基于AHP的贵州野生木本观赏植物资源开发利用评价
2020-12-08施金竹安明态潘端云侯欢欢
施金竹,安明态*,黄 郎,潘端云,侯欢欢
(1.贵州大学 林学院,贵州 贵阳550025;2.贵州大学 生物多样性与自然保护研究中心,贵州 贵阳550025;3.贵州省林业学校,贵州 贵阳550025)
为城市景观选择合适的园林植物能避免许多经济和环境损失[1]。野生木本植物观赏特性丰富,生态功能良好,稳定性和适应能力较强[2],是发展生态旅游、城市园林造景和植物配置的基础[3-5],对维持生态平衡和经济的可持续发展有重要意义。
贵州省是我国喀斯特地貌最发育的省份[6],生态基础较好、资源环境承载力较强,与福建省、江西省一同被确立为国家生态文明试验区[7]。其境内地形地貌复杂、小气候特征明显、生境高度异质,孕育着丰富的野生植物资源。但因尚未形成完整有效的评价体系,大部分观赏价值高的野生观赏植物未得到引种驯化,乡土植物开发应用少,品种缺乏且部分常见品种使用泛滥[8],园林植物多样性及丰富度较低等问题突出。目前全省园林植物以外来种和栽培种为主,如银杏(Ginkgobiloba)、雪松(Cedrusdeodara)、荷花玉兰(Magnoliagrandiflora)等。显然,此类园林植物观赏价值高,但频繁应用易导致城市间造景模仿重复、景观效果单一、缺乏地域特色。贵州省作为重点发展生态旅游的喀斯特山地生态文明示范城市,应充分发挥贵州省独特的生态环境优势、展现喀斯特山地园林城市乡土特色。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
贵州省位于我国西南部,地处长江和珠江两大水系的分水岭[9]。全省地势西高东低[10],平均海拔1100 m[11];以高原山地、丘陵和盆地3种基本地貌为主,其中92.5%的面积为山地和丘陵[12],是全国唯一没有平原且喀斯特地貌最发育的省份。气候温暖湿润,属中亚热带湿润气候区,年平均气温24.8℃[13]。
1.2 数据获取
通过野外调查、标本采集、查阅文献资料[14-16],结合相关领域专家审核,得到贵州省野生木本观赏植物名录,共797种,隶属106科288属,包括乔木、灌木(含半灌木)和木质藤本等具有较好观赏价值的植物。
1.3 评价方法
(1)构建评价体系:根据野生木本植物的开发利用特点,将评价模型分为4层,即目标层、约束层、标准层、最底层。其中,目标层(A)针对植物综合开发利用价值评价;约束层(C)即限制野生植物开发利用的各因素。参考武旭霞等[17]的研究确定约束层指标为观赏价值、资源潜力及生物学特性;标准层(P)选择与上述约束层3个指标密切相关的26个评价指标;最底层(D)为待评价的贵州省野生木本观赏植物种类。
(2)指标权重确立:为保证结果科学性,采用1~9比率标度法[18-19],构建判断矩阵,运用yaahp软件[20]对矩阵进行一致性检验,求出各指标因子权重值(表1)[21]。
表1 各层指标权重及标准层总排序权值Table 1 Index weight of each layer and total ranking weight of standard layer
(3)评分标准:以木本植物生物学特性为基础,参考刘焕楚等[22]的研究,结合专家意见制定标准层26个指标的评分标准,每项为5个等级[21](表2)。
(4)分值计算及等级划分:根据专家意见对参评植物的各指标按标准(表2)打分,结合权重计算出各植物的综合得分并进行等级划分。参考前人研究并结合实际得分制定如下等级划分标准(每级不包括上限)[17,21]:
Ⅰ级(>4):开发利用价值高,建议广泛开发利用。
Ⅱ级(4~3.6):开发利用价值较高,建议适度开发利用。
Ⅲ级(3.2~3.6):开发利用价值一般,建议小规模开发利用。
Ⅳ级(<3.2):开发利用价值低,暂不建议开发利用或严禁开发利用。
表2 各项指标评分标准Table 2 Scoring criteria of each index
2 结果与分析
2.1 综合评价结果
参与评价的797种植物得分值在4.219 2~3.000 3之间,将分值降序排列后划分为4个等级(图1)。Ⅰ级(>4.0)共28种,该类植物观赏价值高、适应性强、资源量大且易繁殖;Ⅱ级(3.6~4.0)共122种,通常受某一方面因素(如分布范围小、利用程度大或抗逆性较弱等)影响而拉低综合得分;Ⅲ级(3.2~3.6)共398种;Ⅳ级(<3.2)共249种,评分为Ⅲ、Ⅳ级的植物资源量小、繁殖难度大或观赏价值偏低。
根据评分结果,结合贵州省复杂的喀斯特地貌及生态环境脆弱等特点,建议将Ⅰ级28种观赏植物作为基调树种广泛开发应用于城市绿化建设中;Ⅱ级观赏植物根据各地不同生境类型有针对性地引种开发,在丰富园林植物多样性的同时充分展现各城市的景观特色。
2.2 Ⅰ级观赏植物分析
2.2.1 评价分值特征
Ⅰ级(>4.0)植物在观赏价值、生物学特性以及资源潜力各方面得分均偏高,是极好的观赏植物种类。从观赏价值看,28种植物得分差异不大,总体观赏价值偏高;资源潜力得分差异较大,其中老虎刺(Pterolobiumpunctatum)、野鸦椿(Euscaphisjaponica)、鹅掌楸(Liriodendronchinense)、云实(Caesalpiniadecapetala)、油桐(Verniciafordii)、灯台树(Bothrocaryumcontroversum)、伯乐树(Bretschneiderasinensis)、川泡桐(Paulowniafargesii)、檫木(Sassafrastzumu)等植物由于资源量大或利用程度低,资源潜力较大,可作为乡土野生观赏资源广泛开发利用。而蜡梅(Chimonanthuspraecox)和梅(Armeniacamume)利用程度偏高,评分相对较低,开发利用过程中应充分考虑资源量与生态平衡问题,以避免过度开发引起种群濒危;从生物学特性来看,各植物间差异小,只有少数植物如鹅掌楸(3.45)、油桐及伯乐树(3.29)得分略低,表明该类植物生物学特性稳定,大大降低开发利用过程中的引种驯化及侧重强化繁育难度(图2)。
图1 贵州省野生木本观赏植物综合评价等级划分Fig. 1 Classification of comprehensive evaluation ofwild woody ornamental plants in Guizhou Province
图2 Ⅰ级观赏植物各评价分值比较Fig. 2 The evaluation score comparison ornamental of level Ⅰ
2.2.2 观赏特性及观赏期
根据观赏部位将观赏特性分为观叶、观花、观果、观形、观枝干和芳香植物等6类;将观赏期分为春、夏、秋、冬4季。评分为Ⅰ级的植物大部分具多种观赏特性且多季可观赏。如南天竹(Nandinadomestica)、鹅掌楸、复羽叶栾树(Koelreuteriabipinnata)、栾树(Koelreuteriapaniculata)、女贞(Ligustrumlucidum)及四照花(Dendrobenthamiajaponica)等具有3种以上观赏特性;紫薇(Lagerstroemiaindica)、伯乐树及四照花等四季可观赏。表明这类植物观赏价值高、观赏特性丰富多样,应用于园林建设能有效提高景观效果,充分展现乡土特色;而合欢(Albiziajulibrissin)、紫荆(Cercischinensis)、常春油麻藤(Mucunasempervirens)、野鸦椿、云实、油桐、垂丝紫荆(Cercisracemosa)、灯笼树(Enkianthuschinensis)、吊石苣苔(Lysionotuspauciflorus)、川泡桐等植物虽然观赏特性略显单一,仅一个季节可观赏,但也具有观赏价值高、奇特、代表性强、生态适应范围广、抗逆性强等特点,不失为优良的乡土观赏植物(表3)。
表3 Ⅰ级观赏植物观赏特性及观赏期Table 3 Ornamental characteristics and ornamental of level Ⅰ
续表3 Ⅰ级观赏植物观赏特性及观赏期Table 3 Ornamental characteristics and ornamental of level Ⅰ
2.2.3 园林用途分析
将植物的园林用途分为独赏树、庭荫树、行道树、花灌类、防护树类、木质藤本类、植篱类、地被类、盆栽造型类、室内装饰类等10类[23-24]。Ⅰ级28种观赏植物中,具三类以上园林用途的植物15种,具两类园林用途的11种,具一类园林用途的植物仅2种,分别占比53.57%、39.29%和7.14%,可见该级植物园林用途十分广泛。但从其园林应用现状来看,用途达三类的仅有合欢、火棘云实和檫木4种植物;用途达两类的植物8种;9种植物仅有一类用途;甚至有老虎刺、野鸦椿及吊石苣苔等7种植物尚被未引种应用。可见该级植物具较大的开发潜力和利用空间。
2.2.4 抗逆性
评分为Ⅰ级的28种植物中,对外界环境抗逆性类型为5类以上的植物有常春油麻藤等8种,其中络石(Trachelospermumjasminoides)的抗逆性类型最多8类;抗逆性类型为4类的植物有蜡梅等6种;抗逆性类型为3类的有云实等9种植物;抗逆性类型为2类的有鹅掌楸等3种;抗逆性类型为1类的植物仅老虎刺1种;吊石苣苔未表现明显的抗逆性,但喜生于岩石上,也是很好的山石景观点缀植物。
3 讨论
3.1 贵州省野生木本观赏植物资源丰富性
贵州省为典型的喀斯特山地城市,生态环境优良,野生植物资源丰富。研究所选贵州省具观赏价值的797种野生木本植物中,不乏许多观赏价值高、生态适应性强以及具单方面观赏特色的物种,如评分为Ⅰ级的四照花、女贞、栾树及香果树等,观赏特性丰富多样,引种于园林建设中既能提升景观效果,也丰富了园林植物多样性;评分为Ⅱ级的蜡梅、珙桐、罗汉松等植物观赏效果极佳、特色鲜明,均为优良的乡土园林树种。
图3 Ⅰ级观赏植物园林用途比较Fig. 3 Comparison of landscape utility of level Ⅰ注:A为独赏树,B为庭荫树,C为行道树,D为花灌类,E为防护树类,F为木质藤本类,G为植篱类,H为地被类,I为盆栽及造型类,J为室内装饰类;图内横坐标数字序号对应表3,下同。
图4 Ⅰ级观赏植物抗逆性Fig. 4 Resistance of level Ⅰ ornamental plants
3.2 野生木本观赏植物生态适应性
贵州省境内气候及生境类型丰复杂。外来园林树种固然观赏价值高且苗木易进购,但广泛应用缺乏区域特色,且部分引进种未必适应于贵州省复杂多变的气候及环境类型,往往未能达到预期的景观效果。贵州省可观赏的野生木本植物中,大多对生态环境有良好的抗逆性及适应性,以评分为Ⅰ级的植物为例,其中抗逆性类型最多的达8个(如络石),抗逆性类型在4类以上的植物为14种,占比50%。可见该类植物具很强的适应性,适宜于本土应用,引种于本省城市园林中有一定的科学性及可行性。
3.3 木本观赏植物的评价与筛选
园林观赏植物的主要价值在于其观赏特性,评价观赏植物优劣的基点是形、色、姿、韵、趣及芳香气味等。在综合评价过程中,评价者常过于关注其观赏性及栽培成本等,对植物的其他各方面因素(适应性、人文性、资源量、开发利用程度等)考虑较少,这样的评价结果难免具片面性。如何选择观赏价值高、生态适应性强、生态效益好、开发利用及后期管护成本低且同时突显城市特色的园林植物,一直都是园林工作者最关注的问题。本研究采用层次分析法对贵州省野生木本观赏植物进行综合评价,评价指标的设定兼顾多因素,评分方法及数据处理方式尽量避免主观因素引起的误差,评分结果也与武旭霞、宋爱春等[17,25]的研究结果基本吻合。但在指标选取及评分标准制定上仍存在一定的局限性,部分指标因子及评分等级间区分不够明显,对最终结果有影响,在今后的评价中仍须改进和完善。
3.4 木本观赏植物的园林应用
木本观赏植物具很强的稳定性和适应能力,生态功能良好,是城市园林造景和植物配置的基础。贵州省野生木本植物资源丰富、观赏特性及园林用途多样,但实际引种到园林中的种类极少,得到推广应用的种类更少,如鹅掌楸、栾树、复羽叶栾树等植物观赏价值高且园林用途多样,但实际在园林中的用途显得单一重复;更有老虎刺、络石、野鸦椿、吊石苣苔及香果树等植物具特殊观赏特性,尚未得到开发利用。目前贵州省园林植物以外来栽培种为主,此类植物固然观赏价值高,但频繁应用易导致景观效果单调乏味,不利用展现区域景观特色。对本地丰富的乡土野生植物开发应用较少、品种缺乏且有些常见品种广泛使用,未能充分发挥贵州省独特的生态环境优势、展现喀斯特地带性乡土特色,不利于野生植物资源的保护。
4 展望与建议
本研究筛选出的Ⅰ级植物观赏价值高、抗逆性强、生态适应范围广,开发利用潜力大、园林用途广泛,可应用于园林建设中。针对该类植物,应充分发掘其优良的生态适应性及广泛的园林用途,作为基调树种应用于园林建设中。Ⅱ级观赏植物往往具单方面优势,将其生物学特性与贵州省具体的小生境及气候相结合,扬长避短,应用于其适应的区域,打造区域园林景观特色。对于一些观赏价值高且对环境有特殊要求的特色、珍稀种,更是极为珍贵的野生观赏资源,可以针对性引种驯化,以打造专类园,突出地带性色彩,增加景观亮点。
目前,贵州省园林建设中乡土野生木本观赏植物应用种类少、比重低,园林景观单调重复,未能充分展现喀斯特山地园林城市特色。建议首先对贵州省野生观赏植物的观赏特性、园林用途、生态学特性、引种驯化及繁殖技术等领域开展研究,并进行数据整合;结合高度异质的喀斯特生境及小气候类型特征,进行植物区域适应性划分并归类,得出园林植物选择参考依据。野生观赏植物的开发利用应以可持续发展为准则;以生态建设为视角;以建成西部地区绿色发展示范区、生态脱贫攻坚示范区为目标,在丰富园林植物种类多样性、突显喀斯特山地园林城市特色的同时,加强野生植物资源及生物多样性保护力度。