龚征宇,张川英,唐敏俊,吴成绮,骆争荣
(1.遂昌县自然资源和规划局,浙江 遂昌 323300;2.遂昌县生态林业发展中心,浙江 遂昌 323300;3.丽水学院生态学院,浙江 丽水 323000)
藤本植物是指自身无法正常直立生长,具有缠绕茎或攀援茎的植物,其中茎木质化,能够进行次生加粗生长的藤本植物即木质藤本植物[1]。在园林应用上,木质藤本植物具有绿化效率高、占地面积小等特点[2],特别是在拓展城市绿化空间,增加城市绿化面积和美化环境方面具有其他植物难以替代的作用[3]。木质藤本植物的应用可以迅速提高园林景观的层次性和多样性[4]。然而,从前人对浙江各地园林树木应用现状的调查结果来看,目前浙江园林树木应用中普遍存在木质藤本植物应用不足的问题[5-9]。浙江省野生木质藤本植物资源十分丰富。根据《浙江植物志》的记载,浙江省分布有140多种野生木质藤本植物[10]。钟泰林等[11]曾推荐过5种适用于长三角地区的具有较好观赏价值的木质藤本植物。章银柯等[12]认为浙江省野生铁线莲属(Clematis)藤本植物的园林应用前景广阔。其他一些学者在调查和分析本地乡土木本植物的观赏价值时,也推荐了不少乡土木质藤本植物作为园林绿化树种[13-14]。但是这些野生资源大多没有得到有效开发和利用。究其原因,主要是前人的这些调查分析大多仅考虑木质藤本植物的观赏特性,较少考虑其资源蕴藏量、环境适应性和综合利用价值等方面;很多研究建立在研究者的主观判断上,缺少客观系统的评价依据。从文献报道来看,目前仍缺少针对全省所有已发现的野生木质藤本植物观赏价值的系统评价。因此,利用合理的评价方法,对浙江产野生资源进行评价,筛选出观赏价值较高、适应性好的木质藤本树种,对引导乡土藤本树种的开发具有重要意义。
层次分析法是一种综合系统的分析方法,其将定量和定性相结合,能较客观地反映评价对象的综合特性[15]。国内许多学者利用这一方法分析不同地区或不同类群野生植物的观赏价值,都得到了较好的效果[15-18]。笔者利用层次分析法,从枝叶观赏性、花观赏性、果观赏性、物种适应性和综合利用价值5个方面,分15个指标对浙江野生木质藤本植物资源进行评价,在分析浙江野生木质藤本植物资源分布与利用现状的基础上,为目标资源的筛选与合理开发利用提供参考。
浙江省地处中国东南沿海亚热带季风气候区(27°03′N~31°11′N,11°02′E~123°08′E),季风显著,四季区别明显,年平均气温l5~18℃,年均降水量l 092~2 029 mm,降水量充足,无霜期241~351 d,雨热季节变化同步,气候资源多种多样,气象灾害较多[19]。浙江省地形自西南向东北呈现阶梯状倾斜,西南部分以山地为主,中部以丘陵为主,东北部分是低平的冲积平原。全省生态系统丰富,典型植被为亚热带常绿阔叶林,还有常绿落叶阔叶混交林、针叶林、针阔混交林、竹林和次生灌丛等多种植被类型[20]。
根据第一版《浙江植物志》的记载,整理得出浙江省内分布的野生木质藤本植物143种,属于22科57属,以毛茛科(Ranunculaceae)、葡萄科(Vitaceae)、猕猴桃科(Actinidiaceae)和忍冬科(Caprifoliaceae)的种类为主。笔者以这些植物为对象,结合中国植物图像库、中国自然标本馆等专业植物图片网站的植物图片信息,收集和总结这些野生木质藤本植物的资源分布、生态适应性、观赏价值和用途。
1.3.1 层次结构模型建立
本文采用层次分析法对收集到的木质藤本植物的信息进行研究。根据植物的生物学特性、生长环境等一系列常用观赏价值评价指标进行评分评级[16]。在此基础上结合文献和专家的评审标准,建立评分标准(表1)。
将评价的模型分为目标层、约束层、标准层和最底层4层[17]。目标层即在自然环境优越的条件下,能合理有效利用的浙江产野生木质藤本植物资源。约束层即利用笔者研究确定的枝叶观赏性、花观赏性、果观赏性、适应性、利用价值5个方面对目标层进行约束。标准层是指再继续将约束层细分为叶色、(小叶)叶形、叶质地、枝叶浓密度、藤条粗壮度、花期、花奇特性、花色、果色、果形、饱满度、果实量、分布广度、生态适应力和利用价值共15个标准层因子。根据定性与定量相结合将标准层的评分标准一共分为5个等级,分为1~5分进行打分,确定好相应的得分后,得出评分标准[21]。本研究的最终评分标准见表1。最底层为143种待评价的浙江产木质藤本植物。
表1 (续)
表1 评分指标的评分标准
1.3.2 构建判断矩阵及一致性检验
根据各类指标的作用程度以及重要性不同,对层次模型构造判断矩阵[22],分别为目标层-约束层判断矩阵(表2)、枝叶观赏性评价指标判断矩阵(表3)、花观赏性评价指标判断矩阵(表4)、果观赏性评价指标判断矩阵(表5)、适应性评价指标判断矩阵(表6)、利用价值评价指标判断矩阵(表7)。判断矩阵的值采用1~9比例标度对重要性程度赋值,倒数表示两个指标之间的反比较。研究使用R统计软件中的ahpsurvey软件包对判断矩阵进行一致性检验。经检验所列出的判断矩阵均具有满意的一致性(CR<0.1)。
表2 目标层-约束层判断矩阵
表3 枝叶观赏性评价指标判断矩阵
表4 花观赏性评价指标判断矩阵
表5 果观赏性评价指标判断矩阵
表6 适应性评价指标判断矩阵
表7 利用价值评价指标标判断矩阵
1.3.3 层次排序及优选方案
利用判断矩阵计算对于上一层某元素而言本层次与之有联系的元素的重要性次序的权值,即层次单排序。该计算过程也在ahpsurvey软件包中完成。各约束层与标准层权重值见表8。
表8 (续)
表8 约束层与标准层权重值
1.3.4 木质藤本植物的综合评分计算
最终计算所有木质藤本植物的观赏价值综合评分,以此确定木质藤本植物资源的观赏利用价值。木质藤本植物在各自的同一约束层下的标准层权重系数乘以各项评分数值之和乘以该约束层的权重系数,再将5个约束层相加,得到该木质藤本的综合评分[18]。根据所有木质藤本植物的综合得分,将浙江产野生木质藤本植物的观赏价值分为4个等级:Ⅰ级(>3.0分)为具有优良的生物学特性和极高的观赏价值,且能良好的适应环境,可大规模开发利用;Ⅱ级(>2.7~3.0分)为具有较优良的生物学特性和较高的观赏价值,能够适应的环境较为广泛,可以适当开发利用;Ⅲ级(>2.4~2.7分)为观赏价值一般,适合小规模开发利用;Ⅳ级(≤2.4分)为观赏价值很低,适应性差,不适合开发利用。
在分析的143种浙江产野生木质藤本植物中,观赏价值属于Ⅲ级的种类最多,达51种,其次是Ⅱ级的种类有48种,观赏价值达到Ⅰ级的种类有29种(表9),Ⅳ级的仅15种。
表9 (续)
表9 浙江产具Ⅰ级观赏价值木质藤本植物的综合评分
由表8可知:约束层(C)中枝叶观赏性、花观赏性、果观赏性的权重值分别为0.302、0.270、0.270,在约束层(C)中占较大比值,说明枝叶、花、果的观赏性较为重要。根据综合权重值,例如I1的综合权重值为0.302×0.200=0.060 4,可得出标准层(I)中的观赏因子权重值排序:I7>I12>I4>I14>I10>I5>I6>I8>I1>I2>I9>I15>I13>I11>I3,其中排序前4的指标里,花奇特性的综合权重值最高,为0.135 0,随后是果实量、枝叶浓密度和生态适应力,综合权重值分别为0.102 6、0.100 3和0.100 0,说明花奇特性、果实量、枝叶浓密度和生态适应力是评价藤本植物观赏价值的重要指标,其余指标的综合权重值均小于0.1,可作为观赏价值评价的辅助因子。
通过查阅大量文献,综合参考了前人的评分标准并结合实际情况,共确定了15个标准层评价因子,包括枝叶观赏性、花观赏性、果观赏性、适应性和利用价值5个方面,运用层次分析的方法得出各因素的权重,并对浙产的主要野生木质藤本进行了综合评价。所选的指标基本涵盖了藤本植物观赏价值的各方面。从最终的评价结果来看,很多在园林苗木产业上已有应用的种类都被笔者评价系统筛选出来。这说明该评价体系基本准确,具有可行性。
整体上来说,虽然浙产野生木质藤本植物观赏价值综合评分较华南地区的木质藤本植物观赏价值评分低[23],但大部分野生植物仍适合开发利用。不适宜开发利用的种类占比仅10.2%。全省野生木质藤本植物中,具有大规模开发利用价值的I级木质藤本植物29种,可以适当开发利用的木质藤本植物48种,达到了浙江产全部野生木质藤本植物的53.85%。其中具有I级观赏价值的异叶爬山虎、常春油麻藤、香花崖豆藤和忍冬等和具有II级观赏价值的爬山虎(Parthenocissus tricuspidata)和薜荔(Ficus pumila)等浙江常见的木质藤本植物已经在各地园林中有所应用。钟泰林等[11]曾推荐过5种适用于长三角地区的具有较好观赏价值的木质藤本植物,就园林综合应用能力而言,他们认为鹰爪枫(Holboellia coriacea)>南五味子>短药野木瓜(Stauntonia leucantha)>尾叶挪藤(Stauntan obovatlfdlola ssp.urophyflla)>山蒟(Piper hancei)。由于资料信息不足,未对尾叶挪藤和山蒟进行观赏价值评价。研究结果表明南五味子具有Ⅰ级观赏价值,而鹰爪枫和短药野木瓜具有Ⅱ级观赏价值,与钟泰林等[11]的研究结果基本一致。章银柯等[12]总结了浙江产野生铁线莲属(Clematis)的种类及分布情况,认为其园林应用前景广阔。研究显示铁线莲属各物种的观赏价值差异较大,柱果铁线莲的观赏价值评分最高,达到Ⅰ级标准,其次为毛柱铁线莲(C.meyeniana)、山木通(C.finetiana)和小木通(C.armandii),均达到了Ⅱ级标准,其他15种浙产铁线莲属植物的观赏价值为Ⅲ级或Ⅳ级。究其原因,主要是浙产铁线莲属的各种植物在果色、果实饱满度、分布广度和生态适应力方面存在较大差异。总体来说,浙产铁线莲属植物的观赏价值并不高,达到Ⅰ级或Ⅱ级标准的种类仅占所有浙产铁线莲属植物的21.05%,远低于浙产全部野生木质藤本植物中Ⅰ级或Ⅱ级种类的占比(53.15%)。
根据对浙江产木质藤本植物的枝叶观赏性、花观赏性、果观赏性、适应性、利用价值的综合评价分析,推荐4种目前应用很少的优质木质藤本植物作为今后重点研究、繁育和推广的园林观赏树木,包括观花类的藤金合欢、观果类的南五味子、观枝类的飞龙掌血和观叶类的大血藤。
藤本植物在森林生态系统中起着重要的作用,是热带和亚热带森林的一个不可缺少的组成部分[23]。在园林应用中,假山石与藤本植物相结合,可以营造自然情趣[24],而立体绿化或垂直绿化是观赏藤本植物的发展前景[25]。我们应该充分利用观赏价值高的乡土木质藤本植物的观赏价值来改造环境,坚持“尊重自然、保护自然、恢复自然”的理念[26],提高绿化覆盖率,改善环境质量、美化环境[27],使人与自然和谐、美好地相处。在观赏性评价的基础上,今后要加强乡土木质藤本植物培育,进一步加大对乡土藤本植物栽培技术的研发[28]。
笔者研究利用层次分析法对浙江产主要野生木质藤本植物进行了观赏价值评价,筛选到可大规模开发利用和可以适当开发利用的藤本植物77种,这说明浙江产野生木质藤本植物园林应用前景广阔。今后应加强对Ⅰ级和Ⅱ级观赏价值的野生木质藤本植物的繁育和生态习性的深入研究,加大对这些乡土植物的园林应用力度。对于一些观赏价值高且对环境有特殊要求的特色和珍稀种可针对性地进行引种和驯化,打造专类园[17]。
虽然建立的评价体系基本是客观、准确的,但评价过程的主观性仍无法完全避免,如各评价指标的选择与各指标的评分标准。今后可以结合其他评价方法,如极限条件法、心理物理学法、灰色关联度法、模糊相似优先比法和综合指数评价法等对浙产野生木质藤本植物的观赏性和开发价值进行进一步研究[29]。利用更多研究人员的研究结果来判断野生资源的观赏性与开发价值将更加全面、客观、有效。