海南热带雨林国家公园珍稀濒危观赏植物园林应用筛选

黎肇家，方发之，2，吴二焕，桂慧颖，吴钟亲，2，徐建辉，罗湘粤

1.海南省林业科学研究院(海南省红树林研究院)，海南海口 571100；

2.海南省热带林业资源监测与应用重点实验室（筹），海南海口 571100

海南热带雨林国家公园70%以上面积为热带雨林，拥有众多海南特有动植物资源[1]。据初步统计，海南热带雨林国家公园内至少生长着3577 种野生维管植物[2-3]。这些野生植物群落与人工林群落作为海南热带雨林国家公园森林生态系统重要组成成分，于2019 年为海南热带雨林国家公园生态系统价值总量提供了1992.55 亿元，占总体生态系统价值量的97.4%[4]。在丰富的野生维管植物资源中，珍稀濒危植物是一类特殊群体的存在。珍稀濒危植物由于居群不多，数量稀少[5-6]，又具有独特的观赏特性和生态价值，因此是生物多样性优先保护对象[5，7]，受到众多学者的关注[8-9]。在众多学者对珍稀濒危植物研究中，对珍稀濒危植物种类现状和保护对策研究较为深入[10-11]，同时不乏对具有一定生态价值的珍稀濒危植物的多样性和生态分布[5，12-14]、种群特征[15-16]、幼苗更新[17]、药用价值[15]、濒危原因[18]、种群生存[19]等内容进行研究。

随着城市生态文明建设，人们对园林植物美化效果要求愈来愈高[20-21]。相关园林和林学工作者对观赏植物的开发利用愈加关注，对观赏性珍稀植物的推广力度也不断加大[22-23]。然而有关于海南珍稀濒危植物开发利用研究和推广相关报道较少，在海南热带雨林国家公园珍稀濒危观赏性植物园林应用研究方面更鲜有研究报道。海南热带雨林国家公园全年暖热、雨量充沛、生物资源丰富，环境条件适宜多种植物的生长繁殖[24-25]，公园内大量珍稀濒危观赏植物有待开发利用和推广应用。鉴于此，对海南热带雨林国家公园珍稀濒危观赏植物资源进行调查、园林筛选、园林客观评价，以此为其推广应用奠定良好基础，也为海南园林植物资源开发利用提供基础资料和理论评价依据。

1 研究区域概况

海南热带雨林国家公园位于海南岛中部，总面积4269km2。地理坐标18°33′16″N～19°14′16″N，108°44′32″E～110°04′43″E。气候为热带季风性气候，终年高温多雨。林内土壤主要为砖红壤、赤红壤、黄壤。主要植被类型有热带低地雨林、热带山地雨林、热带针叶林、高山雨雾林。森林资源丰富，是海南重要野生动植物生长生存栖息地。如国家一级保护野生动物海南长臂猿（Nomascus hainanus）活动于海南热带雨林国家公园霸王岭片区。但由于人为活动等原因造成植物原生生境破坏，导致珍稀濒危植物物种不断增加[24-25]。

2 研究方法

2.1 调查内容与方法

2.1.1 资料查询

查询关于海南热带雨林国家公园植物调查的研究报道，并查阅《海南植物志》[3]，对相关研究文献报道中未出现的珍稀濒危植物进行补充。根据相关文件及书籍查询结果，咨询海南热带雨林国家公园各分局关于珍稀濒危植物分布情况。

2.1.2 调查方法

野外调查方法根据《野生植物资源调查技术规程》进行[26]。在资料查询结果上，根据地形地貌、植被、珍稀濒危观赏植物多样性和可能分布范围设置调查线路。每条调查路线长度为3km 以上，每个国家公园片区布置10 条调查线路，记录调查路线珍稀濒危观赏植物种类、物种性状，包含花、叶、果、形态等基本信息。

在资料查询基础上，综合分析后对在海南热带雨林国家公园分布范围较广，散生或蔟状分布的珍稀濒危植物，采用样方法进行调查。样方大小设置为20m×20m，记录样方内珍稀濒危植物种类、物种性状，包含花、叶、果、形态等基本信息。

2.1.3 筛选原则

（1）海南本地植物：筛选植物为海南本土植物。原自然分布或长期分布于海南，适应海南当地自然条件，对当地原生态系统没有威胁作用。

（2）具有一定繁殖利用价值：筛选出的植物在海南具有较丰富的种苗资源，或现状尚未有苗圃繁殖生产，但植物本身具有较大开发利用价值，存在对海南园林绿地生态适宜性贡献应用潜力。

（3）观赏价值较高：筛选植物具有独特的观赏价值，如花色、叶色或果色鲜艳奇特。

（4）具有保护意义的珍稀濒危植物：筛选植物收录于《国家重点保护野生植物名录》（第一批、第二批）、《中国植物红皮书》《中国生物多样性红色名录-高等植物卷》《中国物种红色名录》（第一卷）、《濒危动植物种国际贸易公约》等重要保护性文件之一。

2.2 综合评价

2.2.1 建立层次分析模型

采用层次分析法建立海南热带雨林国家公园珍稀濒危植物园林应用筛选评价体系（表1）。目标层（A）是海南热带雨林国家公园珍稀濒危植物园林应用筛选；准则层（B）为制约海南热带雨林国家公园珍稀濒危植物应用因素，包括4 个约束条件，分别为B1 观赏特性、B2 生态价值、B3 经济成本、B4 适应能力；指标层（C）体现具体的评价指标，选择20 个评价指标。参考《园林植物筛选通用技术要求》[27]建立层次评价模型。采用专家打分方式，通过征求林学、园林植物等方面专家意见，对指标层进行打分。

表1 珍稀濒危观赏植物园林应用筛选评价模型Tab.1 Application Screening Evaluation Model of Rare and Endangered Ornamental Plants

2.2.2 构建判断矩阵及权重

根据总目标要求，综合参考林学、园林植物专业人士对观赏园林植物意见的基础上做出判断。判断矩阵模型以1-9 标度法构造，由此得出A-B（准则层相对于目标层比较判断）、B-C（指标层因素相对于准则层比较判断），共5 个判断矩阵。相关公式如下：

式中：CI 为一致性指标，λmax 为判断矩阵相应行列式的非零最大特征根，CR 为随机一致性比率，RI 为判断矩阵的平均随机一致性指标。

1-9 标度法RI 值分别为0、0、0.52、0.89、1.12、1.26、1.36、1.41 和1.46。若CR＜0.1，则判断该矩阵具有满意的一致性[28], 否则需调整矩阵达到满意的一致性。

2.2.3 评分标准及评分方法确定

指标层评分标准参考《园林植物筛选通用技术要求》[27]对乔木、灌木、藤本、草本不同生活型植物园林应用筛选标准进行，采用5 分评分标准，分别赋值5、4、3、2、1 分。邀请参评人员对每个植物指标层进行赋值，计算得出每个植物20 个指标的得分Ci，再根据层次分析法和加权平均进行计算每个植物的综合评价值Tj，以Tj进行分级评价。综合评价值Tj计算。

式中：Tj为综合评价值，评分范围0～5；Ci为指标层第i 个指标，评分范围1～5 整数。i 为指标层序号，编号范围1～20。Wj为向量权重。

2.2.4 筛选等级划分

根据层次分析法向量权重筛选结果，按筛选得分排序，对海南热带雨林国家公园珍稀濒危植物园林应用适应性进行等级划分，共划分为4 个等级，分别用罗马数字Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级表示。筛选等级划分具体如表2。

表2 珍稀濒危观赏植物园林应用筛选等级划分Tab.2 Application Classification of Rare and Endangered Ornamental Plants

3 结果与分析

3.1 海南热带雨林国家公园珍稀濒危植物种类调查结果

根据资料查询和现场调查到海南热带雨林国家公园珍稀濒危植物共有190 种，隶属于31 科92 属。由表3 可知，按植物类型划分，被子植物21 科78 属169 种、裸子植物5 科8 属12 种、蕨类植物5 科6属9 种；按濒危程度划分，1 科1 属1 种为数据缺乏（DD）状态、3 科6 属6 种植物为极危（CR）状态、15 科29 属37 种植物处于濒危（EN）状态、22 科40 属61种植物已经在易危（VU）状态、5 科15 属20 种植物被列为近危（NT）、3 科37 属65 种植物为无危（LC）；按生活型划分，草本植物5 科54 属141 种、灌木植物3 科4 属4 种、乔木植物20 科31 属42 种、藤本植物3 科3 属3 种。处于濒危等级草本和乔木类被子植物是海南热带雨林国家公园珍稀濒危植物中主要群体。

表3 珍稀濒危观赏植物调查结果Tab.3 Survey Results of Rare and Endangered Ornamental Plants

3.2 海南热带雨林国家公园珍稀濒危植物园林应用筛选结果

3.2.1 评价模型权重模型及一致性检验

采用1-9 标度法对海南热带雨林国家公园珍稀濒危植物园林应用筛选判断矩阵模型进行构建及一致性检验。分别对层次单类别和层次总类别构造判断矩阵并进行一致性检验。由表4、5、6、7 可知，指标层相对准则层：观赏特性、生态价值、经济成本、适应能力指标评价模型判断矩阵随机一致性比率CR 分别为0.089、0.087、0.070、0.049，均小于0.1，一致性检验均通过。由表8 可知，准则层相对目标层评价模型判断矩阵随机一致性比率CR 为0.059，小于0.1，一致性检验通过。由表9 可知，指标层相对目标层评价随机一致性比率CR 为0.088，小于0.1，总层次一致性检验通过。因此海南热带雨林国家公园珍稀濒危植物园林应用筛选评价模型判断矩阵及评价因子权重具有满意的一致性。

表4 观赏特性指标评价模型判断矩阵及一致性检验Tab.4 Judgment Matrix and Consistency Test of The Evaluation Model of Ornamental Characteristics Index

表5 生态价值指标评价模型判断矩阵及一致性检验Tab.5 Ecological Value Index Evaluation Model Judgment Matrix and Consistency Test

表6 经济成本指标评价模型判断矩阵及一致性检验Tab.6 Economic Cost Index Evaluation Model Judgment Matrix and Consistency Test

表7 适应能力指标评价模型判断矩阵及一致性检验Tab.7 Judgment Matrix and Consistency Test of Adaptive Ability Index Evaluation Model

表8 目标层指标评价模型判断矩阵及一致性检验Tab.8 Judgement Matrix and Consistency Test of Target Layer Index Evaluation Model

表9 总排序一致性检验Tab.9 Total Sort Consistency Test

3.2.2 乔木类综合评价结果

海南热带雨林国家公园珍稀濒危植物中的42种乔木综合评价结果如表10 所示。综合评价为Ⅰ等级的有坡垒（Hopea hainanensis）、降香黄檀（Dalbergia odorifera）、海南木莲（Manglietia fordiana）、青梅（Vatica mangachapoi）、海南红豆（Ormosia pinnata）、美丽火桐（Erythropsis pulcherrima）、油楠（Sindora glabra）等共18 种，占比42.86%；综合评价为Ⅱ等级的有海南罗汉松（Podocarpus annamiensis）、罗汉松（Podocarpus macrophyllus）、鸡毛松（Dacrycarpus imbricatus）等共12 种，占比28.57%；综合评价为Ⅲ或Ⅳ等级的乔木共12 种，共占比28.57%。

表10 珍稀濒危观赏性乔木类综合评价值Tab.10 Comprehensive Evaluation Value of Rare and Endangered Ornamental Trees

3.2.3 灌木及藤本类评价结果

海南热带雨林国家公园珍稀濒危植物中灌木及藤本类共7 种，其综合评价结果如表11 所示。综合评价为Ⅰ等级的仅灌木类海南龙血树（Dracaena cambodiana）1 种，占比海南热带雨林国家公园珍稀濒危植物灌木或藤本类14.29%；未发现综合评价为Ⅱ等级的灌木或藤本植物；综合评价为Ⅲ或Ⅳ等级的灌木或藤本植物共6 种，占比海南热带雨林国家公园珍稀濒危植物灌木和藤本类75.71%。灌木常常被用于园林绿化，藤本植物使用率较低。

表11 珍稀濒危性灌木和藤本类综合评价值Tab.11 Comprehensive Evaluation Value of Rare and Endangered Shrubs and Lianas

3.2.4 草本类评价结果

海南热带雨林国家公园珍稀濒危植物中有草本141 种，选取综合评价值较高的35 种植物（如表12所示）。综合评价值较高的35 种植物均为兰科植物。综合评价等级为Ⅰ等级的有半柱毛兰（Eria corneri）、足茎毛兰（Eria coronaria）、香港毛兰（Eria gagnepainii）等共18 种兰科植物，占比海南热带雨林国家公园珍稀濒危植物草本类12.77%；未评价出Ⅱ级草本类植物；综合评价为Ⅲ或Ⅳ级草本植物共123 种，占比87.23%。海南热带雨林国家公园珍稀濒危草本植物中，以兰科植物为主。大部分兰科植物对生境具有一定要求，繁殖方式主要为分株，需要一定精细养护措施。因此，海南热带雨林国家公园珍稀濒危植物草本植物可用于园林植物比例较低。

表12 珍稀濒危性草本类综合评价值Tab.12 Comprehensive Evaluation Value of Rare and Endangered Herbs

4 结论与讨论

4.1 结论

通过调查可知，海南热带雨林国家公园珍稀濒危观赏植物共31 科92 属190 种。公园内珍稀濒危观赏植物资源丰富，地域特色鲜明，可推广应用和开发空间潜力巨大。根据综合评价结果显示，评价Ⅰ级珍稀濒危观赏性植物共37 种。其中，乔木综合评价为Ⅰ级的共18 种、灌木和藤本综合评价为Ⅰ级的仅海南龙血树1 种、草本综合评价为Ⅰ级的共18 种，均为兰科植物。综合评价值Ⅰ级的37 种珍稀濒危观赏性植物具有观赏价值高、广泛的逆境适应能力、人工栽培技术成熟、繁殖栽培容易、成本低、园林应用前景巨大等特点，是在海南各城市建设中值得推广应用的本土植物资源，建议扩大苗木资源。

4.2 讨论

海南热带雨林国家公园珍稀濒危观赏植物具有一定区域性特色，以绿色为主，一年四季色彩颜色变化并不明显。与内地彩色植物资源相比[29-31]，植物景观色彩单一，季相色彩变化不明显[20]。如槭树科、蔷薇科植物具有明显彩色变化[31-32]。采用层次分析法建立一套海南热带雨林国家公园珍稀濒危观赏植物园林筛选评价模型，从总排序权重反映，植物园林适应能力约束条件最大，其次为观赏特性。但刘召强等[30]、杨丽等[33]对植物园林应用评价中，认为观赏特性作为主要指标更合适。而张嘉灵等[34]、李素华等[35]分别对野生植物和彩色植物园林应用评价认为植物对当地适应能力作为主要指标更合适，因为部分植物在原产地可以正常生长，但经过引种后，出现生长势差、存活率低、观赏效果不佳等问题[35]。此研究与其他学者对园林筛选权重重要性不一致，可能与研究区域的特殊性有关。海南热带雨林国家公园为热带地区，植物常绿物种多，濒危植物有特定生境，且叶部季节性变化较小，因此濒危植物对环境适应能力显得十分重要。

通过对海南热带雨林国家公园珍稀濒危观赏性植物进行园林筛选，挖掘海南热带雨林国家公园具有较高观赏价值和开发潜力的但仍处于未开发状态的珍稀濒危植物，对海南园林绿化植物资源推广应用具有一定的指导意义。虽然综合评价结果有一定的客观性和可靠性，可反映观赏植物在园林中的观赏价值[36]。但评价过程人为判定某种植物是否美观，不同人群给出的观点难以一致，因此评分结果并不能全部代表植物的园林应用价值[36-37]。因此园林植物在选择珍稀濒危植物方式是多变且难以一概而论的。