海珠國家濕地公園新引進(jìn)植物調(diào)查及其綜合評價

摘要

為充分發(fā)掘適生于海珠國家濕地公園一期東側(cè)地塊的植物種質(zhì)資源，對新引進(jìn)的103種植物進(jìn)行調(diào)查，采用層次分析法構(gòu)建海珠國家濕地公園新引進(jìn)植物綜合評價體系，根據(jù)觀賞價值、生態(tài)適應(yīng)性、開發(fā)應(yīng)用價值3個準(zhǔn)則層和16個評價指標(biāo)開展綜合評價。結(jié)果表明，該評價體系指標(biāo)按權(quán)重值從高到低排序依次為生態(tài)適應(yīng)性、觀賞價值、開發(fā)應(yīng)用價值，生態(tài)適應(yīng)性最為重要，符合研究強(qiáng)調(diào)收集、培育和篩選濕地植物資源的研究目標(biāo)要求；通過分析計(jì)算可知，海珠濕地103種新引進(jìn)植物綜合表現(xiàn)良好，并被劃分為4個等級，其中Ⅰ級、Ⅱ級植物共32種，其生態(tài)適應(yīng)性、觀賞性均較好，且應(yīng)用價值較高。

Abstract

In order to fully exploit the plant germplasm resources suitable for the eastern part of the first phase of Haizhu National Wetland Park， this study investigated 103 newly" introduced plants species. The Analytic Hierarchy Process was employed to construct a comprehensive evaluation system for the newly introduced plants. Comprehensive evaluation was carried out based on three criterion levels， namely ornamental value， ecological adaptability， and development and application value， as well as 16 aspects as evaluation indicators. The results showed that ecological adaptability had the highest weight， followed by ornamental value， and development and application potential. The ecological adaptability is the most important， which is consistent with this research's goal of emphasized the collection， cultivation and screening of wetland plant resources. Through analysis and calculation， the 103 newly introduced plants have shown good adaptation in Haizhu Wetland and are categorized into 4 grades， including 32 plants of gradeⅠ and gradeⅡ， with good ecological adaptability and ornamental ability and high application value.

文章亮點(diǎn)

1）運(yùn)用層次分析法（AHP）構(gòu)建海珠濕地新引進(jìn)植物評價模型，綜合多維度指標(biāo)進(jìn)行評價；2）明確生態(tài)適應(yīng)性指標(biāo)在植物評價中權(quán)重最高，契合濕地生態(tài)修復(fù)需求；3）篩選出32種綜合評價值較高的植物，為濕地植物配置提供參考。

關(guān)鍵詞

生態(tài)適應(yīng)性；種質(zhì)資源；生物多樣性；濕地；層次分析法

Keywords

Ecological adaptation; Germplasm resources; Biodiversity; Wetland; Analytic hierarchy process

濕地是分布于陸生生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)之間，具有獨(dú)特水文、土壤、植被與生物特征的生態(tài)系統(tǒng)。濕地植物作為濕地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者，在恢復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng)功能、吸附和降解環(huán)境污染物、保護(hù)環(huán)境和生物遺傳多樣性等方面發(fā)揮著重要作用[1]。近30年來，隨著城市快速發(fā)展，濕地生物多樣性不斷減少，導(dǎo)致濕地資源逐漸喪失[2]。引進(jìn)園林植物資源不僅可以豐富濕地公園的植物種類，提升濕地公園景觀效果，還能為鳥類、魚類、昆蟲等動物提供棲息地，從而提高濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

廣州海珠國家濕地公園（以下簡稱“海珠濕地”），是典型的三角洲城市湖泊與河流濕地類型的復(fù)合濕地系統(tǒng)，是廣州市內(nèi)的重要生態(tài)區(qū)域，被譽(yù)為“廣州綠心”。海珠濕地一期東側(cè)地塊原為萬畝果園，園區(qū)內(nèi)植物種類較單一，河涌水體渾濁。近年來，海珠濕地通過引進(jìn)、培育和開發(fā)利用適宜濕地環(huán)境的新優(yōu)園林植物，既增強(qiáng)了濕地基底恢復(fù)能力，又提高了棲息環(huán)境的景觀多樣性[3]，進(jìn)一步推動了濕地生態(tài)系統(tǒng)的重建和恢復(fù)，有效增強(qiáng)了濕地的生態(tài)功能。目前，關(guān)于海珠濕地植物資源的研究主要涉及禾本科植物[4]、草本植物[5]、鳥類食源植物[6]、浮游植物[7～8]等方面，還有對海珠濕地植物組成和生境類型的調(diào)查[9]。然而，對海珠濕地植物評價研究尚未見報(bào)道。

2021年以來，海珠濕地一期東側(cè)地塊引進(jìn)了大量新優(yōu)植物。筆者基于海珠濕地原有植物種類情況，持續(xù)觀測新引進(jìn)的適生于果林濕地的新優(yōu)園林植物資源。本文通過層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）對海珠濕地新引進(jìn)植物的觀賞特性、生態(tài)適應(yīng)性及開發(fā)應(yīng)用潛力進(jìn)行綜合評價，初步建立海珠濕地新引進(jìn)植物資源綜合評價體系，篩選出適應(yīng)性較強(qiáng)的景觀植物，為豐富海珠濕地生物多樣性提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究材料

海珠濕地位于廣州市海珠區(qū)東南部（113°18′40″～113°21′50″E，23°02′58″～23°04′53″N），總面積為1 100 hm2。海珠濕地地處北回歸線以南，屬海洋性南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，光熱資源充足，年平均日照時數(shù)超過1 500 h，年平均氣溫21.4～22.0℃；7月平均氣溫28.7℃，1月平均氣溫14℃；無霜期達(dá)345 d；年均降雨量1 784 mm，其中4月至9月雨量占80% [10]。本研究地塊位于海珠濕地一期北門東側(cè)的閑置苗圃地塊，規(guī)劃用地面積約10.3 hm2，南面緊鄰海珠濕地一期的其他園區(qū)，西傍綠心湖，內(nèi)有河涌穿越。場地內(nèi)新種植植物的區(qū)域已進(jìn)行土壤改良，土層深厚肥沃，較適宜植物生長。

根據(jù)《海珠濕地品質(zhì)提升工作方案》（穗林業(yè)園林通〔2019〕198號），廣州市在2019—2021年啟動了海珠濕地花卉植物研究展示區(qū)建設(shè)項(xiàng)目。本研究主要對2021年新引進(jìn)的植物資源進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，選取其中103種植物開展栽培觀測，并對其進(jìn)一步綜合評價。

1.2 綜合評價體系的構(gòu)建

1.2.1 評價指標(biāo)確定

層次分析法是一種多目標(biāo)決策分析方法，結(jié)合定性與定量分析，廣泛應(yīng)用于生態(tài)評價領(lǐng)域[11]。海珠濕地引進(jìn)的新優(yōu)園林植物種質(zhì)資源，包括適應(yīng)濕地環(huán)境的陸生植物，以及水生、濕生植物。以栽種植物資源促進(jìn)城市濕地生態(tài)修復(fù)為目標(biāo)，建立海珠濕地植物種質(zhì)資源綜合評價體系，該體系由1個目標(biāo)層（A）、3個準(zhǔn)則層（C）及16個標(biāo)準(zhǔn)層（P）組成。具體評價指標(biāo)包括整體觀賞期、花果顯示程度、色彩、芳香性、奇特性、綠葉期、株型、生長勢、溫度、水分、光照、病蟲害、分布范圍、繁殖難易程度、經(jīng)濟(jì)價值和生態(tài)利用。

1.2.2 評分標(biāo)準(zhǔn)確定

本文基于對海珠濕地植物種質(zhì)資源的生態(tài)適應(yīng)性、觀賞價值、開發(fā)應(yīng)用價值進(jìn)行充分觀察，通過現(xiàn)場觀測、查閱文獻(xiàn)、參考前人評價體系[12～14]以及咨詢3位植物資源收集保育方面的專家意見，確定了評分標(biāo)準(zhǔn)（表1）。本評價體系采用10分制，按照Ⅰ級得10分、Ⅱ級得8分、Ⅲ級得6分、Ⅳ級得4分、Ⅴ級得2分進(jìn)行分級評價。

1.2.3 綜合評價計(jì)算方法

根據(jù)研究工作的具體情況，構(gòu)建海珠濕地植物種質(zhì)資源綜合評價指標(biāo)體系。通過咨詢行業(yè)專家及實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)，對各評價指標(biāo)的定量和非定量因素進(jìn)行統(tǒng)一測度。按照1～9比率標(biāo)度及其倒數(shù)標(biāo)度法[15]，對各層次因素進(jìn)行兩兩比較，按重要性程度評定等級，構(gòu)造出A-Ci、C1-Pi、C2-Pi、C3-Pi共4個判斷矩陣（表2）。

對于每個判斷矩陣，計(jì)算出所有標(biāo)準(zhǔn)層對于目標(biāo)層A的相對重要性權(quán)值，即層次總排序，進(jìn)而得出總排序權(quán)值向量W。通過計(jì)算各判斷矩陣的最大特征根（λmax）和特征向量（x），得出各指標(biāo)的權(quán)重值。接著利用Yaahp 10.3層次分析法軟件，依據(jù)公式CR=CI/RI進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，當(dāng)判斷矩陣具有滿意的一致性時，其最大特征根稍大于或等于矩陣階數(shù)n，一致性指標(biāo)CI接近于0，當(dāng)CR小于0.1時，判斷矩陣通過一致性檢驗(yàn)。

由專家按照表1的評分標(biāo)準(zhǔn)為103種濕地植物賦分，以R表示標(biāo)準(zhǔn)層指標(biāo)的得分。然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)層（P）相對于目標(biāo)層（A）的總排序權(quán)值W加權(quán)綜合，計(jì)算植物的綜合得分，公式為A=R1×W1+R2×W2+……+R16×W16，最后將綜合得分由高到低排序。

2 結(jié)果與分析

2.1 判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)結(jié)果

依據(jù)上述構(gòu)建的綜合評價指標(biāo)體系及計(jì)算方法，對海珠濕地新引進(jìn)植物進(jìn)行綜合評價，建立判斷矩陣。通過Matlab 7.0軟件計(jì)算，結(jié)果顯示4個判斷矩陣檢驗(yàn)系數(shù)CR均小于0.1，說明層次總排序具有滿意的一致性（表2），評價結(jié)果有效。

2.2 各評價指標(biāo)對目標(biāo)層的權(quán)重

本研究旨在篩選出適應(yīng)性強(qiáng)、具有觀賞性和生態(tài)價值高的植物資源。按表3的結(jié)果，在A-Ci層的權(quán)重值中，C2權(quán)重值最大（0.539 6），在濕地植物資源開發(fā)應(yīng)用中，應(yīng)首先考慮植物的生態(tài)適應(yīng)性。結(jié)合該層次6個因素的權(quán)值，最大權(quán)重系數(shù)為溫度P9和水分P10 ，其次為光照P11 ，再者為生長勢P8 、病蟲害P12 、分布范圍P13" 。溫度、水分是影響植物生長和發(fā)育的基礎(chǔ)條件；光照是植物的主要能量來源，對植物生長和發(fā)育具有重要影響；植物的生長勢、病蟲害和分布范圍，是溫度、水分、光照等多種因素綜合作用的結(jié)果。這說明植物具有溫度、水分、光照適應(yīng)性至為重要，適應(yīng)性越強(qiáng)，長勢越好，更適合收集、應(yīng)用在本研究地塊。在觀賞價值和開發(fā)應(yīng)用價值方面，整體觀賞期P1和生態(tài)利用P16權(quán)重較大，說明在豐富海珠濕地植物種質(zhì)資源種類、促進(jìn)濕地生態(tài)系統(tǒng)的重建和恢復(fù)中，觀賞時間長、具有生態(tài)利用功能的植物應(yīng)用價值更高。

2.3 植物資源的綜合評價分析

海珠濕地新引進(jìn)植物種質(zhì)資源共103種，隸屬65科94屬，其中喬木31種，灌木34種，草本32種、藤本6種。該103種植物經(jīng)過3年的栽培養(yǎng)護(hù)，由3名園林植物專家對其當(dāng)前生長適應(yīng)性、觀賞價值和開發(fā)應(yīng)用價值進(jìn)行綜合評價，通過AHP法計(jì)算得出每個植物的綜合評價值。由表4可知，103種濕地植物的綜合評價得分為7.10分，說明海珠濕地新種植物整體適應(yīng)性和應(yīng)用效果良好。根據(jù)綜合評價值的分布情況和經(jīng)驗(yàn)，將103種濕地植物分為4個等級：Ⅰ級（A≥8.0）共14種，綜合價值最高，在海珠濕地表現(xiàn)良好，長勢和生態(tài)適應(yīng)性良好，適合收集、培育和推廣應(yīng)用；Ⅱ級（7.5≤Alt;8.0）共18種，綜合價值較高，僅在個別指標(biāo)上表現(xiàn)稍有不足，其他方面均表現(xiàn)良好，較適合開展收集、培育和適度應(yīng)用；Ⅲ級（7.0≤Alt;7.5）共26種，綜合價值中等，可選擇性應(yīng)用；Ⅳ級（lt;7.0）共45種，適應(yīng)性一般，需加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，可豐富物種多樣性。

3 討論

在海珠濕地從退化果園到構(gòu)建豐富生物多樣性的國家濕地公園[16]的生態(tài)功能修復(fù)過程中，種質(zhì)資源是生物多樣性的基礎(chǔ)。海珠濕地收集、保護(hù)植物資源，為濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展提供了重要支持。2021年以來，本研究地塊建立了原生濕地植物搶救區(qū)、保育示范區(qū)，主要引進(jìn)了具有較高觀賞價值與開發(fā)應(yīng)用潛力的植物資源，其中有國家一級保護(hù)植物2種，為坡壘和紅豆杉；國家二級保護(hù)植物5種，為橙花破布木、舟山新木姜子、金耳環(huán)、野生稻和金豆。綜合評價顯示，除了紅豆杉、橙花破布木的評價等級為Ⅱ級以外，其他國家保護(hù)植物的評價等級為Ⅲ、Ⅳ級。結(jié)果表明對于這些適應(yīng)性較差的珍稀瀕危植物以及其他Ⅲ、Ⅳ級植物，極有必要開展長期監(jiān)測并探索適應(yīng)性管理措施。這將有利于物種保育，增加海珠濕地的生物多樣性，維護(hù)生態(tài)平衡，推動海珠濕地的可持續(xù)發(fā)展。

本研究運(yùn)用AHP法對海珠濕地新引進(jìn)植物種質(zhì)資源進(jìn)行綜合評價，將植物的形態(tài)、生態(tài)適應(yīng)性、應(yīng)用價值等抽象性評價因素定量化，為植物評價提供了相對全面、客觀、科學(xué)的依據(jù)。在本評價模型準(zhǔn)則層中，生態(tài)適應(yīng)性（0.539 6）的權(quán)重值最高，與譚廣文[17]、趙揚(yáng)輝[18]等的評價標(biāo)準(zhǔn)一致，這是因?yàn)榫哂袃?yōu)良生態(tài)適應(yīng)性的植物在海珠濕地這種特定環(huán)境中更易被馴服、繁育和推廣[19～22]。海珠濕地一期東側(cè)地塊原為萬畝果園，由于長期缺乏管理，園內(nèi)果林退化，病蟲害頻發(fā)，大氣和水受污染嚴(yán)重，土壤黏重、偏堿，生態(tài)環(huán)境遭到破壞。因此，專家更加重視植物在海珠濕地環(huán)境下的最低生存條件，生態(tài)適應(yīng)性便成為該區(qū)域植物綜合評價的首要考量指標(biāo)，其次才是觀賞價值和開發(fā)應(yīng)用價值。該評價結(jié)果對以豐富海珠濕地植物種質(zhì)資源為目的進(jìn)行適生性和觀賞價值評價具有借鑒意義，但隨著植物資源研究的不斷深入，適時調(diào)整評價指標(biāo)及其權(quán)重是十分必要的，以更好地適應(yīng)研究的發(fā)展和濕地生態(tài)環(huán)境的變化。

研究所調(diào)查的103種植物資源覆蓋了喬木、灌木、草本和藤本等不同生活型，其中有32種植物的綜合評價在7.5分以上，包括蓮玉蕊、大羅傘樹、舞女蒲桃、詩琳通含笑、破布葉、勞氏紫薇、野芋、紫玉盤柯、八角楓、多花皇冠果、山油柑、菲律賓石梓、臺灣火筒樹等，它們在海珠濕地表現(xiàn)出較強(qiáng)的生長適應(yīng)性和較快的生長速度，同時具有良好觀賞性和較高的園林開發(fā)應(yīng)用價值。這些植物的成功引進(jìn)和良好表現(xiàn)，有助于將海珠濕地從單層次結(jié)構(gòu)果林構(gòu)建為喬灌草復(fù)層結(jié)構(gòu)植物群落，優(yōu)化了海珠濕地的生態(tài)景觀結(jié)構(gòu)，適宜在海珠濕地植物配置中推廣應(yīng)用。

4 結(jié)語

本研究通過構(gòu)建海珠濕地新引進(jìn)植物綜合評價體系，明確了生態(tài)適應(yīng)性在植物評價體系中的核心地位。研究表明，生態(tài)適應(yīng)性的權(quán)重高于觀賞價值和開發(fā)應(yīng)用價值，這與濕地生態(tài)修復(fù)進(jìn)程中對植物篩選的需求一致。在綜合評估中海珠濕地新引種植物整體表現(xiàn)呈現(xiàn)良好態(tài)勢，有32種Ⅰ、Ⅱ級植物在生態(tài)適應(yīng)性、觀賞性和應(yīng)用潛力等方面優(yōu)勢顯著，具有較高的推廣價值，有望在濕地生態(tài)建設(shè)與景觀營造中發(fā)揮重要作用；Ⅲ、Ⅳ級植物的綜合表現(xiàn)相對較弱，但其依然為濕地生物多樣性的維持提供一定基礎(chǔ)，在豐富濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面具有不可忽視的意義。

本研究針對海珠濕地新引進(jìn)植物構(gòu)建了全面的綜合評價體系，并緊密結(jié)合濕地生態(tài)修復(fù)的實(shí)際需求確定了各評價指標(biāo)的權(quán)重，為濕地植物評價領(lǐng)域提供了新方法。然而，本研究存在一定的局限性。一方面，部分評價指標(biāo)的評分受主觀因素影響，這可能在一定程度上降低了評價結(jié)果的客觀性和準(zhǔn)確性；另一方面，本研究僅對植物在3年栽培期內(nèi)的表現(xiàn)進(jìn)行考察，未能充分考慮植物在長期生長過程中，面對不斷變化的生態(tài)環(huán)境，其生態(tài)適應(yīng)性可能發(fā)生的動態(tài)變化。

基于以上研究局限，未來可從以下方面展開深入研究。首先，優(yōu)化評價指標(biāo)的量化方法，引入更為科學(xué)、客觀的評價手段，以有效減少主觀因素對評價結(jié)果的干擾，提高評價體系的可靠性和準(zhǔn)確性。其次，開展長期定位監(jiān)測研究，持續(xù)跟蹤和記錄植物在不同生長階段及生態(tài)環(huán)境變化下的適應(yīng)性表現(xiàn)，從而完善植物綜合評價體系。此外，進(jìn)一步拓展研究范圍，探索植物與濕地生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的相互作用關(guān)系，挖掘植物在生態(tài)修復(fù)中的潛力，為海珠濕地的生態(tài)保護(hù)和植物資源利用提供更科學(xué)、全面的指導(dǎo)。

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