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浙江木蘭科野生觀賞植物資源及評價

2018-05-14 14:44方曉晨王盼張雪瑩孔琳玲文雯王璐瑤葉鐸
熱帶作物學報 2018年8期
關鍵詞:種質資源層次分析法浙江

方曉晨 王盼 張雪瑩 孔琳玲 文雯 王璐瑤 葉鐸

摘 要 總結浙江省木蘭科野生植物資源特征的基礎上,綜合考慮觀賞價值、開發潛力和生物學特性等因素,確定12個評價因子,構建了目標資源的層次分析(AHP)模型,對浙江省12種木蘭科野生植物的觀賞特征及其他用途進行了綜合評分與評價。厚樸(Magnolia officinalis)、深山含笑(Michelia maudiae)、黃山玉蘭(Yulania cylindrica)、天目玉蘭(Yulania amoena)具有優良的綜合特性,可大規模開發利用。鵝掌楸(Liriodendron chinense)、玉蘭(Yulania denudata)、星花玉蘭(Yulania stellata)可適當開發利用。野含笑(Michelia skinneriana)、天女花(Oyama sieboldii)、樂東擬單性木蘭(Parakmeria lotungensis)適合小規模開發利用。木蓮(Manglietia fordiana)、雅致含笑(Michelia elegans)可暫不開發利用。

關鍵詞 木蘭科;種質資源;觀賞;層次分析法;浙江

中圖分類號 S324 文獻標識碼 A

Abstract According to specimen, document files and on - site investigation, this paper outlined the germplasm resources of wild Magnolia and its distribution in Zhejiang Province, and the ornamental values of these Magnolia species were evaluated using Analytic Hierarchy Process (AHP) models. Four species of Magnolia officinalis, Michelia maudiae, Yulania cylindrical and Yulania amoena, which got high comprehensive scores in the research, could be exploited and utilized on a large scale. Liriodendron chinense, Y. denudata, Y. stellata could be developed considerably. M. skinneriana, Oyama sieboldii and Parakmeria lotungensis fit for development on a small scale, and M. fordiana and Michelia elegans were relatively unsuitable for exploration in present. Wild ornamental plant resources of Magnolia in Zhejiang are rich, and have various ornamental characteristics and geographical distribution. Some exploration and utilization works could be carried out according to the study.

Keywords Magnoliaceae; gemplasm; ornamental; analytic hierarchy process; Zhejiang

DOI 10.3969/j.issn.1000-2561.2018.08.007

觀賞植物已逐漸成為城市綠化、園林景觀的重要組成部分,同時推動了森林旅游、觀賞花卉等相關新興產業的發展[1-2]。利用合理的評價方法對觀賞植物進行評價,篩選出具有優良特性的種質資源,從而有助于引導觀賞植物的栽培方向,對節省人力、物力具有很大的幫助[3-5]。

木蘭科(Magnoliaceae)植物是最原始的植物類群之一,以其大花雅致、株型優美、寓意豐富,在我國具有悠久的栽培歷史,是園林綠化中的優良觀賞樹種[6-7]。近年來,木蘭科植物也陸續被開發作材用、藥用、工業用、香料用途等,具有更加廣泛的開發前景[8]。我國木蘭科植物資源豐富,有13屬,約112種[9-10],其野生資源分在海拔0~ 3 500 m范圍內,海拔500~2 000 m是其垂直分布中心,水平分布中心在北緯20°~25°和東經90°~ 100°之間,年平均氣溫15~26 ℃的熱帶和亞熱帶地區[9]。我國南部和西南部是木蘭科分布的主要區域,同時也是我國特有種分布的中心[10-11]。

浙江省木蘭科野生資源集中分布于省內西南山地中的亞熱帶常綠闊葉林,具有多種珍稀瀕危物種,如鵝掌楸、厚樸等。但目前缺乏對浙江木蘭科野生資源的評價研究。本研究擬利用層次分析法,從觀賞價值、開發潛力、生物學特性3個方面,分12個層次對浙江木蘭科野生植物資源進行評價,在分析浙江木蘭科野生資源分布與利用現狀的基礎上,為目標資源的篩選與合理開發利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

浙江省地處我國東南沿海亞熱帶季風氣候區(位于27°03N~31°11N,118°02E~123°08E),年平均氣溫為15~18℃,年均降水量1 092~ 2 029 mm,無霜期241~351 d。地貌屬華中華東低山與丘陵、江浙沖積平原的一部分,地勢西南高東北低,呈階梯狀下降[12]。西南以山地為主,中部以丘陵為主,東北部是低平的沖積平原。山地和丘陵占全省面積的70.4%,平原和盆地占23.2%。全省生態系統豐富,典型植被為亞熱帶常綠闊葉林,還有常綠落葉闊葉混交林、針葉林、針闊混交林、竹林、次生灌叢等多種植被類型[13]。參照浙江省自然地理區劃,本研究將浙江省劃分為6個自然地理區,包括北部平原區、西部中山丘陵區、中部盆地區、南部中山區、東部丘陵區及濱海島嶼。

1.2 木蘭科植物野生資源

在資料收集與野外踏查的基礎上,以“Flora of China”作為參考依據,確定木蓮(Manglietia fordiana)、厚樸(Magnolia officinalis)、天女花(Oyama sieboldii)、樂東擬單性木蘭(Parakmeria lotungensis)、天目玉蘭(Yulania amoena)、黃山玉蘭(Yulania cylindrica)、玉蘭(Yulania denudata)、星花玉蘭(Yulania stellata)、雅致含笑(Michelia elegans)、深山含笑(Michelia maudiae)、野含笑(Michelia skinneriana)、鵝掌楸(Liriodendron chinense)等12種浙江省木蘭科野生分布植物作為綜合評價對象,總結木蘭科植物的野生資源分布特征、觀賞價值和用途。

1.3 木蘭科觀賞植物評價方法

層次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)是美國匹茲堡大學教授Thomas L. Saaty于20世紀70年代提出的多目標決策方法[14]。通過將目標問題分層、構造判斷矩陣并求出特征向量、求出各層次元素相對于上一層次元素的優先權重,從而利用加權得分法得出綜合評價值,采用量化指標將定性分析轉化為定量分析,有效提高了評價結果的客觀性、可行性和科學性。通過確定權重建立綜合評價的方法中,層次分析法最為系統、靈活、簡潔[15-16]。

1.3.1 建立層次結構圖 根據觀賞植物野生資源開發利用的特點,以3個二級指標、12個三級指標構建綜合評價模型(表1)。

1.3.2 構造判斷矩陣及一致性檢驗 根據各類指標的作用程度以及重要性不同,建立指標層的各個指標P1~P12兩兩判斷矩陣。判斷矩陣的值采用1~9比例標度對重要性程度賦值,倒數表示兩個指標之間的反比較。完成判斷矩陣的構建后,要進行一致性檢驗。經檢驗,本研究中所列出的判斷矩陣均具有滿意的一致性(由于計算過程過于繁雜冗長,在此省略)。

1.3.3 層次總排序,選出最優方案 利用判斷矩陣,計算對于上一層某元素而言本層次與之有聯系的元素的重要性次序的權值的過程,稱為層次單排序。利用該層所有層次單排序的結果,計算出該層元素的組合權重,成為層次總排序。標準層(P)指標得分P1~P12見表2??梢钥闯?,P11

分布范圍所占權重最大,為非常重要指標(>0.15); P1花果色、P2花徑、P3花奇特性、P5花果顯示程度、P10利用程度、P12生長狀況為重要指標(>0.1);P7觀賞器官量為較重要指標(>0.05);P4芳香性、P6觀賞期、P8葉形、P9株型為不重要指標(<0.05)。

1.3.4 P層各評價指標的評分標準 在花果的評價上,顏色鮮艷、花大芳香、花期較長的物種被視作具有強烈的展示功能,故像藍色、紫色等罕見花色得分較高,鮮艷的紅色、白色次之。在葉形及株型觀賞方面,葉形奇特、株型緊湊的觀賞效果較好,故得分較高,而葉形常見、株型稀疏的則得分較低。開發潛力方面,按照藥用、材用、工業用、香料4個開發項目進行評分,已被開發的項目越多,開發潛力越低,得分越低。分布范圍能夠體現物種的適生程度,分布范圍得分高的物種,說明其適應環境的能力較強。生長狀況表示植物的長勢,按物種長勢繁茂程度給分,枝葉越繁茂,得分較高。

在表3列舉的所有評分標準中,分布范圍(P11)所占權重最大,故影響綜合評價得分作用最為顯著,因此分布范圍較為廣泛的物種將被賦予較高分值。

2 結果與分析

2.1 浙江木蘭科野生資源及分布概況

浙江省有木蘭科野生植物12種,屬7屬,分別為木蓮屬(Manglietia)、木蘭屬(Magnolia)、天女花屬(Oyama)、擬單性木蘭屬(Parakmeria)、玉蘭屬(Yulania)、含笑屬(Michelia)、鵝掌楸屬(Liriodendron)。其野生資源分布情況如表4所示。

2.2 浙江木蘭科植物的觀賞特性及應用

2.2.1 莖的觀賞 木蘭科植物的樹皮光滑,大多數為灰白色或褐色,樹皮光滑,小枝顏色多變。鵝掌楸等樹種成年可高達30 m以上;樂東擬單性木蘭樹干通直;野含笑芽、嫩枝、葉柄及花梗均密被褐色長柔毛,具有較高的觀賞性。

2.2.2 葉的觀賞 木蘭科植物葉形奇特多變,長圓形、倒卵形、披針形、倒披針形、橢圓形不一而足,鵝掌楸屬具有似馬褂形的葉片。木蓮屬、含笑屬葉質多為革質,厚樸屬、玉蘭屬等多為紙質。厚樸葉片較大,長達20~30 cm;星花玉蘭葉片較小,僅有4~10 cm。從葉色上看,厚樸上面綠色,下面灰綠色,被白粉且有平伏柔毛;樂東擬單性木蘭嫩葉呈紫色或黃褐色,均適宜觀賞;鵝掌楸葉柄細長,入秋后葉片呈金黃色,觀賞價值高。

2.2.3 花的觀賞 木蘭科植物花大色艷、多具香氣?;ū坏孤研?、長圓形、披針形、匙形各具特色。天女花為白色,花梗細長,花與葉同時開放或后于葉開放;樂東擬單性木蘭雄花外輪3~4片淺黃色,內兩至三輪白色略帶紫色;深山含笑和玉蘭花被白色,基部稍呈淡紅色或淡粉紅色。厚樸、玉蘭等花被較大,花被直徑可達15 cm以上;雅致含笑花被較小,但花朵密度較高。

2.2.4 果的觀賞 木蘭科植物以其獨特的蓇葖果而引人注目,而紅色、黑色果實或種子也吸引了動物取食。玉蘭的果實長達8~17 cm,直徑3~ 5 cm;黃山玉蘭蓇葖果初綠帶紫紅色,后變暗黑紫色;天女花果實熟時鮮紅色;野含笑、木蓮等果實熟時為黑褐色。顏色迥異的果實為木蘭科物種增添了觀賞趣味。

2.3 木蘭科觀賞特征評價

通過3個二級指標、12個三級指標對12種野生木蘭科觀賞植物進行了定性、定量相結合的分析評價。根據上述模型及計算方法,得到了浙江木蘭科野生植物資源綜合評價得分及4個等級(表5)。其中,厚樸、深山含笑、黃山玉蘭、天目玉蘭為Ⅰ級(>3.5分):具有優良的生物學特性和極高的觀賞價值,且能良好的適應環境,可大規模開發利用;鵝掌楸、玉蘭、星花玉蘭為Ⅱ級(3.0~3.5分):具有較優良的生物學特性和較高的觀賞價值,能夠適應的環境較為廣泛,可以適當開發利用;野含笑、天女花、樂東擬單性木蘭為Ⅲ級(2.5~3.0分):具有一般的生物學特性和普通的觀賞價值,適合小規模開發利用;木蓮、雅致含笑為Ⅳ(<2.5分)級,可暫不開發利用。

3 討論

3.1 浙江木蘭科野生資源分布與應用

本研究總結了浙江省木蘭科野生植物有7屬12種,分布在55個市或縣中。浙江木蘭科野生植物水平分布集中在南部中山區和西部中山丘陵區的自然保護區內,垂直分布集中在海拔500~ 2 000 m的山區和丘陵,低于海拔500 m的僅有玉蘭、野含笑2種,高于海拔1 600 m的僅天女花1種。浙江年氣溫適中,光照時間充足,給喜光植物提供了良好的生存環境;雨量豐沛,空氣濕潤,使喜溫暖濕潤的木蘭科物種得以更好地生長。但近年來頻繁發生自然災害和人類干擾,環境正在逐漸惡化。生境的破碎化導致野生物種生存困難,有瀕臨滅絕的趨勢[17-18],厚樸、鵝掌楸等木蘭科野生植物成為國家二級保護植物或瀕危植物,野含笑被列為浙江省級珍稀瀕危植物[19]。只有深入研究木蘭科植物野生資源的分布,使更多木蘭科植物的價值受到重視,才能給木蘭科植物提供更有效的保護措施,逐步擺脫瀕危的趨勢。

木蘭科植物大多具有花大雅致、芳香馥郁、樹姿優美等特征,可培育成為園林景觀樹種。其中玉蘭屬和含笑屬花氣馥郁芬芳,可開發成為香花園藝品種;樂東擬單性木蘭、深山含笑等樹種對大氣毒性具有較強抗性,可發展成為城鄉抗污染樹種;鵝掌楸挺拔高大,葉似馬褂,木材紋理美觀,可作為鄉土行道樹種與材用樹種。除了常見的幾種觀賞植物及藥用植物外,大部分木蘭科植物的發展潛力還有待發掘。木蘭科植物通常有多重用途,在人們生活水平及需求逐步提升的今天,更加體現了其獨特的優勢和不可取代的位置。

3.2 木蘭科野生資源評價

本研究運用層次分析法為浙江木蘭科野生資源開發利用價值的評價建立了一套較為完整客觀的體系。經過綜合評分排序,厚樸、深山含笑、黃山玉蘭、天目玉蘭為Ⅰ級,觀賞價值高,分布范圍廣泛,能良好的適應環境,可大規模開發利用。近幾年厚樸的市場需求量加大,有些地區已經對厚樸進行了較大規模的繁殖栽培[20]。深山含笑在某些公園也有一些零星的栽培,對黃山玉蘭、天目玉蘭的開發利用還相對較少。鵝掌楸、玉蘭、星花玉蘭為Ⅱ級,說明也具有較高的觀賞價值。野生鵝掌楸目前已經成為瀕危物種,但物種分布范圍仍比其他物種廣泛,說明鵝掌楸能夠適應的環境較為廣泛。近年來,鵝掌楸人工栽培技術發展迅速,浙江以及中國南部各地都廣泛栽種鵝掌楸[21]。玉蘭和星花玉蘭分布范圍較窄,但花果量大,且突出葉片之外,展示程度較高。野含笑、天女花、樂東擬單性木蘭為Ⅲ級,綜合評分較低,但某幾種特性中占有優勢,比如野含笑芳香性評分為5分,天女花的花果顯示程度很高,評為5分,樂東擬單性木蘭生長勢極好,生長狀況為5分,適合小規模開發利用;木蓮、雅致含笑為Ⅳ級,由于其觀賞價值一般,且分布范圍較窄,長勢一般,可暫不開發利用。

植物資源評價體系是多指標的復雜評價系統,每種指標對評價分值都產生綜合影響。由于厚樸的優良特性,在藥用、材用、工用、香料4個方面已全部被開發,所以利用程度指標的賦分值僅為1分,然而其在花果顯示程度、分布范圍以及生長特性上所賦分值較高,其綜合評分仍為第一(可大規模開發)。鵝掌楸由于葉形奇特、株型挺拔優美,盡管野生資源不多,但仍具備較高的利用開發價值和潛力。這與苗木產業和市場的實際情況基本相符,證實了本次使用的層次分析法評價體系的相對完整性和客觀性。本研究在一定程度上仍存在主觀性,如各評價指標的選擇與各指標的評分標準。眾多研究者使用各種方法如層次分析法[4-5]、主成分分析法[22-23]等對中國各種觀賞植物資源及其觀賞性進行了評價,均得到了較為客觀的結果,但各種方法各有利弊。因此,需要綜合更多方法、更多研究人員的研究結果來判斷野生資源的觀賞性與開發價值。建議通過更多的調查研究,獲得更為詳細的浙江木蘭科植物野生資源分布、數量與生長狀況以及應用概況,綜合評價目標物種的優良特性及開發潛力將對該科植物的開發利用產生較高的參考指導價值,使其得以合理有效的開發和利用。

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