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基于AHP的海南岛滨海沙生植物资源综合评价

2023-05-04刘敬坤武艳龙

湖南林业科技 2023年2期
关键词:草属海南岛滨海

刘敬坤,王 旭,郭 昊,武艳龙

(1.中国林业科学研究院热带林业研究所,广东 广州 510520; 2.海南大学,海南 海口 570228;3.中国林业科学研究院,北京 100089)

随着海南国际旅游岛和自由贸易区(海南)建设的推进,滨海沙地已成为海南旅游的重要场所。因其地理位置和地质基础的特殊性,频繁的人为干扰对滨海沙生植物产生极大的影响,加之热带沙生地的高温、高盐、大风、土壤瘠薄等立地条件限制,海南岛形成了独特的植物群落,这类植物种群小、生态位窄、抗干扰能力差,其资源一旦消失,将难以恢复[1]。由于滨海沙生植物生境的脆弱性和人们对生物多样性保护的认识不足[2],以及近年来城市开发的影响,海南岛内野生观赏性盐生植物资源遭到破坏,甚至出现珍稀种濒临灭绝。因此,针对海南岛滨海丰富的野生观赏性植物资源进行系统调查,选择生活习性强、用途广泛、开发利用潜力大的沙生植物,对热带滨海沙生植物保护和开发利用具有重要意义[3]。

目前,我国大部分学者主要在耐盐园林植物、海岸景观植物配置、野生观赏性盐生植物资源调查等方面开展了研究[4-8],但是基于海南岛滨海沙生植物资源综合评价未见有研究。层次分析法(AHP)是植物资源筛选评价中常用的方法,被常用在风景园林领域中的景观评价、群落评价、植物选择评价、抗性树种选择等方面[9-14]。也有学者基于模糊数学的理论,运用多维价值理论在果树优良品种筛选应用中已达到理想的效果[15-16]。为此本研究提出了一种基于改进层次分析法的沙生植物适应性系统模糊综合评价方法。

首先,调查沙生植物的性状指标,从准则层和指标层两个层面构建了一套完整的热带沙生植物资源开发利用价值评价指标体系;其次,在评估方法层面,针对层次分析法中专家对指标重要性判断存在不确定性的问题,将三角模糊数引入层次分析法建立判断矩阵,以改进层次分析法确定评价指标权重,在计算指标隶属度时,利用模糊统计和线性隶属函数分别对定性指标和定量指标进行处理,建立模糊关系矩阵;最后,根据指标权重和隶属度对计量系统有效性进行综合评价,利用以上方法对海南热带沙生植物资源进行综合评价,验证评价模型的有效性。试图通过这种综合评价方法,筛选出适宜热带沙区的适应性强、景观价值大的品种,筛选出适宜海南岛滨海沙地景观打造和开发利用价值较大的植物,为海南岛国际旅游岛建设提供科技支撑。

1 研究区概况

海南岛处于热带北缘,位于108°37′—111°03′E,18°10′—20°10′N之间,海岸线长 1 890 km,岛面积 3.39万km2,以砂质岸线为主,占海南自然岸线的 42.5%[17]。海南岛属热带季风气候,全年无冬,年均温为 22~27 ℃,最低温在 10 ℃以上,年均光照时数为 1 750~2 650 h,年均降水量为1639 mm,其中 5—10 月的雨量超过全年总雨量的70%以上,约为1 500 mm ,全岛水热资源充足。

2 研究方法

2.1 评价因子的选取和评价指标体系

2.1.1 资源调查 以海南岛滨海区为主要调查范围,采用样线法进行调查。环岛共设计10个踏查点,每个点样线长度3 km,记录样线两侧植物种类、多度。同时采集生长健康、无病虫害的植物叶20片,植物叶片采集后立即用百分之一电子天平称鲜重,然后放入纸袋内,用来分析植物叶片中Na+含量和含水率。

2.1.2 热带沙生植物资源开发利用价值评价指标体系

海南岛热带沙生植物开发利用评价指标体系建立标准依据见表1。

表1 海南岛热带沙生植物植物资源综合评价体系Tab.1 Comprehensive evaluation system of tropical sandy plant resources in Hainan Island目标层准则层指标层物种多样性C1 多度C2 生长状况适应性C3 耐盐性C4 耐旱性C5 耐贫瘠性热带沙生植物资源开发利用价值评价C6 叶美景度景观性C7 花美景度C8 果美景度C9 植株美景度生活习性C10 生活型用途C11 用途单一性

2.2 指标的选取原则和评价依据

根据热带滨海沙生植物的筛选要素和评价目的结合同类植物评价指标选取的主要原则,制定植物评价体系指标选取的五个评价因子:

(1)物种多样性。多度是物种优势度和均匀度的度量指标,是确定物种保护等级的基本依据,是揭示群落组织结构和物种区域分布规律的重要手段[18],在生物多样性保护和管理中具有重要意义,因此物种多样性选取多度作为主要的评价因子。

(2)适应性。由于滨海沙地中水分不足、土壤瘠薄、空气和土壤中盐分高,植物能否适应沙地生长,取决于其耐盐、耐旱、耐瘠薄等能力,生长状况是这些能力的外在表现,叶片的N、P 含量反映了土壤的N、P 供给能力[19];叶片的K、Na 含量可评估植物的耐盐能力[20],叶片含水率是植物耐旱性的重要评价指标[21]。因此把叶片Na离子含量,叶片相对含水率,叶片氮、磷元素含量作为耐盐性、耐旱性、耐贫瘠性评价指标。

(3)景观性。景观性中选取叶、花、果、植物美景度作为主要评价因子。以实地调研所拍摄照片作为景观性各因子的评价依据。

(4) 生活习性。生活习性中选取生活型作为主要评价因子。主要以乔、灌、藤、草分类作为依据。

(5)用途。植物用途广泛,开发利用价值大,因此选取用途多样性作为用途评价主要指标。

2.3 评分标准

多度:10个样点中有80%的点中均出现的种为多见,50%~79%为常见,20%~49%为偶见,19%以下的为少见,分别记为4,3,2,1。

生长状况:在实地踏查时,自然状态下,根据植株的长势、绿度、抗病虫性、开花结果性状等,分为旺盛、良好、一般、差四级,分别记为4,3,2,1。

耐盐性:通过对拟选植物叶片Na+含量测定计算,按测定值进行记录。

耐旱性:通过对拟选植物叶片相对含水率测定计算,按测定值进行记录。

耐贫瘠性:通过对拟选植物叶片中N、P含量测定计算,按测定值进行记录。

美景度:选择具有园林专业背景人员10名,把拟选植物照片循环播放3次,每次每张照片停留时间5 s,分叶、花、果、植株进行打分,每项满分100分[22],再按0.25的加权系数进行加权。

生活型:按乔、灌、藤、草分类,分别记为4,3,2,1[23]。

用途单一性:根据文献查阅结果[23],单一用途记为0,多用途记为1。

2.4 评价体系建立

采用改良层次分析法对沙生植物适应性进行解析。

隶属度值构建:利用公式(1)隶属度函数f(x)计算各评价指标的隶属度值。

(1)

式中,x为评价指标,x1和x2分别为评价指标的下限值和上限值。

判断矩阵构造:采用均一化处理后各指标的隶属度值的标准差S构造判断矩阵Bn×n。判断矩阵元素bij的计算公式如下:

(2)

式中,S(i)和S(j)分别为第i个和第j个指标的标准差;Smax和Smin分别为S(i),i=1~n的最大值和最小值;bm为相对重要性程度参数值,bm=min[9,int (Smax/Smin+0.5)]。

权重计算:根据判断矩阵Bn×n,求出最大特征根所对应的特征向量,所求特征向量即为各评价因素重要性排序,即权重分配。

判断矩阵一致性检验:

CR=CI/RI

(3)

式中,CI=(λmax﹣n)/(n-1),λmax为最大特征根;RI值为一致性指标参数;CR为一致性指标,如果CR<0.1,则表示该判断矩阵通过一致性检验,其权重分配结果可信。

综合评级模型构建:利用隶属度矩阵和权重,建立综合评价模型即公式(4),最终获得实用性指数EI和适用性指数QI。

(4)

式中,QI或EI为第k个适用性或实用性指数;aik为第k个模式的第i个指标的隶属度值;wi为第i个指标的权重值。根据QI或EI的值对植物可利用性进行评价。

2.5 数据标准化

本研究共调查到沙生植物148种,根据野外调查情况,初选非常典型的30种植物作为拟选种,因各指标当量不一致,为减少指标当量不一致导致的评价错误,对各指标进行标准化。单一指标标准化公式如下:

(5)

式中,bj max为拟选植物某一指标中的最大值;bi min为拟选植物某一指标中的最小值;b为拟选植物某一指标中除最大值和最小值之外的值。0≤M(bi)≤1。

3 结果与分析

3.1 海南热带沙生植物资源多样性分析

在海南滨海沙地共调查到沙生植物148种,隶属58科126属(见表2),其中最多的为禾本科,其次为豆科、菊科、莎草科、大戟科、旋花科,占总科数的38.3%,单科种占总科数量60.34%,除番薯属、苦荬菜属、九里香属、结缕草属、黄细心属、刀豆属、大戟属、刺葵属,蟛蜞菊属、藜属、月见草属、露兜树属、马齿苋属、飘拂草属、莎草属、薹草属、龙舌兰属、砂引草属外,其他108属均为单属单种,占总属数的85.71%。可见在滨海沙地中生物多样性丰富,但是由于生境条件恶劣,物种脆弱性大,因此应加强保护。

表2 海南岛滨海沙生植物名录Tab.2 List of coastal sand plants on Hainan Island 科 属 种名山菅属(Dianella)山菅 (Dianella ensifolia)百合科(Liliaceae)丝兰属(Yucca)凤尾丝兰(Yucca gloriosa)天门冬属(Asparagus)天门冬(Asparagus cochinchinsis)报春花科(Primulaceae)琉璃繁缕属(Anagallis)琉璃繁缕(Anagallis arvensis)草海桐科(Goodeniaceae)草海桐属(Scaevola)草海桐(Scaevola sericea)刺茉莉科(Salvadoraceae)刺茉莉属(Azima)刺茉莉(Azima sarmentosa)大风子科(Flacourtiaceae)箣柊属(Scolopia)黄杨叶箣柊(Scolopia buxifolia)刺篱木属(Flacourtia)刺篱木(Flacourtia indica)白树属(Suregada)白树(Suregada glomerulata)蓖麻属(Ricinus)蓖麻(Ricinus communis)大戟属(Euphorbia)海滨大戟(Euphorbia atoto)大戟科(Euphorbiaceae)绿玉树(Euphorbia tirucalli)地杨桃属(Microstachys)地杨桃(Microstachys chamaelea)麻风树属(Jatropha)麻风树(Jatropha curcas)血桐属(Macaranga)血桐(Macaranga tanarius var.tomentosa)叶下珠属(Phyllanthus)沙地叶下珠(Phyllanthus arenarius)

续表2 海南岛滨海沙生植物名录Continued Tab.2 List of coastal sand plants on Hainan Island 科 属 种名蝙蝠草属(Christia)长管蝙蝠草(Christia constricta)刀豆属(Canavalia)海刀豆(Canavalia rosea)小刀豆(Canavalia cathartica)丁癸草属(Zornia)丁癸草(Zornia gibbosa)苦参属(Sophora)绒毛槐(Sophora tomentosa)豆科(Fabaceae)豇豆属(Vigna)滨豇豆(Vigna marina)链荚豆属(Alysicarpus)链荚豆(Alysicarpus vaginalis)木豆属(Cajanus)蔓草虫豆(Cajanus scarabaeoides)水黄皮属(Pongamia)水黄皮(Pongamia pinnata)相思子属(Abrus)相思子(Abrus precatorius)小凤花属(Caesalpinia)刺果苏木(Caesalpinia bonduc)猪屎豆属(Crotalaria)吊裙草(Crotalaria retusa)椴树科(Tiliaceae)刺蒴麻属(Triumfetta)秃刺蒴麻(Triumfetta grandidens var.glabra)番杏属(Tetragonia)番杏(Tetragonia tetragonioides)番杏科(Aizoaceae)海马齿属(Sesuvium)海马齿(Sesuvium portulacastrum)假海马齿属(Trianthema)假海马齿(Trianthema portulacastrum)剑叶花属(Carpobrotus)短剑(Carpobrotus acinaciformis)粟米草科(Molluginaceae)无茎粟草属(Paramollugo)无茎粟草(Paramollugo nudicaulis)白茅属(Imperata)白茅(Imperata cylindrica)蒭雷草属(Thuarea)蒭雷草(Thuares involuta)狗牙根属(Cynodon)狗牙根(Cynodon dactylon)糖蜜草属(Melinis)红毛草(Melinnis repens)鬣刺属(Spinifex)鬣刺(Spinifex littoreus)禾本科(Poaceae)蒺藜草属(Cenchrus)蒺藜草(Cenchrus echinatus)结缕草属(Zoysia)沟叶结缕草(Zoysia matrella)中华结缕草(Zoysia sinica)龙爪茅属(Dactyloctenium)龙爪茅(Dactyloctenium aegyptium)黍属(Panicum)铺地黍(Panicum repens)细穗草属(Lepturus)细穗草(Lepturus repens)鼠尾粟属(Sporobolus)盐地鼠尾粟(Sporobolus virginicus)葫芦科(Cucurbitaceae)栝楼属(Trichosanthes)凤瓜(Trichosanthes scabra)蒺藜科(Zygophyllaceae)蒺藜属(Tribulus)蒺藜(Tribulus terrestris)海杧果属(Cerbera)海杧果(Cerbera manghas)夹竹桃属(Nerium)夹竹桃(Nerium oleander)夹竹桃科(Apocynaceae)长春花属(Catharanthus)长春花(Catharanthus roseus)牛角瓜属(Calotropis)牛角瓜(Calotropis gigantea)海岛藤属(Gymnanthera)海岛藤(Gymnanthera oblonga)匙羹藤属(Gymnema)匙羹藤(Gymnema sylvestre)黄花棯属(Sida)圆叶黄花棯(Sida alnifolia var.orbiculata)锦葵科(Malvaceae)木槿属(Talipariti)黄槿(Taliparititi liaceum)蛇婆子属(Waltheria)蛇婆子(Waltheria indica)

续表2 海南岛滨海沙生植物名录Continued Tab.2 List of coastal sand plants on Hainan Island 科 属 种名蒿属(Artemisia)茵陈蒿(Artemisia capillaris)蓟属(Cirsium)蓟(Cirsium japonicum)菊三七属(Gynura)白凤菜(Gynura formosana)苦荬菜属(Ixeris)剪刀股(Ixeris japonica)菊科(Asteraceae)沙苦荬菜(Ixeris repens)蟛蜞菊属(Wedelia)卤地菊(Wedelia prostrcta)孪花蟛蜞菊(Wedelia biflora)南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata)栓果菊属(Launaes)匐枝栓果菊(Launaes sarmentosa)羽芒菊属(Tridax)羽芒菊(Tridax procumbens)海人树科(Surianaceae)海人树属(Suriana)海人树(Suriana maritima)苦木科(Simaroubaceae)鸦胆子属(Brucea)鸦胆子(Brucea javanica)滨藜属(Atriplex)匍匐滨藜(Atriplex repens)碱蓬属(Suaeda)南方碱蓬(Suaeda australis)藜属(Chenopodium)狭叶尖头叶藜(Chenopodium acuminatum subsp. virgatum)苋科(Amaranthaceae)千日红属(Gomphrena)银花苋(Gomphrena celosioides)砂苋属(Allmania)砂苋(Allmania nodiflors)针叶苋属(Trichuriella)针叶苋(Trichuriella monsoniae)盐角草属(Salicornia)盐角草(Salicornia europaea)莲叶桐科(Hernandiaceae)莲叶桐属(Hernandia)莲叶桐(Hernandia nymphaeifolia)楝科(Meliaceae)楝属(Melia)楝(Melia axedarach)蓼科(Polygonaceae)海葡萄属(Coccoloba)海葡萄(Coccoloba uvifera)海边月见草(Oenothera drummondii)柳叶菜科(Onagraceae)月见草属(Oenothera)裂叶月见草(Oenothera laciniata)美丽月见草(Oenothera speciosa)露兜树科(Pandanaceae)露兜树属(Pandanus)露兜树(Pandanus tectorius)扇叶露兜树(Pandanus utilis)苦郎树属(Volkameria)苦郎树(Volkameria inermis)唇形科(Lamiaceae)豆腐柴属(Premna)伞序臭黄荆(Premna serratifolia)牡荆属(Vitex)单叶蔓荆(Vitex rotundifolia)马鞭草科(Verbenaceae)过江藤属(Phyla)过江藤(Phyla nodiflors)马齿苋(Portulaca oleracea)马齿苋科(Portulacaceae)马齿苋属(Portulaca)毛马齿苋(Portulaca pilosa)沙生马齿苋(Portulaca psammotropha)木麻黄科(Casuarinaceae)木麻黄属(Casuarina)木麻黄(Casuarina equisetifolia)南洋杉科(Araucariaceae)南洋杉属(Araucaria)异叶南洋杉(Araucaria heterophylla)漆树科(Anacardiaceae)厚皮树属(Lannea)厚皮树(Lannea coromandelica)腰果属(Anacardium)腰果(Anacardium occidentale)巴戟天属(Morinda)海滨木巴戟(Morinda citrifolia)茜草科(Rubiaceae)海岸桐属(Guettarda)海岸桐(Guettarda speciosa)墨苜蓿属(Richardia)墨苜蓿(Richardia scabra)

续表2 海南岛滨海沙生植物名录Continued Tab.2 List of coastal sand plants on Hainan Island 科 属 种名茄科(Solanaceae)曼陀罗属(Datura)洋金花(Datura metel)伞形科(Apiaceae)珊瑚菜属(Glehnia)珊瑚菜(Glehnia littoralis)桑科(Moraceae)鹊肾树属(Streblus)鹊肾树(Streblus asper)海滨莎属(Remirea)海滨莎(Remirea maritima)飘拂草属(Fimbristylis)黑果飘拂草(Fimbristylis cymosa)绢毛飘拂草(Fimbristylis sericea)莎草科(Cyperaceae)球柱草属(Bulbostylis)球柱草(Bulbostylis barbata)莎草属(Cyperus)粗根茎莎草(Cyperus stoloniferus)香附子(Cyperus rotundus)薹草属(Carex)短生薹草(Carex pumila)筛草(Carex kobomugi)山柑科(Capparaceae)山柑属(Capparis)青皮刺(Capparis sepiaria)山榄科(Sapotaceae)铁线子属(Manilkara)铁线子(Manilkara hexandra)十字花科(Brassicaceae)萝卜属(Raphanus)萝卜(Raphanus sativus)天门冬科(Asparagaceae)龙舌兰属(Agave)狭叶龙舌兰(Agave angustifolia)剑麻(Agave sisalana)石蒜科(Amaryllidaceae)文殊兰属(Crinum)文殊兰(Crinum asiaticum var.sinicum)石竹科(Caryophyllaceae)蝇子草属(Silene)女娄菜(Silene aprica)使君子科(Combretaceae)榄仁树属(Terminalia)榄仁(Terminalia catappa)柿科(Ebenaceae)柿属(Diospyros)光叶柿(Diospyros diversilimba)鼠李科(Rhamnaceae)蛇藤属(Colubrina)蛇藤(Colubrina asiatica)针晶粟草科(Gisekiaceae)针晶粟草属(Gisekia)针晶粟草(Gisekia pharnaceoides)桃金娘科(Myrtaceae)蒲桃属(Syzygium)洋蒲桃(Syzygium samarangense)红厚壳科(Calophyllaceae)红厚壳属(Calophyllum)红厚壳(Calophyllum inophyllum)卫矛科(Celastraceae)裸实属(Gymnosporia)变叶裸实(Gymnosporia diversifolia)无患子科(Sapindaceae)车桑子属(Dodonaea)车桑子(Dodonaea viscosa)五桠果科(Dilleniaceae)束蕊花属(Hibbertia)束蕊花(Hibbertia scandens)西蕃莲科(Passifloraceae)西蕃莲属(Passiflora)龙珠果(Passiflora foetida)仙人掌科(Cactaceae)仙人掌属(Opuntia)仙人掌(Opuntia dillenii)打碗花属(Calystegia)肾叶打碗花(Calystegia soldanella)管花薯(Ipomoea violacea)番薯属(Ipomoea)假厚藤(Ipomoea imperati)旋花科(Convolvulaceae)厚藤(Ipomoea pescaprae)虎掌藤(Ipomoea pestigridis)土丁桂属(Evolvulus)土丁桂(Evolvulus alsinoides)菟丝子属(Cuscuta)菟丝子(Cuscuta chinensis)

续表2 海南岛滨海沙生植物名录Continued Tab.2 List of coastal sand plants on Hainan Island 科 属 种名九里香属(Murraya)小叶九里香(Murraya microphylla)芸香科(Rutaceae)翼叶九里香(Murraya alata)酒饼簕属(Atalantia)酒饼簕(Atalantia buxifolia)樟科(Lauraceae)无根藤属(Cassytha)无根藤(Cassytha filiformis)基及树属(Carmona)基及树(Carmona microphylla)紫草科(Boraginaceae)破布木属(Cordia)橙花破布木(Cordia subcordata)砂引草属(Messerschmidia)银毛树(Messerschmidia argentea)砂引草(Messerschmidia sibirica)黄细心属(Boerhavia)黄细心(Boerhavia diffusa)紫茉莉科(Nyctaginacea)直立黄细心(Boerhavia erecta)胶果木属(Ceodes)抗风桐(Pisonia grandis)刺葵属(Phoenix)刺葵(Phoenix loureiroi)棕榈科(Arecaceae)林刺葵(Phoenix sylvestris)椰子属(Cocos)椰子(Cocos nucifera)

3.2 沙生植物评价指标判断矩阵的构造和排序

从热带沙生植物资源综合评价各指标权重值结果可知(见表3),适应性权重最高,其次是景观性程度,最后是物种多度、生活习性、用途。

表3 热带沙生植物资源综合评价各指标权重值Tab.3 Weight values of various indicators for compre-hensive evaluation of tropical sandy plant re-sources目标层准则层指标层权重热带沙生植物资源开发利用价值评价物种多样性C1 多度0.100C2 生长状况0.050适应性C3 耐盐性0.130C4 耐旱性0.110C5 耐贫瘠性0.110C6 叶美景度0.075景观性C7 花美景度0.075C8 果美景度0.075C9 植株美景度0.075生活习性C10 生活型0.100用途C11 用途单一性0.100

3.3 基于沙生植物的综合评价分析

层次分析法作为一种目前被广泛应用的评价方法,评价指标的设定兼顾多因素,评分方法及数据处理方式可尽量避免主观因素引起的误差。根据公式(5)对初选的30种植物各指标值进行标准化处理,结果见表4。从表4中可以看出,滨海多度高(C1)的常见种有长春花、马鞍藤、南方碱蓬、单叶蔓荆、仙人掌、椰子、孪花蟛蜞菊、露兜树、苦郎树、木麻黄、羽芒菊等;在滨海生长良好(C2)的常见种有马鞍藤、椰子、露兜树、苦郎树、木麻黄、羽芒菊等;耐盐性好(C3)的常见种有海边月见草、盐角草、南方碱蓬、马鞍藤等;耐旱(C4)的常见种有马鞍藤、绿玉树、仙人掌、孪花蟛蜞菊、海边月见草等;耐贫瘠(C5)的常见种有盐角草、龙珠果、蓖麻、露兜树、马鞍藤等;景观上,观叶(C6)的常见种有绿玉树、狭叶龙舌兰、椰子、剑麻等,观花(C7)的常见种有长春花、龙珠果、马鞍藤、海边月见草等,观果(C8)的常见种有相思子、椰子、龙珠果、露兜树等,株型(C9)漂亮的有马鞍藤、长春花、椰子、剑麻、绿玉树等。

采用层次分析法建立“海南岛滨海沙生植物植物资源综合评价体系”,结合表3、表4处理结果,运用公式(4),得到待选植物综合评价表5。从表5可知,从物种多样性、适应性、景观性、生活习性和用途等5个方面对待选植物种类进行综合评比,进一步筛选出了适应热带沙地生长的本土植物有椰子(0.810)、马鞍藤(0.775)、长春花(0.706)、露兜(0.663)、仙人掌(0.642)等,景观价值较高的有绿玉树(0.310)、仙人掌(0.266)、长春花(0.264)、龙珠果(0.261)、椰子(0.261)、剑麻(0.254)等。

表4 待选植物各指标标准化表Tab.4 Standardization of indicators of plants to be selected植物名指标值C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10C11相思子0.6670.3330.0400.1840.3210.2730.2861.0000.0910.3331.000 长春花1.0001.0000.3080.4210.6310.7271.0000.3330.9090.6671.000盐角草0.3330.3330.9700.2111.0000.2730.1430.3330.0000.0001.000马鞍藤1.0001.0000.7510.8950.9920.7270.7140.2501.0000.3331.000草海桐0.6670.3330.4480.4740.2970.7820.2860.3330.8180.6671.000南方碱蓬1.0000.6670.8760.2890.6630.0000.0000.1670.3640.0001.000单叶蔓荆1.0000.6670.6470.6840.5620.2730.4290.3330.8180.6671.000仙人掌1.0000.3330.5721.0000.4720.6360.7860.7500.8180.0001.000黄槿0.6670.0000.1490.5000.2150.2730.7140.1670.6360.6671.000琼崖海棠0.6670.3330.3780.6320.7030.4550.5710.5000.7271.0001.000椰子1.0001.0000.5220.5530.8440.8180.2861.0000.9091.0001.000海岸桐0.0000.3330.1540.4210.6530.6360.2860.3330.5450.6671.000海刀豆0.6670.3330.1990.7370.5070.4550.4290.3330.6360.3330.000蒺藜草0.6670.3330.7910.2110.3580.0910.2860.0000.0910.0000.000孪花蟛蜞菊1.0000.3330.0250.8680.7480.4550.2860.1670.5450.0000.000海边月见草0.6670.0001.0000.8160.7080.0910.7140.1670.4550.0000.000露兜树1.0001.0000.7410.2630.9050.5450.2860.8330.7270.6670.000苦郎树1.0001.0000.1990.2110.5540.2730.4290.3330.6360.6670.000海杧果0.6670.3330.2340.3950.6500.6360.4290.6670.7271.0000.000木麻黄1.0001.0000.5920.0000.4140.4550.1430.1670.2731.0000.000细穗草0.0000.3330.5470.1050.1780.0910.4290.0000.1820.0000.000鹊肾树0.6670.3330.2890.4470.0000.6360.2860.2500.2730.6670.000小叶九里香0.0000.3330.0750.3680.1490.7270.4290.1670.7270.6670.000龙珠果0.6670.6670.1590.6320.9730.4550.8570.8330.5450.3330.000羽芒菊1.0001.0000.3730.7630.6310.6360.5710.0000.5450.0000.000圆叶黄花稔0.6670.6670.5420.4210.5040.4550.4290.4170.3640.6670.000剑麻0.6670.6670.6570.7890.7080.8180.7140.1670.8180.0000.000狭叶龙舌兰0.3330.3330.5370.6320.5860.9090.6430.1670.9090.0000.000绿玉树0.3330.3330.0000.9210.6341.0000.5710.1671.0000.6670.000蓖麻0.6670.6670.3080.6050.9180.6360.2860.4170.6360.6670.000

表5 待选植物综合评价值Tab.5 Comprehensive evaluation of candidate plants种名综合得分植物美景度种名综合得分植物美景度椰子0.8100.261马鞍藤0.7750.204长春花0.7060.264露兜树0.6630.198仙人掌0.6420.266单叶蔓荆0.6330.193琼崖海棠0.6220.213草海桐0.5760.231

续表5 待选植物综合评价值Continued Tab.5 Comprehensive evaluation of candidate plants种名综合得分植物美景度种名综合得分植物美景度龙珠果0.5650.261剑麻0.5640.254羽芒菊0.5350.161海杧果0.5340.217蓖麻0.5320.178绿玉树0.5210.310圆叶黄花稔0.4860.142南方碱蓬0.4710.053苦郎树0.4690.173海岸桐0.4670.150木麻黄0.4620.094狭叶龙舌兰0.4560.222海边月见草0.4470.134黄槿0.4390.130孪花蟛蜞菊0.4200.112海刀豆0.4120.173相思子0.3970.111盐角草0.3720.075小叶九里香0.3260.183鹊肾树0.3200.125蒺藜草0.2600.040细穗草0.1850.076

4 结论与讨论

(1)本研究对海南岛滨海沙生植物资源进行调查,结果表明:海南滨海共调查到沙生植物148种,隶属58科126属,其中最多的为禾本科,其次为豆科、菊科、莎草科、大戟科、旋花科,占总科数的38.3%,单科种占总科数的60.34%;除番薯属、苦荬菜属、九里香属、结缕草属、黄细心属、刀豆属、大戟属、刺葵属、蟛蜞菊属、藜属、月见草属、露兜树属、马齿苋属、飘拂草属、莎草属、薹草属、龙舌兰属、砂引草属外,其他108属均为单属单种,占总属数的85.71%。对比其他省市调查情况为:福州市长乐地区滨海植物共42种,隶属于28科36属,单科单属较多,其中菊科和桑科为优势科[24];广东省滨海耐盐植物共有240种,隶属84科,豆科、禾本科、菊科和莎草科等是其耐盐植物优势科[25];广东省海陵岛滨海野生植物38科76种[26];福建省平潭县无居民海岛种子植物123 种隶属于 55 科 112 属,沙生植物 47 种隶属于27 科 45 属,平潭县无居民海岛上沙生植被种类贫乏,以单科单属为主,优势种、属现象不明显[27]。相比较而言,海南岛滨海沙生植物资源丰富,但以单属单种植物为主,表现为脆弱性的多样性。这可能与其强风、风沙、盐雾、沙土与紫外线强烈等因素构成海南岛滨海独特的环境条件有关,只有经过长期的环境适应,形成一些抗性适应机制才能生存,如泌盐、植株矮化、匍匐生长、叶片革质化或肉质化[28-30]、种子漂浮传播[31]等能力。因此在海南岛滨海旅游开发时,应加强对滨海沙生植物资源的保护,一些种一旦灭绝将难以恢复。

(2)本研究基于多维价值理论和层次分析法(AHP)对沙生植物5个准则层以及其涵盖的11个指标层因子综合评比,筛选出的适应性强的热带沙地生长的本土植物有椰子、马鞍藤、长春花、露兜树、仙人掌等;景观价值较高的有绿玉树、仙人掌、长春花、龙珠果、椰子、剑麻等。这些植物生活习性强、景观利用整体美景度较好,适应性较强,用途区域比较广泛,开发利用潜力大,常被应用于景观植物配置和滨海地带性植被建设恢复。其研究结果与武旭霞等[32]、宋爱春等[33]、刘焕楚等[34]、杜运领等[35]的研究结果基本一致。利用一些景观价值较高且富有当地特色的树种以及珍稀种相结合,可以打造出观赏类的专类园,突出当地风俗特色,增加人文景观亮点。层次分析法虽然相对客观,但在评价指标的评分过程中仍然具有一定的主观性,尤其是在适应性和可开发利用性方面[36]。但是本研究中评价指标的耐盐性、耐碱性和耐贫瘠性均是以实际调研所测的实验数据作为依据,有效降低了评分的主观片面性,使总体的评价趋向于更加科学和客观。本研究中所筛选出的植物种类已在海南、福建、广东等地滨海园林绿化和地带性植物恢复中得到应用[37-38],也说明了本研究结果的可靠性。

(3)目前,海南岛被生物学家誉为天然的“物种基因库”和最大的“自然博物馆”。海南岛植物资源较为丰富,但是目前采用的园林植物过于单一,景观价值较高且富有当地特色的树种以及珍稀种相结合的观赏木本植物尚未开发。椰子树、琼崖海棠等植物观赏价值高且园林用途多样,主要以景观行道树为主,但在实际园林中的用途显得单一重复,频繁应用易导致景观效果单调乏味,不利于展现区域景观特色,应加强沙生植物景观多样性配置。为加快海南岛当地的野生观赏木本植物的开发利用,体现出海南岛滨海城市的植物景观配置特色,需进一步对野生观赏性盐生植物和珍稀濒危植物进行保护。依托海南岛本地特有的天然和绿色生态优势,以及良好的生态、环境、植被、气候、空气、蓝天、海水、沙滩等特色,结合景观价值较高、地域特色明显以及珍稀植物种类,打造出生态环境优美的热带国际旅游岛。建议对海南岛生活习性强、景观利用整体美景度较好、用途区域比较广泛的植物,积极进行引种驯化、繁育和利用等相关研究,为海南岛滨海沙地植物配置、植被恢复以及开发利用提供资源。

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