自然教育语境下野生木本观果植物评价研究——以天目山和清凉峰自然保护区为例

陈晓晴 张明如 王 悦 高 磊

(1. 杭州广亩城市规划策划咨询有限公司，杭州 310012；2. 浙江农林大学风景园林与建筑学院，杭州 311300)

野生植物资源的开发应用是城市生态系统中物种多样性的重要保障，对于城市生态环境改善具有重要意义[1]。天目山和清凉峰自然保护区内植被类型丰富，是长江三角洲地区物种资源保存较好的地区之一。然而，对长三角城市园林本土植物种类的开发使用有限，与该地区亚热带山地蕴藏的丰富的野生观赏植物资源相比，存在显著的滞后和不对称性[2]。因此，城市园林绿地植物种类迫切需要开发增加。丰富长三角城市园林绿化材料，需要开展以下2个方面的工作：一方面，需要对野生观赏植物的观赏美学、文化、经济以及生态调节价值进行系统深入的评价；另一方面，需要研究者从野生植物生态适应性、科普教育价值、观赏美学价值与其繁殖扩散的内在关系加以分析，并提升至植物群落和景观尺度加以研究评判。野生植物果实的可食性、果实形状和色彩，对于丰富食物链结构、改善园林绿地物种多样性、呈现的动态美以及种群繁衍、群落更新具有重要的生态学意义。

目前，针对植物资源评价分析的研究主要局限于资源调查[3−5]、观赏特性评价[6−8]、植物资源用途分类[9]。例如，刘念等[10]总结了重庆野生观果植物资源，探讨了其在园林应用中的前景；李群等[11]对青云山自然保护区内野生地被植物资源进行了调查，并根据观赏特性，筛选出观赏价值较高的野生地被植物进行开发利用。因此，需综合考虑不同类别野生植物观赏特性和园林应用价值，构建较为完整的评价体系以适应植物资源利用的发展趋势，进而探究不同功能的人工绿地植物群落模式。本文拟研究观果植物的资源评价与开发利用，以野生植物资源的重要教育价值为切入点，尝试提出教育价值与植物资源评价相结合的思路，构建天目山和清凉峰自然保护区野生木本观果植物资源评价体系，提升人们对浙江省西北地区观果植物资源多样性及其多种价值的认识，总结不同功能的植物群落模式，为野生观果植物在自然教育、园林绿化及植物资源保育等方面的开发应用提供科学依据。

1 研究区概况

天目山和清凉峰自然保护区（30°01′N～30°24′N，118°50′E～119°28′E，以下简称“保护区”）位于浙江省西北部与安徽省东南部的交界处，总面积155.52 km2。主峰清凉峰海拔1 787.4 m，地质地貌结构复杂，山峦起伏，属亚热带湿润季风气候[12]。植被垂直变化及复杂多变的地形地貌促成了多种小气候。保护区的主要植被类型为针叶林和针阔叶混交林、落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、常绿阔叶林、山地矮林以及竹林、草甸和山地沼泽[13]。

2 研究方法

2.1 资源调查方法

本文通过在天目山和清凉峰自然保护区的实地调查，对保护区内木质植物的地理分布与生境特点进行调研，有针对性地深入到分布比较集中的区域进行实地考察、拍摄照片、收集标本和记录种类，并了解其观赏价值与生物学特性，结合植物志[14]、研究文献等资料，统计野生木本观果植物种类及其所隶属的科数、属数，并对果期及优势科、重点保护植物等进行综合整理分析。

2.2 综合评价体系模型的构建方法

本文采用野生观赏植物评价使用最多的层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）[15]，构建由目标层A、准则层C、指标层P及最底层D组成的多层次综合评价结构模型。在参考专家意见及借鉴前人研究成果的基础上[16−18]，本文基于地带性气候、山地垂直气候和观果植物特点，结合自然教育的实际应用及野生观果植物的观赏需求，从观赏价值、教学价值和应用价值3个方面确定了果实颜色、观赏期长短、果实大小、果实丰富度、果实奇特性、综合观赏价值、体验性、保护价值、繁殖体传播的奇特性、食用价值、药用价值以及园林应用价值12个3级指标，构建出综合评价模型（图1）。通过调查问卷的形式邀请40名测试者（行业专家及相关专业学者）对各层次相对的重要程度进行评分（以1～9标度法对重要性程度进行赋值），最终得出各指标的权重值。

图1 野生木本观果植物资源评价模型Fig. 1 Evaluation model of wild woody fruit observation plant resources

3 结果与分析

3.1 资源丰富度及果期分析

3.1.1 资源丰富度分析

经筛选统计，保护区内具有一定观赏价值的野生木本观果植物有344种（含种下等级，下同），隶属于59科145属，占浙江省野生观果植物总科数的74.68%，占总属数的72.86%，占总种数的64.10%（浙江省共有野生观果植物537种，分属于79科199属[19]）。其中，以蔷薇科（Rosaceae）、槭树科（Aceraceae）、壳斗科（Fagaceae）、冬青科（Aquifoliaceae）、忍冬科（Caprifoliaceae）、鼠李科（Rhamnaceae）等为优势科，分别占总种数的18.60%、6.69%、6.10%、3.49%、3.49%和3.20%。保护区内有国家一级重点保护植物2种，二级重点保护植物21种，浙江省重点保护植物21种。对比杭州西湖风景区植物应用调查，大部分当地野生木本观果植物处于待开发利用的状态[20−22]。

3.1.2 果期长短与分布分析

通过对保护区内野生木本观果植物果期的统计与分析可知，果期持续时间多为1～3个月。其中，果期持续2个月的植物种类最多，共145种，占总种数的42.15%；果实观赏期主要集中在夏秋两季，9月份处于果实观赏期的种类最多，共215种，占总种数的62.50%（图2）。

图2 果期及各月份观果种数统计Fig. 2 Fruit period and each month view of fruit species statistics

3.2 综合评价结果分析

3.2.1 判断矩阵及一致性检验

根据评分结果，构建目标层相对于准则层C1、C2、C3以及准则层Ci相对于因子Pi的判断矩阵，通过影响程度比较及一致性检验得出相对权重W值。一致性检验表达式为：

其中，λmax为最大特征根；n为判断矩阵阶数。平均随机一致性指标RI查表可得；CI为度量判断矩阵偏离一致性指标。若CR<0.1，则认为该矩阵具满意一致性。计算可得4个判断矩阵CR值均小于0.1，一致性检验通过，得出各指标的相对权重值，进而计算层次总排序（表1）。研究结果表明，准则层各因子中观果植物观赏价值所占权重最高，其次为应用价值和教学价值，三者权重分别为0.443 4、0.387 4和0.169 2。由此可见，对于野生木本观果植物资源的开发应用需优先考虑观赏价值，同时考虑其应用价值产生的生态效益与经济效益。

3.2.2 评价结果与分析

通过查阅大量评价体系文献以及咨询专家，本文拟定各性状的评分标准，每一指标分为5个等级，指标分值均为1～5。通过打分结果，得出145种待评观果植物的综合评价结果（表2），即：

表2 综合评价分值Table 2 Comprehensive evaluation scores

其中，V为综合得分；U为评价因子评分；W为评价因子总权重；k为评价因子数。将145种评价的天目山及清凉峰野生木本观果植物分值降序排列，分为4个等级：Ⅰ级（>3.500 0分）共19种；Ⅱ级（3.300 0～3.500 0）共31种；Ⅲ级（3.100 0～3.300 0）共26种；Ⅳ级（<3.100 0）共69种。Ⅰ级观果植物共有19种，该类植物具有极强的观赏应用价值和教学价值，应加强保护并推广应用。

3.3 野生观果植物的应用前景

野生观果植物资源的自然教育价值评价，考虑了不同应用领域对植物应用的不同功能需求，例如，体验性、果实奇特性可满足科普需求；园林应用价值、观赏价值可满足人居环境改善需求。在实际开发应用中，除了参考评价结果外，还应充分考虑不同野生观果植物的生态适应性，结合不同环境下的小气候、光照水分条件、土壤肥力等因素，构建具物种多样性以及群落结构稳定的群落模式。

3.3.1 凸显自然教育功能

自然教育重视感官的体验、自然信息的采集以及人与自然的有效联结[23]。观果植物凭借其观赏价值、可食性和可体验性，能够充分激发儿童的视觉、味觉、嗅觉、触觉等感官体验，还可作为重要的食源植物吸引鸟类、昆虫等，果实的结构、数量、色彩的动态组合变化和挂果时间及脱落期，均与植物种群繁衍更新有更多生态联系，应该成为自然教育的重要材料。以科普功能为主的植物群落模式有：全缘叶栾树−四照花+羊角槭−多花黄精（Polygonatum cyrtonema）、喜树+小叶栎−西府海棠+安徽小檗−醉鱼草（Buddleja lindleyana）、甜槠（Castanopsis eyrei）−野山楂+毛木半夏−南五味子+山木通（Clematis finetiana）。

全缘叶栾树−四照花+羊角槭−多花黄精。全缘叶栾树具较高的观花、观果、观叶价值，可充分展示植物在不同的生长阶段的观赏特性。再与可观叶、观姿的羊角槭与可食的四照花相组合，能够充分满足人们感官体验的需求，提高人们的互动参与感。例如，全缘叶栾树果实为灯笼状蒴果、羊角槭的翅果有利于风力传播，四照花果实可借助于动物取食传播，多花黄精兼具种子繁殖和无性繁殖。

喜树+小叶栎−西府海棠+安徽小檗−醉鱼草。选择不同生活型木本观赏植物形成复杂的多层群落结构，依据对光强的生态适应性的差异性，充分利用不同高度的光资源，形成特定的小气候和鸟类、昆虫和其他食草动物的栖息场所，从而完整地表达绿地群落生态稳定性。

甜槠−野山楂+毛木半夏−南五味子+山木通。乔木层选择甜槠作为优势种，可食的野山楂和毛木半夏能增加体验的趣味性；下层选用攀援灌木南五味子和山木通，作为药用植物有着较高的科普价值，又可满足公园景观造景功能的需求。

乔木层选择甜槠作为优势种，可食的野山楂和毛木半夏能增加体验的趣味性；下层选用攀援灌木南五味子和山木通，作为药用植物有着较高的科普价值，又可满足公园景观造景功能的需求。

3.3.2 强化人居环境改善主导功能

野生观赏植物的开发利用，对于避免各地园林植物种类同质化，提升地方性种类多样性具有重要意义[24]。野生观赏植物资源具有构建地域特色植物景观的重要价值，正如诗句所描述的“一年好景君须记，正是橙黄橘绿时”，表达了观果植物在园林绿化及风景园林设计中的应用功能，以秋季观果野生植物为主体，适当选择冬、春和夏季部分结果植物，可营造丰富的四季景观。在植物配置过程中，应避免生态位重叠的植物种植在一起，注重具不同观赏特性的植物组合配置；通过物种多样组合维持绿地群落的生态稳定性，构建结构合理、功能健全、种群繁衍的复层群落结构。不同功能的植物群落模式有2种：观赏型植物群落模式、生态环保型植物群落模式。

观赏型植物群落模式。观赏型植物群落重在观赏价值，强调植物个体和群体的色彩、形态与合理的空间布局。可根据不同的需求，形成封闭空间、半封闭空间和开放空间。具体模式有：柏木−乌饭树+金叶女贞（Ligustrum×vicaryi）−沿阶草（Ophiopogon bodinieri）、水榆花楸−四照花−栀子（Gardenia jasminoides）、枳椇−野山楂+多花勾儿茶、青钱柳−五叶瓜藤−木莓。

生态环保型植物群落模式。生态环保型植物群落强调空气净化和防风减噪等功能，选用抗逆性较强、污物吸附能力较好的植物组成环保型植物群落，如女贞、构树、山合欢等。在空间垂直结构上，形成紧密的乔灌草复层结构，突出绿地群落的生态调控价值和物种多样性等特点。具体模式有：女贞−红紫珠（Callicarpa rubella）+南天竹、楝−南天竹−沿阶草、山合欢−野鸦椿−小果菝葜、构树−石斑木（Rhaphiolepis indica）+猫儿屎−络石（Trachelospermum jasminoides）。

3.3.3 表达食用、药用等价值

观果植物除观赏价值外，还具有食用和药用价值，如南方红豆杉、青钱柳、山茱萸等。植物种质资源的保护利用是其药用价值探索的重要保障，观果植物的可食性扩大了其种子的传播范围，对其扩繁有重要的生态意义。

4 讨论与结论

野生观果植物种质资源的保护和开发利用，涉及气候、生态学、美学、社会等多方面和多领域的知识[25]。在其开发利用过程中，除要考虑观果植物以人为主的观赏价值外，还应关注其对种群繁衍、群落更新及生态系统稳定性的影响等，可在更大尺度上评价其开发利用价值。本文基于观果植物应用发展趋势，建立野生木本观果植物资源自然教育价值评价模型，立足于自然教育过程中施教者与受教者的需求，提出“保护价值”“体验性”等指标。基于观果植物与种群繁衍、食源动物的关系，本文提出了“繁殖体传播的奇特性”指标，将种子传播、动物取食这一现象产生的生态学科普价值、动态美观赏价值、群落繁衍的生态意义纳入评价体系。与前人的研究结果相比较[26−28]，该模型约束层中的教学价值更具体凸显观果植物的科普功能，观赏价值和应用价值则强调人居环境改善功能及其潜在药、食用价值的表达。

通过层次分析法对天目山和清凉峰自然保护区野生木本观果植物进行教育价值评价分析，研究结果显示，Ⅰ级有19种植物，开发利用价值高；Ⅱ级有31种植物，开发利用价值较高；Ⅲ级有26种植物，可适度开发利用；Ⅳ级有69种植物，开发利用价值较低。基于评价结果，以凸显自然教育功能、强化人居环境改善主导功能为目的，总结出科普型、观赏型和生态环保型植物群落模式，以指导野生观果植物在不同功能绿地中的应用。例如，华桑、榧树、杨梅为吸尘树种[29]，可用于道路防护绿地；冬青（Ilex chinensis）、秋子梨、红果榆、山茱萸等具较高观赏价值，可用于公园绿地；花着生于叶的青荚叶（Helwingia japonica）、具红色种托的罗汉松（Podocarpus macrophyllus）可用于科普园。

鉴于评价指标设定及权重赋值掺杂的主观因素，其评价体系建立的科学性及待评价植物的开发顺序结果，还需生产实践验证。野生观果植物在城市绿化应用中，如何保证并强化其在自然生境下的形态特征，还需继续加强研究。例如，果色的稳定性、果期长短、果实数量与大小的关系、果实色泽的动态组合变化与小气候的关系等。根据城市园林的发展需求，在植物配置[30]及景观设计上，本文提出更契合当下城市绿地发展的建设性意见，以更科学地规范野生植物资源的开发利用[31]。此外，政府及相关企业应加强与高校和科研院所的沟通对接，避免植物资源调查、评价研究与实际应用研究的脱节。自然教育在我国有很好的市场发展潜力[32−33]，野生植物资源的教育价值也亟待挖掘，与植物及人居环境相关学科的研究工作者，应担负起自然教育推广和完善的义务，使植物资源评价结果的受众最大化。