牯牛降国家级自然保护区野生观赏植物观赏价值评价体系构建

2014-10-09戴启培文萍芳

湖北民族大学学报(自然科学版) 2014年1期

戴启培，文萍芳

(池州职业技术学院，安徽池州247000)

随着人民生活水平的提高，户外运动得到了诸多大众的青睐，作为森林生态系统为主的自然保护区成为户外生态旅游的重要选择之一.截止2012年底，国家级自然保护区已经达到393个，其中以森林生态系统保护区居多，约占43.47%［1］.为进一步做好保护、开发、利用，对区内珍稀濒危植物和野生观赏植物资源进行观赏价值评价，为广大游客提供可赏可游的生态景观显得尤为重要.何平等［2］就选用江西50种珍稀濒危植物进行了定量化研究，而2005年方燕鸿采用野外拍摄照片的方法，并用心理物理学法对野生观赏植物观赏特性进行室内评判，得出数量化评价指标［3］.武旭霞［4］提出用层次分析法评价野生观赏植物，构建了对内蒙古草本植物的评价体系.这之后，利用层次分析法构建野生观赏植物评价体系则成为诸多研究学者的首选，如张佳平［5］对江苏连云港云台山的野生植物，卢高峰［6］对重庆中梁山9种野生观赏植物构建了评价体系;黄柳菁［7］等用层次分析法筛选出广州有109种种子植物具有观赏较高观赏价值;杜广明［8］等对辉河自然保护区的野生观赏植物进行了利用评价筛选研究.

牯牛降自然保护区内植物资源丰富，是中国北纬30°难得的原始森林，区内植物景观丰富，有176科1209种高等植物.研究牯牛降保护区的植物资源及观赏价值应用评价，对加大保护区的保护力度，提高生态旅游景观内涵无疑具有重要的意义和指导价值.如程希平［9］等研究了区内优势树种的生态特征和生长动态，为区内林分管理提供了参考依据;张淼望［10］从保护区民居与生物多样性等方面进行了分析与研究，提出了改进保护区管理的对策;倪味咏［11］从生物多样性开发利用与保护方面进行了研究探讨;戴启培［12］从园林应用角度对区内植物进行了观赏价值评价与植物群落分析，同时还对区内森林群落结构与应用进行了分析与论证［13］;王挺［14］记录了190种植物的开花物候、生活型、性系统、花部综合特征，为区内观赏植物的繁育进行了系统的研究;王四川［15］对区内阔叶种子生态学进行了研究，这些研究成果为更好地保护区内植物的森林生态特征提供了很好的技术支撑.黄大国［16］和涂程［17］对保护区内旅游消费行为进行了研究，研究表明在区内旅游的动机多为生态旅游，享受大自然的天然赏赐.

目前，对于赖以构成保护区内森林生态旅游对象的主要要素—野生观赏植物，还没有专门的平台对其观赏植物、群落景观等观赏价值进行系统的介绍，更谈不上方便快捷的查询与指导，而这为研究人员加快研究步伐、规划人员优化旅游景观线路、游客深入了解区内优质资源带来了困难，不利于保护区的长远、持续性的发展与建设.

基于“自然保护是手段，利用是目的，两者不可分割”的基本观点，倡导保护区就地开发与利用，提高生态旅游景观价值，研究构建牯牛降保护区野生观赏植物图片数据库.通过建立以表的形式为基础的关系型数据库，力求实现牯牛降野生观赏植物信息、观赏价值和空间分布等数据的管理与共享，以提高保护区的植物观赏资源的利用率.

1 区内观赏植物资源调查统计与分析处理

1.1 材料与研究方法

材料为2008年4月、7月和2009年5月、12月线路调查到的区内野生植物资源.为客观地评价植物的观赏特性，在调查时，拍摄并筛选出约3000张效果好、有代表性的能较好反应野生观赏价值的图片做为待分析的材料;同时详细记录每个植物的形、色、观赏期、分布范围、物种丰富度、芳香性等性状，以备后续打分.

以心理物理学法进行初步评判，初步筛选出具有观赏价值的野生植物，做为进一步研究评价的对象.通过《中国植物志》《安徽植物志》等相关文献，并邀请专家对初步筛选后的植物进行科、属、种的鉴定与校正.

对鉴定后的植物进行科、属分析，确定观赏植物的观赏价值，筛选出观赏价值较高的50种木本植物作为评价对象.建立野生观赏植物评价体系，并对50种野生植物进行逐一主体与分析.

1.2 区内植物的基本信息及观赏价值初步分析

通过2年4个季节的线路调查结果，逐一评阅野生观赏植物调查表，对拍摄的约3000张图片进行初步评价，然后请专家对植物进行鉴定后统计表明:区内共有野生观赏植物944种(图1).在全部944种观赏植物中，木本植物(含藤本)占到518种，乔木为216种分布在108个属49科中.其中壳斗科(Fagaceae)、樟科(Lauraceae)、蔷薇科(Rosaceae)排在前3位，其后依次为榆科(Ulmaceae)、槭树科(Aceraceae)、冬青科(Aquifoliaceae)、豆科(Papilionaceae)、木犀科(Oleaceae)、漆科(Anacardiaceae)、安息香科(Anacardiaceae)，共计123种，占观赏乔木总数的56.9%;灌木221种分布在101属43科中，其中蔷薇科、豆科、忍冬科(Caprifoliaceae)、山茶科(Theaceae)等10科分布较多，约占总数的60%以上;藤本81种分布在45属20科中，其中草本植物占到426种，分布在263属77科中，占到全部观赏植物的45%多，其中菊科(Compositse)占了73种，约占总数的17%，其后依次是唇形科(Labiatae)30种、百合科(Liliaceae)29种.

图1 不同生活型观赏植物的调查统计图Fig.1 Statistics on the living types of the wild ornamental

为确保观赏价值评价体系的合理性和客观性，本研究只限于对区内的野生观赏乔木和灌木进行评价.经初步分析后把观赏植物分成4大类.第一类为观花植物.观花乔木类20科58种(图2)，以白色或黄为主体，红色较少，其中以四照花(Cronus japonica var.chinensis)花色、花形最为特别，观赏价值极高;观花灌木109种(图3)，其中春花植物为52种，粉红色花系以杜鹃花科(Ericaceae)为云锦杜鹃(Rhododendron fortunei Lindl)、黄山杜鹃(Rhododendron anwheiense)等植物为代表，有以宜昌荚蒾(Viburnum erosum)、蝴蝶戏珠花(Viburnum plicatum var.tomentosum)为代表的白色花系观赏价值较高.

第二类为观叶类植物，据初步统计，以观赏叶形、叶色或是以叶色季相性变化为主的木本植物有78种左右(图4)，以观叶型为代表的有树参(Dendropanax dentiger)、八角枫(Alangium chinense)、厚皮香(Ternstroemia gymnanthera)等植物;以秋色叶为代表的有大果卫茅(Euonymus myrianthus)、槭树科的安徽槭(Aceranhweiense)、毛果槭 (A.nikoense)、婺源槭(A.wuyanense)等.

第三类为观果植物，统计表明这类植物主要为木本类，观果植物主在分布在31科131种.有以观赏红果为主体的省沽油科(Staphyleaceae)植物银鹊树(Tapiscia sinensis)、野鸦椿(Euscaphis japonica)，大戟科(Euphorbiaceae)的粗糠柴(Mallotus philippensis)等近100种之多，还有以清灰叶下珠(Phyllanthus glaucus)、青钱柳(Cyclocarya paliurus)为代表的果形独特的观果植物数十种之多.

第四类为观形或观枝干植物.统计表明，这类植物有96种左右，观干的如有紫茎(Stewartia sinensis)，紫茎树皮片状脱裂，内皮棕黄光洁，斑驳奇丽;花白瓣黄蕊，清秀淡雅;有以树皮青色的梧桐树(Firmiana simplex)等.

1.3 确定待评价的野生观赏植物种类

按照上述分类及心理物理学法进行筛选，并遵循同属不同种但观赏价值相差无异的植物只选取其中一种的原则，确定了33科50属50种观赏价值较高的植物(其中乔木为22科25种，灌木16科25种)作为评价体系的研究对象.

图2 野生观花乔木花色种类统计图Fig.2 The wild ornamental tree color statistics

图3 观花灌木花期统计分析Fig.3 Analysis of flowering shrub flowering statistics

图4 观叶植物统计分析Fig.4 Analysis of statistical foliage plants

2 野生植物观赏价值评价体系的构建

2.1 评价模型的构建与一致性检验

目前，对野生植物观赏价值评价多采用层次分析法(The Analytical Hierarchy Process，简称AHP分析法)［18－19］，它将复杂的问题层次化，把定性的问题定量化，解决了系统评价的准确性、客观性［21］.近些年来，园林界对野生观赏植物应用评价研究多［21－22］，但大多是从园林应用的角度进行评价，也就是加入了园林开发利用潜力、生物学特性等应用可能性［11，19－20］.

基于对保护区植物就地保护和就地开发利用的目的，建立以野生植物观赏价值为目标层的评价体系，具体做法如下:

目标层(A):牯牛降野生植物观赏价值评价.

约束层(C):制约、限制保护区内野生植物观赏价值的各种因素.遵照人们的审美习惯和观赏习惯，将其分为形(C1)、色(C2)、观赏期(C3)、单体旅游开发价值(C4).

因子层(P):体现约束层的具体指标，对各指标确定计算方法，确定评价分值(表1).

最底层(D):待评价的野生植物.评价模型如图5所示.

根据上述评价模型，根据总目标的要求，在广泛征求专家和游客的意见基础上，用AHP通行的1～9标度法［29］，而做出两两比较判断，构造出:A－C(约束层对目标层的比较判断)和C－P(因子层对约束层的比较判断)，合计5个判断矩阵.

表1 牯牛降野生植物观赏价值评价指标及评分方法Tab.1 Value evaluation index and method of wild ornamental in Guniujiang

图5 观赏价值评价模型结构图Fig.5 Evaluation model of ornamental value

将判断矩阵的各个向量采用几何平均，然后规一化，得到的列向量就是权重向量，计算公式为:

为检验一致性，采用下列公式计算矩阵的最大特征根λmax:

查找相应的平均随机一致性指标RI:对1～9阶矩阵，RI值见表2.

表2 平均随机一致性指标RI值表Tab.2 Table average random consistency index RI

计算一致性比例CR:

通过上述公式计算，得出一致性的检验结果，计算结果如表3所示.依此计算公式类推，计算出表4～7，结果表明所有环节CR＜0.1，具有满意的一致性.

表3 判断矩阵及一致性检验(A－C)Tab.3 Judgment matrix and consistence examination A － C:CR=0.0583 ＜0.1; λmax=4.1555

表4 判断矩阵及一致性检验(C1－Pi)Tab.4 Judgment matrix and consistence examination C1－Pi:CR=0.0728 ＜0.1;λmax=4.1943

一致性评价后，将因子层指标权重(P)乘以其目标层权重(C)，得到指标在整个体系内的总权重值，如表8所示.

表5 判断矩阵及一致性检验(C2－Pi)Tab.5 Judgment matrix and consistence examination C2－Pi:CR=0.0436 ＜0.1;λmax=4.1164

表6 判断矩阵及一致性检验(C3－Pi)Tab.6 Judgment matrix and consistence examination C3－ Pi:CR=0.0746 ＜0.1;λmax=5.3343

表7 判断矩阵及一致性检验(C4－Pi)Tab.7 Judgment matrix and consistence examination CR=0.0148 ＜0.1;λmax=5.0664

表8 因子层对于目标层的总排序权重值Tab.8 The total order weight of the standard layer for the target layer

从表8可以看出各因子层重要值对比度.可以看出，叶色、花色、观花期与观赏显著度是游人最为重视的因子层，在生态旅游中具有重要的地位.由此也可以看出，植物的颜色与观赏期决定了野生植物观赏价值的高低，这与经验评价方法相一致.

2.2 评价组织实施

按照上述构建的评价模型，用绝对评定选择法进行综合评价.将18项因子层按照表1所列的1－5个标度的方法确定各因子标度值，再将各标度值与因子层的总权重值相乘，得出Ai={P1，P2，…，P18}.根据计算出的A值高低，将其观赏价值水平分成5级，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ分别代表观赏价值极高、观赏价值高、观赏价值一般、观赏价值差、无观赏开发价值五种水平，各等级所对应的分值如表9所示.

在综合评价中，某些指标(如P1、P2)不能直接量化，可采用李克特量表对指标进行赋值化运算［30］，邀请专家针对实际的植物，对应指标进行评分，取平均值作为实际值.

表9 野生植物观赏价值等级划分标准Tab.9 The grading standards of ornamental value of wild plant

2.4 区内野生植物观赏价值结果计算分析

经初步筛选后，对50种具有观赏价值的植物进行评价.经调查拍摄植物图片后咨询专家的基础上，得出植物因子层的标度值，此处以香果树为例(表10).按照上述计算方法，香果树的综合观赏价值:

A=4 ×0.0462+5 ×0.0723+3 ×0.0133+5 ×0.1022+3 ×0.1383+4 ×0.1367+5 ×0.0188+3 ×0.0246+5 ×0.0337+3 ×0.1341+4 ×0.0444+5 ×0.0704+3 ×0.1226+3 ×0.0143+4 ×0.0113+2 ×0.0027+3×0.0119+2×0.0023=3.8287;计算的结果表明，观赏价值达到了Ⅰ级的指标，与经验评价法相吻合，在保护区开发利用的前景广阔.

表10 野生植物因子层标度值统计Tab.10 The statistics of wild plant object layer scaling value

遵循上述计算方法，25种乔木和25种灌木评价结果及等级如表11所示.计算结果表明，位于Ⅰ级的观赏植物大多是既能观花、观叶、观果的植物，区内开发利用价值高;Ⅱ级的植物大多只有其中一项或二项有期观赏特性一，可视种群数量与分布特征进行有针对性的开发利用，Ⅲ级和Ⅳ级的植物则多为奇特性的植物，符合专业人士进行研究与欣赏，不利于旅游开发.

表11 50种植物评价结果等级表Tab.10 List of 50 species of evaluation results

续表11:

3 结语与展望

基于就地保护与开发的野生植物观赏价值评价体系的建立及评价结果，为保护区就地开发提供了可参考的依据.在进行生态旅游景点尤其是建立以优质的野生观赏植物为景点方面提供了参考依据，比如根据评价结果可以在牯牛降保护区建立以香果树群落为代表的香果墩景区，以云锦杜鹃为主体的杜鹃谷景区等等.同时评价体系的建立为创建野生观赏植物数据库，提供了基础的有价值的植物素材(信息);数据库将初步实现根据科、属、种的名称对牯牛降野生观赏植物的基本信息、统计信息、图片信息、观赏价值、分布状态和园林应用前景等方面进行检索，为广大爱好生态旅游的旅客提供一个先行了解的平台，为区内管理者提供一个开发利用的信息参考平台，也为增加城市物种多样性而开展的引种入城提供了参考.

随着人民生活水平的提高，生态旅游的兴起，使得人们更加重视自然群落景观，因而，开发利用自然的森林群落景观并在城内进行近自然群落景观的设计，是今后乃至很长时间内保护区开发利用与城市园林环境建设的重要内容.因此在保护区进行单体观赏价值评价的基础上，进行植物群落整体观赏价值评价与分析研究，具有更加重要的现实意义.

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