湿地木本植物资源应用的综合评价

王晓雯　许铭宇,2　黄　丽　殷祚云　陈　森　刘　雯　陈　平*

（1 仲恺农业工程学院园艺园林学院，广东 广州 510225；2 广州普邦园林股份有限公司，广东 广州 510600；3 仲恺农业工程学院环境科学与工程学院，广东 广州 510225）

水湿生木本植物在改善湿地植物景观层次、空间、多样性及观赏性等方面发挥了重要作用，对恢复、改造湿地资源有很大的价值（陈静等,2012）。Bolton等（1997）的研究认为，湿地系统中木本植物一般比草本植物直立高大，生物量巨大，非草本植物所能比拟，对有机物和N、P等有更强的生物累积能力。木本植物在体量和形态上的优势能塑造更强的空间感，并弥补草本植物大量季节性枯萎所带来的景观缺失，对湿地植物配置的研究具有重要意义。

1　研究地概况和研究对象

以广州市海珠区上涌果树公园湿地、佛山市高明区明湖公园项目示范地的水湿生木本植物为调查对象，在仲恺农业工程学院英东楼实验室进行木本植物的水适应性试验观察。研究地属于南亚热带季风性湿润气候，无霜期长达360 d，平均年气温22～23℃，平均降雨量约1 800 mm。

上涌果树公园湿地位于广东省广州海珠湿地上涌果树公园西侧，瑞海街西马路北侧，东经113°18′，北纬 23°04′。2014年 11-12月将 17种木本植物在湿地中（水渍田）进行试验性种植，包括大叶算盘子Glochidion lanceolarium、细枝叶下珠Phyllanthus leptoclados、莲雾Syzygium samarangense、白饭树Flueggea virosa、水翁Cleistocalyx operculatus、降香黄檀Dalbergia odorifera、秋枫Bischofia javanica、山小橘Glycosmis pentaphylla、 串 钱 柳Callistemon viminalis、血桐Macaranga tanarius、方枝蒲桃Syzygium tephrodes、大叶榄仁Terminalia catappa、玫瑰木Rhodamnia dumetorum，经过两年的适应性观察筛选，进行评价分析。

明湖公园位于广东省佛山市高明新区，属于高明西江新城建设的重要组成部分，调查了明湖湖体区域的11种木本植物，包括海南蒲桃Syzygium hainanense、水翁、落羽杉、乌桕Sapium sebiferum、老鼠簕Acanthus ilicifolius、秋茄树Kandelia candel、水松Glyptostrobus pensilis、穗花棋盘脚Barringtonia racemosa等。

2015年10月至2016年10月，每月定期观察并记录各项目地和实验室共25种木本植物的生长情况、水位深度和形态特征，利用层次分析法对植物的综合应用价值进行评价。

2　层次分析法评价体系

2.1　模型的构建与计算方法

2.1.1评价因子的选择 根据湿地木本植物的应用特点，并参考国内植物资源评价指标，选取湿地木本植物的观赏价值、适应性和生长特性来构建综合评价模型（表1）。观赏价值评价有枝干、花、叶的观赏性3个指标；适应性评价有生物学特性的表达、水适应性、植物健康状况和抗污染能力4个指标；生长特性评价有养护管理要求、叶面积大小、茎基部的不定根生长量3个指标。

2.1.2模型的构建 建立各项指标的评分标准：除生物学性状表达指标外，定性、定量的指标均按照从好到差3级进行评价，拟定1～10分制评分（表1，C层各项评价指标评分标准）。评价指标的评分标准是在对湿地木本植物的观赏价值、适应性及与生长特性三方面充分调查研究的基础上，结合已有文献（满栎等, 2013），并广泛征求专家意见后进行量化而定。

2.1.3计算方法 首先，根据研究工作的具体情况把目标层次化，构建出湿地木本植物综合评价的层次结构。将各指标按属性的不同分成3组，上一层次对下一层次有引导作用。其次，各指标的相对重要性由5位教授评判出，同一层次各因素与上一层次对应因素进行两两比较，构造判断矩阵，通过矩阵计算出下一层各因素相对于上一层各因素的相对权重值，然后自上而下算出最底层因素相对于最高层因素的相对权重值，并进行一致性检验，再用线性代数方法计算特征值及特征向量，得到各底层指标的权重值。最后根据每种植物每个指标的评分及其权重值，算出每种植物的综合分数（赵焕臣等,1986;钱虹等,2006）。

2.2　建立判断矩阵及一致性检验

2.2.1构建各模型判断矩阵 在建立层次分析模型基础后，进行各层元素之间的相互比较，建立比较判断矩阵。专家分别对B层、C层指标权重进行评判打分，评分方法采用1～9及其倒数标度法，由专家对每一层中各因素相对重要性的判断结果，再根据上述1～9分值表，引入合适的标度用数字表示出来，写成判断矩阵。

2.2.2确定各指标权重及一致性检验 矩阵B的特征向量经规一化后的权重值W由最大特征根法求解出，即为B层各因素对A层某因素的相对重要性权重向量（刘孟霞等,2009）。对n阶判断矩阵B计算满足BW﹦λmaxWi的特征根和特征向量，这个过程即为层次单排序。式中：λmax是矩阵B的最大特征根；W是对应λmax的规范向量；Wi是所求各因素的权重值。

同时为了确保检验结果的一致稳定性，必须对层次单排序进行一致性检验，这时要计算一致性指标CI(式（1）)，CI值越大，说明判断矩阵一致性越差；CI值越小，说明矩阵的一致性越好（刘孟霞等,2009）。

CI＝(λmax-n)/(n-l)

当随机一致性比率CR=CI/RI＜0.1时，说明层次单排序的结果具有比较好的一致性，否则还需要对判断矩阵中的元素取值进一步调整。

2.3　层次总排序及一致性检验

各元素特别是最底层中的元素对于目标层的排序权重叫做层次总排序。通过判断矩阵，确定各评价指标相对湿地木本植物应用综合评价的权重。

从表3可以看出，植物健康状况、水适应性和养护管理要求在层次总排序中权重最大，分别为0.3 159、0.1 805和0.1 680，占到31.59%、18.05%和16.80%，这三个因素是湿地木本植物推广应用时应最先考虑的重要因素。其次是花观赏性占7.75%；再次是茎基部不定根生长量和生物学性状表达，分别为5.62%和5.45%；其他，如叶观赏性、净化能力等因素权重值较小。

综上，在基于低养护持久景观生态的理念中应用湿地木本植物时，首先应考虑植物的健康状况、水适应性和养护管理要求，这些元素是筛选评价湿地木本植物资源利用价值的主要参考指标。

表2　判断矩阵重要性标度及其意义Table 2 The importance and meaning of judgment matrix

表3　约束层对于目标层总排序数值Table 3 Constraints for the target layer total sorts values

3　结果与分析

对广州市海珠区上涌果树公园、佛山市高明区明湖公园25种湿地木本植物的观赏价值、适应性及生长特性进行观察记录，以表1为标准对每个评价因子进行10分制赋值，并通过层次分析法得到的权重，计算得出每个树种的评分值（表4），并分为以下3类树种。

表4　25种湿地木本植物应用价值综合评价指数Table 4 Comprehensive evaluation Index of wetland woody plants

表5　广州上涌果树公园湿地适宜应用的木本植物Table 5 Suitable woody plants in Shangchong wetland in Guangzhou

（1）综合评分大于3.8的树种可入选为优良湿地木本植物，这些树种不但能够适应湿地的水渍环境，还具有较高的观赏价值，适宜在湿地水域环境中推广应用，可形成单一群落或与沉水植物、水生草本相结合，丰富湿地水域的景观结构，且耐粗放管理、适应性较好。

（2）评分在3.0～3.8的树种在完全的水淹环境中表现出的综合能力较弱，可在水陆交界带或浅水滩涂中应用，同时与湿地草本植物搭配，构建复层植被群落，丰富湿地生态系统的多样性。

（3）评分在3.0以下的树种适应水湿生环境的能力较差，只能勉强生存，且不能完整表达生物学性状，因此只适用于湿地的水边驳岸。

综合以上评价分析结果，筛选出适宜在上涌果园湿地应用的湿地木本植物种类（表5）。

4　结论

根据层次分析法对25种木本植物应用进行综合评价，归纳出适合湿地环境应用的主要植物有3类：①湿地水体中可以应用的水生木本植物资源，有大叶算盘子、水翁、风箱树、穗花棋盘脚、海南蒲桃、秋茄树、老鼠簕、方枝蒲桃、水石榕、串钱柳、落羽杉，这些种类在湿地水环境中不仅表现出较强的适应性，且具有一定的观赏价值；②应用于滩涂浅水区中的湿生木本植物，有对叶榕、水松、细枝叶下珠、莲雾、乌桕、白饭树；③应用于湿地驳岸的木本植物，有大叶榄仁、秋枫、大叶紫薇、血桐、斜叶榕、玫瑰木、山小橘、降香黄檀。水翁、落羽杉、老鼠簕、秋茄、串钱柳、穗花棋盘脚、大叶算盘子还具有较好的净化能力。

在掌握木本植物生态特性和功能特点的前提下，将其在湿地中合理地配置应用，构建层次分明的复层植物群落，不仅免去了后期维护繁琐的刈割工作，减少了湿地管理成本，还能够保证湿地景观的持久性，弥补了草本植物季节性枯萎造成的生态位空缺、景观效果缺失的现象，符合低养护持久景观的植物群落构建理念，值得在湿地植物配置中大力推广。