白马山杜鹃属植物引种适应性分析及综合价值评价

2022-09-11

杜鹃花是杜鹃花科 (Ericaceae) 杜鹃花属 (Rhododendron植物的总称, 其种类繁多, 开发利用价值高。我国拥有非常丰富的杜鹃花资源, 目前对杜鹃属植物的研究主要集中在资源调查、系统分类等方面, 从杜鹃的观赏价值及其生境适应性的角度对杜鹃种质资源的收集保护和引种驯化效果方面的研究则相对较少[1]。植物资源是良种选育的物质基础, 许多科研单位都致力于植物资源的收集与引种工作。从20世纪60年代开始, 昆明植物研究所开始进行杜鹃花的引种驯化研究, 现已引种成功100余种云南野生常绿杜鹃[2]。张长芹等通过对常绿杜鹃的引种驯化、繁殖等方面的研究得出, 引种地与驯化地的生境条件是否相似对引种苗成活率有很大的影响[3];冯正波等对华西亚高山植物园内的131种杜鹃花的适应能力进行了研究, 结果表明常绿杜鹃亚属、多数杜鹃亚属的物种均表现出适应驯化地生境[4];此外, 庄平等用生长发育、抗逆性及繁殖能力等指标评价了龙池基地的172种杜鹃的引种适应性, 结果表明, 与驯化地海拔越接近, 其适应性越高, 并且由较高海拔向较低海拔的引种适应性高于反向引种[5]。

关于杜鹃花综合价值评价方面, 层次分析法已经有初步的应用, 周媛等建立了杜鹃属植物开发利用价值评价体系, 但缺乏对引种驯化效果方面的评价[6]。本研究通过建立层次结构模型对重庆武隆白马山引种的杜鹃属植物生境适应性及综合开发价值进行综合评价, 为杜鹃花的保育和开发利用提供理论和实践参考。

1 研究概况

1.1 试验地概况

试验地位于重庆武隆白马山自然保护区内, 地处东经107°56′、北纬29°22′, 海拔1490~1500 m, 土地面积约1 hm2。白马山为大娄山支脉鸡笼山西北翼, 山体坡度基本在30°以上。该区域在植物区系上处于亚热带常绿阔叶林区, 地带性植被为常绿阔叶林。保护区属亚热带湿润气候区, 气候温和, 降雨量和气温垂直变化大, 年降雨量1200~1400 mm, 年平均气温9~12℃, 最高气温31℃, 最低气温-5℃, 空气平均相对湿度达75%以上。白马山地质复杂多样, 土壤类型为山地黄壤、黄棕壤, 土层深厚肥沃, 含有机质48.968 g/kg、全氮3.091 g/kg、全磷0.387 g/kg、全钾23.032 g/kg, 土壤呈微酸性 (p H=4.94) 。试验地地势平坦开阔, 立地条件比较适合杜鹃的生长发育。

试验地及其临近海拔段自然分布的杜鹃有常绿杜鹃亚属 (8种) 、杜鹃亚属 (1种) 、映山红亚属 (2种) 以及马银花亚属 (2种) 等类群。

1.2 引种资源概况

引种材料主要来源于重庆及其周边地区, 引种地主要包括贵州毕节百里杜鹃景区、重庆仙女山森林公园、重庆缙云山自然保护区、重庆金佛山自然保护区以及重庆巫溪红池坝景区, 此外试验地内还移栽有白马山自然保护区自有种类 (表1) 。

※注: (1) 重庆巫溪红池坝景区, (2) 贵州毕节百里杜鹃景区, (3) 重庆白马山自然保护区, (4) 重庆金佛山自然保护区, (5) 重庆缙云山自然保护区, (6) 重庆仙女山森林公园。

部分引种材料在原生地的开花状见图1~图8。

2 研究方法

2.1 适应性分析

对引种植物的适应性进行评价是判定引种是否成功的重要环节。本研究结合种质资源原生海拔概况及引种苗木在白马山试验地实际生长情况, 测定杜鹃苗成活率、一年生枝条生长量以及新抽梢个数, 并以其为主要观测指标, 以病虫害发生情况为辅助观测指标, 判定其生态适应性、生长势及抗逆性等特质。其中, 成活率采用存活植物株数与引种植物总数的百分比值表示。

2.2 综合价值评价

利用层次分析法 (Analytical Hierarchy Process) 对试验地内的杜鹃综合价值 (观赏价值、适应性及资源潜力) 进行评价。

2.2.1 层次结构模型的建立

根据野生杜鹃属植物资源开发利用特点, 参照野生观赏植物资源评价及周媛等关于杜鹃园林应用综合评价体系研究成果, 结合本研究实际情况对各层次元素进行适当调整。本研究评价对象是白马山引种的野生杜鹃苗木, 层次结构模型中加入资源潜力和适应性 (表2) 。

2.2.2 判断矩阵的构造及权重计算

根据上述层次结构模型, 经相关专家及生态、园林专业学生以1~9标度法进行评议构造出A~C、C~P共5个矩阵, 得到标准层与约束层各权值, 并进行矩阵一致性检验 (表3) 。

2.2.3 杜鹃圃良种资源筛选

经查阅文献及咨询相关专业人士, 制定出杜鹃综合价值评定标准 (表4) 。通过引种后一年的观察和记录对白马山杜鹃圃内的杜鹃进行评分, 经计算得出植物综合价值评价结果, 最终根据得分排序进行良种资源筛选。

3 结果与分析

3.1 种质资源原生垂直分布带

杜鹃圃内21种杜鹃属植物中, 耳叶杜鹃、毛肋杜鹃、喇叭杜鹃、杜鹃、满山红、树枫杜鹃、长蕊杜鹃、腺萼马银花以及云锦杜鹃均分布于海拔2000 m以下;银叶杜鹃、迷人杜鹃、峨马杜鹃、粗脉杜鹃、金山杜鹃以及阔柄杜鹃分布在海拔2000 m左右的中海拔地区。根据生境相似性原理, 上述种类分布海拔与白马山杜鹃圃所在海拔基本相近, 气候应较适宜其生长。所引常绿杜鹃亚属植物垂直分布多集中在海拔1300~3300 m范围内, 其中分布最广的是美容杜鹃, 跨越2700 m的垂直高度;其次, 为马缨杜鹃;分布范围最窄的种类是阔柄杜鹃, 仅跨越400 m的垂直高度。

3.2 杜鹃生长情况

由表5可知, 除银叶杜鹃、毛肋杜鹃及腺萼马银花外, 其他种类的成活率均在60%以上。抗逆性强的杜鹃有16种、占76.2%, 中等的有4种、占19.0%, 抗逆性差的有2种、占9.5%。杜鹃新抽枝数统计中, 毛肋杜鹃、杜鹃、长蕊杜鹃、麻花杜鹃、美容杜鹃、腺萼马银花、云锦杜鹃等抽枝能力较为突出, 而银叶杜鹃、粉红杜鹃、迷人杜鹃、露珠杜鹃、树枫杜鹃等抽枝能力较弱。一年生枝条平均生长量以云锦杜鹃最高, 达到20 cm以上, 其次为耳叶杜鹃、喇叭杜鹃。

3.3 综合价值评价

对待评价的野生杜鹃花属植物就每项评价指标给出相应的分值, 再乘以对应的权值, 即得出最终的综合评价值 (表6) 。可以看出, 综合价值较高的种类包括美容杜鹃、粉红杜鹃、马缨杜鹃、麻花杜鹃、粗脉杜鹃、露珠杜鹃以及大白杜鹃。

4 讨论

(1) 根据“气候相似论”, 木本植物引种能否成功, 关键是看原产地与引种地气候条件是否相似, 相似则所引种类能正常生长发育[7]。本研究通过野外调查与引种实践, 发现所引种类原产地与白马山气候特点基本相似, 大部分所引种类适应性较好, 成活率高, 且不易发生病虫害, 是杜鹃种质资源迁地保育的理想场所, 其中的常绿杜鹃亚属多数种类适应性强。然而, 本研究仅针对所引种类的生长情况及原生境情况探讨资源的适应性, 关于其繁殖发育方面还有待于研究。

(2) 前人研究表明, 原生海拔低的种类适应性高于相对海拔高的种类[8]。尽管美容杜鹃、粉红杜鹃原分布海拔相对较高, 但引种到白马山杜鹃圃内的苗木适应性依旧较好, 其原因可能是这2个种类垂直分布带较广, 从而适应的气候条件也较广。

(3) 影响杜鹃花资源综合价值的因素多种多样, 生态习性、资源潜力等对其综合价值均有不同程度的影响。本研究筛选出了综合价值得分较高的几个种类:美容杜鹃、粉红杜鹃、马缨杜鹃、麻花杜鹃、粗脉杜鹃、露珠杜鹃:及大白杜鹃。此外, 我们发现综合价值不高的种类中, 有的观赏价值较高, 如阔柄杜鹃、银叶杜鹃等, 由于其引种适应性的限制, 降低了综合价值。针对此类物种, 今后应加强资源的引种驯化实验, 以提高其综合价值。

摘要：对重庆武隆白马山引种的21种杜鹃属植物进行适应性及综合价值分析。结果显示: (1) 所引种类多数适应性较好, 成活率高, 且不易发生病虫害, 表明白马山是杜鹃种质资源迁地保育的理想场所; (2) 相同条件下, 垂直分布带广的种类其适应性可能强于垂直分布带较窄的种类; (3) 运用层次分析法评价所引资源的综合价值, 为杜鹃资源良种筛选提供一定的理论与实践参考。

关键词：杜鹃属植物,引种适应性,层次分析法,综合评价,重庆武隆白马山