基于層次分析法的蜜源植物園林應用研究
——以四川平武縣為例

(1.四川大學 生命科學學院 生物資源與生態環境教育部重點實驗室,四川 成都610065; 2.四川臥龍國家級自然保護區管理局三江保護站,四川 汶川 623000)

蜜源植物是指供蜜蜂采集花蜜和花粉的植物,泛指所有氣味芳香或能制造花蜜以吸引蜜蜂之顯花植物[1]。蜜蜂養殖作為傳統農業,歷史悠久,具有收益高、投入低的特點。傳統養蜂方式分為定點養殖和追花逐蜜：追花逐蜜需要耗費大量的人力和物力,養殖成本高;定點飼養雖然降低了養殖成本,但當蜜源植物較少時蜜蜂容易棄巢遷居。隨著城市田園化發展和新農村建設,城鎮村落園林植物趨同化現象嚴重,甚至出現“千城一面”。因此,在城鎮化和新農村建設中應遵循因地制宜、突出特色等原則,合理利用蜜源植物,實現可持續發展。蜜源植物兼具生態效益和經濟效益,它可豐富植物群落,提高生物多樣性,對當地生態、農業經濟發展和景觀多樣性的建設都具有重要意義。本文采用層次分析法(AHP法)構建評價模型,對四川省平武縣80種蜜源植物進行了綜合評價,找出其中最適宜該縣園林應用的蜜源植物種類,并研究其園林應用方式,為今后蜜源植物合理科學的園林應用提供參考。

1　材料和方法

1.1　研究區域概況

平武縣位于四川盆地西北部、青藏高原向四川盆地過渡的東緣地帶,地處盆周山區,海拔約900m。屬北亞熱帶山地濕潤季風氣候,氣候溫和、降水豐沛、日照充足、四季分明,具有云多、霧少、陰天多的特點,植被型主要為常綠闊葉林。

1.2　材料與試驗方法

通過實地調查及文獻查閱,篩選出平武縣80種具有特色或觀賞價值的蜜源植物,對這80種植物的生態適應性和泌蜜泌粉量等進行統計,構建蜜源植物評價模型,觀察記錄并測量相應指標,運用綜合評價模型對其進行園林應用評價。利用AHP法得出16項標準層指標的權重值,根據標準層指標的分值標準對80種植物進行評分,算出每種植物的加權總分,并根據加權總分對80種植物進行排序。

綜合評價層次模型的構建:查閱文獻[2-6]和咨詢園林、植物學、蜜蜂生產管理專家,篩選出影響蜜源植物價值的16項具體指標,并采用AHP法構建蜜源植物綜合評價模型(表1)。模型包括目標層A(蜜源植物園林應用綜合評價)、約束層C(觀賞性、泌蜜泌粉量、生態適應性、花期)、標準層P(耐陰、泌蜜泌粉、耐水濕等16個指標)、最底層(待評價的80種植物),各層次之間互不相交。根據構建出的層次模型,邀請20位從事景觀規劃設計、園林植物研究、養蜂生產與管理相關領域的科研院所及高校的專家按照專家評價評分法(采用1—9比率標度法,表2)對指標層各項打分,構建出判斷矩陣(根據每一層次各因素的相對重要性給出判斷,這些判斷用數值表示出來,寫成矩陣形式就是判斷矩陣),通過對各項指標兩兩比較,判斷出其相對重要性,構造出A-C、C-P共5個矩陣,得出權重值(表1)。

表1　蜜源植物園林應用綜合評價模型及權重指標

判斷矩陣與一致性檢驗:計算判斷矩陣的最大特征根λmax與對應特征向量。若5個矩陣均滿足CR(一致性比例(<0.1,即整個模型層次滿足一致性,所得權重值有效。由計算結果(表3—表7)可見,5個判斷矩陣的一致性指標數值均小于0.1,均具有滿意的一致性。

表2　蜜源植物綜合評價的標度

表3　蜜源植物園林應用綜合評價判斷矩陣與一致性檢驗

注:一致性比例為0.0266;λmax為4.0710。

表4　蜜源植物觀賞性判斷矩陣與一致性檢驗

注:一致性比例為0.0326;λmax為7.2656。

表5　蜜源植物泌蜜、泌粉量判斷矩陣與一致性檢驗

注:一致性比例為0.0000;λmax為2.0000。

表6　蜜源植物生態適應性判斷矩陣與一致性檢驗

注:一致性比例為0.0844;λmax為5.3780。

表7　蜜源植物花期判斷矩陣與一致性檢驗

注:一致性比例為0.0000;λmax為2.0000。

評分標準的建立與計算方法:根據模型標準層指標的具體性狀,在參考評價植物經濟價值、觀賞性、適應性等方面的相關文獻[7-11]基礎上,設立5分評價標準,以問卷方式征求專家學者意見。為保證分析結果的科學性和客觀性,邀請了園林和蜜蜂生產管理專家、學生共50位對各指標賦值(表8)。

表8　指標層各指標評分標準

2　結果與分析

2.1　權重值分析

根據判斷矩陣,通過Yaahp10軟件計算得到蜜源植物園林應用綜合評價模型約束層C和指標層P的權重(表1),約束層的權重范圍為0.1190—0.4512,指標層的權重范圍0.0060—0.1740。約束層中各因子權重值依次為：生態適應性>泌蜜、泌粉量>花期>觀賞性。生態適應性權重最大,說明在園林應用中首先要考慮蜜源植物的適應性,在生長發育良好的前提下才能發揮其養蜂經濟價值。蜜源植物的泌蜜、泌粉量影響蜂群健康狀況和蜂蜜產量,對當地養蜂業發展具有重要意義。蜜源植物的花期對蜜蜂采集粉蜜有一定影響,植物園林應用應考慮景觀效果,在實現經濟價值之后考慮觀賞性。

生態適應性所對應的指標層中各因子權重范圍為0.0488—0.1491,權重排序從高到低依次為:耐陰性>耐高溫性>耐貧瘠性>耐水濕性>耐寒性。平武縣多陰天、降水量較大且集中,氣候溫和,冬季平均氣溫在4℃以上,因此植物的耐陰性最受關注,而耐寒性受關注最少。泌蜜泌粉量對應的指標層的權重為0.087—0.174,泌蜜量與泌粉量的權重因子數值差異較大。蜜蜂采集花蜜經過反復加工釀造成蜂蜜,為其提供能量。花粉雖然是蜜蜂生活中唯一的蛋白質來源,但僅在幼蟲期和幼年成蜂階段才需要,因此在蜜蜂養殖中花蜜比花粉更重要。在花期所對應的指標層中,開花時間與花期長短權重因子數值相同,均為0.0845。蜜蜂采集花粉花蜜受開花時間和花期長短的影響,開花時間適宜和花期較長有利于蜜蜂采蜜。開花時間適宜但花期短暫,或花期長但開花時間不適宜，都不利于蜜蜂采集粉蜜。因此,對蜜源植物發揮蜜源特性而論,開花時間和花期長短是同樣重要的。

約束層中各因子權重系數最低的是觀賞性,對應的指標層中各因子權重范圍為0.0366—0.0051。權重排序顯示,在觀賞性中各項受關注程度依次為：花色>芳香性>花朵大小>果形及果色>葉色>葉形>掛果期。蜜源植物的園林應用需綜合考慮蜜蜂養殖價值、觀賞價值和生態價值。花為蜜蜂提供花蜜和花粉,花的顏色、氣味、大小對蜜蜂采蜜采粉具有直接影響,所以在應用中應優先考慮;葉和果雖然也具有較高觀賞價值,但對蜂蜜養殖影響不大,因此權重排序靠后。

2.2　綜合評價

根據綜合評分結果,80種蜜源植物中草本類總體得分高于木本植物(表9)，主要得益于其適應性強、生長周期短、易繁殖、有群體性花期長的優勢。其中,油菜綜合評分最高,油菜花色金黃,更易吸引蜜蜂,且花序較大、花期早,泌蜜和泌粉量大,對早春蜂群復壯和蜜蜂個體的生存都有重要意義。此外,油菜除了作為傳統經濟作物外,其觀賞性也得到了認可。在田園式景觀中,油菜給游客帶來視覺震撼。其他植物如紫蘇葉色帶紫,具有獨特香味;蒲公英花色艷麗,果實形狀奇特,兩者都具有較高觀賞價值,泌蜜和泌粉量比較可觀,因此綜合得分位列第二位和第三位。但由于其適應性強、抗逆性極強,常見于野生,在園林應用中并沒有受到重視,也較少提到蜜源價值。排在第四位的是紫云英。紫云英蜜屬一等蜂蜜,是進行無公害生產和綠色食品生產的優質資源[12],在改良土壤、建立良好農業生態環境方面功能顯著,有突出的鄉村景觀特點和良好的鄉野景觀效果[13]。木本類對環境要求更高且生長較慢,分布分散,花期受個體花期限制。其中,裸子植物杉木得分最低,花色不明顯,不泌蜜只泌粉,花期較短,葉色常年深綠,在樹林茂密的山地環境中杉木獨特的樹形不容易顯現,易被當做背景,因此綜合得分最低。喬木中的櫻桃排名最靠前,櫻桃樹開花時間早,對環境適應性和耐水濕能力較強,泌蜜量和泌粉量豐富,作為一種良好的觀花觀果樹種,在園林應用中較常見。但由于花色淺、花期短,可供蜜蜂采蜜的時間較短,若遇連續的雨天或其他不適宜蜜蜂飛行的天氣,對蜜蜂產蜜影響較大。此外,灌木火棘春季繁花如雪、冬季紅果累累,經冬不落,既是優良的蜜源植物,也是優良的觀果植物。

表9　80種蜜源植物的綜合評價值

2.3　蜜源植物園林應用方式研究

城鎮蜜源植物的園林應用方式:隨著城鎮化迅速發展,人們對環境也越發重視,植物在提升環境質量上具有重要作用。城鎮的植物應用需堅持觀賞價值和經濟價值相結合的綜合原則。平武縣地處盆周山區,具有典型的山地地貌景觀,蜜源植物的園林應用研究對平武地區乃至其他山地地區的蜜源植物園林應用提供了科學參考。首先,發揮蜜源植物在城鎮中的觀賞價值和生態價值。蜜源植物具有花、葉、果、枝干等觀賞特性,且在“招蜂引蝶”方面表現突出。蜜源植物吸引蜜蜂和蝴蝶,給植物的靜態美添加了一些靈動,豐富了景觀元素,提高了審美價值。在生態價值方面,蜜蜂和蝴蝶都是植物授粉的媒介,也是良好的生態環境中不可或缺的一部分,蜜源植物吸引此類昆蟲,豐富了生物多樣性,構成了穩定、可持續發展的生態環境。其次,提高蜜源植物在城鎮中的經濟價值。蜜源植物的經濟價值發揮與蜜蜂養殖息息相關,如平武縣城人口集中,意味著各蜂群之間活動區域較獨立,為保證各蜂群都有充足的蜜源,可在城鎮綠化中散點種植蜜源植物,或在常見的園林植物應用中少量應用蜜源植物。這樣既能避免因過多的蜜源植物招致大量蜜蜂造成游人恐慌,減少給花粉過敏癥患者帶來的不便,又能滿足散點養殖蜜蜂的生存和生產需要。此外,在城鎮不同區域要有區別地栽植,如在人流密集商業區、居住區、公園、學校等人口稠密的區域周圍,選擇性地栽植繡線菊、楠木等蜜源植物。由于花色、花期等原因,這些植物對蜜蜂吸引力稍弱;在人流稀少的城郊可片植油菜,既滿足蜜蜂生長和生產蜂蜜的需要,又能營造特殊田園景觀。此外,城鎮中應加強體現蜜源植物的科學價值,提升社會效益。

平武縣作為中蜂養殖的重要地區,在打造新農村特色農業中可加大科普宣傳,建立蜜蜂科普教育基地,使人們了解蜜蜂、蜂蜜和蜜蜂養殖。具體設計中可栽植成片的蜜源植物,形成蜜源植物帶,在其中設立透明走廊,節點處放置蜂巢,內部設置視頻輸出裝置,游客可肉眼觀察蜂巢外圍情況,再通過電子設備,探究蜂巢內部蜜蜂活動,也可設置蜜蜂科普館等。平武縣可推廣蜜蜂知識,既讓游客了解與蜜蜂相關的知識,提升當地旅游的教育意義,又能給當地新生蜂農提供認識蜜蜂的平臺,有利于提高他們的養蜂技術。

景區蜜源植物的園林應用方式:平武縣境內景區分為自然和人文兩大景觀類景區。自然景觀類景區包括王朗自然保護區、泗耳自然保護區、小河溝自然保護區等,人文景觀類景區包括報恩寺、白馬民族風情等。自然景觀類景區現有自然環境優越、生態條件良好、風景優美,受人類活動影響小，景區內局部地區為方便游人游覽、提升旅行體驗而分散修建服務點,在一定程度上破壞了當地生態環境和自然景觀,在服務點附近栽植景觀效果好的蜜源植物,可提升服務點周邊的景觀效果;在生態受到破壞的地方可補栽蜜源植物,豐富植物群落,改善局部生態環境。就景區整體而言,蜜源植物園林應用對生態和景觀的提升作用較小,需挖掘其潛在經濟價值,結合生態補償措施,補栽一定數量的蜜源植物,增加景區內和周邊的蜜粉源,提高蜂蜜產量,增加蜂農收入。

人文景觀類景區多以歷史古跡、民族風情等為主題,以建筑群落為載體表現蘊含的歷史文化。人文景觀是在自然景觀的基礎上生成的,通過一定形式表現歷史、文化和精神。景區核心主要為建筑景觀,自然景觀僅對建筑起到襯托作用。蜜源植物在該區域主要發揮園林造景作用,提升景觀效果。可栽植鳳仙、馬鞭草、繡線菊、獼猴桃、金銀花、山槐、櫻桃、李等觀賞價值高的蜜源植物,蜜源植物選擇需符合當地宗教信仰和文化習俗。

3　小結

本研究通過層次分析法建立了綜合評價模型,科學系統地對80種平武縣常見的蜜源植物進行了綜合評分,研究不同地區的蜜源植物園林應用方式,為蜜源植物在山區城鎮、村落、景區的園林應用提供科學參考。在園林建設中選擇適宜的蜜源植物種類進行景觀營造,優化蜜源植物的園林配置模式,將蜜源植物的經濟價值與園林應用有機地結合起來,既可促進經濟發展,又可在田園化新農村建設中更好地營造園林景觀。