張佳平,丁彥芬
(1.浙江大學農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學院園藝系,浙江 杭州310058;2.南京林業(yè)大學風景園林學院,江蘇 南京210037)
草本植物種類繁多、色彩豐富、千姿百態(tài),是園林設(shè)計、城市美化中異?;钴S的植物素材。相比生長周期較長、季相變化緩慢的木本植物,其更新較快、富有變化、更具親和力,設(shè)計成本亦相對低廉。
目前,在園林植物應用上存在“重苗木,輕花卉”[1]、“重木本、輕草本”的弊端,木本植物的使用已日趨程序化,盡可能擴展草本植物——尤其是野生草本植物的應用種類和空間,無疑是豐富園林植物種類、加大鄉(xiāng)土植物比重的有效方法。草本植物兼具重要的生態(tài)意義、藥用功能和食用價值,加大對野生草本植物的調(diào)查、開發(fā)和保護的研究力度,是非常必要的。以野生草本觀賞植物資源作為唯一的研究對象,在觀賞價值、應用前景及資源保護上,進行全面、深入的調(diào)查與分析的成果很少。多數(shù)為研究某區(qū)域全部資源的同時,順帶對草本植物予以論述,重點多為木本,草本研究成果所占比重較低。戴啟培[2]在對牯牛降野生觀賞植物資源進行調(diào)查時,特別重視了草本資源,共收集273個觀花草本,以及近30種巖生、50余種水濕生草本植物。張佳平和丁彥芬[3]以附生、濕生、地被等具備草本植物造景特色的新鮮視角,研究了武夷山90余種野生草本。烏頭(Aconitumcarmichaeli)是很好的宿根花卉代表種,具備寶貴的藍色花基因庫。蔡仕珍等[4]通過調(diào)查,引種雅安地區(qū)海拔850~1 200m的野生烏頭,研究了3類種植密度對其生長發(fā)育的影響,認為最適園林應用密度為8cm×8cm,研究成果具備實際應用價值。
連云港云臺山是蘇北地區(qū)重要的植物種質(zhì)資源庫,兼具江蘇省3類基本草叢植被類型,野生草本植物資源很豐富。本研究以云臺山野生草本植物作為研究對象,對其資源分布、種類篩選、觀賞價值、應用方式、保護措施等進行了全面細致的研究和分析,豐富了云臺山植被的研究方向和成果。
1.1.1 氣候與區(qū)域概況 云臺山位于連云港市東郊,東臨黃海,地處東經(jīng)119°13′~119°29′,北緯34°34′~34°46′,為暖溫帶和北亞熱帶過渡區(qū)域,具有典型的季風氣候特征。年均溫14.1℃,年均降水量943.3mm。山區(qū)土壤為棕壤,周圍平原區(qū)分布著次生鹽土、鹽土及濱海鹽土。
地帶性植被為溫帶落葉闊葉林,因濱海地理位置較為特殊,兼有部分亞熱帶植物。維管束植物共有164科642屬1 277種,其中蕨類植物24科33屬47種;裸子植物4科10屬16種,被子植物136科599屬1 214種。
云臺山由前云臺山、中云臺山、后云臺山以及東西連島等一系列互不連續(xù)的斷塊山體組成,總面積197.3 km2?;ü接衽搴0?25.3m,為江蘇省最高峰。有3片區(qū)域被劃分為自然保護區(qū),分別為花果山保護區(qū)、宿城保護區(qū)和柳河保護區(qū)[5,6]。
1.1.2 草叢分布特征 江蘇省有3類基本草叢植被類型,云臺山是全省唯一兼有該3類的區(qū)域。
1)丘陵低山草叢:分布于山頂、山脊、陡坡及低丘,優(yōu)勢種為禾本科草類,偶有莎草科草類。通常單種優(yōu)勢,亦有2~3種優(yōu)勢種。常見種有白茅(Imperatacylindrica)、狗尾草(Setariaviridis)等。草叢植物生長繁茂,覆蓋度大,季相變化明顯。
2)海灘沙生草叢:分布于沿海沙灘,沙生植物種類簡單,主要有田旋花(Convolvulusarvensis)、砂引草(Messerschmidiasibirica)、沙灘黃芩(Scutellariastrigillosa)等,根系多龐大。
3)海濱鹽漬土特有植被:分布于淤泥質(zhì)海岸灘涂,種類簡單,主要有鹽角草(Salicorniaeuropaea)、堿蓬(Suaedaglauca)、蘆葦(Phragmitesaustralis)等。植被群落分布界線明顯,自然演替進程快。鹽生草本植物具備重要生態(tài)意義,開發(fā)前景好,可用于綠化、美化鹽堿地,其對高濃度可溶鹽類有特殊適應機能[5]。
1.1.3 草本植物區(qū)系特征 云臺山臨近膠東半島,植物區(qū)系成分屬溫帶范圍。其在地史上長期與大陸隔離,后因地震而與大陸連成一體。氣候條件優(yōu)越,在植物區(qū)系組成中逐漸出現(xiàn)了一些亞熱帶科屬。如在林下和山坡草叢中,分布較多的有禾本科黃背草屬(Themeda)、野古草屬(Arundinella),莎草科苔草屬(Carex),菊科蒿屬(Artemisia),毛茛科銀蓮花屬(Anemone)、烏頭屬(Aconitum),薔薇科委陵菜屬(Potentilla)、龍芽草屬(Agrimonia),唇形科夏枯草屬(Prunella)、風輪菜屬(Cinopodium)等。它們廣泛分布于北溫帶,部分可到達亞熱帶或熱帶地區(qū)[5]。
2008年秋至2010秋,以線路調(diào)查和樣方調(diào)查為主,對云臺山全境展開調(diào)查。線路調(diào)查中,記錄、拍照、采集標本,對關(guān)鍵性植物進行GPS定位,工具為“集思寶330”[7]。選取黃窩景區(qū)、呂山林區(qū)、柳河保護區(qū)、宿城保護區(qū)、花果山景區(qū)和連島景區(qū)共6片代表性區(qū)域進行樣方調(diào)查,記錄坡向、坡度、海拔、經(jīng)緯度、郁閉度等,并對樣方內(nèi)草本植物的種名、叢數(shù)、蓋度、高度等予以記錄,獲得其長勢和分布情況的基本信息。
以AHP層次分析法(the analytical hierarchy process)作為評價方法,選取4種抗逆能力(耐鹽堿性、耐干旱貧瘠性、耐水濕性、耐寒性)、5種觀賞價值(觀花價值、觀葉價值、觀果價值、觀株形價值、最佳觀賞期)和4種開發(fā)利用價值(珍稀瀕危程度、已利用程度、生境依賴性、科研與社會意義)作為準則層評價因子,構(gòu)造評判矩陣,進行一致性檢驗,建立評分標準和權(quán)重分配,構(gòu)建云臺山野生草本觀賞植物的園林開發(fā)利用綜合評價體系,對經(jīng)實地調(diào)查記錄和室內(nèi)文獻查詢后整理出的草本植物進行評價。
根據(jù)綜合分值高低進行排序,適當刪除部分觀賞價值雷同的同屬植物、缺乏地域特色的種和已經(jīng)獲得廣泛利用的種;盡量保留單種科或單種屬草本植物;重點推薦部分觀賞價值一般卻具備特殊生態(tài)意義的草本植物,如適宜綠化和改良鹽堿地的鹽芥(Thellungiellasalsuginea)、堿蓬、鹽角草等[2]。最終篩選出野生草本觀賞植物106種,分屬51科,分類別討論其觀賞價值和應用前景,并對部分珍稀瀕危植物的瀕?,F(xiàn)狀和保護方式予以論述。
連云港云臺山共有106種野生草本觀賞植物(表1),蕨類植物10科13種,列于最前。蕨類植物與種子植物均按照科名的首字母排序。
2.2.1 觀花類 該106種大多具備良好的觀花價值,如北黃花菜、刻葉紫堇(圖1)、黃堇(圖2)、鹿藥(圖3)、鵝掌草、球序韭等花朵色彩瑰麗或淡雅,龍芽草花序修長,矮桃、虎尾草白色花序柔美下垂,半夏、虎掌、云臺南星(圖4)具備形態(tài)特殊的佛焰苞,三白草、蕺菜(魚腥草)的白色苞片素雅美觀,馬兜鈴、鵝絨藤、海州香薷花形奇特別致等。
表1 連云港云臺山野生草本觀賞植物資源Table 1 Resources of wild herbaceous ornamental plants of Yuntai Mountain in Lianyungang
續(xù)表1 Continued
2.2.2 觀葉類 代表者有雙色葉草本銀粉背蕨(圖5),葉表綠色,葉背則呈現(xiàn)灰白或銀白色,微風吹拂時有閃動效果;斑色葉草本紅心藜(圖6),葉片基部有粉紅色斑塊,瑰麗多彩。部分草本葉片形態(tài)別致,如兔兒傘葉片輻射狀細裂等。
2.2.3 觀果類 代表者有瘦果藍或黑色的杠板歸(圖7),果實深紅或黑色,常與花共存的落葵(圖8),漿果黑色、圓潤有光澤的狗筋蔓,肉穗花序鮮紅色的云臺南星,果形好似燈籠懸掛下垂的苦蘵等。
此外,部分草本植物還有其他觀賞價值,如大多數(shù)蕨類株形柔美婆娑;部分蕨類葉背孢子囊群色彩鮮艷;蜈蚣蘭攀附巖壁,株體肉質(zhì),體態(tài)好似蜈蚣等。
2.3.1 園林應用 該106種草本植物,形態(tài)各異、生境豐富,可模擬其原始生境,營造濕生、附生、巖生、藤蔓、寄生、地被、濱?;驗┩恐参锞坝^。這些使用方式有別于花壇、花境等傳統(tǒng)草本植物配置方式,具有新意。
1)濕生植物景觀:濕地生態(tài)系統(tǒng)與海洋生態(tài)系統(tǒng)、陸地生態(tài)系統(tǒng)并稱當今世界三大生態(tài)系統(tǒng),構(gòu)成濕地的重要元素——濕生植物,在維護生態(tài)平衡、提高水土保持能力、改善草質(zhì)等方面發(fā)揮著重要的作用[8,9]。利用濕生植物,結(jié)合水體構(gòu)建濕地景觀,也是當今景觀設(shè)計學發(fā)展的熱點方向之一。
云臺山草本濕生植物資源豐富,以三白草科、蓼科最多,代表者有蕺菜、三白草(圖9)、水蓼、叢枝蓼、金蕎麥、金線草、細毛碗蕨、野雉尾金粉蕨、飯包草、及己、絲穗金粟蘭、七星蓮等,或生于山澗旁,或生于山巖蔭蔽處角落,或生于林下陰濕處。可模擬其自然生長方式,結(jié)合各類耐水濕喬灌木,營造出美麗的濕地或濕生植物景觀,兼具美化和生態(tài)意義[10]。
2)附生植物景觀:附生植物是垂直綠化的新方式,使用前景極佳。云臺山地處蘇北,附生植物資源相對較少,但仍應當重視。所篩選的植物中主要有附生蕨和附生蘭2類附生植物:附生蕨類以骨碎補、有柄石韋為代表;附生蘭類僅有蜈蚣蘭(圖10)一種。該類植物大多附生于樹干、樹枝或巖壁上,若在園林中模擬設(shè)計附生植物景觀,可增加單位面積綠量,豐富植物種類,加大層間植物比重,營造生動、自然、多層次的植物景觀[11]。
3)巖生植物景觀:卷柏、銀粉背蕨等蕨類,北黃花菜、薤白、遠志等種子植物,多著生于巖石縫隙。模擬類似自然巖生植物景觀,可柔化園林中假山或景石的僵硬線條;設(shè)計巖石專類園時亦可選用[11]。
4)藤蔓植物景觀:目前得以細致研究和推廣使用的藤蔓植物,大多集中在紫藤(Wisteriasinensis)、凌霄(Campsisgrandiflora)等木質(zhì)藤蔓,對草質(zhì)藤蔓的重視度不夠[3,12]。草本藤蔓植物具備獨特魅力,體態(tài)輕盈、株體婆娑,如鹿藿、栝樓、蘿藦、落葵、薯蕷、馬兜鈴、野海茄等草質(zhì)藤本,以及海金沙、抱石蓮等蕨類攀緣植物,可用來美化巖石、樹干、墻體;鐵角蕨、東海鐵角植株披散下垂,可盆栽吊掛于欄桿、路燈等處。
5)寄生植物景觀:園林工作者對寄生植物的研究,基本上集中于其對園林植物的危害性研究上[13,14]。實際上,部分寄生植物具有美麗、奇特的花形或株形,若在合理控制的情況下適當點綴使用,會營造出更加豐富生動、接近自然植物群落的植物景觀。然而,寄生植物造景方面的研究,在我國尚屬空白。
云臺山觀賞價值較好的寄生植物,以列當科的2種一年生寄生草本植物為代表:列當和野菰。列當(圖11)穗狀花序可直接從土表長出,小花密集,藍紫色[15]。野菰(圖12)花多單生莖端,花萼佛焰包狀,紫紅色、黃色或黃白色,具紫紅色條紋;花冠近唇形或呈現(xiàn)筒狀,多為藍紫色或紫紅色[16]。2種寄生植物以往多藥用,而據(jù)其出眾的觀花價值及奇特的生長習性,可在加以限制的前提下,合理運用于植物造景中。
6)地被植物景觀:云臺山適做地被的植物資源極為豐富,如梓木草(圖13)、老鴉瓣(圖14)、海州香薷、多花筋骨草、夏枯草、少花米口袋、紫葉鴨兒芹、遼吉側(cè)金盞花、鵝掌草、蛇含委陵菜、孩兒參、彈刀子菜、夏天無、延胡索等。它們部分植株低矮,花朵艷麗,可做觀花地被;部分葉形美麗,可與花葉玉簪等傳統(tǒng)耐蔭觀葉地被混配,大片種植[17],營造出美麗的地被植物景觀;亦具備獨特的生態(tài)意義,如降低地表溫度、增加地表濕度、抑制粉塵和揚灰等[18]。
圖1 刻葉紫堇Fig.1 Corydalis incise
圖2 黃堇Fig.2 Corydalis pallida
圖3 鹿藥Fig.3 Smilacina japonica
圖4 云臺南星Fig.4 Arisaema du-bois-reymondiae
圖5 銀粉背蕨Fig.5 Aleuritopteris argentea
圖6 紅心藜Fig.6 Chenopodium albumvar.centrorubrum
圖7 杠板歸Fig.7 Polygonum perfoliatum
圖8 落葵Fig.8 Basella rubra
圖9 三白草Fig.9 Saururus chinensis
圖10 蜈蚣蘭Fig.10 Cleisostoma scolopendrifolium
圖11 列當Fig.11 Orobanche coerulescen
圖12 野菰Fig.12 Aeginetia indica
圖14 老鴉瓣Fig.14 Tulipa edulis
7)濱海、灘涂植物景觀:云臺山東臨黃海,東西連島孤立海中,孕育了大量具有地域特色的濱海植物資源,主要分布在海邊沙灘、礫灘、砂地、巖邊或林下,代表者有全緣貫眾、濱海珍珠菜、沙灘黃芩、海濱山黧豆、濱海前胡、羅布麻、煙臺補血草、田旋花、珊瑚菜等。鄉(xiāng)土濱海植物資源應當獲得更多的重視,通過積極引種、開發(fā),構(gòu)造出富有地域特色的濱海、灘涂植物景觀,綠化、美化港城沿海區(qū)域。
2.3.2 鹽堿地綠化與改良 我國海岸線長,以連云港為代表的海濱城市,往往具有大面積的鹽堿土區(qū)域,對作物生產(chǎn)、城市美化極為不利。近些年,我國學者在利用植物改良、綠化鹽堿地方面,做出了大量研究成果。一般認為,選擇當?shù)啬望}堿的鄉(xiāng)土植物,是綠化、美化、改良鹽堿地的有效、經(jīng)濟的選擇[19,20]。
云臺山耐鹽堿草本植物資源非常豐富,如鹽芥、鹽角草、砂引草、堿蓬、全緣貫眾、白茅、蒺藜、風毛菊、濱海前胡、海濱山黧豆、羅布麻等(表1)。通過引種和選育,將上述耐鹽堿草本與耐鹽堿喬木、灌木相結(jié)合,可在鹽堿地區(qū)構(gòu)建喬灌草多層次的耐鹽堿植物群落,不僅可以綠化、美化鹽堿地,同時對鹽堿地改良也可產(chǎn)生良好的效果,充分發(fā)揮耐鹽堿植物在生態(tài)和觀賞兩方面的作用。
2.3.3 經(jīng)濟價值 該106種草本植物,不僅具備良好的園林利用開發(fā)前景和綠化、改良鹽堿地等生態(tài)意義,還具備多種經(jīng)濟價值,可分為藥用、食用、香料和纖維草本等。
藥用草本極多,幾乎每種都具備一定的藥用價值。藥用功能突出者有骨碎補、紫草、黃芩、地榆、桔梗、孩兒參、烏頭、延胡索、野百合、玉竹等,主要為根、根莖、葉、皮、花或全草等具備良好的藥用價值。食用草本以蕨和馬蘭為代表,食用部位主要為嫩芽或嫩葉。香料草本有藿香、海州香薷、煙臺百里香等,除作為化妝品和食品工業(yè)的天然香料外,亦可廣泛應用于日用品或醫(yī)藥用品。纖維植物有蕨、白茅等,其莖葉一般纖維含量為30%~50%,甚至60%以上,可用于造紙和人造紙漿,部分可用于制造纖維板[5]。
2.4.1 瀕?,F(xiàn)狀 植物資源是一種既可長期利用又時刻面臨滅絕的資源,只有做到了科學的保護和合理的開發(fā)利用,才能保證植物種質(zhì)資源的永續(xù)使用。保護珍稀瀕危植物的生存和繁衍,是維護生物多樣性、保持野生植物群落穩(wěn)定健康的重要舉措[21,22]。
云臺山有一批具備區(qū)域物種多樣性保護意義的關(guān)鍵性草本植物,可分為珍稀瀕危草本、特產(chǎn)草本和分布新記錄3類,前2類皆被表1所收錄。
1)珍稀瀕危樹種:因人為破壞或氣候變化,導致生境惡化,分布范圍和植株數(shù)量急劇減少的草本植物,代表種有珊瑚菜、桔梗、紫草、野百合、蜈蚣蘭等。
珊瑚菜以往多分布于海灣或東西連島沙質(zhì)海灘上,是連云港海岸沙生植被特色建群種之一。后隨港灣海灘的開發(fā)利用及海濱度假別墅的興建,其生境破壞嚴重,在當?shù)匾褳l臨滅絕,由國家三級保護植物升為二級保護植物,是當?shù)刂参锉Wo級別最高的物種之一[23]。調(diào)查中未見。
桔梗、紫草和野百合因具備良好的藥用或觀賞價值,采挖嚴重,目前已所剩無幾。調(diào)查中僅見柳河有零星桔梗分布,其余二者未見[5]。蜈蚣蘭為亞熱帶附生蘭類,是證明云臺山豐富植物區(qū)系的典型種,對生境要求苛刻。調(diào)查中僅于面向大海、溫暖濕潤的柳河袋狀溝谷內(nèi)巖壁上見有少量分布。
2)特產(chǎn)草本:部分草本在江蘇省僅于云臺山有分布,屬特產(chǎn)草本,國內(nèi)其他地區(qū)亦較少見,如遼吉側(cè)金盞花、山東萬壽竹、煙臺百里香、濱海前胡、鹿藥、海濱山黧豆、紫草、珊瑚菜、北黃花菜等,對云臺山植物區(qū)系和地質(zhì)演變具備重要的科研意義。
3)分布新記錄:調(diào)查過程中,曾于宿城保護區(qū)千年古銀杏樹下巖壁及黃窩林下發(fā)現(xiàn)狗筋蔓分布,以往各類云臺山植物記錄中均未見記載。該種系石竹科狗筋蔓屬,該屬在全球僅有狗筋蔓一種,具備特殊的分類意義。但在后期調(diào)查中,因古銀杏附近修建林間水泥道路,在一定程度上破壞了狗筋蔓的生境,已不見其蹤跡,云臺山其余地區(qū)亦未再次得見。
近些年來,部分學者在云臺山的調(diào)查中,亦發(fā)現(xiàn)了多種江蘇省分布新記錄,如小葉冷水花(Pileamicrophylla)、展枝唐松草(Thalictrumsquarrosum)、細葉芹(Chaerophyllumvillosum)、毛雞矢藤(Paederiascandensvar.tomentosa)、山東豐花草(Borreriashandongensis)、委陵菊(Potentillachinensis)、泰山韭(Alliumtais-h(huán)anense)等[24]??梢?,云臺山的植物種質(zhì)資源處在不斷發(fā)展的動態(tài)變化過程中。
2.4.2 保護分析 上述3類關(guān)鍵性草本植物,大多具備良好的園林應用價值。作為觀賞植物予以開發(fā)、利用至城鄉(xiāng)園林,增加其個體數(shù)量、擴大其分布范圍,是非常有效的保護手段。該種方法可與傳統(tǒng)的保護方式,諸如原地保護和遷地保護等相互結(jié)合、相互促進。
1)原地保護與遷地保護:原地保護又稱就地保護,包括對珊瑚菜、紫草等珍稀瀕危草本采取防護隔離措施,建立原地保護基地和數(shù)據(jù)庫;制定專門的保護、防治預案,并建立預測預報體系;開展技術(shù)培訓和研討等。
遷地保護是指把植物的個體、器官、組織等部分移至其自然生境之外進行搶救性保護[25]??蛇x取云臺山自然條件較好的優(yōu)勢地段,建立珍稀瀕危草本種質(zhì)資源庫;在本地建立植物園,引種栽植予以保護;適量采集種實或延存器官進行低溫保存;通過組織培養(yǎng)等現(xiàn)代培育方式,在短時間內(nèi)培養(yǎng)大量脫毒苗、儲存種質(zhì)等。
2)結(jié)合園林開發(fā)利用予以保護:特殊的遷地保護方式。一方面,珍稀瀕危草本數(shù)量不斷銳減,亟須通過擴充植株數(shù)量和分布范圍予以保護;另一方面,我國城鄉(xiāng)園林植物種類多樣性過少,需不斷開發(fā)本土植物資源,用具備地方特色的植物來美化城鄉(xiāng)[26]。通過引種擴繁來保護珍稀瀕危草本,可以同時解決這2個問題。
云臺山的珍稀瀕危和特產(chǎn)草本,可由園林和林學科研工作者進行繁殖試驗,建立資源苗圃,對其生態(tài)習性、適應能力、抗性生理等進行科學研究,通過選育獲得能夠適應城鄉(xiāng)環(huán)境的優(yōu)秀品種,作為觀賞草本應用到蘇北、皖北地區(qū)的城鄉(xiāng)園林中。對部分適應能力強者,可直接采取種實或繁殖器官予以培育、應用。
開發(fā)利用工作要嚴格建立在保護原有野生植株的基礎(chǔ)之上。采掘時要仔細觀察植株的數(shù)量和分布情況,按照較低比例適度采掘、平均采掘,避免過度損耗,造成某種珍稀瀕危種的更新缺失。結(jié)果不僅未能保護、擴充個體數(shù)量,反而弄巧成拙,加重了該種植物的瀕危程度。
連云港云臺山氣候條件優(yōu)越,地帶性植被為溫帶落葉闊葉林,兼有部分亞熱帶植物,并具備江蘇省全部3類草叢基本類型,即丘陵低山草叢、海灘沙生草叢、海濱鹽漬土特有植被。
區(qū)內(nèi)草本植物資源豐富,大多具備良好的觀賞價值,部分具備特殊生態(tài)意義和各類經(jīng)濟價值??纱罅块_發(fā)利用為園林花卉、綠化改良鹽堿地、中草藥、食用蔬菜、制作香料或造紙等。在園林開發(fā)利用中,可營造接近其原始生境的濕生、附生、巖生、藤蔓、寄生、地被、濱?;驗┩恐参锞坝^。
云臺山具備一批具有物種多樣性保護意義的關(guān)鍵性草本植物,主要包括珍稀瀕危草本、特產(chǎn)草本和草本分布新記錄,皆須獲得足夠的重視并加以細致保護。園林開發(fā)利用是一種積極的保護方式,可以結(jié)合傳統(tǒng)的原地保護和遷地保護措施同時施行。將野生草本植物開發(fā)利用至園林中,需要經(jīng)過一系列的中間過程,如引種、選育、栽培、應用和抗性生理研究等,有待于進一步開展。
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