木蘭科植物引種適應研究及其園林景觀評價

李江偉,劉雪英,肖志飚,黃紅蘭

(1.贛州市贛縣區(qū)林業(yè)局,江西 贛州 341113；2.贛州市贛縣區(qū)林業(yè)技術推廣站,江西 贛州 341113；3.江西環(huán)境工程職業(yè)學院,江西 贛州 341000)

我國木蘭科植物種類多,也是我國被子植物中受到嚴重威脅種類最多的科,被譽為“植物界大熊貓”。它主要分布于我國的西南至東南,西南地區(qū)的云南、四川、貴州等地為其分布中心,贛南是其中間的擴散區(qū)[1-2]。木蘭科多數(shù)植物花大艷美、花色繁多、枝葉茂盛、樹形優(yōu)美、生長迅速,早在唐代就應用于寺廟庭院綠化,是我國開發(fā)較早的非常優(yōu)良的園林綠化樹種之一[3],被公認為“葉花果兼美、色香韻皆妙”,集藥用、景觀、材用優(yōu)勢。20世紀60年代,木蘭科多數(shù)植物作為景觀植物被廣泛應用于園林中[4],如,上海、貴州、浙江、南京、廣州等地廣泛引種[1,5,6]并入駐當?shù)刂参飯@,以20世紀90年代末建立木蘭科專類園為標志,該科植物引種達到鼎盛期。然而,其園林應用樹種多為木蘭屬、含笑屬及木蓮屬中的少部分種類。近些年,擬單性木蘭屬、單性木蘭屬以及含笑屬中的樂昌含笑(Micheliachapensis)、深山含笑(Micheliamaudiae)、闊瓣含笑(Micheliaplatypetala)、紫花含笑(Micheliacrassipes)、金葉含笑(Micheliafoveolata)、峨眉含笑(Micheliawilsonii),木蓮屬中的紅花木蓮(Manglietiainsignis)、大葉木蓮(Manglietiamegphylla)等的多屬多種類引種趨勢興起[6],成為我國極具特色與最受歡迎的芳香園林綠化樹種之一。

本研究報道華蓋木(Manglietiastrumsinicum)、凹葉厚樸(Magnoliabiloba)、觀光木(Tsoongiodendronodorum)、云南擬單性木蘭(Parakmeriayunnanensis)、樂東擬單性木蘭(Parakmerialotungensis)、乳源木蓮(Manglietiayuyuanensis)、毛桃木蓮(Magnoliakwangtungensis)、二喬玉蘭(Magnolia×soulangeana)、樂昌含笑(Micheliachapensis)、金葉含笑(Micheliafoveolata)等12種木蘭科植物(表1),引種贛州市市區(qū)和市郊贛州贛縣區(qū)郊區(qū)的生長適應性及觀賞價值,為豐富其園林綠化資源提供參考。

1 引種地概況

上述 2 個引種區(qū)地理坐標為25°53′～26°06′N,114°54′～115°08′E,海拔高度為130～240m,占地分別為6.67 hm2,20 hm2。引種區(qū)域地處亞熱帶丘陵山區(qū)季風濕潤氣候區(qū),常年平均氣溫20.6℃,極端低溫-4℃,極端高溫42℃。引種區(qū)域四季分明,冷暖變化顯著:冬季天氣干燥寒冷,春季寒暖交替,氣候多變,常有陰雨和低溫天氣出現(xiàn)；盛夏與伏秋季節(jié)天氣炎熱干旱,降水變率大。區(qū)域內年平均降雨量達1 447.8mm,春、夏季降雨豐富,秋、冬季的降雨量最低,約200 mm。

2 材料與方法

2.2 材料

供試材料為木蘭科植物1a生實生苗,苗高30～50cm,苗木來源地如表1所示。

表1 苗木來源地Tab.1 Source of Magnoliaceae seedlings

2.2 方法

分別于2008年、2016年引種,均經(jīng)60%遮光度蔭陰下煉苗1a后定植入園。2008年引種的苗木于2009年定植于贛州市經(jīng)開區(qū)湖邊鎮(zhèn)的木蘭園(市區(qū)),2016年引種的苗木于2017年定植于贛州市贛縣區(qū)田村鎮(zhèn)的西坑村引種園(市郊),株行距均為2.5m×2.5m。

木蘭園與引種園的引種林木按物種分類,在樹體掛上物種名稱標簽牌。2014年,木蘭園于原掛標簽牌樹體增設二維掃碼圖,游客經(jīng)掃碼登錄后,瀏覽該物種介紹,并勾選觀賞分類的單項選項進行景觀價值評價。田間調查樹種是以設置二維掃碼圖或標簽牌的單株為起點樣株,隔3株抽取,每物種共抽取10株樣株開展生長情況、適應性的調查與相關數(shù)據(jù)的收集。

2.2.1生長調查

2019年10月底,在木蘭園、引種園測量抽取樣株的胸徑、樹高和冠幅,取其算術平均值,并概算年平均生長速率。

2.2.2露地抗性調查

由此造成的網(wǎng)點生存環(huán)境惡化，很可能導致出現(xiàn)網(wǎng)點倒閉現(xiàn)象，影響的不僅僅是總體業(yè)務量，更易造成全網(wǎng)絡鏈條不穩(wěn)。因此，無論何種影響，跨區(qū)取件最終造成的后果都是在損害快遞企業(yè)的利益，造成的結果都需要總部買單。

抗寒性觀察:引種后的第2～5年間調查,調查時間分別為冬季(2月初)、春季(3月中旬),觀察樣株的葉、枝、梢的受凍癥狀,根據(jù)發(fā)生最嚴重凍害及其表征對抗寒性進行分級。將凍害程度設置為5個等級,每個等級的表現(xiàn)如表2所示。

表2 單株植物抗寒性評價標準Tab.2 Evaluation standard for cold resistance of single plant

引種樹種的抗寒性強弱采用抗寒性平均指數(shù)評估,抗寒性平均指數(shù)公式為:

(1)

式中:i為不同的受凍等級,Xi為第i等級的株數(shù)。

抗高溫耐旱觀察:經(jīng)引種后的第2～5年間調查,調查時間分別為8月初、10月中旬,觀察上述樣本葉、枝、梢的灼傷或枯焦癥狀,根據(jù)受高溫或干旱最嚴重的傷害表現(xiàn)對樹種的耐高溫或干旱進行分級。高溫干旱抗性等級設置為5個等級,每個等級的表觀如表3所示。

表3 單株植物抗高溫耐旱性評價標準Tab.3 Evaluation standard for high temperature resistance and drought tolerance of single plant

引種樹種的抗高溫耐旱強弱采用其抗性的平均指數(shù)評估,抗高溫抗旱性平均指數(shù)公式為:

(2)

式中:j=1,2,3,4,5,為不同植株的高溫干旱受傷等級；Xj代表第j等級的受害株數(shù)。

2.2.3景觀評價

1) 景觀單項評價。景觀評價來自木蘭園不同樹種的二維掃碼圖信息,共設置有葉形、葉色、花形、花色、樹形等選項,將游客對不同物種掃碼所勾選的景觀選項進行分項統(tǒng)計。先計算各單項評價指標的有效點擊率占比,從大到小排列,然后制作密度分布圖,點擊密度分布圖擬合理想的分布趨勢線后,結合圖與趨勢線進行本景觀單項評價指標的分級,最后依據(jù)每物種所有單項指標對應分級的分值進行累加,其累加數(shù)值即為該品種的景觀估值總得分,分值越高景觀評價越好。按分級高低進行賦分,即,第Ⅰ級對應分值最高,隨后逐級降低。

2) 景觀總評價。本文根據(jù)葉形、葉色、花形、花色、樹形5項景觀單項估值的總得分,對引種木蘭科植物景觀進行總體評價并進行差異分級。先將評價總分按大到小排列,由origin軟件生成分值的分布曲線,然后對分布曲線進行擬合趨勢曲線制圖,將這 2 類曲線的交點作為本景觀評價分級的臨界點,以此進行每物種的觀賞景觀等級分級。

3 結果與分析

3.3 生長比較

引種木蘭植物分屬于華蓋木屬、木蘭屬、觀光木屬、擬單性木蘭屬、木蓮屬和含笑屬。早引種木蘭園的林木林齡達12a,基本進入成年期,后引種的在引種園內的林木林齡為4a,尚屬幼齡期(表4)。由目前引種調查結果顯示,這2個園區(qū)的引種林木的幼齡期生長差異不明顯。

1) 生長方面。從幼齡期到其生殖生長的初成年期來看,毛桃木蓮、乳源木蓮的幼齡期生長不良,胸徑的年平均生長速率不到0.55cm,株高年平均生長速率不到0.48m,冠幅的年平均生長速率0.33 m(表4)；成年期仍表現(xiàn)不適,胸徑、樹高和冠幅的年平均生長速率分別不到0.58cm,0.51m和0.2m(表5),林分稀疏尚未郁閉。其它喬木各樹種于幼齡期生長快速,成年期生長旺盛,胸徑、樹高的年平均生長速率分別達0.88 cm,0.68m以上(表5),林分完全郁閉且樹冠交叉重疊,種內競爭趨于激烈化。

表4 引種園引種林木的生長統(tǒng)計Tab.4 Growth statistics of introduced trees in the introduction garden

2) 生殖生長方面。引種湖邊鎮(zhèn)木蘭園的華蓋木未開花,其余各物種均已進入生殖生長,且含笑屬的4種植物正常開花達2a或以上,二喬玉蘭開花多年并大量結實(表5)。而其余喬木型林木(如凹葉厚樸、觀光木、云南擬單性木蘭等)的樹冠交叉重疊較嚴重,進入了生殖期,但未進入結實盛期,花量不大,結實量較小。

表5 木蘭園引種林木的生長統(tǒng)計(成年期)Tab. 5 Growth statistics of introduced trees in Magnoliaceae park(at adulthood stage)

3.3 適應性評價

3.2.1抗寒性比較

引種木蘭科12個樹種于木蘭園(市區(qū))、引種園(郊區(qū))的露地抗寒性表現(xiàn)差異不明顯,且呈基本一致的特征,幼齡期比成年期較敏感,經(jīng)幼齡期的馴化后,抗寒性得到增強,大多能適應本引種地的低溫環(huán)境(表6,表7)。而木蓮科的乳源木蓮、毛桃木蓮經(jīng)引種后,需加強幼齡期的低溫馴化,且馴化期一般需3 a或以上。另外,我們觀察到,乳源木蓮、毛桃木蓮經(jīng) 2008 年極端低溫煉苗的馴化過渡后,在木蘭園的耐低溫能力明顯增強,強于其在引種園中的幼齡期抗寒能力(表6,表7)。

表6 木蘭園引種林木的抗寒性統(tǒng)計Tab.6 Cold resistance statistics in Magnoliaceae park

表7 引種園引種林木的抗寒性統(tǒng)計Tab.7 Cold resistance statistics in the introduction garden

3.2.2抗高溫旱性比較

引種地的夏季與秋季,一般夏季高溫伏旱持續(xù)時間較長,秋季干熱氣候。在當?shù)剡m應期間,林木于贛州市區(qū)、郊區(qū)間的抗高溫耐干旱表現(xiàn)差異較大,而以含笑屬植物的適應性較好(表8,表9),其余大多表現(xiàn)為高溫干旱的輕度不適,經(jīng)幼齡期馴化后,于成年期有所緩解。而引種樂東擬單性木蘭,于引種園,出現(xiàn)有中度不適應秋季高溫干旱的不良生長現(xiàn)象。尤其是,引種乳源木蓮、毛桃木蓮,幼齡期至成年期的多株表現(xiàn)中度不適,樹干因灼傷,新、老傷痕迭加,樹冠冠幅大多由新萌枝梢的枝展形成；隨著抗性下降,甚至出現(xiàn)成年期植株死亡的個別現(xiàn)象?？梢娍垢邷?、干旱能力低下是導致乳源木蓮、毛桃木蓮生長不良的主要誘因。

表8 木蘭園引種林木的抗高溫旱性統(tǒng)計Tab.8 Cold resistance statistics in Magnoliaceae park

表9 引種園引種林木的抗高溫旱性統(tǒng)計Tab. 9 Cold resistance statistics in the introduction garden

據(jù)觀察,2019年年間,引種園引種林木的抗高溫耐干旱性均低于定植當年,表現(xiàn)得較為異常(表9),是因為定植當年入秋以來,持續(xù)干旱的少降雨反常氣候導致了之后極端干旱的氣候。為解決旱情,當?shù)貧庀蟛块T實施了人工降雨,園區(qū)多次引水灌園。

3.3 景觀評價比較

本景觀評價由葉形、葉色、花形、花色和樹形5類指標評價的總分組成。因引種園的引種時間短,僅二喬玉蘭始進入生殖生長,故未對其園藝景觀整體評價。

引種后,木蘭園的評價分析結果如圖1和表10所示,景觀評估可分成Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ和Ⅳ級4級,對應分值為 16～18,13～15,9～12和 6～8,即,當某樹種的總得分為14時,它的景觀分級評級屬于第Ⅱ級。木蘭園不同引種物種呈現(xiàn)不同的園林景觀觀賞差異,其中華蓋木和凹葉厚樸列為第 Ⅰ級,觀光木、云南擬單性木蘭、樂東擬單性木蘭、二喬玉蘭、樂昌含笑、金葉含笑、深山含笑、醉香含笑的景觀總得分均在 13～15,處在第 Ⅱ級。而毛桃木蓮和乳源木蓮生長及其抗性最差,生殖生長不良,景觀得分最低而列為第 Ⅳ級,未達到園藝觀賞標準?？梢?經(jīng)引種實驗,進入生殖生長的初期觀察結果來看,除毛桃木蓮和乳源木蓮,其余10個物種的觀葉、觀花、觀樹形的景觀應用效果理想。

圖1 景觀總評價的擬合分級Fig.1 Fitting classification of general evaluation of landscape

表10 木蘭園引種景觀評價比較Tab. 10 Landscape evaluation comparison

引種成功一般表現(xiàn)為適應性好,長勢旺,樹形、花等顯示良好的觀賞應用價值。從本研究來看,引種木蘭科植物的景觀綠化價值與前文的引種生長、適應性表現(xiàn)存在一致的正相關性關系:生長與適應性良好的物種,如,觀光木、凹葉厚樸、二喬玉蘭,景觀價值較高；而生長不良,適應性下降的物種,如,乳源木蓮,其景觀綠化功能也較差,不適宜引種園林綠化栽培。

4 討論與結論

4.4 討論

4.1.1引種適應性差異及其引種成功

基于氣候相似性原理,植物選擇與其自然分布區(qū)相似氣候類型的區(qū)域進行引種,而引種成功取決多種因子,包括極端溫度、降雨與未來氣候變化的氣候影響,土壤環(huán)境、地質地貌、微地形與栽培管理措施等方面的影響因子等,導致不同植物引種在相似氣候區(qū)所表現(xiàn)出的地域適應性差異[7-13]。如,木蓮屬植物不耐低溫,幼齡期喜蔭濕,怕強光、高溫日灼,在南京的引種適應性較低[7],于無錫地區(qū)成功引種[8],引種到安徽、湖南有生長差異,乳源木蓮選擇安徽蔭蔽、濕潤的環(huán)境,景觀效果良好[9],木蓮(Manglietiafordiana)、毛桃木蓮引種湖南長沙木蘭園的生長、景觀效果佳[10]。增施磷鉀肥,葉面噴施硼、鋅、錳、銅等微量元素,增強了含笑引種蘇浙地區(qū)的抗寒性能[8],引種海南的華蓋木出現(xiàn)了嚴重不適,觀光木生長滯緩,擬單性木蘭屬植物不適宜引種南京,觀賞價值差[7],而樂東擬單性木蘭能耐受武漢的氣候,也適應湖南、浙江等地環(huán)境,觀賞價值均較好[11-12]。木蘭屬和含笑屬多數(shù)物種能耐低溫,適應多地引種[7,13],是我國引種較早的木蘭科屬類植物,被成功引種并已廣泛應用于我國東南、西南各地的園林綠化,特別是木蘭屬部分樹種(如二喬玉蘭、白玉蘭(Micheliaalba)適應于北方的秦皇島[14]、沈陽[15]地區(qū)。

本實驗引種木蘭科的屬種適應結果與前人研究基本一致,包括未報道的馬褂木(Liriodendronchinense)、玉蘭(Magnoliadenudata)、黃角蘭(Micheliaalba),引種栽培、生長與觀賞均在多地表現(xiàn)良好,適應性較廣。本研究發(fā)現(xiàn):1)木蓮屬的毛桃木蓮、乳源木蓮抗寒性不適,尤其不耐本地南亞熱帶的伏夏高溫干旱氣候,不適宜引種；2)我國瀕危物種華蓋木、凹葉厚樸、觀光木和特有物種(云南擬單性木蘭),于贛州引種栽培良好,并適用于景觀評價等級高、宜優(yōu)選開發(fā)的樹種?；谏鲜鼋Y論,建議加大對木蘭科植物的引種力度,擴大區(qū)域性實驗及其生長適應性、抗逆性分析和觀賞性價值評估,為木蘭科植物的引種保護、篩選推廣及其園林綠化應用提供基礎數(shù)據(jù)和實踐參考。

4.1.2景觀評價方法

景觀評價對園林綠地建設的重要地位日益凸顯,重點研究完善景觀評價體系的構建及其選取科學合理的評價方法。由于景觀評價涉及內容和側重點存在較大的差別[16,17],難以統(tǒng)一評價方法與評價標準,有專家打分法、層次分析法,模糊數(shù)學分析、主成分分析法、回歸分析等,以及綜合上述的模糊線性規(guī)劃、多層次評價模型、層次分析與模糊數(shù)學結合模型分析等方法,也有學者傾向結合定性與定量指標,同時參考引種樹種生理特性進行評價篩選[10,18]。本文采取二維掃碼信息,更新游客評價動態(tài),收集監(jiān)測到的數(shù)據(jù),同時采用定性與定量指標,兼容回歸擬合分析,進行了引種木蘭科植物的景觀價值評價。然而,本次景觀價值的評價總體并不高,究其原因,可能因引種時間不長,生殖生長未進入盛期,園林綠化效果還不明顯所致。需要指出的是,本研究采取的信息收集法,目前設置指標不多,僅從葉、花、果、樹形的較寬泛指標予以評價；但因能真實地接近觀賞環(huán)境,從較長時間的數(shù)據(jù)信息資料收集來看,隨著信息數(shù)據(jù)量的增加,以及景觀指標的開發(fā),該方法所得出的景觀評價優(yōu)選結論是客觀、可行的,也將能不斷挖掘引種植物的潛在景觀應用價值。值得說明的一點是,對于目標游客的選擇,或者是在精確評價游客方對景觀的喜好方面,本方法暫無法提供解決方案,這需要錄入游客信息,建構相關定位指標?？傊?在目前研究基礎上,對這一方法進行更新升級,同時延長時間對游客的持續(xù)跟進與深入研究,提升景觀評價質量是可期的。

4.4 結論

本文引種的二喬玉蘭和含笑屬的4種植物(樂昌含笑、金葉含笑、深山含笑、醉香含笑)適應性較廣,冬季不需防寒措施即可安全越冬,且對當?shù)馗邷馗珊档倪m應性較強,可以在贛州市區(qū)、郊區(qū)廣泛常規(guī)栽植；華蓋木、凹葉厚樸、觀光木、云南擬單性木蘭能適應當?shù)氐蜏貧夂?有較好的高溫伏旱適應性,適合作為當?shù)鼐坝^評價等級高、宜優(yōu)選開發(fā)的樹種；引種樂東擬單性木蘭栽植時,于其幼齡期需采取一定的遮蔭和灌溉的保濕降溫措施；而毛桃木蓮和乳源木蓮對當?shù)氐目购约捌淠透邷馗珊的芰^差,不適宜引種。