南京市野生草本花卉资源调查与分析
2022-05-28孙欣欣董丽娜
孙欣欣,董丽娜
(1.南京大学金陵学院,江苏南京,210089;2.南京市中山陵园管理局,江苏南京210014)
野生花卉资源(Wild flower resources)是指目前仍在原产地,自然生长,未经人类种植管理,且具有独特观赏价值的植物资源[1]。我国地域辽阔,气候多样,蕴藏着丰富的野生花卉资源,野生奇花异草十分丰富,是大量名花、特有花卉的故乡,故被西方誉称“世界园林之母”、“世界花卉种质资源宝库”。国外从我国引种的许多野生花卉种类已广泛应用于园林,并培育出了繁多的园艺品种[2-3]。20 世纪70 年代,我国野生花卉资源才陆续得到重视,中科院植物所、各地植物园、农林科研院校对所在地区较大地理范围内的野生花卉、野生植物进行了调查研究,并开展了引种、选育、栽培、推广等工作[4-6]。许多野生花卉观赏价值高,抗逆性强,是地方天然风景和植被的重要组成部分,不仅具有园林绿化应用的价值,还是研究和培育花卉新品种的重要种源[7]。对国内野生花卉种质资源的调查及其观赏性状评价、引种驯化研究,将会为野生花卉种质资源的开发利用保护,以及筛选优良观赏种类提供参考依据。
南京地区具有丰富的野生花卉资源,但是关于这些野生花卉资源研究却并不多且不够全面。针对南京紫金山的研究较多,有报道表明紫金山野生种子花卉有51 科143 属263 种[8],紫金山35 个样地的野生草本花卉群落呈现连续性和生境的异质性[9]。南京牛首山151 种野生观赏植物、将军山百合科16 种观赏野生植物、浦口区676 种野生药用植物、溧水区无想山557 种野生木本植物也相应被调查分析了[10-13]。以往各类调查研究,研究区域较小,多为某个风景区或自然山体区域,且调查的种类不够全面,目前为止还没有一个系统全面的研究调查,另相关的引种研究也尚未正式起步。
本研究通过对南京地区市区范围的野生草本花卉资源,开展全面调研分析,查清南京地区野生草本花卉资源的种类,建立南京地区野生草本花卉资源的本底资料,以填补南京地区野生花卉资源研究的短板,并为南京地区乡土花卉资源的开发利用提供参考。
1 研究区概况
南京市地处江苏省西南部,位于北纬31°14′~32°37′,东经118°22′~119°14′,长江下游的低山丘陵地带,地势平坦,多为低山丘陵岗地、湖滨平原等。属北亚热带季风气候,四季分明,降雨充沛,年均降雨量1106.5 mm,气候冬冷夏热,年平均气温15.4℃左右,年度最高气温为39.7℃,最低为-13.1℃,相对湿度76%,无霜期237 天。每年6~7 月为梅雨季节,南京的气候决定了南京地区的地带性植被类型属于亚热带常绿阔叶混交林。
此次野生草本花卉的调查范围为南京城市市区的8个市辖区行政管辖范围,不包括郊区即高淳、溧水及六合。调查地点如下:浦口区—老山、绿水湾;鼓楼区—狮子山、清凉山;栖霞区—幕府山、栖霞山;建邺区—绿博园;玄武区—紫金山、仙林羊山及附近山丘;秦淮区—七桥瓮湿地公园;雨花区—雨花烈士陵园、将军山、岱山;江宁区—牛首山、汤山、青龙山、横山、方山、银杏湖等。
2 研究方法
2.1 数据获取
采用实地调查和查阅文献资料相结合的方法。本次野生草本花卉资源系统调查时间为2018 年至2019 年,历时两年。采用路线调查法[22],对南京地区的野生草本花卉资源进行全面调查,调查内容包括种类、分布范围、长势、生境条件等。拍摄高清晰照片,通过查阅《中国植物志》[15]、《江苏植物志》[16]及中国植物图像库等相关资料对所拍摄的数字标本进行鉴定。
本研究调研筛选出野生草本花卉共有70 科237 属430种,从430 种植物种筛选出169 种进行评价,筛选的原则:
(1)常见以及被大量使用的花卉不予以评价;
(2)同属植物具有雷同观赏价值的花卉,最终评分差异不大,因此选择同属植物中具有差异性的植物予以评价。
2.2 评价方法
野生观赏植物评价较为困难,尤其是野生花卉的评价更是难上加难,过去大都是从美学角度着手,评价结果受主观因素(审美趣味、个人喜好、所受教育等)影响过大,至今仍未形成公认的评价指标体系。本研究选用层次分析法(Analytic hierar‑chy process,AHP)对调查结果进行评价[17-18],层次分析法已经广泛应用在观赏植物的景观价值、资源优选、品种性状、观赏价值等方面的综合评价。以观赏性、适应性、开发利用现状等作为指标,对南京地区主要的野生草本花卉资源进行评价分析,根据打分结果进行植物分级,为后续开发利用提供依据。
2.3 评价体系
2.3.1 构建评价体系
根据野生花卉的资源利用特点,将评价模型分为3 层,即目标层、约束层、标准层。其中,目标层(A)为野生草本花卉开发利用价值评价;约束层(C)为开发利用价值的约束因子,参考施金竹等[17]研究,将约束层定为:开发利用价值、观赏特性、生态适应性3 个方面。标准层(P)选择与3 个约束层相联系的26个指标。
2.3.2 指标权重确立
采用1-9 标度法[28],构建正反判断矩阵并进行两两对比,构建各层的判断矩阵并计算相对权重向量。为标准层与约束层建立判断矩阵,在判断矩阵的基础上,计算判断矩阵最大特征值和相对应的特征向量,再将特征向量进行归一化处理,即同一层次的相应因素对于上一层次因素的相对重要程度(权重)的向量,并建立各单排序权重值和层次总排序,如表1所示。
2.3.3 评分标准及评分等级
表1 各指标权重及标准层总排序权值Tab. 1 Weight of each index and total ranking weight of standard laye
以植物的观赏特性、生物学特性为基础,如表2所示26个指标的评分标准[17],采用专家打分法,对研究范围内的野生花卉按标准打分,结合表1中的权重,计算出每种花卉的综合得分,并指定如下的等级划分标准:
Ⅰ级(>8):评价分数8分以上确定为第Ⅰ等级;
Ⅱ级(7.5~8):评价分数7.5~8 分的确定为第Ⅱ等级;
Ⅲ级(7~7.5):评价分数7~7.5 分的确定为第Ⅲ等级;
Ⅳ级(0~7):评价分数7 分以下的确定为第Ⅳ等级。
以表2 作为评分标准对每项指标进行打分,根据每种花卉具体指标的得分和每项指标的权重值(表1)计算每种花卉的综合利用价值。具体参照如下计算公式:
表2 野生草本花卉的评分标准Tab. 2 Scoring standard of wild herbal flowers
R=ΣQnXn(n=1,2,3,…,26)
其中,R 为每种花卉综合评价得分,Q 为每种花卉具体指标的得分,X 为对应指标的权重,n 表示指标的项数,共计26项。
3 调查结果与分析
对调查的野生草本植物进行筛选,排除已经广泛应用的园林植物,排除外来植物,排除有入侵性的本地野生植物如刺果毛茛(Ranunculus muricatusL.)等,排除花、叶、果及整株形态都无观赏性的草本植物,统计出南京地区野生草本花卉共有70 科237属430种。
3.1 南京地区野生草本花卉区系的基本组成
3.1.1 南京地区野生草本花卉科的组成分析
南京地区野生草本花卉共70 科237 属430 种,各科所含的属、种差别较大,按科含种的数量多少,可分为大科、较大科、中等科、寡种科和单种科五种类型。结果如表3 所示,其中种数最多的是菊科(34/60),其次是唇形科(18/38)、豆科(15/25)、百合科(16/24)、蓼科(3/21);含10~19 种的有7 科,依次为毛茛科(8/19)、伞形科(13/16)、十字花科(7/14)、蔷薇科(5/14)、报春花科(3/13)、石竹科(10/13)和桔梗科(5/10);以上5大科和7较大科所含科数仅占整个植物区系科数的17.14%,但所含属数和种数占整个植物区系的57.81%和62.09%,这表明该调查区域内草本植物区系的种类集中在少数的大科和较大科中,区系优势现象明显,以上12 科植物构成了本区系的主体,是本区系的优势科。
表3 草本花卉科内属、种的组成Tab. 3 Statisties of genera and species of herbal flowers
含5~9 种的中等科有玄参科(5/9)、景天科(2/9),堇菜科(1/9)、葫芦科(5/5)、鸢尾科(2/5)等共计10 科;含2~4 种的寡种科有26 科;仅含1 种的有22科。3 个大科菊科、唇形科、豆科的植物种数分别占到草本植物总数的13.95%、8.83%、5.81%,属数分别占植物总属数的14.35%、7.59%、6.33%。
3.1.2 南京地区野生草本花卉属的组成分析
南京地区野生草本花卉中共有种子植物属237属,按每属含种的数量多少可分为大属、中等属、小属和单种属。从属的统计上可看出,该区系5 种及以上的共计11属,分别为蓼属(16种)、珍珠菜属(11种)、堇菜属(9 种)、委陵菜属(8 种)、景天属(7 种)、野豌豆属(7 种)、毛茛属(7 种)、紫堇属(6 种)、沙参属(5 种)、碎米荠属(5 种),共86 种,占本区草本植物总种数的20.00%,这些属多数是调查区域草本植物的重要成分;含2~4种的有81属199种,占总属数和总种数的34.18%和46.28%;仅含1 种的有145 属145 种,占总属数的61.18%、总种数33.72%,说明本区系主要是由区域小种属和单种属组成,区域草本植物属的组成丰富而复杂,而科内及属内分化程度较低。
3.2 南京地区野生草本花卉区系地理成分分析
3.2.1 南京地区野生草本花卉科的分布区类型
参照吴征镒等[20]对世界种子植物科的分布区类型的划分,可将调查区域内430种草本植物分为7个分布区类型及3个变型。本研究区域的草本植物以世界分布科的类型来看,共36 科327 种,占总科数的51.43%,总种数的76.05%,包括禾本科、菊科、蔷薇科、豆科等世界性大科;除世界分布科外,以热带地理成分科占绝对优势,共3 型2 变型,包括大戟科、葫芦科、藤黄科、爵床科、天南星科、荨麻科、马鞭草科、鸭跖草科等25 科64 种,占总科数的35.71%,总种数的14.88%,而这些热带地理成分中,有很多都具有分布到温带的种类。温带地理成分科共9 科39 种,包括3 型1 变型,占总科数的12.86%,总种数的9.07%。从科的地理成分分析看,该区域草本植物区系具有明显的热带亲缘性,同时也具有明显的向暖温带过渡的性质。
3.2.2 南京地区野生草本花卉属的分布区类型
属是植物分类学中较为稳定的单位,由具有同一起源和相似进化趋势的种组成,分类特征相对稳定,占有较为稳定的分布区,在进化过程中有较为明显的地区性差异,因此常以属作为植物区系地理分析比较的依据。参照吴征镒等[20]世界种子植物属的分布区类型系统,可将调查区域内237 属430种草本植物分为14 个分布区类型及10 个变型,说明该研究区域内草本植物区系地理成分的多样性。
除世界分布属外,南京地区野生草本花卉以温带地理成分属占优势,共7 型5 个变型,包括委陵菜属、紫堇属、紫菀属、蒿属、乌头属、杜衡属翠雀属、地榆属、蒲公英属、天南星属、唐松草属、女娄菜属等共150 属236 种植物,占总属数的69.61%,所含植物种类占总种数的54.88%。从属、种的地理成分分析看,南京地区的野生草本花卉具有比较明显的温带亲缘性。
3.3 层次分析法评价野生草本花卉
根据制定好的c 层和p 层各评价指标的评分标准,参考野生草本花卉资源现状,依据公式计算出每种花卉的综合得分值和等级,见表4。通过综合评价,得出南京地区野生草本花卉的等级排序,第一级综合评价最高,共有16 种,其中毛茛科种类最多,有5 种,占31.25%;百合科、罂粟科、马兜铃科各2 种,其他分散在各科。这些植物观赏价值都很高,与平时人们的直观感觉也相符合。通过研究发现,相对于生态适应力和开发价值,观赏性的权重最高,因此,观赏价值好的植物容易得高分。第二级有10 种,毛茛科、罂粟科各2 种;其他隶属鸢尾科、兰科、桔梗科、堇菜科、天南星科,也都是一些园林上常用花卉的所在科,这10种野生花卉同样都具有很高的观赏价值。第三级有10 种,分散在鸢尾科、唇形科、堇菜科、豆科、龙胆科、天南星科、马鞭草科、远志科,也是非常美丽的花卉。第四级有133种。
表4 南京野生草本花卉综合得分及等级Tab. 4 Comprehensive score and grade of wild herbal flowers in Nanjing
续表
从表4 由高到低的得分顺序可以看出,得分高的花卉有的花大,有的色彩鲜艳,有的花量大,有的花型奇特,或者兼有以上几个优良性状。毛茛科、百合科、罂粟科、唇形科、兰科、马兜铃科、鸢尾科、天南星科的很多花卉本身都有很高的观赏价值,有很多园林上已应用的园林花卉,说明这些科的野生花卉个体开发潜力高。得分最高的白头翁[Pulsatil⁃la chinensis(Bunge)Regel]花大而色彩艳丽,得分最高;华东唐松草(Thalictrum fortuneiS.Moore)花色花型俱美;鹅掌草(Anemone flaccida F.Schmidt)不仅花型美丽,花色典雅,而且花量大,常成片分布;乌头(Aconitum carmichaeliiDebeaux)、杜衡(Asarum forbe⁃siiMaxim.)、马 兜 铃(Aristolochia debilisSieb. et Zucc.)、白 及[Bletilla striata(Thunb. ex Murray)Rchb. F.]及毛萼铁线莲(Clematis hancockianaMax‑im.)等花型奇特、色彩鲜艳;浙贝母(Fritillaria thun⁃bergiiMiq.)、野鸢尾(Iris dichotomaPall.)花大而高雅;半枝莲(Scutellaria barbataD. Don)花色鲜艳而花型奇特;珠芽尖距紫堇(Corydalis sheareriS.Moore)、刻叶紫堇[Corydalis incisa(Thunb.)Pers.]花量大、花色艳,且常成片分布。
4 结论与讨论
4.1 南京地区野生草本花卉种类丰富,开发前景广阔
通过此次调查研究发现南京地区具有丰富的野生草本花卉资源,野生草本花卉种类有70 科237属430 种,较全面的查清了南京地区野生草本花卉的植物资源状况,解决当前南京地区野生草本花卉植物本地资源不清的问题。这些植物中,很多种花卉都具有较高的观赏价值、环境适应性强,开发利用潜力较大,值得进行深入的本土花卉资源引种研究,可以为南京乃至长三角地区,提供优良的地被植物资源。
4.2 保护为基础的前提下开展野生花卉的开发利用
南京地区野生花卉资源较丰富,但长期以来缺乏有效的资源保护,在调查过程中发现部分野生草本花卉在南京地区仅有零星分布,状况和前景堪忧。城市不断扩张使得城市近郊的一些山体不断开发,野生花卉生长的生境越来越少;其次就是人为破坏性挖掘,对野生草本花卉的原生环境造成了很大的破坏。在调查中发现,部分观赏价值很高的花卉,其存在的数量已经堪忧,例如:浙贝母、白及等,由于是中药材,开花时观赏价值较高,被采挖比较严重,野外数量较少;白头翁、小鸢尾、华夏鸢尾等由于生存环境破坏以及生境不适应性,野外已呈零星分布,这些花卉的开发利用应尤其注重保护其原生境。开发利用野生花卉资源应该在保护好资源的前提下合理开发,先保护,再开发,从而实现资源的可持续利用。
4.3 注重野生花卉生态适应性研究
从近年来国外引种栽培经验来看,外来园林植物虽然观赏价值较高且较易采购,但缺乏区域特色,且南京地区属于长江下游亚热带低山丘陵地带,气候夏季炎热,冬季湿冷,部分引种植物并不适应这样的环境,从而使得其在应用中无法达到预期的效果。同时,南京地区的野生花卉大多生长在生态环境较为良好的低山丘陵地带,植被群落及生态群落结构完整,而城市绿化环境与野生环境存在一定程度上的差异,因此在野生花卉的选择中,应选择具有优良生物学特性的野生植物,其更易于驯化、繁育和大范围推广应用。在此次植物调查过程中,筛选出的优秀野生草本花卉,大多具有优秀的抗逆性和适应性,以评分Ⅰ级的16 种花卉为例,抗逆性较好的达到10 种,如刻叶紫堇、野扁豆[Dun⁃baria villosa(Thunb.)Makino]等,可见该类植物具有很强的适应性,适宜于在本土进行开发利用。
4.4 园林绿化上加强引种驯化研究和市场推广力度
通过调查发现,尽管南京野生花卉资源丰富,但实际引种到园林中应用的很少,得到推广应用的种类更少,例如:刻叶紫堇、野鸢尾、延胡索(Coryda⁃lis yanhusuoW.T.Wang)、华东唐松草等观赏价值较高且适应性良好,但在园林应用中几乎没有见到。当前南京的草本花卉以栽培的引种花卉为主,此类花卉虽然观赏价值较高,但是频繁出现导致城市景观缺乏特色,并且使得城市生物多样性低。应加强南京野生草本花卉的引种驯化,推进科研机构与企业之间的协作,通过不断选育、栽培巩固野生花卉的城市适应性。
当前野生花卉的研究以科研院所和高校的研究为主,大多数研究未能在市场进行推广应用,缺乏本地企业对野生花卉在城市环境应用中的适应性实验,今后应加强科研机构与企业之间的合作,推动野生花卉在本地园林中的应用,解决野生花卉人工培育和栽培技术上的关键问题。从而使得野生花卉资源能更好的进入商业化的市场,规模化生产,最终促进本地野生花卉的科学开发利用。
野生草本花卉资源是城市园林花卉重要的本地种质资源库,南京地区具有丰富的野生花卉资源,但布局分散,大部分仍处于野生状态。通过对这些花卉资源进行调查分析的基础上,对其进行驯化、选育,还需进一步研究这些花卉的生物学特性和生态习性等方面。通过以上研究以期选育出花色丰富、花期较长、观赏价值高、抗逆性强,能够适应南京乃至长三角地区栽植的优秀野生花卉品种。进一步通过人工栽培和现代科技的培育手法,进行快速繁殖,扩大生产量,产生规模化效益。同时,在对野生资源开发利用的时候,还需处理好开发和保护的关系,在对野生资源调查和引种的时候,注重对其原生环境的保护,避免因过度开发对其造成不必要的破坏,以确保南京地区野生草本花卉资源的可持续开发,并更好的为城市园林建设和乡村环境改造提供种质资源。