祁連山保護(hù)區(qū)木本植物資源及園林應(yīng)用評(píng)價(jià)

曹安邦，陵軍成

(1.甘肅祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局古城自然保護(hù)站，甘肅 天祝 733211；2.甘肅省天?？h林業(yè)工作站，甘肅 天祝 733299)

祁連山是我國(guó)著名的高大山系之一，地處青藏、蒙新、黃土三大高原交匯地帶，跨越甘、青兩省，長(zhǎng)達(dá)1000余km。祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于祁連山北麓，南接青海省，北臨河西走廊，東連甘肅連城國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，西至玉門石油河。地理坐標(biāo)為東經(jīng)97°25′—103°46′、北緯36°43′—39°36′，行政范圍包括天祝藏族自治縣、肅南裕固族自治縣的大部，以及古浪、涼州、山丹、民樂、甘州、永昌諸縣(市、區(qū))的部分地區(qū)，總面積2722260 hm2，約占甘肅省總土地面積的6%。其中：林業(yè)用地606666.3 hm2，占全區(qū)總面積的22.3%；非林業(yè)用地2115593.7 hm2，占全區(qū)總面積的77.7%。祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)多樣的地形地貌和氣候孕育了豐富的野生木本植物資源，這些植物資源中多數(shù)極富地方特色，觀賞價(jià)值較高。據(jù)調(diào)查，祁連山區(qū)有維管植物1200余種，是我國(guó)西部生物多樣性最為豐富的地區(qū)之一[1]。近年來，祁連山地區(qū)園林綠化植物多依賴周邊省份引種，引入的植物抗旱、抗寒等適應(yīng)能力差，無法滿足城市景觀構(gòu)建的需要。祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)較多抗旱、抗寒的優(yōu)良木本植物資源沒有得到有效開發(fā)和利用。

野生植物資源調(diào)查和評(píng)價(jià)是其開發(fā)利用的基礎(chǔ)性工作，層次分析法(AHP)是評(píng)價(jià)野生觀賞植物資源最常用的方法[2]。該方法將調(diào)查到的野生植物層次化、數(shù)量化，將人為的主觀判斷進(jìn)行量化，最終用數(shù)量的形式表達(dá)評(píng)價(jià)結(jié)果，使評(píng)價(jià)結(jié)果更加客觀和科學(xué)[3]。目前，已有很多地區(qū)利用此法對(duì)野生植物資源進(jìn)行觀賞價(jià)值評(píng)價(jià)。如劉煥楚等[4]對(duì)東北地區(qū)野生草本花卉進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，張利等[5]對(duì)寧波梅山島觀賞植物應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，張佳平[6]對(duì)云臺(tái)山野生草本植物資源的園林開發(fā)價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià)。祁連山區(qū)關(guān)于野生植物資源的研究?jī)H局限在分布地和生長(zhǎng)特性的定性描述和評(píng)價(jià)，基于層次分析法評(píng)價(jià)的研究還未見報(bào)道。因此，本文利用層次分析法評(píng)價(jià)祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)木本植物資源，以期為祁連山地區(qū)城市園林綠化篩選出更多具有較高觀賞價(jià)值的適生樹種。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查地概況

祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)地處祁連褶皺系北祁連山褶皺帶，大致沿北西—南東方向延伸。保護(hù)區(qū)內(nèi)地表形態(tài)多種多樣，全區(qū)屬高山和谷地地貌，絕大部分地區(qū)海拔2000～4500 m，相對(duì)高差1000～2500 m，山勢(shì)西高東低，最高的素珠鏈峰海拔5564 m，最低的祁豐自然保護(hù)站站部海拔1800 m。區(qū)內(nèi)海拔4500 m以上地區(qū)終年積雪，發(fā)育著現(xiàn)代冰川。祁連山地處青藏高原北緣，兼有大陸性氣候和青藏高原氣候的特點(diǎn)，氣溫變化劇烈，雨量分配不均，溫度、降水隨海拔升高的垂直變化明顯，東部受東南季風(fēng)影響較大，氣候比較濕潤(rùn)，西部則比較干燥。由于地域遼闊，相對(duì)高差懸殊，導(dǎo)致氣候垂直分布明顯，按不同海拔高度大致分為4個(gè)氣候類型：海拔3500 m以上為大陸性高山氣候帶，海拔3000～3500 m為大陸性寒溫半濕潤(rùn)氣候帶，海拔2500～3000 m為大陸性草原氣候帶，海拔2500 m以下為大陸性荒漠草原氣候帶。對(duì)應(yīng)的植被帶分別是高山墊狀植被帶、高山草甸帶、森林草原帶、荒漠草原帶[7]。海拔2500～3300 m的森林草原帶，年均氣溫-1.8 ℃，極端最高氣溫28 ℃，極端最低氣溫-36 ℃，年降水量300～500 mm，其中60%分布在6—9月，年大氣相對(duì)濕度50%～70%，年均蒸發(fā)量1200 mm，年無霜期90～120 d，≥10 ℃的年積溫500～900 ℃。

1.2 研究方法

1.2.1 調(diào)查方法 2020年1—12月，采用野外踏查的方法對(duì)祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)野生木本植物資源進(jìn)行全面調(diào)查。調(diào)查時(shí)拍攝植物照片，采集標(biāo)本，記錄物種名、多度、生境、生長(zhǎng)狀況以及觀賞特性等內(nèi)容，按照調(diào)查對(duì)象必須為木本植物、在園林綠化中還沒有應(yīng)用、并具有一定的觀賞價(jià)值的3條原則進(jìn)行篩選，然后將調(diào)查收集到的具有觀賞價(jià)值的植物資源匯總后作為評(píng)價(jià)對(duì)象。

1.2.2 評(píng)價(jià)方法 構(gòu)建評(píng)價(jià)體系：借鑒前人的研究成果[8-9]，并根據(jù)層次分析法(AHP)原理構(gòu)建祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)木本植物資源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。該體系由1個(gè)一級(jí)指標(biāo)(目標(biāo)層指標(biāo))、3個(gè)二級(jí)指標(biāo)(約束層指標(biāo))和16個(gè)三級(jí)指標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn)層指標(biāo))組成綜合評(píng)價(jià)模型(AHP模型)。該體系目標(biāo)層(A)為收集到的木本植物觀賞價(jià)值的綜合評(píng)價(jià)情況，由約束層(C)指標(biāo)反映；約束層(C)分為觀賞特性(C1)、生物學(xué)特性(C2)、開發(fā)潛力(C3)3個(gè)方面，由標(biāo)準(zhǔn)層(P)的16個(gè)方面反映；標(biāo)準(zhǔn)層(P)是評(píng)價(jià)收集到的木本植物資源的具體計(jì)分指標(biāo)，不同指標(biāo)按計(jì)分依據(jù)分為5級(jí)，分別計(jì)分1～5分(表2)。

表1 祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)木本植物資源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

表2 標(biāo)準(zhǔn)層(P)各項(xiàng)指標(biāo)計(jì)分依據(jù)和分值

觀賞質(zhì)量分?jǐn)?shù)(M)是對(duì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的進(jìn)一步數(shù)據(jù)優(yōu)化，是最終評(píng)價(jià)結(jié)果的直接表現(xiàn)，可參照綜合評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表3)作出判斷。M(%)=(N/N′)×100，式中：M為觀賞價(jià)值質(zhì)量分?jǐn)?shù)；N為理想的木本植物綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；N′為實(shí)際的木本植物綜合評(píng)價(jià)指數(shù)。

表3 祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)木本植物

2 結(jié)果與分析

2.1 木本植物組成分析

由表4可以看出，祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)具有觀賞價(jià)值的木本植物85種，隸屬21科40屬。其中種類最豐富的是薔薇科，有22種，占收集總種數(shù)的25.88%；其次是小檗科、虎耳草科、豆科、忍冬科，均為6種，分別占收集總種數(shù)的7.06%。

表4 祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)木本植物構(gòu)成

2.2 木本植物評(píng)價(jià)

由表5可以看出，約束層(C)排序權(quán)值由大到小依次為觀賞特性(C1)>生物學(xué)特性(C2)>開發(fā)潛力(C3)。說明觀賞特性是祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)木本植物開發(fā)利用的主要限制因素，其次是生物學(xué)特性。標(biāo)準(zhǔn)層(P)總排序權(quán)值由大到小依次為花色(P6)>抗逆性(P10)>葉色(P5)>花徑(P7)>觀賞器官量(P8)>花型(P3)>生境范圍(P11)>生長(zhǎng)狀況(P12)>資源豐富度(P13)>株型(P1)>觀賞周期(P9)>果型(P4)>綠化應(yīng)用范圍(P15)>葉型(P2)>開發(fā)新穎性(P16)>綜合利用率(P14)。排在前3位的花色(P6)、抗逆性(P10)、葉色(P5)，總排序權(quán)值均>0.1，是祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)木本植物開發(fā)利用時(shí)首要考慮因素；其次是花徑(P7)、觀賞器官量(P8)、花型(P3)、生境范圍(P11)、生長(zhǎng)狀況(P12)，總排序權(quán)值>0.05，是開發(fā)利用時(shí)次要參考因素。

表5 不同指標(biāo)的排序權(quán)值

由表6可以看出，祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)85種木本植物中，觀賞價(jià)值質(zhì)量分?jǐn)?shù)(M)大于80%的Ⅰ級(jí)植物共有13種，包括匍匐栒子、水栒子、灰栒子、西北栒子、小葉薔薇、刺薔薇、峨眉薔薇等，這些木本植物不僅花色艷麗、開花周期長(zhǎng)、觀賞價(jià)值高，且大多對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，可在園林綠化中開發(fā)應(yīng)用；觀賞價(jià)值質(zhì)量分?jǐn)?shù)(M)在60%～79%的Ⅱ級(jí)植物共有22種，包括鮮黃小檗、擬小檗、匙葉小檗、甘肅小檗、直穗小檗、刺檗、東陵八仙花等。這類木本植物有一定的觀賞價(jià)值，可適度開發(fā)應(yīng)用；觀賞價(jià)值質(zhì)量分?jǐn)?shù)(M)在40%～59%的Ⅲ級(jí)植物共有34種，包括青杄、青海云杉、華北落葉松、油松、爬地柏、祁連圓柏、山楊等，這類木本植物觀賞價(jià)值一般，新穎性低，部分已應(yīng)用，可選擇性開發(fā)應(yīng)用；其余16種木本植物的觀賞價(jià)值質(zhì)量分?jǐn)?shù)(M)小于39%，被評(píng)為Ⅳ級(jí)植物，在園林綠化中不予考慮。

表6 綜合評(píng)價(jià)值和等級(jí)

表6(續(xù))

3 結(jié)論與建議

本研究調(diào)查到祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)具有觀賞價(jià)值的木本植物85種，隸屬21科40屬，種類最豐富的是薔薇科，其次是小檗科、虎耳草科、豆科、忍冬科。受高海拔冷涼氣候的影響，祁連山區(qū)的木本植物絕大部分為落葉灌木，高大的喬木樹種較少，在陰坡主要以青海云杉建群，陽(yáng)坡主要以祁連圓柏建群。除落葉灌木外，也有一定數(shù)量的常綠樹種，如松科的青杄、青海云杉，柏科的祁連圓柏、爬地柏和杜鵑花科的青海杜鵑、烈香杜鵑、頭花杜鵑、百里香杜鵑等樹種。調(diào)查過程中也發(fā)現(xiàn)祁連山區(qū)的植物花色主要以黃色、白色為主，如小檗科、豆科主要以黃色為主，杜鵑花科主要以白色為主，但部分薔薇科植物花色為粉紅色，茄科植物花色則為藍(lán)色，在自然條件下不同植物組成天然大花園。邢震等[10]研究表明，高山地帶的植物在強(qiáng)紫外線輻射作用下能夠產(chǎn)生大量類胡蘿卜素和花青素等物質(zhì)，構(gòu)成色彩更為豐富艷麗的花色。

利用層次分析法(AHP)建立評(píng)價(jià)體系，可將定性分析轉(zhuǎn)化成定量分析，評(píng)價(jià)更為標(biāo)準(zhǔn)客觀[11]。本研究應(yīng)用層次分析法(AHP)從16個(gè)具體評(píng)價(jià)指標(biāo)中篩選出花色、抗逆性、葉色為園林開發(fā)應(yīng)用的主導(dǎo)因素。但楊麗等[8]研究認(rèn)為植物觀賞器官顯示度、花型對(duì)觀賞特性貢獻(xiàn)率更大，與本研究結(jié)果不同。造成以上研究結(jié)果不同的原因可能是研究地氣候類型和植物整體種類不同，祁連山保護(hù)區(qū)海拔高，氣候冷涼，植物生長(zhǎng)周期短，植物中花色和花型相對(duì)單一，觀賞性除花色外主要以抗逆性、葉色為主導(dǎo)，而在塞罕壩保護(hù)區(qū)海拔低，氣候溫暖，植物生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，植物中觀賞器官顯示度和花型豐富，貢獻(xiàn)率更大。本研究計(jì)算不同木本植物觀賞質(zhì)量分?jǐn)?shù)后，從85種木本植物中篩選出了Ⅰ級(jí)植物13種，在觀賞特性、生物學(xué)特性、開發(fā)潛力3個(gè)方面綜合評(píng)分較高，色彩豐富，建議在祁連山區(qū)城市園林綠化中開發(fā)應(yīng)用。

祁連山區(qū)海拔高，生態(tài)環(huán)境嚴(yán)酷，園林綠化樹種單一，色彩單調(diào)，除了綠色還是綠色。近年來，隨著人民生活水平的提高，市民對(duì)居住環(huán)境也提出了更高要求，渴望高海拔城市也能像低海拔地區(qū)一樣，四季有花，色彩斑斕。野生植物資源在長(zhǎng)期進(jìn)化中形成了極強(qiáng)的適應(yīng)能力和豐富多彩的花色和葉色，特別是抗旱和抗寒能力強(qiáng)，在城市園林綠化中開發(fā)應(yīng)用后，可達(dá)到適樹適栽，降低綠化成本的目的[12]。因此，篩選優(yōu)良的野生植物資源在城市園林綠化中開發(fā)應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。