祁连山保护区木本植物资源及园林应用评价
时间：2022-12-04 12:45:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
曹安邦，陵军成
(1.甘肃祁连山国家级自然保护区管理局古城自然保护站，甘肃 天祝 733211；
2.甘肃省天祝县林业工作站，甘肃 天祝 733299)
祁连山是我国著名的高大山系之一，地处青藏、蒙新、黄土三大高原交汇地带，跨越甘、青两省，长达1000余km。祁连山国家级自然保护区位于祁连山北麓，南接青海省，北临河西走廊，东连甘肃连城国家级自然保护区，西至玉门石油河。地理坐标为东经97°25′—103°46′、北纬36°43′—39°36′，行政范围包括天祝藏族自治县、肃南裕固族自治县的大部，以及古浪、凉州、山丹、民乐、甘州、永昌诸县(市、区)的部分地区，总面积2722260 hm2，约占甘肃省总土地面积的6%。其中：林业用地606666.3 hm2，占全区总面积的22.3%；
非林业用地2115593.7 hm2，占全区总面积的77.7%。祁连山国家级自然保护区内多样的地形地貌和气候孕育了丰富的野生木本植物资源，这些植物资源中多数极富地方特色，观赏价值较高。据调查，祁连山区有维管植物1200余种，是我国西部生物多样性最为丰富的地区之一[1]。近年来，祁连山地区园林绿化植物多依赖周边省份引种，引入的植物抗旱、抗寒等适应能力差，无法满足城市景观构建的需要。祁连山国家级自然保护区内较多抗旱、抗寒的优良木本植物资源没有得到有效开发和利用。
野生植物资源调查和评价是其开发利用的基础性工作，层次分析法(AHP)是评价野生观赏植物资源最常用的方法[2]。该方法将调查到的野生植物层次化、数量化，将人为的主观判断进行量化，最终用数量的形式表达评价结果，使评价结果更加客观和科学[3]。目前，已有很多地区利用此法对野生植物资源进行观赏价值评价。如刘焕楚等[4]对东北地区野生草本花卉进行综合评价，张利等[5]对宁波梅山岛观赏植物应用价值进行综合评价，张佳平[6]对云台山野生草本植物资源的园林开发价值进行评价。祁连山区关于野生植物资源的研究仅局限在分布地和生长特性的定性描述和评价，基于层次分析法评价的研究还未见报道。因此，本文利用层次分析法评价祁连山国家级自然保护区木本植物资源，以期为祁连山地区城市园林绿化筛选出更多具有较高观赏价值的适生树种。
1.1 调查地概况
祁连山国家级自然保护区地处祁连褶皱系北祁连山褶皱带，大致沿北西—南东方向延伸。保护区内地表形态多种多样，全区属高山和谷地地貌，绝大部分地区海拔2000～4500 m，相对高差1000～2500 m，山势西高东低，最高的素珠链峰海拔5564 m，最低的祁丰自然保护站站部海拔1800 m。区内海拔4500 m以上地区终年积雪，发育着现代冰川。祁连山地处青藏高原北缘，兼有大陆性气候和青藏高原气候的特点，气温变化剧烈，雨量分配不均，温度、降水随海拔升高的垂直变化明显，东部受东南季风影响较大，气候比较湿润，西部则比较干燥。由于地域辽阔，相对高差悬殊，导致气候垂直分布明显，按不同海拔高度大致分为4个气候类型：海拔3500 m以上为大陆性高山气候带，海拔3000～3500 m为大陆性寒温半湿润气候带，海拔2500～3000 m为大陆性草原气候带，海拔2500 m以下为大陆性荒漠草原气候带。对应的植被带分别是高山垫状植被带、高山草甸带、森林草原带、荒漠草原带[7]。海拔2500～3300 m的森林草原带，年均气温-1.8 ℃，极端最高气温28 ℃，极端最低气温-36 ℃，年降水量300～500 mm，其中60%分布在6—9月，年大气相对湿度50%～70%，年均蒸发量1200 mm，年无霜期90～120 d，≥10 ℃的年积温500～900 ℃。
1.2 研究方法
1.2.1 调查方法 2020年1—12月，采用野外踏查的方法对祁连山国家级自然保护区野生木本植物资源进行全面调查。调查时拍摄植物照片，采集标本，记录物种名、多度、生境、生长状况以及观赏特性等内容，按照调查对象必须为木本植物、在园林绿化中还没有应用、并具有一定的观赏价值的3条原则进行筛选，然后将调查收集到的具有观赏价值的植物资源汇总后作为评价对象。
1.2.2 评价方法 构建评价体系：借鉴前人的研究成果[8-9]，并根据层次分析法(AHP)原理构建祁连山国家级自然保护区木本植物资源评价指标体系(表1)。该体系由1个一级指标(目标层指标)、3个二级指标(约束层指标)和16个三级指标(标准层指标)组成综合评价模型(AHP模型)。该体系目标层(A)为收集到的木本植物观赏价值的综合评价情况，由约束层(C)指标反映；
约束层(C)分为观赏特性(C1)、生物学特性(C2)、开发潜力(C3)3个方面，由标准层(P)的16个方面反映；
标准层(P)是评价收集到的木本植物资源的具体计分指标，不同指标按计分依据分为5级，分别计分1～5分(表2)。
表1 祁连山国家级自然保护区木本植物资源评价指标体系
表2 标准层(P)各项指标计分依据和分值
观赏质量分数(M)是对综合评价指数的进一步数据优化，是最终评价结果的直接表现，可参照综合评价分级标准(表3)作出判断。M(%)=(N/N′)×100，式中：M为观赏价值质量分数；
N为理想的木本植物综合评价指数；
N′为实际的木本植物综合评价指数。
表3 祁连山国家级自然保护区木本植物
2.1 木本植物组成分析
由表4可以看出，祁连山国家级自然保护区具有观赏价值的木本植物85种，隶属21科40属。其中种类最丰富的是蔷薇科，有22种，占收集总种数的25.88%；
其次是小檗科、虎耳草科、豆科、忍冬科，均为6种，分别占收集总种数的7.06%。
表4 祁连山国家级自然保护区木本植物构成
2.2 木本植物评价
由表5可以看出，约束层(C)排序权值由大到小依次为观赏特性(C1)>生物学特性(C2)>开发潜力(C3)。说明观赏特性是祁连山国家级自然保护区木本植物开发利用的主要限制因素，其次是生物学特性。标准层(P)总排序权值由大到小依次为花色(P6)>抗逆性(P10)>叶色(P5)>花径(P7)>观赏器官量(P8)>花型(P3)>生境范围(P11)>生长状况(P12)>资源丰富度(P13)>株型(P1)>观赏周期(P9)>果型(P4)>绿化应用范围(P15)>叶型(P2)>开发新颖性(P16)>综合利用率(P14)。排在前3位的花色(P6)、抗逆性(P10)、叶色(P5)，总排序权值均>0.1，是祁连山国家级自然保护区木本植物开发利用时首要考虑因素；
其次是花径(P7)、观赏器官量(P8)、花型(P3)、生境范围(P11)、生长状况(P12)，总排序权值>0.05，是开发利用时次要参考因素。
表5 不同指标的排序权值
由表6可以看出，祁连山国家级自然保护区85种木本植物中，观赏价值质量分数(M)大于80%的Ⅰ级植物共有13种，包括匍匐栒子、水栒子、灰栒子、西北栒子、小叶蔷薇、刺蔷薇、峨眉蔷薇等，这些木本植物不仅花色艳丽、开花周期长、观赏价值高，且大多对环境的适应能力强，可在园林绿化中开发应用；
观赏价值质量分数(M)在60%～79%的Ⅱ级植物共有22种，包括鲜黄小檗、拟小檗、匙叶小檗、甘肃小檗、直穗小檗、刺檗、东陵八仙花等。这类木本植物有一定的观赏价值，可适度开发应用；
观赏价值质量分数(M)在40%～59%的Ⅲ级植物共有34种，包括青杄、青海云杉、华北落叶松、油松、爬地柏、祁连圆柏、山杨等，这类木本植物观赏价值一般，新颖性低，部分已应用，可选择性开发应用；
其余16种木本植物的观赏价值质量分数(M)小于39%，被评为Ⅳ级植物，在园林绿化中不予考虑。
表6 综合评价值和等级
表6(续)
本研究调查到祁连山国家级自然保护区具有观赏价值的木本植物85种，隶属21科40属，种类最丰富的是蔷薇科，其次是小檗科、虎耳草科、豆科、忍冬科。受高海拔冷凉气候的影响，祁连山区的木本植物绝大部分为落叶灌木，高大的乔木树种较少，在阴坡主要以青海云杉建群，阳坡主要以祁连圆柏建群。除落叶灌木外，也有一定数量的常绿树种，如松科的青杄、青海云杉，柏科的祁连圆柏、爬地柏和杜鹃花科的青海杜鹃、烈香杜鹃、头花杜鹃、百里香杜鹃等树种。调查过程中也发现祁连山区的植物花色主要以黄色、白色为主，如小檗科、豆科主要以黄色为主，杜鹃花科主要以白色为主，但部分蔷薇科植物花色为粉红色，茄科植物花色则为蓝色，在自然条件下不同植物组成天然大花园。邢震等[10]研究表明，高山地带的植物在强紫外线辐射作用下能够产生大量类胡萝卜素和花青素等物质，构成色彩更为丰富艳丽的花色。
利用层次分析法(AHP)建立评价体系，可将定性分析转化成定量分析，评价更为标准客观[11]。本研究应用层次分析法(AHP)从16个具体评价指标中筛选出花色、抗逆性、叶色为园林开发应用的主导因素。但杨丽等[8]研究认为植物观赏器官显示度、花型对观赏特性贡献率更大，与本研究结果不同。造成以上研究结果不同的原因可能是研究地气候类型和植物整体种类不同，祁连山保护区海拔高，气候冷凉，植物生长周期短，植物中花色和花型相对单一，观赏性除花色外主要以抗逆性、叶色为主导，而在塞罕坝保护区海拔低，气候温暖，植物生长周期长，植物中观赏器官显示度和花型丰富，贡献率更大。本研究计算不同木本植物观赏质量分数后，从85种木本植物中筛选出了Ⅰ级植物13种，在观赏特性、生物学特性、开发潜力3个方面综合评分较高，色彩丰富，建议在祁连山区城市园林绿化中开发应用。
祁连山区海拔高，生态环境严酷，园林绿化树种单一，色彩单调，除了绿色还是绿色。近年来，随着人民生活水平的提高，市民对居住环境也提出了更高要求，渴望高海拔城市也能像低海拔地区一样，四季有花，色彩斑斓。野生植物资源在长期进化中形成了极强的适应能力和丰富多彩的花色和叶色，特别是抗旱和抗寒能力强，在城市园林绿化中开发应用后，可达到适树适栽，降低绿化成本的目的[12]。因此，筛选优良的野生植物资源在城市园林绿化中开发应用具有重要的现实意义。
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