海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危觀賞植物園林應用篩選

黎肇家，方發之，2，吳二煥，桂慧穎，吳鐘親，2，徐建輝，羅湘粵

1.海南省林業科學研究院(海南省紅樹林研究院)，海南海口 571100；

2.海南省熱帶林業資源監測與應用重點實驗室（籌），海南海口 571100

海南熱帶雨林國家公園70%以上面積為熱帶雨林，擁有眾多海南特有動植物資源[1]。據初步統計，海南熱帶雨林國家公園內至少生長著3577 種野生維管植物[2-3]。這些野生植物群落與人工林群落作為海南熱帶雨林國家公園森林生態系統重要組成成分，于2019 年為海南熱帶雨林國家公園生態系統價值總量提供了1992.55 億元，占總體生態系統價值量的97.4%[4]。在豐富的野生維管植物資源中，珍稀瀕危植物是一類特殊群體的存在。珍稀瀕危植物由于居群不多，數量稀少[5-6]，又具有獨特的觀賞特性和生態價值，因此是生物多樣性優先保護對象[5，7]，受到眾多學者的關注[8-9]。在眾多學者對珍稀瀕危植物研究中，對珍稀瀕危植物種類現狀和保護對策研究較為深入[10-11]，同時不乏對具有一定生態價值的珍稀瀕危植物的多樣性和生態分布[5，12-14]、種群特征[15-16]、幼苗更新[17]、藥用價值[15]、瀕危原因[18]、種群生存[19]等內容進行研究。

隨著城市生態文明建設，人們對園林植物美化效果要求愈來愈高[20-21]。相關園林和林學工作者對觀賞植物的開發利用愈加關注，對觀賞性珍稀植物的推廣力度也不斷加大[22-23]。然而有關于海南珍稀瀕危植物開發利用研究和推廣相關報道較少，在海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危觀賞性植物園林應用研究方面更鮮有研究報道。海南熱帶雨林國家公園全年暖熱、雨量充沛、生物資源豐富，環境條件適宜多種植物的生長繁殖[24-25]，公園內大量珍稀瀕危觀賞植物有待開發利用和推廣應用。鑒于此，對海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危觀賞植物資源進行調查、園林篩選、園林客觀評價，以此為其推廣應用奠定良好基礎，也為海南園林植物資源開發利用提供基礎資料和理論評價依據。

1 研究區域概況

海南熱帶雨林國家公園位于海南島中部，總面積4269km2。地理坐標18°33′16″N～19°14′16″N，108°44′32″E～110°04′43″E。氣候為熱帶季風性氣候，終年高溫多雨。林內土壤主要為磚紅壤、赤紅壤、黃壤。主要植被類型有熱帶低地雨林、熱帶山地雨林、熱帶針葉林、高山雨霧林。森林資源豐富，是海南重要野生動植物生長生存棲息地。如國家一級保護野生動物海南長臂猿（Nomascus hainanus）活動于海南熱帶雨林國家公園霸王嶺片區。但由于人為活動等原因造成植物原生生境破壞，導致珍稀瀕危植物物種不斷增加[24-25]。

2 研究方法

2.1 調查內容與方法

2.1.1 資料查詢

查詢關于海南熱帶雨林國家公園植物調查的研究報道，并查閱《海南植物志》[3]，對相關研究文獻報道中未出現的珍稀瀕危植物進行補充。根據相關文件及書籍查詢結果，咨詢海南熱帶雨林國家公園各分局關于珍稀瀕危植物分布情況。

2.1.2 調查方法

野外調查方法根據《野生植物資源調查技術規程》進行[26]。在資料查詢結果上，根據地形地貌、植被、珍稀瀕危觀賞植物多樣性和可能分布范圍設置調查線路。每條調查路線長度為3km 以上，每個國家公園片區布置10 條調查線路，記錄調查路線珍稀瀕危觀賞植物種類、物種性狀，包含花、葉、果、形態等基本信息。

在資料查詢基礎上，綜合分析后對在海南熱帶雨林國家公園分布范圍較廣，散生或蔟狀分布的珍稀瀕危植物，采用樣方法進行調查。樣方大小設置為20m×20m，記錄樣方內珍稀瀕危植物種類、物種性狀，包含花、葉、果、形態等基本信息。

2.1.3 篩選原則

（1）海南本地植物：篩選植物為海南本土植物。原自然分布或長期分布于海南，適應海南當地自然條件，對當地原生態系統沒有威脅作用。

（2）具有一定繁殖利用價值：篩選出的植物在海南具有較豐富的種苗資源，或現狀尚未有苗圃繁殖生產，但植物本身具有較大開發利用價值，存在對海南園林綠地生態適宜性貢獻應用潛力。

（3）觀賞價值較高：篩選植物具有獨特的觀賞價值，如花色、葉色或果色鮮艷奇特。

（4）具有保護意義的珍稀瀕危植物：篩選植物收錄于《國家重點保護野生植物名錄》（第一批、第二批）、《中國植物紅皮書》《中國生物多樣性紅色名錄-高等植物卷》《中國物種紅色名錄》（第一卷）、《瀕危動植物種國際貿易公約》等重要保護性文件之一。

2.2 綜合評價

2.2.1 建立層次分析模型

采用層次分析法建立海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危植物園林應用篩選評價體系（表1）。目標層（A）是海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危植物園林應用篩選；準則層（B）為制約海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危植物應用因素，包括4 個約束條件，分別為B1 觀賞特性、B2 生態價值、B3 經濟成本、B4 適應能力；指標層（C）體現具體的評價指標，選擇20 個評價指標。參考《園林植物篩選通用技術要求》[27]建立層次評價模型。采用專家打分方式，通過征求林學、園林植物等方面專家意見，對指標層進行打分。

表1 珍稀瀕危觀賞植物園林應用篩選評價模型Tab.1 Application Screening Evaluation Model of Rare and Endangered Ornamental Plants

2.2.2 構建判斷矩陣及權重

根據總目標要求，綜合參考林學、園林植物專業人士對觀賞園林植物意見的基礎上做出判斷。判斷矩陣模型以1-9 標度法構造，由此得出A-B（準則層相對于目標層比較判斷）、B-C（指標層因素相對于準則層比較判斷），共5 個判斷矩陣。相關公式如下：

式中：CI 為一致性指標，λmax 為判斷矩陣相應行列式的非零最大特征根，CR 為隨機一致性比率，RI 為判斷矩陣的平均隨機一致性指標。

1-9 標度法RI 值分別為0、0、0.52、0.89、1.12、1.26、1.36、1.41 和1.46。若CR＜0.1，則判斷該矩陣具有滿意的一致性[28], 否則需調整矩陣達到滿意的一致性。

2.2.3 評分標準及評分方法確定

指標層評分標準參考《園林植物篩選通用技術要求》[27]對喬木、灌木、藤本、草本不同生活型植物園林應用篩選標準進行，采用5 分評分標準，分別賦值5、4、3、2、1 分。邀請參評人員對每個植物指標層進行賦值，計算得出每個植物20 個指標的得分Ci，再根據層次分析法和加權平均進行計算每個植物的綜合評價值Tj，以Tj進行分級評價。綜合評價值Tj計算。

式中：Tj為綜合評價值，評分范圍0～5；Ci為指標層第i 個指標，評分范圍1～5 整數。i 為指標層序號，編號范圍1～20。Wj為向量權重。

2.2.4 篩選等級劃分

根據層次分析法向量權重篩選結果，按篩選得分排序，對海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危植物園林應用適應性進行等級劃分，共劃分為4 個等級，分別用羅馬數字Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級表示。篩選等級劃分具體如表2。

表2 珍稀瀕危觀賞植物園林應用篩選等級劃分Tab.2 Application Classification of Rare and Endangered Ornamental Plants

3 結果與分析

3.1 海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危植物種類調查結果

根據資料查詢和現場調查到海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危植物共有190 種，隸屬于31 科92 屬。由表3 可知，按植物類型劃分，被子植物21 科78 屬169 種、裸子植物5 科8 屬12 種、蕨類植物5 科6屬9 種；按瀕危程度劃分，1 科1 屬1 種為數據缺乏（DD）狀態、3 科6 屬6 種植物為極危（CR）狀態、15 科29 屬37 種植物處于瀕危（EN）狀態、22 科40 屬61種植物已經在易危（VU）狀態、5 科15 屬20 種植物被列為近危（NT）、3 科37 屬65 種植物為無危（LC）；按生活型劃分，草本植物5 科54 屬141 種、灌木植物3 科4 屬4 種、喬木植物20 科31 屬42 種、藤本植物3 科3 屬3 種。處于瀕危等級草本和喬木類被子植物是海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危植物中主要群體。

表3 珍稀瀕危觀賞植物調查結果Tab.3 Survey Results of Rare and Endangered Ornamental Plants

3.2 海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危植物園林應用篩選結果

3.2.1 評價模型權重模型及一致性檢驗

采用1-9 標度法對海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危植物園林應用篩選判斷矩陣模型進行構建及一致性檢驗。分別對層次單類別和層次總類別構造判斷矩陣并進行一致性檢驗。由表4、5、6、7 可知，指標層相對準則層：觀賞特性、生態價值、經濟成本、適應能力指標評價模型判斷矩陣隨機一致性比率CR 分別為0.089、0.087、0.070、0.049，均小于0.1，一致性檢驗均通過。由表8 可知，準則層相對目標層評價模型判斷矩陣隨機一致性比率CR 為0.059，小于0.1，一致性檢驗通過。由表9 可知，指標層相對目標層評價隨機一致性比率CR 為0.088，小于0.1，總層次一致性檢驗通過。因此海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危植物園林應用篩選評價模型判斷矩陣及評價因子權重具有滿意的一致性。

表4 觀賞特性指標評價模型判斷矩陣及一致性檢驗Tab.4 Judgment Matrix and Consistency Test of The Evaluation Model of Ornamental Characteristics Index

表5 生態價值指標評價模型判斷矩陣及一致性檢驗Tab.5 Ecological Value Index Evaluation Model Judgment Matrix and Consistency Test

表6 經濟成本指標評價模型判斷矩陣及一致性檢驗Tab.6 Economic Cost Index Evaluation Model Judgment Matrix and Consistency Test

表7 適應能力指標評價模型判斷矩陣及一致性檢驗Tab.7 Judgment Matrix and Consistency Test of Adaptive Ability Index Evaluation Model

表8 目標層指標評價模型判斷矩陣及一致性檢驗Tab.8 Judgement Matrix and Consistency Test of Target Layer Index Evaluation Model

表9 總排序一致性檢驗Tab.9 Total Sort Consistency Test

3.2.2 喬木類綜合評價結果

海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危植物中的42種喬木綜合評價結果如表10 所示。綜合評價為Ⅰ等級的有坡壘（Hopea hainanensis）、降香黃檀（Dalbergia odorifera）、海南木蓮（Manglietia fordiana）、青梅（Vatica mangachapoi）、海南紅豆（Ormosia pinnata）、美麗火桐（Erythropsis pulcherrima）、油楠（Sindora glabra）等共18 種，占比42.86%；綜合評價為Ⅱ等級的有海南羅漢松（Podocarpus annamiensis）、羅漢松（Podocarpus macrophyllus）、雞毛松（Dacrycarpus imbricatus）等共12 種，占比28.57%；綜合評價為Ⅲ或Ⅳ等級的喬木共12 種，共占比28.57%。

表10 珍稀瀕危觀賞性喬木類綜合評價值Tab.10 Comprehensive Evaluation Value of Rare and Endangered Ornamental Trees

3.2.3 灌木及藤本類評價結果

海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危植物中灌木及藤本類共7 種，其綜合評價結果如表11 所示。綜合評價為Ⅰ等級的僅灌木類海南龍血樹（Dracaena cambodiana）1 種，占比海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危植物灌木或藤本類14.29%；未發現綜合評價為Ⅱ等級的灌木或藤本植物；綜合評價為Ⅲ或Ⅳ等級的灌木或藤本植物共6 種，占比海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危植物灌木和藤本類75.71%。灌木常常被用于園林綠化，藤本植物使用率較低。

表11 珍稀瀕危性灌木和藤本類綜合評價值Tab.11 Comprehensive Evaluation Value of Rare and Endangered Shrubs and Lianas

3.2.4 草本類評價結果

海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危植物中有草本141 種，選取綜合評價值較高的35 種植物（如表12所示）。綜合評價值較高的35 種植物均為蘭科植物。綜合評價等級為Ⅰ等級的有半柱毛蘭（Eria corneri）、足莖毛蘭（Eria coronaria）、香港毛蘭（Eria gagnepainii）等共18 種蘭科植物，占比海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危植物草本類12.77%；未評價出Ⅱ級草本類植物；綜合評價為Ⅲ或Ⅳ級草本植物共123 種，占比87.23%。海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危草本植物中，以蘭科植物為主。大部分蘭科植物對生境具有一定要求，繁殖方式主要為分株，需要一定精細養護措施。因此，海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危植物草本植物可用于園林植物比例較低。

表12 珍稀瀕危性草本類綜合評價值Tab.12 Comprehensive Evaluation Value of Rare and Endangered Herbs

4 結論與討論

4.1 結論

通過調查可知，海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危觀賞植物共31 科92 屬190 種。公園內珍稀瀕危觀賞植物資源豐富，地域特色鮮明，可推廣應用和開發空間潛力巨大。根據綜合評價結果顯示，評價Ⅰ級珍稀瀕危觀賞性植物共37 種。其中，喬木綜合評價為Ⅰ級的共18 種、灌木和藤本綜合評價為Ⅰ級的僅海南龍血樹1 種、草本綜合評價為Ⅰ級的共18 種，均為蘭科植物。綜合評價值Ⅰ級的37 種珍稀瀕危觀賞性植物具有觀賞價值高、廣泛的逆境適應能力、人工栽培技術成熟、繁殖栽培容易、成本低、園林應用前景巨大等特點，是在海南各城市建設中值得推廣應用的本土植物資源，建議擴大苗木資源。

4.2 討論

海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危觀賞植物具有一定區域性特色，以綠色為主，一年四季色彩顏色變化并不明顯。與內地彩色植物資源相比[29-31]，植物景觀色彩單一，季相色彩變化不明顯[20]。如槭樹科、薔薇科植物具有明顯彩色變化[31-32]。采用層次分析法建立一套海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危觀賞植物園林篩選評價模型，從總排序權重反映，植物園林適應能力約束條件最大，其次為觀賞特性。但劉召強等[30]、楊麗等[33]對植物園林應用評價中，認為觀賞特性作為主要指標更合適。而張嘉靈等[34]、李素華等[35]分別對野生植物和彩色植物園林應用評價認為植物對當地適應能力作為主要指標更合適，因為部分植物在原產地可以正常生長，但經過引種后，出現生長勢差、存活率低、觀賞效果不佳等問題[35]。此研究與其他學者對園林篩選權重重要性不一致，可能與研究區域的特殊性有關。海南熱帶雨林國家公園為熱帶地區，植物常綠物種多，瀕危植物有特定生境，且葉部季節性變化較小，因此瀕危植物對環境適應能力顯得十分重要。

通過對海南熱帶雨林國家公園珍稀瀕危觀賞性植物進行園林篩選，挖掘海南熱帶雨林國家公園具有較高觀賞價值和開發潛力的但仍處于未開發狀態的珍稀瀕危植物，對海南園林綠化植物資源推廣應用具有一定的指導意義。雖然綜合評價結果有一定的客觀性和可靠性，可反映觀賞植物在園林中的觀賞價值[36]。但評價過程人為判定某種植物是否美觀，不同人群給出的觀點難以一致，因此評分結果并不能全部代表植物的園林應用價值[36-37]。因此園林植物在選擇珍稀瀕危植物方式是多變且難以一概而論的。