甘肅省野生鐵線蓮屬植物分布特征及觀賞性評價

張君芳，王艷莉，李子珍，黃 蓉，吳永華，田 青*

（1.甘肅農業(yè)大學林學院，甘肅 蘭州 730050；2.蘭州市園林科學研究所，甘肅 蘭州 730050）

鐵線蓮屬（Clematis）植物隸屬于毛茛科（Ranun?culaceae），為多年生草質或木質藤本，少數(shù)為直立灌木或草本［1-2］。全球約有300多種，我國共有155種，以華中和西南地區(qū)居多，其中甘肅有42種（含變種）［3］。該屬植物具有姿態(tài)優(yōu)美，花形美麗，花色豐富多變，果實奇特、較長的花、果期及抗逆性強等特點，有“藤本皇后”的美稱，是國外城市園林美化和庭院種植的極佳藤本植物［4-6］。此外，大部分野生鐵線蓮屬植物具有較高的藥用價值，如棉團鐵線蓮、繡球藤及小木通等具有治風濕、利尿消腫、口舌生瘡、活血痛經(jīng)等功效，兼觀賞價值與藥用價值與一身。我國鐵線蓮屬植物種類繁多，且大部分尚未被開發(fā)利用，對其研究多集中于種質資源調查和分類［7］、植物基因性狀［8］、藥用價值及成份［9］等方面。雖然我國野生鐵線蓮屬植物資源豐富但利用率很低，大部分都是從國外引種而來［10］。國內目前尚無野生鐵線蓮種質資源觀賞性評價的相關報道。因此對野生鐵線蓮屬植物進行觀賞性評價，為篩選優(yōu)質鐵線蓮種質資源和栽培育種提供理論依據(jù)，這對我國野生鐵線蓮屬植物的開發(fā)利用具有重要意義。

本研究以甘肅省42種（含變種）野生鐵線蓮屬植物為研究對象，通過查閱資料和實地調查，對其地理分布特征進行分析，并利用層次分析法對甘肅省野生鐵線蓮屬植物觀賞性進行評價，為甘肅省野生鐵線蓮屬植物的開發(fā)利用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

甘肅?。?2°31'～42°57'N，92°13'～108°46'E）位于我國西北地區(qū)，地處黃河上游，大部分地區(qū)位于地理劃分二級階梯上，地形呈狹長狀，地貌復雜多樣，囊括了高山、盆地、平川、沙漠和戈壁等，海拔大多在1000 m以上，四周為群山峻嶺所環(huán)抱。大部分地區(qū)氣候干燥，屬于溫帶大陸性干旱氣候［11］，各地氣溫差別大，年平均氣溫0～16℃，年降水量在36.6～734.9 mm，大致從東南向西北遞減，烏鞘嶺以西降水明顯減少，隴南山區(qū)和祁連山東段降水偏多。因全省地貌復雜和溫濕度差別大等原因，使全省野生植物種類繁多，分布廣泛。

1.2 研究方法

1.2.1 調查方法

2020～2021年，通過查閱《中國植物志》、《甘肅省植物志》、《中國高等植物圖志》、《秦嶺植物志》和《興隆山本地調查》等相關資料，整理出甘肅省野生鐵線蓮屬植物42種（含變種），對其分布較多的武都、宕昌、岷縣、秦安、榆中、永登等地進行實地調查，詳細記錄種類、生物學特征、生活型、分布及生境等，并對甘肅省野生鐵線蓮屬植物分布特征按照地域劃分進行歸類分析。

1.2.2 觀賞性評價方法

根據(jù)甘肅省野生鐵線蓮屬植物的生長特性，參考野生植物資源觀賞性評價的相關文獻及咨詢專家意見［12-17］，構建層次分析法（Analytic hierarchy pro?cess，APH）體系。評價體系分為四層，即目標層（A）、約束層（C）、標準層（P）最低層（D），詳見表1。采用yaahp軟件（軟件版本10）對鐵線蓮屬植物觀賞性各指標轉化使之量化，通過計算矩陣權重系數(shù)、一致性指標，得到各層次權重數(shù)據(jù)，一致性檢驗各層次CR值均小于0.1，說明模型建立結果可行，矩陣判斷合理。

表1 野生鐵線蓮觀賞性評價體系Tab.1 Establishment of the ornamental evaluation systemof wild Clematis

2 結果與分析

2.1 甘肅省野生鐵線蓮屬植物分布特征

2.1.1 甘肅省野生鐵線蓮屬植物垂直分布特征

通過整理和實地調查，發(fā)現(xiàn)甘肅省野生鐵線蓮屬植物主要分布于海拔550～4 000 m之間，垂直差為3 450 m。如下表2及圖1所示，按海拔500 m一個垂直段，1 000 m以下有13種，1 000～1 500 m有17種，1 500～2 000 m有25種，2 000～2 500 m有17種，2 500～3 000 m有10種，3 000～3 500 m有7種，3 500 m以上有4種?？梢? 000～2 500 m為甘肅省野生鐵線蓮屬植物集中分布的區(qū)域，海拔為1 500～2 000 m分布最多。不同生活型的野生鐵線蓮在甘肅地區(qū)表現(xiàn)出不同的分布特征，生活型為草質藤本和多年生草本的野生鐵線蓮屬植物大多分布于1 200 m以上的山坡、溝邊、路旁及灌木叢等。生活型為木質藤本和直立小灌木的野生鐵線蓮屬植物，如金佛鐵線蓮、柱果鐵線蓮、毛果揚子鐵線蓮、皺葉鐵線蓮、短毛鐵線蓮和小木通則分布于1 000 m以下，而鈍萼甘青鐵線蓮則在3 000～4 000 m有分布。

圖1 甘肅省野生鐵線蓮屬植物海拔分布Fig.1 Altitude distribution of wild Clematis in Gansu province

表2 甘肅省鐵線蓮屬植物分布Tab.2 Distribution of Clematis in Gansu province

2.1.2 甘肅省野生鐵線蓮屬植物地理分布特征

由于甘肅省野生鐵線蓮屬植物種類較多，地理劃分難度較大，故將甘肅省野生鐵線蓮屬植物按照草質、木質分開統(tǒng)計。參照我國氣候類型及干濕地區(qū)的劃分［18］，以甘肅的氣候類型和干濕地區(qū)劃分來分析甘肅省野生鐵線蓮屬植物的分布特征，如下圖2-3所示。甘肅省干旱地區(qū)野生草質鐵線蓮4種，野生木質鐵線蓮7種；半干旱地區(qū)有野生草質鐵線蓮5種，野生木質鐵線蓮13種；半濕潤地區(qū)有野生草質鐵線蓮4種，野生木質鐵線蓮17種；濕潤地區(qū)有野生草質鐵線蓮4種、野生木質鐵線蓮11種。甘青鐵線蓮、灰葉鐵線蓮、黃花鐵線蓮、短尾鐵線蓮、甘川鐵線蓮、長瓣鐵線蓮、小葉鐵線蓮在甘肅北部中部干旱及半干旱地區(qū)均有分布。其中甘青鐵線蓮、黃花鐵線蓮、灰葉鐵線蓮在甘肅西北部河西走廊酒泉、玉門、肅北、阿克塞地區(qū)有分布，黃花鐵線蓮甘肅分布最廣。鈍齒鐵線蓮、柱果鐵線蓮、小木通、大花薄葉鐵線蓮只在甘肅南部濕潤地區(qū)分布。

圖2 草質鐵線蓮在甘肅省的分布特征Fig.2 Distribution characteristics of grass vine Clematis in Gansu province

甘肅省野生鐵線蓮屬植物分布在四個氣候帶，即高原氣候區(qū)、中溫帶、暖溫帶和亞熱帶。如下圖4所示：高原氣候區(qū)有野生草質鐵線蓮5種、木質鐵線蓮15種；中溫帶有野生草質鐵線蓮2種、木質鐵線蓮3種；暖溫帶有野生草質鐵線蓮7種、木質鐵線蓮14種；亞熱帶有野生草質鐵線蓮5種、野生木質鐵線蓮13種；短柄鐵線蓮、光葉鐵線蓮、大花鐵線蓮僅在亞熱帶分布，東方鐵線蓮僅在中溫帶、暖溫帶分布。

圖4 野生鐵線蓮屬植物在甘肅不同氣候帶的分布Fig.4 Distribution of wild clematisin different climatic zones in Gansu province

甘肅省野生草質鐵線蓮在半干旱、半濕潤地區(qū)，暖溫帶、高原氣候區(qū)和亞熱帶分布較集中，而野生木質鐵線蓮在濕潤、半濕潤、半干旱地區(qū)，暖溫帶、亞熱帶和高原氣候區(qū)分布較集中。

2.2 甘肅省野生鐵線蓮屬植物觀賞性綜合評

2.2.1 判斷矩陣構造及權重指標

根據(jù)yaahp軟件計算得出約束層（C）權重，如下表3所示，約束層中C1層權重最大為0.578 0，主要包括花色P1、花徑P2、花期P3、花顯著度P4四個指標，說明野生鐵線蓮屬植物花性狀是鐵線蓮觀賞性評價最重要的指標；C2層權重0.229 9，主要包括果期P5、果型/柔毛P6，由于野生鐵線蓮屬植物果實較為特殊，被疏短柔毛和絹狀毛，形態(tài)也較為優(yōu)美，是野生鐵線蓮屬植物觀賞性評價的第二個重要指標，C3層權重0.119 0，主要包括葉質P7、葉類型P8、葉大小P9，野生鐵線蓮屬植物具有單葉、復葉可作為鐵線蓮屬植物觀賞性評價的第三個重要指標；C4權重0.155 9，主要包含抗旱性P10、抗寒性P11、資源數(shù)量P12、應用程度P13，是鐵線蓮屬植物觀賞性評價的第四個重要指標。

圖3 木質鐵線蓮在甘肅分布的分布特征Fig.3 Distribution characteristics of woody vine Clematis in Gansu province

2.2.2 觀賞性綜合分值分析

根據(jù)表3中各指標性狀權重分值，結合表4野生鐵線連屬觀賞性準則層評分標準，通過計算得到不同野生鐵線蓮觀賞性綜合分值。如下表4所示，將鐵線蓮屬植物評分分為4個等級，4.0分以上分為Ⅰ級，3.5～4.0（含4.0）為Ⅱ級，3.0～3.5（含3.5）為Ⅲ級，3.0以下為Ⅳ級。通過計算分析可以得出Ⅰ級鐵線蓮植物共6種，占甘肅省資源總數(shù)14.28%，分別為大花繡球藤、大花薄葉鐵線蓮、薄葉鐵線蓮、美花鐵線蓮、長瓣鐵線蓮和毛果鐵線蓮；Ⅱ級鐵線蓮植物共15種，占甘肅省資源總數(shù)35.71%，分別為棉團鐵線蓮、短尾鐵線蓮、繡球藤、粗齒鐵線蓮、秦嶺鐵線蓮、鈍齒鐵線蓮、鈍萼鐵線蓮、金佛鐵線蓮、短毛鐵線蓮、揚子鐵線蓮、毛果揚子鐵線蓮、皺葉鐵線蓮、小木通、威靈仙、光葉鐵線蓮；Ⅲ級鐵線蓮植物共7種分別為粉綠鐵線蓮、女萎、東方鐵線蓮、寬柄鐵線蓮、鈍萼甘青鐵線蓮、甘川鐵線蓮、黃花鐵線蓮，占甘肅省資源總數(shù)19.05%；其余15種為Ⅳ級，占甘肅省資源總數(shù)33.72%。

表3 野生鐵線蓮屬植物觀賞性評價綜合指標矩陣判斷及一致性檢驗結果Tab.3 Judgment and consistency test results of comprehensive index matrix for ornamental evaluation of Clematis

表4 野生鐵線蓮屬植物觀賞性準則層評分標準Tab.4 Scoring criteria for the ornamental criterion layer of Clematis

3 討論與結論

甘肅地處青藏、蒙新、黃土三大高原和秦巴山區(qū)交匯處，復雜的地形與多樣地貌造就了甘肅省具有豐富的植物資源，這也是甘肅省野生鐵線蓮屬植物種質資源豐富的原因之一。本研究通過對甘肅野生鐵線蓮屬植物分布特征研究分析表明，甘肅省野生鐵線蓮屬植物主要集中于甘肅省東南部和中部半干旱、半濕潤、濕潤地區(qū)、亞熱帶、暖溫帶和高原氣候區(qū)，在甘肅西北部干旱地區(qū)分布較少，屬于零星分布。造成野生鐵線蓮屬植物分布差異性的原因可能是植物在不同的水分、溫度、土壤pH、鹽離子脅迫等作用下在不同海拔和氣候區(qū)野生鐵線蓮屬植物的生理生化作用不同［19］，其機理尚需進一步研究探明。

觀賞植物在園林中的應用要考慮觀賞植物觀賞特征的時效性，應與其他觀賞植物搭配合理，呈現(xiàn)出觀賞性隨季節(jié)變化出現(xiàn)不同的美感，尤其在我國西北地區(qū)四季分明，園林景觀需要多樣性［20］。本研究篩選出的Ⅰ級野生鐵線蓮包括大花繡球藤、大花薄葉鐵線蓮、薄葉鐵線蓮、美花鐵線蓮、長瓣鐵線蓮和毛果鐵線蓮具有株型優(yōu)美、攀爬性強、花色純正，花徑大，三出復葉或羽狀復葉，花期4月至8月，果期從6月至12月，具有較強的開發(fā)價值?？勺鳛榇骸⑾?、秋、冬四季的垂直綠化觀賞植物對其直接引種栽培。II、III的野生鐵線屬植物大多也具有花形多樣、較強的耐旱性和耐寒性等，也具有一定的開發(fā)價值，可根據(jù)其生長特性作為新品種培育的親本植物材料，或可用于垂直綠化、地被、盆栽及花卉裝飾等［21］。其次根據(jù)鐵線蓮易于攀爬的特性與其他藤本觀賞植物一樣，對城市綠化的價值在于能夠形成葉片密集覆蓋的枝條，具有動態(tài)裝飾效果且占據(jù)較小的種植面積。此外，部分野生鐵線蓮對生長條件要求較低，可以美化建筑外墻、外屋、棚屋、籬笆、老樹干等。也可以在室外露臺、陽臺上形成陰影，使這些結構具有清晰獨特的外觀。也可以用作山坡、池塘岸邊、公路和鐵路兩側的地蓋植物。

綜上所述，充分挖掘甘肅省野生鐵線蓮屬植物的觀賞性特征和應用潛力，一方面可以將品質優(yōu)良的野生鐵線蓮屬植物直接應用到園林、城市垂直綠化中豐富園林觀賞植物種類；另一方面結合園林應用及市場需求，可通過雜交育種或者通過調控花色、花期、葉片性狀等關鍵基因來改變植物性狀，使品種更加優(yōu)良、更適于園林栽培和觀賞［22-23］。

表5 野生鐵線蓮屬植物觀賞性綜合評分及等級劃分Tab.5 Comprehensive ornamental scores and grade divisionsof wild Clematis plants