摘要:在大量野外调查和查阅相关资料的基础上,采用层次分析法对河北省4个自然保护区的44种野生草本花卉从观赏特性、生长规律、生态适应性和生态功能4个方面进行综合评价,建立了定性与定量相结合的评价模型。结果表明:花色、花型和耐寒在河北省野生草本花卉评价中占有重要地位。根据综合评价的分值将这些植物分为5个等级:Ⅰ级(4.4~4.1),应用价值很高的种类,共10种花卉;Ⅱ级(4.1~3.8),应用价值较高的种类,共10种花卉;Ⅲ级(3.8~3.5),应用广泛的种类,共14种花卉;Ⅳ级(3.5~3.2),应用价值一般的种类,共6种花卉;Ⅴ级(3.2~2.9),应用价值较低的种类,共4种花卉。本次研究为河北省野生草本花卉资源的合理开发利用提供了重要依据。
野生花卉是指现仍处于原产地一种天然自生状态的观赏植物,它构成了多样化的生态环境和自然植被。在色彩缤纷、种类纷繁的花卉植物中,野生种类是主体,栽培种类是由野生种类引种驯化或经过育种手段长期培育而成的[1]。
河北省地处东经113°27′~119°50′,北纬36°05′~42°40′之间,横跨华北、东北两大地区[2]。其地形地貌丰富,四季分明,是中国植被资源比较丰富的省区之一。但是,中国北方的干旱缺水和部分地区冬季严寒的情况制约着河北省现有花卉的应用。故开发利用野生花卉资源,成为促进河北省园林绿化发展和谋求商品花卉种质创新的一条重要途径。近20年来,园林花卉工作者在相关方面的调查研究也取得了许多卓越的成绩。冯天杰等[3]在塞罕坝地区资源植物研究中报道了300余种野生花卉植物。姜洪波等[4]在河北省龙头山区野生草本花卉植物资源及园林应用报道草本花卉有267种,其中观赏价值较高的有100余种。张金轩[5]编篡的《河北野生花卉志》收集了野生花卉266种。时至今日,河北省共计有400余种具有重要观赏价值的野生植物[6]。更多具有可观赏价值的野生花卉还有待开发利用。
通过查阅文献与书籍了解野生花卉的生态习性、生长环境等基本信息,结合对河北省不同自然保护区实地调研信息,采用层次分析法建立综合评价体系[7]。以野生花卉的观赏特性、生长规律、生态适应能力和生态功能4个指标,从定性到定量,相互参考,利用yaahp层次分析软件构造的判断矩阵,计算出各指标的相对权重,先对所有种类统一进行评分,然后根据构建的评价体系进行综合评定。
1、试验区概况与材料
1.1试验区概况
野生花卉采集的4个地点:小五台山自然保护区、大海坨山、黑龙山、雾灵山。
1.2试验材料
以自然保护区采集的胭脂花(Primulamaximowiczii)、华北蓝盆花(Scabiosatschiliensis)、金莲花(Trolliuschinensis)、蓝刺头(Echinopslatifolius)、紫苞风毛菊(Saussureaiodostegia)、地榆(Sanguisorbaofficinalis)、乌头(Aconitumcarmichaeli)、龙胆(Gentianamacrophylla)、歪头菜(Viciaunijuga)、银莲花(Anemonecathayensis)、棉团铁线莲(Clematishexapetala)等44种草本花卉为试验材料。
2、评价方法
2.1层次分析法
层次分析法(AnalyticHierarchyProcess简称AHP)即是将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次,在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法[8,9]。层次分析法的优点是可以将复杂的大问题分解成若干个层次等级,之后逐步分解分析,将主观判断和定性分析相结合最终用数量来表达、转换和处理。近年来,AHP在我国园林植物资源的评价、新优花卉品种的培育选择、植物景观综合评价等领域多有应用[10]。
2.2指标体系的构建
根据河北省野生植物的现状,通过文献查阅,参考相关的研究成果,并通过与园林专业专家学者沟通,构建出一套河北省野生草本花卉的综合评价体系。本体系由1个目标层、4个约束层及13个标准层(表1)构成。其中,A层为目标层,河北省野生草本花卉综合评价。B层为约束层,是综合评价的主要限制因素,选取观赏特性、生长规律、生态适应能力及生态功能作为约束层指标。C层为标准层,即与约束层4个因素密切相关的更具体的评价指标。各指标因子有其具体的评价标准,按优劣拟定5分制的评分机制(表1)。
2.3判断矩阵的构造及其一致性检验
表1河北省野生草本花卉的综合评价体系
判断矩阵是指针对上一层次的某个指标,对本层次中与之相关的元素进行相对重要性程度的两两比较[7,11],通过数值表现出来,最终组合成矩阵。在河北省野生草本花卉的综合评价体系中,按相对重要性程度划分。采用1~9互反标度法,对层次模型构建互反判断矩阵,其中倒数表示相关两元素的反比较[12]。
运用yaahp软件对各矩阵进行一致性检验,还可得出单一准则下被比较元素的相对权重,被称为层次单排序。以1~9标度法构建各层次的判断矩阵(表2),用方根法求出W权重值,并计算出总排序值。层次单排序一致性检验通常要先计算各判断矩阵的最大特征根λmax,以CI=(λmax-N)/(N-1),得出CI值,有CR=CI/RI,若CR<0.10,即矩阵有满意一致性。根据表2可知,此次的评价结果均获得满意一致性。层次单排序得出后,根据层次单排序利用加权计算得出层次总排序,这即是最后1层对于目标层的相对重要性排序权值。层次总排序的结果见表2。最后,需检查整个层次模型的一致性,得出层次总排序一致性指标值CR<0.10,即总排序的结果也具有满意的一致性。
2.4计算综合分值
邀请老师同学共150人对44种植物的各个指标按评分标准(表1)进行逐一评分,综合得分后再用AHP层次分析法,结合各指标得分与权重,计算各物种的最后得分并进行排序(表3)。
3、评价结果与分析
3.1各指标的权重分析
由表2可知,标准层各个指标的权重分布,权重最高的3个因子是C2花色,C3花型,C9耐寒。由此可得,观赏特性占据较大比重,其次是生态适应能力和生长规律,生态功能占比最小。
以往的评价体系,权重最高的因子全来自于观赏特性,本次的层次分析法评价结果显示,占比最大的依然是观赏特性,这符合前人在园林植物评价方面的结果。除此之外,本研究权重最高的3个因子中有一个是耐寒因子,其约束层是生态适应能力,这表明随着时代发展与园林绿化的普及,人们在观赏之余逐渐关注植物的适应情况,这也为野生花卉的推广应用奠定了基础。此次评价结果还显示出生长规律下的各个因子权重不大,这并不能说明野生花卉综合评价过程中单纯以植物的观赏特性为主,不注重野生植物的生长情况,恰恰相反,野生植物的生长规律与观赏特性息息相关,例如生长势与冠幅可直接影响花卉观赏方面的的价值;除此之外,本次评价的植物本身系野生草本花卉,野生花卉因所处地理位置差异大,环境条件的不一致性,大多数野生植物对外界逆境环境都有各自的适应方式,这也是野生草本花卉的生态适应能力大多较强的原因。根据野生花卉的特殊性,该评价体系还建立了可量化的生态功能的详细评分标准,评价结果对城市园林植物的应用有指导意义。
表2判断矩阵及一致性检验、层次总排序
3.2野生草本花卉的综合评价
在综合参与调查的老师同学意见的基础上,通过构建的判断矩阵和分值的加权计算,可获得各备选植物的综合得分值。本次评价的44种植物最终得分在4.40~2.90,将得分进行降序排列,可分为5个等级。Ⅰ级(4.4~4.1):综合评分高、应用价值优良的种类,有华北蓝盆花、山丹、大花杓兰、大花剪秋萝、金莲花、蓝刺头、翠雀、胭脂花、落新妇、华北耧斗菜,共计10种;Ⅱ级(4.1~3.8):综合评分较高、应用价值较高的种类,有银莲花、千屈菜、黄海棠、柳兰等10种;Ⅲ级(3.8~3.5):综合评分一般、应用较为广泛的种类,有并头黄芩、蓝花棘豆、紫菀、石沙参、龙胆等14种;Ⅳ级(3.5~3.2)综合评分较低、应用较局限的种类,有野罂粟、返顾马先蒿等6种;Ⅴ级(3.2~2.9)评分低、应用价值低的种类,有瘤毛獐牙菜等4种。由此可见,河北省野生草本花卉多数分值较高,可应用性强。
由于综合评价结果是将观赏特性、生长规律、生态适应能力及生态功能4个层次的评价结果进行权重计算得出,因此综合评分高的种类其某一层次分值不一定高。如就综合评价看,山丹和大花剪秋萝等分值较高,但单从观赏特性看,华北耧斗菜和千屈菜等分值较高。从生态功能来看,兰花棘豆和花荵的分值则较高。在调查中还发现高山野生花卉均耐寒、喜光,如胭脂花、华北蓝盆花等,引种栽培时应注意改善引种条件和良种选育;深山森林区的野生花卉多喜凉爽阴湿的环境,如金莲花、剪秋萝等,可于林下、背阴等处应用;浅山高原区的野生花卉大多喜光、耐旱、抗寒、耐瘠薄,适应性强,在引种栽培方面容易成功[13]。综上所述,河北省野生草本花卉在园林推广应用上,要注意从实际情况出发,本次的评价体系为城市植物景观设计及苗木繁育提供了更多参考。
表3河北省野生草本花卉的综合评价
4、结论与建议
河北省自然地理条件优越,物产富饶,野生花卉资源丰富,市场潜力巨大。随着人们生活水平的提高,对园林绿化的标准也不断提高,对花卉种类、品质、数量的需求迅速增长[14]。目前,河北省已经引种的一部分野生花卉还未普遍应用在园林绿化中,不能满足绿化使用。对此,可以通过运用杂交、多倍体、辐射、组织培养等手段,尽快培育花大、色艳、香美、观赏价值高[15]、适应性强的花卉新品种来提高花卉质量,丰富花卉市场,以期更好地适用于园林建设。
野生花卉在园林绿化中有很大的发展潜力,其更新速度快,易栽培繁育,还具有丰富的观赏特性,且大多数生态功能良好,具有很强的稳定性和适应能力。因此,将野生观赏植物通过驯化培育,广泛应用于园林绿化,既丰富了城市植物景观多样性,又构建了人工植物生态群落,同时也有利于控制外来植物入侵和维护城市植物生态系统稳定性,体现地域特色。本研究采用AHP评价模型对河北省野生草本花卉进行综合评价得出44种野生草花的综合排序。鉴于AHP评价结果与野生花卉的实际应用基本符合,因而评价结果对植物景观营造及园林引种繁育具有较大的实践指导意义,这为野生花卉的推广应用提供了可靠依据。但在实际的植物配置中,不能仅就排序从高到低进行选择。园林工作者应根据特定的自然条件及景观意向选择观赏效果好且适宜当地生长的野生花卉种类进行使用,这也是本评价在前人基础上深入研究的意义所在。
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基金:河北省科技厅项目(17226320D-5)
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