濕地木本植物資源應用的綜合評價

王曉雯　許銘宇,2　黃　麗　殷祚云　陳　森　劉　雯　陳　平*

（1 仲愷農業工程學院園藝園林學院，廣東 廣州 510225；2 廣州普邦園林股份有限公司，廣東 廣州 510600；3 仲愷農業工程學院環境科學與工程學院，廣東 廣州 510225）

水濕生木本植物在改善濕地植物景觀層次、空間、多樣性及觀賞性等方面發揮了重要作用，對恢復、改造濕地資源有很大的價值（陳靜等,2012）。Bolton等（1997）的研究認為，濕地系統中木本植物一般比草本植物直立高大，生物量巨大，非草本植物所能比擬，對有機物和N、P等有更強的生物累積能力。木本植物在體量和形態上的優勢能塑造更強的空間感，并彌補草本植物大量季節性枯萎所帶來的景觀缺失，對濕地植物配置的研究具有重要意義。

1　研究地概況和研究對象

以廣州市海珠區上涌果樹公園濕地、佛山市高明區明湖公園項目示范地的水濕生木本植物為調查對象，在仲愷農業工程學院英東樓實驗室進行木本植物的水適應性試驗觀察。研究地屬于南亞熱帶季風性濕潤氣候，無霜期長達360 d，平均年氣溫22～23℃，平均降雨量約1 800 mm。

上涌果樹公園濕地位于廣東省廣州海珠濕地上涌果樹公園西側，瑞海街西馬路北側，東經113°18′，北緯 23°04′。2014年 11-12月將 17種木本植物在濕地中（水漬田）進行試驗性種植，包括大葉算盤子Glochidion lanceolarium、細枝葉下珠Phyllanthus leptoclados、蓮霧Syzygium samarangense、白飯樹Flueggea virosa、水翁Cleistocalyx operculatus、降香黃檀Dalbergia odorifera、秋楓Bischofia javanica、山小橘Glycosmis pentaphylla、 串 錢 柳Callistemon viminalis、血桐Macaranga tanarius、方枝蒲桃Syzygium tephrodes、大葉欖仁Terminalia catappa、玫瑰木Rhodamnia dumetorum，經過兩年的適應性觀察篩選，進行評價分析。

明湖公園位于廣東省佛山市高明新區，屬于高明西江新城建設的重要組成部分，調查了明湖湖體區域的11種木本植物，包括海南蒲桃Syzygium hainanense、水翁、落羽杉、烏桕Sapium sebiferum、老鼠簕Acanthus ilicifolius、秋茄樹Kandelia candel、水松Glyptostrobus pensilis、穗花棋盤腳Barringtonia racemosa等。

2015年10月至2016年10月，每月定期觀察并記錄各項目地和實驗室共25種木本植物的生長情況、水位深度和形態特征，利用層次分析法對植物的綜合應用價值進行評價。

2　層次分析法評價體系

2.1　模型的構建與計算方法

2.1.1評價因子的選擇 根據濕地木本植物的應用特點，并參考國內植物資源評價指標，選取濕地木本植物的觀賞價值、適應性和生長特性來構建綜合評價模型（表1）。觀賞價值評價有枝干、花、葉的觀賞性3個指標；適應性評價有生物學特性的表達、水適應性、植物健康狀況和抗污染能力4個指標；生長特性評價有養護管理要求、葉面積大小、莖基部的不定根生長量3個指標。

2.1.2模型的構建 建立各項指標的評分標準：除生物學性狀表達指標外，定性、定量的指標均按照從好到差3級進行評價，擬定1～10分制評分（表1，C層各項評價指標評分標準）。評價指標的評分標準是在對濕地木本植物的觀賞價值、適應性及與生長特性三方面充分調查研究的基礎上，結合已有文獻（滿櫟等, 2013），并廣泛征求專家意見后進行量化而定。

2.1.3計算方法 首先，根據研究工作的具體情況把目標層次化，構建出濕地木本植物綜合評價的層次結構。將各指標按屬性的不同分成3組，上一層次對下一層次有引導作用。其次，各指標的相對重要性由5位教授評判出，同一層次各因素與上一層次對應因素進行兩兩比較，構造判斷矩陣，通過矩陣計算出下一層各因素相對于上一層各因素的相對權重值，然后自上而下算出最底層因素相對于最高層因素的相對權重值，并進行一致性檢驗，再用線性代數方法計算特征值及特征向量，得到各底層指標的權重值。最后根據每種植物每個指標的評分及其權重值，算出每種植物的綜合分數（趙煥臣等,1986;錢虹等,2006）。

2.2　建立判斷矩陣及一致性檢驗

2.2.1構建各模型判斷矩陣 在建立層次分析模型基礎后，進行各層元素之間的相互比較，建立比較判斷矩陣。專家分別對B層、C層指標權重進行評判打分，評分方法采用1～9及其倒數標度法，由專家對每一層中各因素相對重要性的判斷結果，再根據上述1～9分值表，引入合適的標度用數字表示出來，寫成判斷矩陣。

2.2.2確定各指標權重及一致性檢驗 矩陣B的特征向量經規一化后的權重值W由最大特征根法求解出，即為B層各因素對A層某因素的相對重要性權重向量（劉孟霞等,2009）。對n階判斷矩陣B計算滿足BW﹦λmaxWi的特征根和特征向量，這個過程即為層次單排序。式中：λmax是矩陣B的最大特征根；W是對應λmax的規范向量；Wi是所求各因素的權重值。

同時為了確保檢驗結果的一致穩定性，必須對層次單排序進行一致性檢驗，這時要計算一致性指標CI(式（1）)，CI值越大，說明判斷矩陣一致性越差；CI值越小，說明矩陣的一致性越好（劉孟霞等,2009）。

CI＝(λmax-n)/(n-l)

當隨機一致性比率CR=CI/RI＜0.1時，說明層次單排序的結果具有比較好的一致性，否則還需要對判斷矩陣中的元素取值進一步調整。

2.3　層次總排序及一致性檢驗

各元素特別是最底層中的元素對于目標層的排序權重叫做層次總排序。通過判斷矩陣，確定各評價指標相對濕地木本植物應用綜合評價的權重。

從表3可以看出，植物健康狀況、水適應性和養護管理要求在層次總排序中權重最大，分別為0.3 159、0.1 805和0.1 680，占到31.59%、18.05%和16.80%，這三個因素是濕地木本植物推廣應用時應最先考慮的重要因素。其次是花觀賞性占7.75%；再次是莖基部不定根生長量和生物學性狀表達，分別為5.62%和5.45%；其他，如葉觀賞性、凈化能力等因素權重值較小。

綜上，在基于低養護持久景觀生態的理念中應用濕地木本植物時，首先應考慮植物的健康狀況、水適應性和養護管理要求，這些元素是篩選評價濕地木本植物資源利用價值的主要參考指標。

表2　判斷矩陣重要性標度及其意義Table 2 The importance and meaning of judgment matrix

表3　約束層對于目標層總排序數值Table 3 Constraints for the target layer total sorts values

3　結果與分析

對廣州市海珠區上涌果樹公園、佛山市高明區明湖公園25種濕地木本植物的觀賞價值、適應性及生長特性進行觀察記錄，以表1為標準對每個評價因子進行10分制賦值，并通過層次分析法得到的權重，計算得出每個樹種的評分值（表4），并分為以下3類樹種。

表4　25種濕地木本植物應用價值綜合評價指數Table 4 Comprehensive evaluation Index of wetland woody plants

表5　廣州上涌果樹公園濕地適宜應用的木本植物Table 5 Suitable woody plants in Shangchong wetland in Guangzhou

（1）綜合評分大于3.8的樹種可入選為優良濕地木本植物，這些樹種不但能夠適應濕地的水漬環境，還具有較高的觀賞價值，適宜在濕地水域環境中推廣應用，可形成單一群落或與沉水植物、水生草本相結合，豐富濕地水域的景觀結構，且耐粗放管理、適應性較好。

（2）評分在3.0～3.8的樹種在完全的水淹環境中表現出的綜合能力較弱，可在水陸交界帶或淺水灘涂中應用，同時與濕地草本植物搭配，構建復層植被群落，豐富濕地生態系統的多樣性。

（3）評分在3.0以下的樹種適應水濕生環境的能力較差，只能勉強生存，且不能完整表達生物學性狀，因此只適用于濕地的水邊駁岸。

綜合以上評價分析結果，篩選出適宜在上涌果園濕地應用的濕地木本植物種類（表5）。

4　結論

根據層次分析法對25種木本植物應用進行綜合評價，歸納出適合濕地環境應用的主要植物有3類：①濕地水體中可以應用的水生木本植物資源，有大葉算盤子、水翁、風箱樹、穗花棋盤腳、海南蒲桃、秋茄樹、老鼠簕、方枝蒲桃、水石榕、串錢柳、落羽杉，這些種類在濕地水環境中不僅表現出較強的適應性，且具有一定的觀賞價值；②應用于灘涂淺水區中的濕生木本植物，有對葉榕、水松、細枝葉下珠、蓮霧、烏桕、白飯樹；③應用于濕地駁岸的木本植物，有大葉欖仁、秋楓、大葉紫薇、血桐、斜葉榕、玫瑰木、山小橘、降香黃檀。水翁、落羽杉、老鼠簕、秋茄、串錢柳、穗花棋盤腳、大葉算盤子還具有較好的凈化能力。

在掌握木本植物生態特性和功能特點的前提下，將其在濕地中合理地配置應用，構建層次分明的復層植物群落，不僅免去了后期維護繁瑣的刈割工作，減少了濕地管理成本，還能夠保證濕地景觀的持久性，彌補了草本植物季節性枯萎造成的生態位空缺、景觀效果缺失的現象，符合低養護持久景觀的植物群落構建理念，值得在濕地植物配置中大力推廣。