楊 森，莫海波，施濟(jì)普*

(1. 中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園，云南 勐臘 666303；2. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)

目前，因傳統(tǒng)的園林觀賞植物資源種類較為有限，各地植物景觀配置中應(yīng)用的園林觀賞植物同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，難以滿足大眾對(duì)植物美學(xué)的需求[1—2]。因此需要對(duì)市面上少見的具有園林應(yīng)用潛力的觀賞植物資源進(jìn)行開發(fā)挖掘。

爵床科(Acanthaceae)通常為草本、灌木或藤本，全世界約有220屬4000余種[3]。爵床科植物生命力強(qiáng)、適應(yīng)性廣、株型及花色多種多樣，常具苞片，且苞片有時(shí)色彩鮮艷，具有較高的園林觀賞價(jià)值。作為以熱帶、亞熱帶分布為主的植物類群，大部分爵床科植物表現(xiàn)出對(duì)濕熱性氣候的喜好，具有環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、觀賞特性好等優(yōu)點(diǎn)，較適合在我國華南地區(qū)露地栽培。盡管爵床科觀賞植物有較大的園林應(yīng)用價(jià)值，目前只有少數(shù)種類應(yīng)用于園林綠化，多數(shù)未得到有效推廣[4—5]。前人曾有少量關(guān)于爵床科觀賞植物的研究，但主要集中于資源調(diào)查和列舉[4—6]，未能對(duì)爵床科觀賞植物進(jìn)行系統(tǒng)性的研究，給園林工作者在爵床科觀賞植物的選擇與應(yīng)用上帶來一定的困擾，不利于爵床科觀賞植物推廣。

植物資源評(píng)價(jià)是植物資源創(chuàng)新和利用的基礎(chǔ)，通過對(duì)現(xiàn)有植物資源進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以確定植物資源的重點(diǎn)性狀、利用優(yōu)先順序等[7—8]。層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是目前常用的一種解決無法做完全定量分析問題的方法[9—11]。該方法通過兩兩比較同一層次指標(biāo)的相對(duì)重要性，并對(duì)其進(jìn)行標(biāo)度，將人的主觀經(jīng)驗(yàn)判斷定量化，從而使問題得到客觀性的解決。層次分析法應(yīng)用靈活、簡便，可以有效提高評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性和可靠性，尤其是在目標(biāo)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且無法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效統(tǒng)計(jì)的情況下更為實(shí)用[12]。近年來，層次分析法被廣泛應(yīng)用于野生植物資源評(píng)價(jià)、園林觀賞植物評(píng)價(jià)等諸多領(lǐng)域[13—16]。

本研究在前人研究的基礎(chǔ)上，依托中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園現(xiàn)收集保存的爵床科植物資源，從園林觀賞價(jià)值和應(yīng)用潛力角度出發(fā)，嘗試使用層次分析法建立一套合理有效的爵床科植物觀賞價(jià)值綜合評(píng)價(jià)體系，并對(duì)具有園林應(yīng)用潛力的爵床科植物進(jìn)行評(píng)價(jià)及篩選，為爵床科植物的資源開發(fā)利用和品種選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園(以下簡稱“版納植物園”)位于云南西雙版納傣族自治州勐臘縣勐侖鎮(zhèn)，地處熱帶北部邊緣，屬于熱帶季風(fēng)氣候，夏季高溫多雨，終年氣候溫暖濕潤。版納植物園長期致力于調(diào)查、收集和保育熱帶植物等遷地保護(hù)工作，現(xiàn)共收集保存、登記在冊(cè)的爵床科植物共125種(含品種)，其中包含大部分國內(nèi)觀賞性爵床科植物資源。

園區(qū)內(nèi)已運(yùn)用大量爵床科植物進(jìn)行植物展示和景觀建設(shè)，同時(shí)版納植物園園林園藝中心積累多年的物候觀測(cè)數(shù)據(jù)，為本研究的順利進(jìn)行提供了保證。園林園藝中心有一批長期從事植物保育管理、景觀營造等經(jīng)驗(yàn)豐富的一線工作人員，對(duì)所管理的爵床科植物資源有充分的了解，可為本研究提供建議和指導(dǎo)。

1.2 材料

本研究根據(jù)前人調(diào)查[4—6]，以及版納植物園現(xiàn)有爵床科植物資源的實(shí)際觀賞效果，初步確定研究對(duì)象為具有園林應(yīng)用潛力的爵床科植物共67種。并通過園區(qū)清查、檔案資料查閱、現(xiàn)場測(cè)量等方法，掌握爵床科植物的形態(tài)指標(biāo)、生長適應(yīng)狀況、物候特征、栽培管理方法等。

1.3 層次分析法

1.3.1 建立層次結(jié)構(gòu)

基于對(duì)觀賞植物資源評(píng)價(jià)的相關(guān)文獻(xiàn)分析和對(duì)爵床科植物的實(shí)地調(diào)研，并采用德爾菲法(專家意見征詢法)向版納植物園熟悉爵床科植物的相關(guān)專家和一線工作人員進(jìn)行兩輪指標(biāo)確立意見征詢，最終確定爵床科植物觀賞價(jià)值綜合評(píng)價(jià)層次模型評(píng)價(jià)指標(biāo)，此評(píng)價(jià)模型共分為四個(gè)層次：目標(biāo)層 A，一級(jí)準(zhǔn)則層S，二級(jí)準(zhǔn)則層T，方案層O，其中包含S1花觀賞性、S2葉觀賞性、S3栽培難易三個(gè)方面的12個(gè)指標(biāo)(表1)。

表1 爵床科植物觀賞價(jià)值綜合評(píng)價(jià)的層次結(jié)構(gòu)Table 1 The hierarchy for the comprehensive evaluation of the ornamental value of Acanthaceae

1.3.2 構(gòu)建判斷矩陣及計(jì)算指標(biāo)權(quán)重

通過問卷調(diào)查的形式，邀請(qǐng)版納植物園在植物學(xué)、生態(tài)學(xué)、植物景觀等領(lǐng)域的專家和園區(qū)一線工作者，依次對(duì)準(zhǔn)則層指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，并采用1～9階重要性標(biāo)度法對(duì)相對(duì)重要性程度賦值。共向?qū)＜野l(fā)放問卷26份，回收24份且經(jīng)修正均為有效。

由此構(gòu)建 A-S1～3、S1-T1～6、S2-T7～9、S3-T10～12判斷矩陣，并對(duì)矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)和修正。使用冪法求各矩陣權(quán)重，使用算數(shù)平均法對(duì)各專家數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)平均得各指標(biāo)權(quán)重w，使用層次分析法輔助軟件yaahp12.8進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

1.3.3 綜合評(píng)分

目前主流的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為五分制指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[16—17]，但因本研究的研究對(duì)象為爵床科植物，科內(nèi)不同物種的性狀表現(xiàn)差距較大，為保證評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的合理性，在查閱相關(guān)文獻(xiàn)以及對(duì)爵床科植物特性進(jìn)行綜合考量后，采用九分制指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)影響爵床科植物觀賞價(jià)值的各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分(表2)。根據(jù)每項(xiàng)指標(biāo)確定出相應(yīng)的分值，爵床科植物觀賞價(jià)值綜合評(píng)分即為各指標(biāo)權(quán)重w與該指標(biāo)評(píng)分乘積的總和[18]。

表2 指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Indicator scoring criteria

2 結(jié)果與分析

2.1 各指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果及分析

通過對(duì)判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)和指標(biāo)權(quán)重計(jì)算，獲得3個(gè)一級(jí)指標(biāo)及12個(gè)二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重值(表3)。在一級(jí)指標(biāo)中，S1花觀賞性所占權(quán)重最大，為52.19%，表示S1花觀賞性在爵床科植物觀賞價(jià)值綜合評(píng)價(jià)中是最重要的方面，其余依次為S3栽培難易27.20%和S2葉觀賞性20.61%。在二級(jí)指標(biāo)中，T3花(序)量、T1花(序)色鮮艷度和 T6盛花期時(shí)長對(duì)爵床科植物觀賞價(jià)值的影響權(quán)重均超過10%，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果有較大的影響，而T2花(序)大小、T5花后觀賞性和T8葉片蓋度對(duì)爵床科植物觀賞價(jià)值的影響權(quán)重均低于5%，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果影響較小。

表3 指標(biāo)權(quán)重Table 3 The indicator weights

2.2 爵床科觀賞植物綜合評(píng)價(jià)及分析

2.2.1 綜合評(píng)價(jià)得分

依據(jù)指標(biāo)權(quán)重和指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)67種爵床科植物的觀賞價(jià)值進(jìn)行綜合評(píng)分，分別得出67種爵床科植物S1花觀賞性、S2葉觀賞性、S3栽培難易以及綜合評(píng)價(jià)的得分(表4)。

表4 爵床科植物觀賞價(jià)值評(píng)價(jià)得分Table 4 Ornamental value evaluation scores for Acanthaceae

(續(xù)表 4)

(續(xù)表 4)

2.2.2 爵床科植物綜合評(píng)價(jià)等級(jí)

采用單樣本K-S非參數(shù)檢驗(yàn)對(duì)四項(xiàng)評(píng)分進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，可知顯著性P均大于0.05，即可認(rèn)為四份評(píng)分均遵循正態(tài)分布(表 5)。通過、±S將67種爵床科植物的 S1花觀賞性、S2葉觀賞性、S3栽培難易以及綜合評(píng)價(jià)得分分為Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)四個(gè)等級(jí)，其中 I級(jí)代表該植物在該項(xiàng)評(píng)價(jià)中表現(xiàn)較好，得分較高，Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)次之，Ⅳ級(jí)代表該植物在該項(xiàng)評(píng)價(jià)中表現(xiàn)較差，得分較低[19]。

表5 單樣本K-S非參數(shù)檢驗(yàn)Table 5 One-sample K-S non-parametric tests

考慮到67種爵床科植物株高差異較大，為保證評(píng)價(jià)的科學(xué)性及合理性，將67種爵床科植物按照植株高度H的差異劃分為 ①＜0.3 m、②0.3～0.7 m、③0.8～1.2 m、④1.3～2.0 m、⑤＞2.0 m、⑥藤本植物共6組，各組植物按照綜合評(píng)價(jià)得分情況排序。

①組共包含5種植物，皆為多年生草本，高度通常小于0.3 m，可用作鋪地植物(表6)。本組植物皆表現(xiàn)出較好的葉觀賞性，其中白脈桂南爵床(Justicia austroguangxiensisf.albinervia)的S2葉觀賞性評(píng)價(jià)等級(jí)為Ⅰ級(jí)，具有較好的園林應(yīng)用潛力，而嫣紅蔓(Hypoestes phyllostachya)和網(wǎng)紋草(Fittonia albivenis)則因?yàn)橐欢ǖ脑耘嚯y度而導(dǎo)致綜合評(píng)價(jià)等級(jí)較低。

②組共包含16種植物，多為多年生草本植物，部分植物可長成低矮的亞灌木，高度主要在 0.3～0.7 m之間，可用作片植、叢植和孤植點(diǎn)綴(表6)。本組植物中，寬葉十萬錯(cuò)(Asystasia gangetica)的綜合評(píng)價(jià)等級(jí)為Ⅰ級(jí)，在各方面均具有較好的表現(xiàn)，艷蘆莉(Ruellia elegans)、蝦衣花(Justicia brandegeeana)、華南可愛花(Eranthemum austrosinense)、八角筋(Acanthus montanus)、珊瑚花(Justicia carnea)綜合評(píng)價(jià)等級(jí)為Ⅱ級(jí)，也具有較好的園林應(yīng)用潛力。另外，心葉爵床(Justicia cardiophylla)也因葉形較為美觀，在 S2葉觀賞性上獲得較高的評(píng)價(jià)，具有較好的觀葉植物應(yīng)用潛力。

③組共包含17種植物，多為亞灌木，高度通常在0.8～1.2 m之間，適合片植、叢植和花壇布置(表6)。本組植物中，鳥尾花(Crossandra infundibuliformis)、翠蘆莉(Ruellia simplex)、金苞花(Pachystachys lutea)、白金羽花(Schaueria calytricha)在觀花效果上具有出色的表現(xiàn)，S1花觀賞性和綜合評(píng)價(jià)等級(jí)均為I級(jí)，喜花草(Eranthemum pulchellum)、板藍(lán)(Strobilanthes cusia)的綜合評(píng)價(jià)等級(jí)為Ⅱ級(jí)，同樣具有一定的園林應(yīng)用潛力。盡管紅唇花(Justicia brasiliana)和疏花山殼骨(Pseuderanthemum laxiflorum)在 S1花觀賞性種有較好的表現(xiàn)，但因較雜亂的植株形態(tài)而獲得較低的評(píng)價(jià)等級(jí)。另外，紅背耳葉馬藍(lán)(Strobilanthes auriculatavar.dyeriana)因葉色較為獨(dú)特，在S2葉觀賞性中獲得較高的評(píng)價(jià)，具有很好的觀葉植物應(yīng)用潛力。

④組共包含13種植物，多為亞灌木至灌木，高度通常在1.3～2.0 m之間，適合片植、叢植或與其他花卉配植(表 6)。本組植物中，白苞爵床(Justicia betonica)和叉花草(Strobilanthes hamiltoniana)的綜合評(píng)價(jià)等級(jí)為Ⅰ級(jí)，直立山牽牛(Thunbergia erecta)、灌狀山牽牛(Thunbergia affinis)、白燭蘆莉(Whitfieldia elongata)、假杜鵑(Barleria cristata)的綜合評(píng)價(jià)等級(jí)為Ⅱ級(jí)，這些植物在園林植物中具有較高的應(yīng)用潛力。擬美花(Pseuderanthemum carruthersii)和彩葉木(Graptophyllum pictum)葉色多變，具有色葉和彩葉等諸多品種，在S2葉觀賞性中獲得較高的評(píng)價(jià)，具有很好的觀葉植物應(yīng)用潛力。

(續(xù)表 6)

⑤組共包含10種植物，多數(shù)為灌木，高度通常可達(dá)2 m有余，適合片植、叢植、綠籬或作為背景與其他花卉配植(表 6)。本組植物中，赤苞花(Megaskepasma erythrochlamys)、緋紅珊瑚花(Pachystachys coccinea)的綜合評(píng)價(jià)等級(jí)為Ⅰ級(jí)，雞冠爵床(Odontonema tubaeforme)、美序紅樓花(Odontonema callistachyum)、逐馬藍(lán)(Brillantaisia owariensis)、火焰花(Phlogacanthus curviflorus)、小苞黃脈爵床(Sanchezia parvibracteata)、鴨嘴花(Justicia adhatoda)、珊瑚塔(Aphelandra sinclairiana)的綜合評(píng)價(jià)等級(jí)為Ⅱ級(jí)，本組植物大部分具有較高的園林應(yīng)用潛力。

⑥組共包含6種植物，均為藤本植物，適合花廊、棚架和蔓籬綠化(表 6)。其中黃花老鴉嘴(Thunbergia mysorensis)、翼葉山牽牛(Thunbergia alata)、山牽牛(Thunbergia grandiflora)的綜合評(píng)價(jià)等級(jí)為I級(jí)，紅花山牽牛(Thunbergia coccinea)、桂葉山牽牛(Thunbergia laurifolia)的綜合評(píng)價(jià)等級(jí)為Ⅱ級(jí)，這些植物均具有較高的園林開發(fā)應(yīng)用潛力。

3 結(jié)論

本評(píng)價(jià)結(jié)果與爵床科植物在版納植物園的表現(xiàn)基本相符，表明研究中所構(gòu)建的爵床科植物觀賞價(jià)值綜合評(píng)價(jià)體系選用的評(píng)價(jià)指標(biāo)綜合考慮了爵床科內(nèi)不同種類的觀賞特性，可較好地反應(yīng)爵床科植物的觀賞價(jià)值及園林應(yīng)用中對(duì)此類植物的觀賞需求，評(píng)價(jià)方法有一定的科學(xué)性和合理性，可用于爵床科觀賞植物的評(píng)價(jià)及篩選。

本研究評(píng)分依據(jù)主要基于版納植物園園區(qū)內(nèi)爵床科植物的栽培及生長狀況，其與西雙版納地區(qū)的土壤及氣候條件有密切關(guān)系，部分指標(biāo)如盛花期時(shí)長受氣候條件影響較大。因此在推廣應(yīng)用至其他地區(qū)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行試種栽培，以確定爵床科植物在當(dāng)?shù)貧夂驐l件下的具體表現(xiàn)狀況。

在具體園林應(yīng)用形式上，市政及庭院園林景觀營造中常側(cè)重低成本的露地管養(yǎng)條件，對(duì)栽培難易程度有一定的考量。因此，如網(wǎng)紋草、嫣紅蔓等植物的評(píng)分及評(píng)價(jià)等級(jí)較低，但該結(jié)果僅表明此類植物不適宜于低成本的園林綠化。實(shí)際上，據(jù)作者實(shí)地調(diào)查，網(wǎng)紋草、嫣紅蔓、火焰蘆莉等植物在溫室條件下均具有較好的觀賞表現(xiàn)。另外，在綜合考慮爵床科觀賞植物的葉觀賞性、花觀賞性、栽培難易三方面的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，因而造成部分以觀葉植物為主的爵床科植物，如擬美花、彩葉木等綜合評(píng)價(jià)等級(jí)較低，因此，在觀葉效果上，可以參考本研究對(duì)S2葉觀賞性評(píng)價(jià)等級(jí)的劃分。

出于對(duì)本土植物資源的保護(hù)與應(yīng)用探索，本研究列舉了所評(píng)價(jià)植物的原生情況。結(jié)果表明，叉花草、山牽牛、紅花山牽牛、火焰花、白脈桂南爵床、假杜鵑、板藍(lán)、華南可愛花等國內(nèi)原生爵床科植物具有較高的園林應(yīng)用潛力。在以生態(tài)及生物多樣性為重要考慮因素的園林植物景觀營造中，可著重對(duì)以上國內(nèi)原生爵床科植物資源進(jìn)行開發(fā)和利用。