 古树生长特征

树高主要集中在5～15 m，平均树高11.45 m，最大树高达24.00 m，分别是1株国槐和1株榆树，树高最小的是1株桧柏，仅4.00 m。胸径主要集中在40～70 cm，平均胸径57.62 cm，最大胸径达108.30 cm，是1株榆树，胸径最小的是1株桧柏，仅31.80 cm。冠幅主要集中在4.5～10.0 m，平均冠幅7.09 m，最大冠幅达16.00 m，其中冠幅超过15 m以上的有3株榆树（表3）。综合以上数据，北京动物园古树的树高、胸径和冠幅全部呈正态分布和正偏态分布，且榆树的树高、胸径、冠幅均大于其他古树。

2.2 判断矩阵及其一致性检验

基于研究目的和古树健康综合评价层次结构模型的要求，构建目标层A相对于结构层B1、B2、B3、B4、B5（A-Bi）以及结构层Bi相对于指标层Ci（B1-C、B2-C、B3-C、B4-C、B5-C）6个判断矩阵（表4～9）。对判断矩阵进行一致性检验，6个判断矩阵的一致性比率（CR）在 0～0.073 3，均通过一致性检验（CR＜0.1），满足层次分析法对一致性的要求，表明该研究所构建的评价指标体系可应用于古树健康评价。

2.3 评价指标权重比较

请相关专家和一线养护人员对结构层与指标层各指标分别进行两两重要性比对后，经过yaahp 10.3 软件对各项评价指标的重要性进行计算，得到 19 个评价指标的权重（表10）。由表10可知，结构层各指标的权重大小表现为树干（0.483 3）＞整体情况（0.196 7）＞树冠（0.143 7）＞根部（0.115 4）＞立地条件（0.060 9），即结构层中树干对于古树健康尤其重要，而立地条件的重要性则相对较小。结构层整体情况（B1）中树势（C1）的权重较大，倾斜度（C2）的权

重较小；结构层树冠（B2）中，顶梢枯枝的权重中最大，其次为枯枝腐枝，偏冠的权重最小；在结构层树干（B3）中，树洞的权重最大，树干腐烂次之，病虫害的权重较小；在结构层根部（B4）中，根系损伤的权重大于根系裸露程度；在结构层立地条件（B5）上，地面铺装的权重大于是否有足够生长空间。

指标层各指标加权后的总权重及其排序为树洞（0.247 6）＞树势（0.175 6）＞树干腐烂（0.153 7）＞根系损伤（0.080 3）＞地面铺装（0.045 6）＞顶梢枯枝（0.045 5）＞树干损伤（0.044 7）＞枯枝腐枝（0.039 0）＞病虫害（0.037 3）＞根系裸露程度（0.035 1）＞倾斜度（0.021 1）＞病害（0.017 7）＞是否有足够生长空间（0.015 2）＞虫害（0.015 1）＞新梢生长量（0.008 4）＞树叶茂密程度（0.006 2）＞失绿落叶（0.005 9）＞寄生（0.003 3）＞偏冠（0.002 5）。综上所述，树洞、树势和树干腐烂这3个因子是古树健康评价的重要指标，失绿落叶、寄生和偏冠3个指标对古树健康的影响较小。

2.4 健康综合指数的计算和分级

严格按照评分标准（表1），通过现场打分的方式为每株古树的19个评价指标赋分，将指标得分与各指标的总权重代入公式（1），可计算出每株古树的健康值（A）。根据北京动物园古树健康等级评价（表2），将北京动物园古树健康程度划分为4个等级。评价结果如下：北京动物园42株古树，有33株属于健康，占比78.57%；7株属于亚健康，占比16.67%；属于不健康和濒危的分别有1株，占比均为2.38%（表11）。总体来看，研究区95%以上的古树生长良好（包括健康和亚健康），2株处于生长衰退状况，急需重视并加强复壮保护。