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云台山野生乔灌木资源园林开发利用综合评价

2012-05-30丁彦芬张佳平

浙江农林大学学报 2012年4期
关键词:云台山野生植物树种

丁彦芬,张佳平

(1.南京林业大学 风景园林学院,江苏 南京 210037;2.浙江大学 农业与生物技术学院,浙江 杭州 310058)

中国野生植物资源丰富,多具有良好的生态效益和观赏价值。加大对乡土野生植物资源的开发利用,既可丰富当地园林植物种类,构建具备地域特色的植物景观,又可在开发过程中,扩充珍稀濒危植物的植株数量和分布范围,起到保护的效果。野生植物的抗逆能力和观赏价值有高低之别,利用前景良莠不齐,故对其开发应当有重点地进行,而非随机、无序的过程。构建评价体系,进行定量评价,获得利用次序,可使得开发过程有主次之分,先后之别。以层次分析法(analytical hierarchy process,AHP)较为常用[1-6],它通过定量分析,可减少定性分析的主观性。连云港云台山是苏北地区重要的植物种质资源库。本研究以云台山野生乔灌木资源为研究对象,利用层次分析法,构建开发利用评价体系,分3个等级筛选出适应能力强、观赏价值好、具备优良园林利用前景的乔灌木共80种,以期为连云港乃至苏北、皖北等气候型相近地区的乡土野生植物资源园林开发利用提供参考[7-11]。以往对植物资源的园林开发利用评价体系较为雷同,大多重视观赏价值,其中又更多注重花器官,评价指标多达5~6个(花色、花径、花奇特性、芳香性、花显示程度等);适应性(抗逆性)往往仅占1个指标,且判分标准较为抽象模糊[1-2,5-6]。本评价体系更多注重树种的生态功能、与环境的相互关系及其观赏价值的全面性,加大了树种适应能力、花器官以外观赏价值的评价比重,从而建立了较为新颖、细致的评价指标与评分标准,以供参考。

1 云台山概况

连云港云台山地处 34°34′~34°46′N, 119°13′~119°29′E, 东临黄海, 为暖温带和北亚热带过渡区域,具典型季风气候特征。由前云台山、中云台山、后云台山及连岛等一系列互不连续的断块山体组成,总面积为197.3 km2。花果山玉女峰海拔为625.3 m,为江苏省最高峰。山区土壤为棕壤,周围平原区分布着次生盐土、盐土及滨海盐土,pH 4.5~8.5,滨海区域土壤盐碱度较高[12-13]。

区内年均气温为14.1℃,1月均温-0.4℃,7月均温27.4℃;极端最高温为39.4℃,极端最低温-18.1℃。年降水量为943.3mm,集中在7-9月,达608.1mm,占全年降水量的63%。全年蒸发量为1130.0~1580.0mm[13]。全年日照时数为2501.5 h。霜期一般为10月17日至翌年3月8日,最晚在4月18日,无霜期为209 d。从全年的水热情况分配可看出,其夏秋季主要受东南季风的影响,冬春季则受大陆性气流的控制,故一年中会出现明显的旱季与雨季。因夏雨集中,降水量大,山地坡度陡,土壤质地轻,易发生土壤侵蚀和水土流失。

区内共有维管束植物164科642属1277种,其中木本植物69科140属240余种。地带性植被为温带落叶阔叶林,因特殊的滨海地理位置,兼有部分亚热带种[12-15]。

2 研究材料与方法

2.1 选取评价对象

2008-2011年,对云台山全境植被展开调查,线路法和样方法调查相结合。沿途记录植物种名、分布、生长势,对关键性植物进行拍摄和全球定位系统(GPS)定位;共设置样方42个(20 m×20 m),记录样方经纬度、坡向、坡度、海拔、郁闭度等,对乔灌木进行每木调查,记录株数、胸径、冠幅、盖度、高度等[16]。云台山有木本植物240余种,并非每种都有评价意义,故筛选出具备代表性的80种乔木和灌木作为评价对象,包含部分藤蔓性灌木。同属的多种相近植物,仅选1~2种予以评价。

2.2 构建评价体系(表1)

选取层次分析法作为评价方法。在征求林学和园林专家及研究生的意见后,确立目标层,合理选择准则层与因子各指标,最终构成由总目标、评价要素、评价因子、评分标准组成的多层次评价体系,参见表1。表2为各指标的详细评价标准,各种指标被划分为由好到差的3个等级(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ),分别赋予15,10,5分。

表1 云台山野生乔灌木资源园林开发利用综合评价体系Table1 Comprehensive evaluation system of landscape exploitation and application of wild trees and shrubs in Mount Yuntai

表2 指标评价标准Table2 Evaluation criteria of indicators

2.3 确立评分权重

确定各指标的重要性程度并使之数量化,以获得评价指标权重。

对准则层(B)和因子层(C)中各元素关于上层次某一准则的重要性进行两两比较,构造比较判断矩阵,各因素相对重要性采取1~9及其倒数的标度方法。运用和积法求解矩阵,得出单一准则下被比较元素的相对权重,即层次单排序,并进行一致性检验,即:一致性指标(IC)=(λmax-n)/(n-1),随机一致性比率(RC)=一致性指标(IC)/平均随机一致性指标(IR)。其中:λmax为判断矩阵最大特征根,n为矩阵阶数,IC为一致性指标,IR为平均随机一致性指标。RC<0.1时,判断矩阵的一致性令人满意,否则须重新判断。得出层次单排序结果后,计算最后一层对于最高层(目标层)的相对重要性排序权值,即层次总排序,同样进行一致性检验,最后获得13个评价因子各自权重。

2.4 计算综合分值

将不同季节和区域的某种植物的分布、长势、观赏器官的照片,以及相关资料和信息,交于前述林学和园林学科专家和研究生,以指标评价标准为主要依据,结合个人专业知识进行综合判分。按各指标所占权重值进行加权计算,得到某种植物的综合评价值,即:。其中:V为综合得分,U为因子评分,W为因子权重值,m为因子数。

3 研究结果与分析

3.1 评分权重分析

该体系分别构成 A-B,B1-C,B2-C,B3-C共4个判断矩阵,仅列出A-B准则层判断矩阵及评价因子权重值 (表3~4)。3个因子层判断矩阵可类似构建,不再罗列。表3中,W为准则层评价要素权重值,适应能力(B1)>观赏价值(B2)>开发价值(B3);表4为13个评价因子的最终权重值。

表3 判断矩阵及一致性检验(A-B)Table3 Judgement matrix and consistency check(A-B)

表4 评价因子总权重及一致性检验Table4 Evaluation factors’total weight and consistency check

开发利用野生植物资源,必须首先保证其能够适应相对恶劣的城乡环境,观赏价值才不会贬值。适应能力强的植物多具备相应生理、生态特性,如根系庞大、茎杆坚韧、具备可吸收和排出盐分的盐腺等,故具备相应的生态功能,如固定土壤、涵养水源、防风防潮、碳汇功能、改良盐碱土壤等。因此,适应能力最为重要,权重最高,观赏价值与开发价值的权重分列二三位。

野生植物的开发目标应首选本地。连云港的盐碱地和潮湿地面积广阔,植物耐盐碱性和耐水湿性应占据较高权重。虽靠海,但该市严重缺水,人均水资源仅为全国人均水平的14%,植物的耐干旱贫瘠性亦须重点考虑。

以往评价体系中,观赏价值权重最高者多为观花价值,本体系中则为最佳观赏期,如此可以照顾观花价值一般却具备其他良好观赏特征的植物,如秋色叶树种、观苞片树种、观果树种等。

为了与植物保护相结合,并尽可能开发更多尚未利用的野生植物,珍稀濒危程度和已利用程度是开发价值中权重较高的2项。植物对生境的依赖性亦予以考虑,其将决定引种、选育、栽培等科研过程的实施难度,以及在城市环境中的使用成本及成活率。

3.2 综合评价分析

通过判断矩阵的构建和分值的加权计算,获得某种植物的综合评价值。将所有综合值进行降序排列,并划分为3个利用等级,分为45种乔木和35种灌木2类进行分析,参见表5~6。乔木和灌木形态兼有者,如小乔木或大灌木,以其在云台山自然分布时所呈现的主要形态进行划分。

3.2.1 第1等级(Ⅰ)分析 表5~6中,分值在11.5以上者,共25种,大多具备各类抗性和观赏价值,最佳观赏期长;部分植物在当地为珍稀濒危树种,多有名木古树,能够作为连云港历史文化的见证[17],并可为研究当地水文、地质、物候带来参考,具备良好的文化、社会与科研意义。例如灌木类中位居首位的单叶蔓荆,为80种植物中综合得分最高者,几乎各项指标得分均最高:4类抗性均强;花、叶、姿俱美,春、夏、秋皆可观赏;分布零散,非常珍稀;多生长于海滩,适合作为海岸防风、防潮树种,极适于港城使用,故亟待通过开发利用,保护该珍贵树种。乔木类首位的柽柳耐盐碱,吸收的盐分可通过盐腺排出体外,可用于改良和绿化盐碱地;开花2~3次·a-1,跨越春夏2季,婆娑树姿和枝叶亦耐观瞻。白木乌桕夏观花序、秋观红叶、褐色果实经冬不凋,观赏期长。山槐(图1-1)、白檀(图1-2)等皆为抗性强、观赏价值多样的优良乡土树种。红楠、四照花、三桠乌药、大叶胡颓子等为当地珍稀濒危植物[18-19]。该类资源须作为首批乡土树种予以推荐,优先引种选育、推广使用。

表5 云台山野生观赏乔木开发利用综合评价值Table5 Comprehensive value of exploitation and application of wild ornamental trees in Mount Yuntai

表6 云台山野生观赏灌木开发利用综合评价值Table6 Comprehensive value of exploitation and application of wild ornamental shrubs in Mount Yuntai

图1 云台山某些优良乡土树种Figure1 Some ornamental indigenous tree species in Mount Yuntai of Jiangsu Province

3.2.2 第2等级(Ⅱ)分析 表5~6中,分值在10.5~11.5分者,共有25种。该类树种亦具有较强抗性,观赏价值较好,但因少数弱项导致部分指标得分偏低,总分相对靠后。杜梨各类抗性均强,耐盐碱,春季白花繁盛,夏秋时节观赏价值却一般。紫金牛较珍稀,观赏期较长,但生境要求苛刻。野茉莉(图1-3)本地资源丰富,是良好的观花小乔木,但花期一过,其余时期观赏价值乏善可陈。黄檀、柘树、石灰花楸、水榆花楸等皆为优秀的乡土观赏树种。虽有少许弱项,但第2等级树种仍然优秀,亦须重点开发利用,尽量做到适地适树、扬长避短。

3.2.3 第3等级(Ⅲ)分析 其余树种为第3等级,共30种。该类植物多具备若干项高分指标,其他方面相对中庸,并具备若干明显缺陷,影响了综合分值。满山红、羊踯躅在当地极珍稀,观花价值好,但生境要求颇为苛刻,尤其不耐盐碱土,而喜酸性土,其余3项抗性亦很差。川榛、蒙桑等仅具备观赏整体姿态的价值,花、叶、果的观赏价值均一般。野鸦椿果形奇特,色彩鲜艳,但各类抗性均较差。该级别也具备少数抗性强的树种,如化香具备较强的耐盐碱和耐干旱贫瘠能力,但各类观赏价值均一般。第3等级的观赏植物资源多具备某种偏颇性,引种过程相对复杂,相比前两等级的植物,可延缓对其开发利用,或在小范围内使用。

4 讨论

4.1 评价体系的合理性

本研究选择适应能力、观赏价值和开发价值作为准则层,包含13个评价因子,涉及抗性、观赏、植保、文化等多个方面,基本涵盖了野生树种资源开发利用所需考虑的各类因素。通过定量指标和定性分析相结合,使资源评价由主观判断转为客观分析,结果较为全面、合理。指标选取、评分准则和权重确立并非照搬前人成果,而是依据实际情况,综合分析各类因素而选定,加大了各类适应能力和最佳观赏总时期的评价比重。

4.2 层次分析法的缺陷性

层次分析法是目前公认的较为科学合理的评价方法,但仍存在部分缺陷。首先,评价指标的选取缺乏统一标准,多随调查实际情况而确立,故研究成果的比较与交流较为困难。其次,该法虽具备客观性,但仍有主观判断的过程,且判分过程易受评价资料质量的影响。最好的评判方法,应当是由一定数量的专家学者陪同研究者,进入野生植物分布的自然环境,现场观察植物的长势、分布和观赏器官,即时判分;要分不同的时期和生境进行多次现场判分,获得野生植物在不同时间和空间下的评价结果。该法最具客观性,但实施难度较大。

因此,层次分析法应当由权威部门或学者仔细研究讨论,建立一套确定、统一、有效的野生植物评价体系,指标选取要科学合理,判分标准应清晰可靠。野生观赏植物资源的开发利用工作关乎国家的生态、环保、园林、植保等重要事业,故构建科学、合理的评价方法具有非常重要的意义。

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