平潭岛野生观赏草资源的评价及开发应用
[张增可, 王齐, 林丽丽, 施世强, 刘兴诏, 张嘉灵, 黄柳菁
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引用本文
张增可, 王齐, 林丽丽, 施世强, 刘兴诏, 张嘉灵, 黄柳菁. 平潭岛野生观赏草资源的评价及开发应用. 草业科学, 2017,34(8):1576-1590
Zhang Zeng-ke, Wang Qi, Lin Li-li, Shi Shi-qiang, Liu Xing-zhao, Zhang Jia-ling, Huang Liu-jing. Evaluation and exploitation of resources of wild ornamental grass in Pingtan Island. Pratacultural Science,2017,34(8): 1576-1590
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Zhang Zeng-ke, Wang Qi, Lin Li-li, Shi Shi-qiang, Liu Xing-zhao, Zhang Jia-ling, Huang Liu-jing. Evaluation and exploitation of resources of wild ornamental grass in Pingtan Island. Pratacultural Science,2017,34(8): 1576-1590
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《草业科学》编辑部
平潭岛野生观赏草资源的评价及开发应用
第一作者:张增可(1992-),女,新疆喀什人,在读硕士生,主要从事草坪资源研究。E-mail:[email protected]
摘要
观赏草因具有优良的生态性和特有的观赏性,近年来成为重要的园林绿化材料。本研究通过对平潭岛野生观赏草的调查,采用灰色关联度分析法对其进行综合评价。结果表明,1)平潭岛观赏草隶属于5科50属77种。2)生态适应性广,原生境以山坡草地及疏林灌木为主,占总数55.84%;抗性强,耐干旱占总数45.45%、耐水湿占总数31.17%、部分耐盐碱及抗风;观赏价值高,评价得分均≥2。3)参评的77种观赏草中与理想种的关联度≥0.6有66种,均有开发利用潜力;与理想种的关联度≥0.7有19种,均具有较高的观赏性和适应性;与理想种关联度≥0.8有5种,分别是芒( Miscanthus sinensis)、五节芒( Miscanthus floridulus)、甜根子草( Saccharum spontaneum)、野百合( Lilium brownii)和间型沿阶草( Ophiopogon intermedius),可考虑直接用于园林绿化。
关键词:
观赏价值; 灰色关联度分析法; 滨海绿化; 耐盐碱; 生态适应性; 入侵危险; 理想种
中图分类号:S688.4
文献标志码:A
文章编号:1001-0629(2017)08-1576-15
doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2017-0224
Evaluation and exploitation of resources of wild ornamental grass in Pingtan Island
Abstract
Ornamental grass, because of itsexcellent ecological and ornamental values, has become an important landscaping material in recent years. In this study, Greycorrelation analysis was used to evaluate the comprehensive value of wild ornamental grass in Pingtan Island. The results were as follows: 1) There were 77 species in total, belonging to 49 genera and five families. 2) Theseornamental grasseswere widespread in Pingtan Island, especially in hillside grassland and prairie shrubland, where they accounted for 55.84%. The species’ resistance was strong; in total resistance indices, desiccation-tolerant species accounted for 45.45%, water-resistant species accounted for 31.17%, while the rest consisted ofsaline tolerance and wind-resistant. Meanwhile, these ornamental grasses possessed a higher ornamental value (evaluation score≥2.3). The comprehensive evaluation results showed that the degree of correlation with theideal species,in 66 of the 77 ornamental grasses, was higher than 0.6, which shows potential for development and utilization. 19 species showed a degree of correlation with theideal species higher than 0.7, which had higher ornamental value and adaptability. Moreover, five species showed a degree of correlation with the ideal species higher than 0.8, such as Miscanthus sinensis, Miscanthusfloridulus, Saccharum spontaneum, Lilium brownie and Ophiopogon intermedius, which could be used for landscaping directly.
Keyword:
coastal greening; ecological adaptability; grey-correlation analysis; ideal species; invasivedanger; ornamental value; saline tolerance.
观赏草(ornamental grass)是指茎秆、叶丛、花序具有重要观赏价值的草本植物, 例如禾本科、莎草科和灯芯草科等[1]。观赏草因适应性强、养护管理成本低、观赏价值独特的特点, 成为一类良好的植物造景材料[2]。近年来, 随着海岛的开发建设, 地处海西“ 桥头堡” 的平潭岛遇到前所未有的发展机遇, 然而平潭岛不仅存在土壤贫瘠、盐渍化、风沙大等自然特点, 而且面临着树种适应性差、植被景观单一、本地种灭绝等问题[3], 合理开发应用野生观赏草可以缓解以上问题, 因此, 亟需对平潭岛野生观赏草资源进行评价及开发应用。
观赏草的最初运用可追溯到维多利亚时期, 20世纪80年代在欧美国家开始兴起。1980年以前美国和澳大利亚对观赏草品种进行搜集和繁育, 目前已形成较为成熟的观赏草产业; 1980年在纽约景观设计中, 园艺设计师Ressel Page运用观赏草形成新型花园, 随后观赏草在多个国家开始运用[4]; 1998年加拿大对观赏草进行综合评估, 筛选出景观效果佳的品种[5], 目前观赏草已经成为欧美等发达国家景观设计中的新宠, 种类已超过400种, 形成“ 无草不成园” 之说。
我国观赏草的研究起步较晚, 随着生态园林和环保水平的日益提升, 观赏草逐渐引起重视[6], 主要集中在野生观赏草资源调查、引种[7], 本地草种选育[8]、适应性研究[9]、栽培技术研究[10]及观赏价值等方面的研究。目前为止, 以下地区的野生观赏草资源已有相关专家进行了研究, 华东地区:山东[11, 12]、江苏[13, 14]、福建[15]、浙江[16], 华中地区:江西[17], 华北地区:北京[1], 西北地区:陕西[18], 西南地区:四川[19]、重庆[20]、云南[2, 21], 东北地区:辽宁[6]、黑龙江[7]。由此可见, 相关学者对陆地的观赏草较重视, 却对岛屿的研究较少。然而, 岛屿是我国土地的重要组成部分, 位于南亚热带的平潭岛, 属于我国第五大岛, 福建第一大岛, 其野生观赏草资源丰富, 但未得到合理开发应用, 外来种和本地种的应用比例严重失调, 存在入侵危险[22]。平潭岛野生观赏草具有良好生态性和独特的观赏性, 兼具耐干旱、耐盐碱、耐水湿性、抗风性等。因此, 应用野生观赏草不仅可以丰富绿化景观、提高生态效益, 而且可以降低外来引种的费用和风险, 具有重要的开发价值。
本研究采用灰色关联度分析法, 对平潭岛野生观赏草进行综合评价, 此分析法广泛运用于野生观赏草的研究[2, 6], 主要对参试品种的主要性状进行量化评估和综合描述, 能够全面地评价出品种的优劣, 进而筛选出适应平潭岛生境的观赏草草种, 为平潭岛的绿化建设提供基础。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
平潭岛位于福建省东部海域, 属于南亚热带海洋性季风气候, 位于25° 15'-25° 45' N、119° 32'-120° 10' E(图1)。海岛面积324.12 km2, 为我国第五大岛, 福建省第一大岛。每年7级以上大风125 d, 7月-9月常受台风影响, 年均降水天数131 d, 多集中在2月-6月, 11月至次年1月为旱季, 年平均蒸发量远远超过降水量。岛上土壤贫瘠, 且以砖红壤性红壤、风沙土及盐土为主, 水资源短缺, 生态脆弱易受风沙灾害和风暴潮影响[3]。植被生境不良, 自然植被稀疏, 种类少, 优势种相对明显, 群落结构单一, 均呈现明显的旱中生特征。
1.2 试验材料
为了全面深入研究平潭岛野生观赏草资源, 本研究采用样线调查法, 于2016年3月-2016年10月对平潭岛野生观赏草进行实地调查, 并现场进行鉴定, 记录野生观赏草的种类、观赏部位和特点, 部分无法准确鉴定的, 带回实验室进行准确的鉴定。鉴定参考依据《中国植物志》[23]、《福建植物志》[24]、《福建省主要森林植物彩色图鉴》[25]及其它书籍和资料。
1.3 研究方法
为了更加准确全面对平潭岛观赏草进行评价, 以相关学者[1, 2, 6]的研究为基础, 设置评价标准(表1), 筛选出观赏价值高、适应性广、景观效果优的观赏草。共10人打分, 其中风景园林、一般群众各5人打分, 对硬标准(原生境、抗性、株高、叶色)采取直接打分的方式, 对软标准(植株和花序观赏性)采取10人打分取均值的方法。然后计算每种观赏草综合性状的关联系数及关联度, 最后进行关联度排序, 从而得出评价结果。
 | 图1 平潭岛区位图Fig. 1 Location of Pingtan Island |
本研究采用灰色关联度分析方法, 参试的77种观赏草品种为一个灰色系统, 每个性状为系统中的一个因素, 在此基础上计算系统中各因素的关联度, 关联度越大其相似度就越高, 反之则越低[26]。首先对其相应性状的量化值进行标准化及无纲量化处理, 其次与理想种性状评价值(各性状值均为3)作为参照, 然后计算出每个品种综合性状的关联系数与关联度。77个草种的调查性状构成数列xi, (i=1, 2, 3, …, i为品种编号), 其中理想种的性状行成数列为x0(0为理想种编号), 性状指标k(k=1, 2, …, 6)。按照以下公式计算参试品种与理想种之间的关联系数ξ i (k), 关联度ri。
ξ i (k)=
ri=
式(1)中:|x0(k)-xi (k)|表示x0数列(即理想种的值)与xi数列在k点(即同一种性状下)的绝对差值, mini mink |x0 (k)-xi (k)|表示理想种与列表内所有种全部性状中的最小差值, maxi maxk|x0 (k)-xi (k)|则表示理想种与列表内所有种全部性状中的最大差值。ρ 为分辨系数, 其取值范围为01, ρ 越小, 分辨率越高, 通常取0.5。
式(2)中:n表示调查指标(性状)数量, n=6, 且6个性状所占权重相等。
 | 表1 平潭岛野生观赏草评价标准 Table 1 Evaluation criterion of the wild ornamental grasses in Pingtan Island |
2 结果与分析
2.1 平潭岛野生观赏草资源概况
通过调查发现平潭岛野生观赏草资源丰富, 隶属于禾本科、莎草科、鸭跖草科、百合科和唇形科共5科49属, 具有一定观赏价值的野生观赏草共有77种(表2), 其中以禾本科(63.64%)和莎草科(20.78%)为主。
2.2 平潭岛野生观赏草观赏特性分析
按照表1评价标准以及参考文献[2]和[6]的打分细则, 对平潭岛77种野生观赏草的性状进行综合评价, 评价详情见表3。大部分观赏草的指标均达到合格等级(评价等级≥ 1)。株高分布较均匀, 其原生境以山坡草地及疏林灌木(55.84%)为主(图2); 大部分观赏草耐干旱, 占总数45.45%; 其次耐水湿, 占总数31.17%; 少数耐盐碱, 占总数11.69%。观赏草的观赏价值较高, 评价得分均≥ 2.0(表3)。叶色以绿色为主(79.22%), 少数存在变色或异色, 如:金色狗尾草(S. glauca)的叶色呈黄色, 白茅(I. cylindrica)、芒(M. sinensis)、白羊草(B. ischaemum)的叶片颜色随季节的变化呈现不同的颜色。部分观赏草具有独特优美的花序, 如水苏(S. japonica)有淡紫色的轮伞花序、甜根子草(S. spontaneum)有优美硕大白色圆锥花序、龙爪茅(D. aegyptium)有形状奇特指状排列的穗状花序等, 花序进而丰富了观赏草的观赏价值。
 | 图2 平潭岛观赏草的性状评价百分比Fig. 2 The percentage of traits evaluation for ornamental grass in Pingtan Island |
| 表3 平潭岛主要观赏草评价得分 Table 3 The scores of ornamental value for the ornamental grasses in Pingtan Island |
2.3 平潭岛主要观赏草与理想种的关联度按照表1平潭岛野生观赏草评价标准, 并应用灰色关联度分析方法, 对所得数据进行关联系数和关联度计算。根据灰色关联度分析原则, 关联度越大则与理想种越接近, 即综合评价越高[26]。结果表明, 在77种参评观赏草中, 与理想种关联度≥ 0.6有66种, 比例为85.7%; 与理想种关联度≥ 0.7有19种, 比例为22.1%; 与理想种关联度≥ 0.8有5种, 比例为6.5%(表4)。
2.3 平潭岛主要观赏草与理想种的关联度 按照表1平潭岛野生观赏草评价标准, 并应用灰色关联度分析方法, 对所得数据进行关联系数和关联度计算。根据灰色关联度分析原则, 关联度越大则与理想种越接近, 即综合评价越高[26]。结果表明, 在77种参评观赏草中, 与理想种关联度≥ 0.6有66种, 比例为85.7%; 与理想种关联度≥ 0.7有19种, 比例为22.1%; 与理想种关联度≥ 0.8有5种, 比例为6.5%(表4)。 平潭岛主要观赏草与理想种的关联度系数和关联度(与理想种关联度≥ 0.7) Table 4 Correlation coefficient and degree between the ideal species and ornamental grasses in Pingtan Island | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 讨论与结论
3.1 平潭岛主要野生观赏草资源的优良特性
通过对平潭岛野生观赏草资源的研究, 发现平潭岛野生观赏草资源丰富, 分别隶属于5科49属77种。平潭岛观赏草有以下特点:1)生态适应性广。原生境以山坡草地、疏林灌丛(55.84%)为主。2)抗性较强。其耐干旱(57.14%)、耐水湿(31.17%), 少数耐盐碱(11.69%); 株高分布较均匀, 相对纬度较近的福州和云南地区株高偏低[2, 14], 是抗风性强的表现。该结果与平潭岛地理气候条件密切相关, 与温小乐和张瑜[3]的研究结果相符, 平潭岛淡水资源缺乏, 存在干旱、土壤贫瘠、盐渍化的特点, 且易受风沙和风暴潮的严重影响, 每年7级以上大风125 d, 年均风速9.0 m· s-1。同时与叶志勇[22] 和赵艳云等[27]研究指出生长在海风、海浪盛行的海岸地带的植物矮小, 且容易产生生理干旱的结果一致。3)观赏价值高。本研究结果显示, 观赏草的美观度得分均≥ 2, 其中芦竹(A. donax)、华南画眉草(E. nevinii )、芒(M. sinensis)、甜根子草(S. spontaneum)、山麦冬(L. spicata)等有奇特的花序、叶片和姿态优美的株型, 观赏价值较高。由此得出, 平潭岛观赏草有适应性广、抗性强、观赏价值高等优良特性, 利用平潭岛丰富的野生观赏草资源, 对开展观赏草耐旱、耐盐碱、抗风等方面的研究, 以及选育优良品种和推广, 具有重要的理论价值和实践意义。
3.2 平潭岛野生观赏草的开发应用价值
目前, 在平潭岛土壤贫瘠、盐渍化、风沙大、裸土面积不断增加的环境下, 建立新绿地的主要措施是前期土壤化学改良和引种, 这些措施费用高、植物品种单一[22]。由于, 本研究的观赏草具有较强的适应性、节约水资源、地面覆盖快的特点。孙男[28]指出观赏草能够迅速覆盖地面, 具有减少地面蒸发的作用, 将其种植在盐渍土地区, 可以有效防止或缓解地面返盐[28], 而且可以提高乔、灌木的成活率和保存率, 进而丰富平潭岛植物的多样性; 而且, 平潭岛大量引进外来品种, 不仅产生严重的园林植物物种“ 少样性” 问题, 而且带来物种入侵的危险, 一旦蔓延成灾, 不但影响绿地景观, 而且对当地植物造成生存威胁[29, 30]。目前已经发现芒属(Miscanthus)[31]、狼尾草属(Pennisetum)[32]、蒲苇(C. selloana)[33]等在一些国家和地区的入侵造成了不可弥补的损失。同时平潭岛野生观赏植物丰富, 现有野生观赏植物129种, 但利用率低, 野生观赏植物只占观赏植物总数的25%, 比例严重失调, 部分植物未得到开发利用而面临着灭亡的危险[25]。因此, 亟需对平潭岛观赏草进行开发应用, 其野生观赏草与平潭岛生境高度和谐, 不仅可以降低入侵风险, 而且可以创造出新颖的滨海绿地景观, 丰富植物多样性, 提高生态效益[34], 具有重要的开发应用价值。
3.3 平潭岛不同区域观赏草的选用
平潭岛野生观赏草评价结果显示, 与理想种关联度≥ 0.6有66种, 这些品种均有开发利用的潜力; 与理想种关联度≥ 0.7有19种(表4), 这些品种需要进一步的物候观测、引种驯化、生产繁殖、园林应用定位等, 才能在平潭岛推广应用; 与理想种关联度≥ 0.8有5种, 分别是禾本科的芒、五节芒(M. floridulus)、甜根子草和百合科的野百合(L. brownii)、间型沿阶草(O. intermedius), 表明其综合性状指标较高, 具有较好的适应性和观赏特征。本研究结果与陈彩云[15]指出福州观赏草的禾本科和百合科种类较多、运用广泛、观赏价值高的结果一致。且禾本科植物分蘖能力高, 耐旱性强, 是滨海绿化优选植物种类, 所以也可以作为平潭岛首批重点开发应用的观赏草[35]。
由于海岛生态环境较复杂, 本研究根据宋延巍[36]和卞阿娜[37]的划分标准, 把平潭岛划分为岛陆区、潮上带、潮间带三个区域。
岛陆区是最高潮水位以上的部分, 是人类生活、生产的主要区域, 受到人类干扰影响显著, 存在水资源短缺、土壤贫瘠、风沙大的特点[36], 应选择以观赏价值较高、适应性较强的观赏草为主。该区域可考虑应用与理想种的关联度均达到0.7以上的芒、五节芒、甜根子草、金色狗尾草(S. glauca)、野百合(L. brownii)、间型沿阶草(O. intermedius)等。
潮上带位于平均高潮线与特大高潮线之间的区域, 土壤为风沙土、盐渍化、养分低、日照强、风力大、易受风暴潮的影响[37], 应选择以耐热、耐旱、耐盐碱、抗风、适合沙质土为主的观赏草。可考虑与理想种关联均达到0.6以上的老鼠艻(S. littoreus)、盐地鼠尾粟(S. virginicus)、糙叶薹草(C. scabrifolia)、双穗飘拂草 (F. subbispicata)、多穗扁莎(P. polystachyos)和芦竹等, 不仅起到生态作用, 而且还可以美化海岸线。
潮间带为高潮线与低潮线之间的水路部分, 受到盐碱、淤泥、潮汐等特殊沼泽的环境[38], 应选择以耐水湿、耐盐碱的观赏草为主。可考虑与理想中关联度均达到0.6以上的蓉草(L. oryzoides)、芦苇(P. australis)、异型莎草(C. difformis)、畦畔莎草(C. haspan)和短叶茳芏(C. malaccensis)等。
(责任编辑 苟燕妮)
The authors have declared that no competing interests exist.
参考文献
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