丁彥芬,張佳平
(1.南京林業大學 風景園林學院,江蘇 南京 210037;2.浙江大學 農業與生物技術學院,浙江 杭州 310058)
中國野生植物資源豐富,多具有良好的生態效益和觀賞價值。加大對鄉土野生植物資源的開發利用,既可豐富當地園林植物種類,構建具備地域特色的植物景觀,又可在開發過程中,擴充珍稀瀕危植物的植株數量和分布范圍,起到保護的效果。野生植物的抗逆能力和觀賞價值有高低之別,利用前景良莠不齊,故對其開發應當有重點地進行,而非隨機、無序的過程。構建評價體系,進行定量評價,獲得利用次序,可使得開發過程有主次之分,先后之別。以層次分析法(analytical hierarchy process,AHP)較為常用[1-6],它通過定量分析,可減少定性分析的主觀性。連云港云臺山是蘇北地區重要的植物種質資源庫。本研究以云臺山野生喬灌木資源為研究對象,利用層次分析法,構建開發利用評價體系,分3個等級篩選出適應能力強、觀賞價值好、具備優良園林利用前景的喬灌木共80種,以期為連云港乃至蘇北、皖北等氣候型相近地區的鄉土野生植物資源園林開發利用提供參考[7-11]。以往對植物資源的園林開發利用評價體系較為雷同,大多重視觀賞價值,其中又更多注重花器官,評價指標多達5~6個(花色、花徑、花奇特性、芳香性、花顯示程度等);適應性(抗逆性)往往僅占1個指標,且判分標準較為抽象模糊[1-2,5-6]。本評價體系更多注重樹種的生態功能、與環境的相互關系及其觀賞價值的全面性,加大了樹種適應能力、花器官以外觀賞價值的評價比重,從而建立了較為新穎、細致的評價指標與評分標準,以供參考。
連云港云臺山地處 34°34′~34°46′N, 119°13′~119°29′E, 東臨黃海, 為暖溫帶和北亞熱帶過渡區域,具典型季風氣候特征。由前云臺山、中云臺山、后云臺山及連島等一系列互不連續的斷塊山體組成,總面積為197.3 km2。花果山玉女峰海拔為625.3 m,為江蘇省最高峰。山區土壤為棕壤,周圍平原區分布著次生鹽土、鹽土及濱海鹽土,pH 4.5~8.5,濱海區域土壤鹽堿度較高[12-13]。
區內年均氣溫為14.1℃,1月均溫-0.4℃,7月均溫27.4℃;極端最高溫為39.4℃,極端最低溫-18.1℃。年降水量為943.3mm,集中在7-9月,達608.1mm,占全年降水量的63%。全年蒸發量為1130.0~1580.0mm[13]。全年日照時數為2501.5 h。霜期一般為10月17日至翌年3月8日,最晚在4月18日,無霜期為209 d。從全年的水熱情況分配可看出,其夏秋季主要受東南季風的影響,冬春季則受大陸性氣流的控制,故一年中會出現明顯的旱季與雨季。因夏雨集中,降水量大,山地坡度陡,土壤質地輕,易發生土壤侵蝕和水土流失。
區內共有維管束植物164科642屬1277種,其中木本植物69科140屬240余種。地帶性植被為溫帶落葉闊葉林,因特殊的濱海地理位置,兼有部分亞熱帶種[12-15]。
2008-2011年,對云臺山全境植被展開調查,線路法和樣方法調查相結合。沿途記錄植物種名、分布、生長勢,對關鍵性植物進行拍攝和全球定位系統(GPS)定位;共設置樣方42個(20 m×20 m),記錄樣方經緯度、坡向、坡度、海拔、郁閉度等,對喬灌木進行每木調查,記錄株數、胸徑、冠幅、蓋度、高度等[16]。云臺山有木本植物240余種,并非每種都有評價意義,故篩選出具備代表性的80種喬木和灌木作為評價對象,包含部分藤蔓性灌木。同屬的多種相近植物,僅選1~2種予以評價。
選取層次分析法作為評價方法。在征求林學和園林專家及研究生的意見后,確立目標層,合理選擇準則層與因子各指標,最終構成由總目標、評價要素、評價因子、評分標準組成的多層次評價體系,參見表1。表2為各指標的詳細評價標準,各種指標被劃分為由好到差的3個等級(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ),分別賦予15,10,5分。

表1 云臺山野生喬灌木資源園林開發利用綜合評價體系Table1 Comprehensive evaluation system of landscape exploitation and application of wild trees and shrubs in Mount Yuntai

表2 指標評價標準Table2 Evaluation criteria of indicators
確定各指標的重要性程度并使之數量化,以獲得評價指標權重。
對準則層(B)和因子層(C)中各元素關于上層次某一準則的重要性進行兩兩比較,構造比較判斷矩陣,各因素相對重要性采取1~9及其倒數的標度方法。運用和積法求解矩陣,得出單一準則下被比較元素的相對權重,即層次單排序,并進行一致性檢驗,即:一致性指標(IC)=(λmax-n)/(n-1),隨機一致性比率(RC)=一致性指標(IC)/平均隨機一致性指標(IR)。其中:λmax為判斷矩陣最大特征根,n為矩陣階數,IC為一致性指標,IR為平均隨機一致性指標。RC<0.1時,判斷矩陣的一致性令人滿意,否則須重新判斷。得出層次單排序結果后,計算最后一層對于最高層(目標層)的相對重要性排序權值,即層次總排序,同樣進行一致性檢驗,最后獲得13個評價因子各自權重。
將不同季節和區域的某種植物的分布、長勢、觀賞器官的照片,以及相關資料和信息,交于前述林學和園林學科專家和研究生,以指標評價標準為主要依據,結合個人專業知識進行綜合判分。按各指標所占權重值進行加權計算,得到某種植物的綜合評價值,即:。其中:V為綜合得分,U為因子評分,W為因子權重值,m為因子數。
該體系分別構成 A-B,B1-C,B2-C,B3-C共4個判斷矩陣,僅列出A-B準則層判斷矩陣及評價因子權重值 (表3~4)。3個因子層判斷矩陣可類似構建,不再羅列。表3中,W為準則層評價要素權重值,適應能力(B1)>觀賞價值(B2)>開發價值(B3);表4為13個評價因子的最終權重值。

表3 判斷矩陣及一致性檢驗(A-B)Table3 Judgement matrix and consistency check(A-B)

表4 評價因子總權重及一致性檢驗Table4 Evaluation factors’total weight and consistency check
開發利用野生植物資源,必須首先保證其能夠適應相對惡劣的城鄉環境,觀賞價值才不會貶值。適應能力強的植物多具備相應生理、生態特性,如根系龐大、莖桿堅韌、具備可吸收和排出鹽分的鹽腺等,故具備相應的生態功能,如固定土壤、涵養水源、防風防潮、碳匯功能、改良鹽堿土壤等。因此,適應能力最為重要,權重最高,觀賞價值與開發價值的權重分列二三位。
野生植物的開發目標應首選本地。連云港的鹽堿地和潮濕地面積廣闊,植物耐鹽堿性和耐水濕性應占據較高權重。雖靠海,但該市嚴重缺水,人均水資源僅為全國人均水平的14%,植物的耐干旱貧瘠性亦須重點考慮。
以往評價體系中,觀賞價值權重最高者多為觀花價值,本體系中則為最佳觀賞期,如此可以照顧觀花價值一般卻具備其他良好觀賞特征的植物,如秋色葉樹種、觀苞片樹種、觀果樹種等。
為了與植物保護相結合,并盡可能開發更多尚未利用的野生植物,珍稀瀕危程度和已利用程度是開發價值中權重較高的2項。植物對生境的依賴性亦予以考慮,其將決定引種、選育、栽培等科研過程的實施難度,以及在城市環境中的使用成本及成活率。
通過判斷矩陣的構建和分值的加權計算,獲得某種植物的綜合評價值。將所有綜合值進行降序排列,并劃分為3個利用等級,分為45種喬木和35種灌木2類進行分析,參見表5~6。喬木和灌木形態兼有者,如小喬木或大灌木,以其在云臺山自然分布時所呈現的主要形態進行劃分。
3.2.1 第1等級(Ⅰ)分析 表5~6中,分值在11.5以上者,共25種,大多具備各類抗性和觀賞價值,最佳觀賞期長;部分植物在當地為珍稀瀕危樹種,多有名木古樹,能夠作為連云港歷史文化的見證[17],并可為研究當地水文、地質、物候帶來參考,具備良好的文化、社會與科研意義。例如灌木類中位居首位的單葉蔓荊,為80種植物中綜合得分最高者,幾乎各項指標得分均最高:4類抗性均強;花、葉、姿俱美,春、夏、秋皆可觀賞;分布零散,非常珍稀;多生長于海灘,適合作為海岸防風、防潮樹種,極適于港城使用,故亟待通過開發利用,保護該珍貴樹種。喬木類首位的檉柳耐鹽堿,吸收的鹽分可通過鹽腺排出體外,可用于改良和綠化鹽堿地;開花2~3次·a-1,跨越春夏2季,婆娑樹姿和枝葉亦耐觀瞻。白木烏桕夏觀花序、秋觀紅葉、褐色果實經冬不凋,觀賞期長。山槐(圖1-1)、白檀(圖1-2)等皆為抗性強、觀賞價值多樣的優良鄉土樹種。紅楠、四照花、三椏烏藥、大葉胡頹子等為當地珍稀瀕危植物[18-19]。該類資源須作為首批鄉土樹種予以推薦,優先引種選育、推廣使用。

表5 云臺山野生觀賞喬木開發利用綜合評價值Table5 Comprehensive value of exploitation and application of wild ornamental trees in Mount Yuntai

表6 云臺山野生觀賞灌木開發利用綜合評價值Table6 Comprehensive value of exploitation and application of wild ornamental shrubs in Mount Yuntai

圖1 云臺山某些優良鄉土樹種Figure1 Some ornamental indigenous tree species in Mount Yuntai of Jiangsu Province
3.2.2 第2等級(Ⅱ)分析 表5~6中,分值在10.5~11.5分者,共有25種。該類樹種亦具有較強抗性,觀賞價值較好,但因少數弱項導致部分指標得分偏低,總分相對靠后。杜梨各類抗性均強,耐鹽堿,春季白花繁盛,夏秋時節觀賞價值卻一般。紫金牛較珍稀,觀賞期較長,但生境要求苛刻。野茉莉(圖1-3)本地資源豐富,是良好的觀花小喬木,但花期一過,其余時期觀賞價值乏善可陳。黃檀、柘樹、石灰花楸、水榆花楸等皆為優秀的鄉土觀賞樹種。雖有少許弱項,但第2等級樹種仍然優秀,亦須重點開發利用,盡量做到適地適樹、揚長避短。
3.2.3 第3等級(Ⅲ)分析 其余樹種為第3等級,共30種。該類植物多具備若干項高分指標,其他方面相對中庸,并具備若干明顯缺陷,影響了綜合分值。滿山紅、羊躑躅在當地極珍稀,觀花價值好,但生境要求頗為苛刻,尤其不耐鹽堿土,而喜酸性土,其余3項抗性亦很差。川榛、蒙桑等僅具備觀賞整體姿態的價值,花、葉、果的觀賞價值均一般。野鴉椿果形奇特,色彩鮮艷,但各類抗性均較差。該級別也具備少數抗性強的樹種,如化香具備較強的耐鹽堿和耐干旱貧瘠能力,但各類觀賞價值均一般。第3等級的觀賞植物資源多具備某種偏頗性,引種過程相對復雜,相比前兩等級的植物,可延緩對其開發利用,或在小范圍內使用。
本研究選擇適應能力、觀賞價值和開發價值作為準則層,包含13個評價因子,涉及抗性、觀賞、植保、文化等多個方面,基本涵蓋了野生樹種資源開發利用所需考慮的各類因素。通過定量指標和定性分析相結合,使資源評價由主觀判斷轉為客觀分析,結果較為全面、合理。指標選取、評分準則和權重確立并非照搬前人成果,而是依據實際情況,綜合分析各類因素而選定,加大了各類適應能力和最佳觀賞總時期的評價比重。
層次分析法是目前公認的較為科學合理的評價方法,但仍存在部分缺陷。首先,評價指標的選取缺乏統一標準,多隨調查實際情況而確立,故研究成果的比較與交流較為困難。其次,該法雖具備客觀性,但仍有主觀判斷的過程,且判分過程易受評價資料質量的影響。最好的評判方法,應當是由一定數量的專家學者陪同研究者,進入野生植物分布的自然環境,現場觀察植物的長勢、分布和觀賞器官,即時判分;要分不同的時期和生境進行多次現場判分,獲得野生植物在不同時間和空間下的評價結果。該法最具客觀性,但實施難度較大。
因此,層次分析法應當由權威部門或學者仔細研究討論,建立一套確定、統一、有效的野生植物評價體系,指標選取要科學合理,判分標準應清晰可靠。野生觀賞植物資源的開發利用工作關乎國家的生態、環保、園林、植保等重要事業,故構建科學、合理的評價方法具有非常重要的意義。
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