高密度城市环境中耐阴植物的生态适应性评估
摘要：在观叶类灌木、观花类灌木以及观干、观果类灌木中，选取12种具有代表性的耐阴植物，基于AHP层次分析法构建耐阴植物生态适宜性评价系统。结果表明，对于耐旱性评价，处于Ⅱ级的耐阴植物最多，占50.00%；对于耐热性评价，处于Ⅱ级和Ⅲ级的耐阴植物数量相同，各占50.00%；对于耐寒性评价，处于Ⅱ级的植物最多，占58.33%；对于抗虫害评价，处于Ⅲ级的耐阴植物有洒金桃叶珊瑚、胡枝子、常春藤、花月扶芳藤4种。旨在探究高密度城市中耐阴植物的生态适应性，为未来构建稳定多样的园林复层种植结构和提高耐阴植物培育水平提供参考。
随着经济的快速发展，城市建筑物正在快速建设中。由于人口数量多，造成了城市的高密度环境，为了节省空间，建筑物设计往往较为紧密，使得很多建筑物背阴地带植物常年缺乏光照而变成耐阴植物[1]。例如，城市立交桥匝道下方、建筑物地下空间、楼房角落等区域，附近树木草丛较密集，或有桥体作遮挡物，导致常年缺乏光照，只能种植耐阴植物。
耐阴植物具有观赏性佳、养护简单等特性，常被用于园林规划中[2-3]。耐阴植物需要具有良好的适应性，才能在园林中的各种立地条件下正常生长发育，发挥出最佳的美化和生态作用。因此，需要对其进行适应性研究。
采用层次分析法（AHP）不仅快捷方便、便于操作，而且信息全面、应用范围广，能够详细分析耐阴植物的适应性。本研究利用层次分析法（AHP）构建耐阴植物生态适应性评价系统，验证分析了12种耐阴植物的耐旱性、耐热性、耐寒性、抗虫害性，旨在综合评估12种耐阴植物的生态适应性，以供参考。
1材料与方法
1.1材料的选择
以某耐阴植物种类最多的城市为试验区域。为了提升耐阴植物生态适应性评估的客观性，筛选出12种具有代表性的耐阴植物，分为观叶类灌木、观花类灌木及观干、观果类灌木3类[4]。观叶类灌木有海桐、沙地柏、红叶石楠、洒金桃叶珊瑚4种；观花类灌木有连翘、毛杜鹃、麻叶绣线菊、胡枝子4种；观干、观果类灌木有平枝枸子、常春藤、扶芳藤、花叶扶芳藤4种。
1.2试验方法
在试验环境下，定时测量耐阴植物的冠幅和株高，每次测量间隔16h。冠幅是指树木整个树冠的最大宽度和最大长度之间的平均值，株高是指树木根颈部与主茎顶部之间的长度。运用叶绿素测定仪测量叶绿素含量，以评定耐阴植物的光合性能和植物健康程度。从植物各处均匀摘取叶片，不同生长部位的叶片，叶绿素含量也不同，需要利用检测仪器获取多个叶绿素含量值，再取得平均值[5]。同时，详细记录叶片生长和掉落情况。
1.3数据分析
1.3.1温湿度数据分析。通过温湿度检测仪测定耐阴植物，记录检测数据，并通过相关软件绘制曲线图，以描绘不同温湿度条件下耐阴植物生长情况，评定其生态适应性[6]。曲线图绘制后，将温湿度检测仪放回原来位置，在进行下一步检测前，需要将检测仪的启动时间延后24h。
1.3.2植物生长数据统计分析。通过表格形式反映耐阴植物各评价指标，相关数据的确定，需要在多次数据的平均分基础上完成，对多种指标数据进行曲线测绘，并利用Excel统计分析多项数据。运用SPSS软件，对冠幅、株高、叶绿素含量的原始数据、最终数据以及数据变化值进行方差分析，从而比较不同耐阴植物的差异显著性，a=0.05。同时，对观叶类灌木、观花类灌木及观干、观果类灌木进行光照试验，通过对3组不同光照强度进行方差分析，确定光照强度对耐阴植物各生长指标的影响，并结合观测结果分析原因[7]。
1.4评价方法
在试验过程中，定时测量不同耐阴植物的株高、冠幅、叶绿素含量，记录植物生长规律。但由于所测数据并不能完全代表选择的耐阴植物，因此，本研究采用层次分析法构建耐阴植物生态适宜性评价系统。评价系统中的指标对比是在1～9标度基础上进行，通过指标权重赋值确定生态适应性评价[8]。由此需要分析耐阴植物的生长状态、可观赏性状态以及养护需求，再通过层次分析法评价耐阴植物的生态适应性。
1.4.1层次分析法（AHP）。近年来，层次分析法被广泛用于评价多种植物的观赏性，具有易于操作、信息全面、应用范围广的优点，能详细分析耐阴植物的适应性。在植物适应性评价过程中，由近及远地对指标进行标准多样化的决策分析（图1）。将一个较为复杂的问题分解为多个评价指标，又将多个评价指标分解为具象化的指标，并完成指标的重要性评价，实现指标具象化的评价结果。
1.4.2构建生态适应性评价体系。为构建稳定多样的园林复层种植结构，提高单位绿地生态效益，可构建地下空间植物景观适宜性评价体系。植物的存活状况是构建植物景观的基础，植物生长过程中，枝叶姿态、物候变化能带来更多的景观价值与趣味体验，而养护管理要求也是需要考量的因素。因此，本研究从生长状态、观赏状态、养护需求3个方面构建生态适应性评价体系（见表1）。同时，从耐旱性、耐热性、耐寒性3个方面评价耐阴植物的生长适宜性。
1.4.3生态适应性评价方法。在目标层耐阴植物生态适应性评价中，一级指标为生长适应性（a）、景观价值性（b）以及养护便利性（c）。若对各类指标进行矩阵计算，
矩阵公式：
首先，收集耐阴植物信息，通过评价表格反映耐阴植物相应的评价指标。其次，对多个指标的权重赋值，通过上述计算公式获得各指标的综合得分，将综合得分分为3个等级，即Ⅰ级：100～90分，表示耐阴植物生态适应性良好；Ⅱ级：89～70分，表示耐阴植物生态适应性一般；Ⅲ级：69～0分，表示耐阴植物生态适应性差。
2结果与分析
2.1耐阴植物的生长适宜性评价
由表2可知，（1）12种耐阴植物的耐旱性评价分数在55～96分之间，数据差异显著。其中，耐旱等级为Ⅰ级的有沙地柏和麻叶绣线菊；耐旱等级为Ⅱ级的有6种，分别为连翘、胡枝子、平枝枸子、常春藤、扶芳藤、花叶扶芳藤，占50.00%；耐旱等级为Ⅲ级的有4种，分别为海桐、洒金桃叶珊瑚、毛杜鹃，占33.33%。由此可知，对水分要求最低的是沙地柏，其叶面小、叶皮较厚，能有效保持水分，不易被蒸发。对水分要求最高的是毛杜鹃，生长过程中需要大量的水分，水分缺乏时，叶片会出现明显的萎缩现象。
（2）12种耐阴植物的耐热性评价分数在52～83分之间，耐阴植物在高热环境下的耐热能力总体表现一般或很差。耐热能力为Ⅱ级的有6种，分别为海桐、沙地柏、红叶石楠、洒金桃叶珊瑚、连翘、胡枝子，占50.00%；耐热能力为Ⅲ级的有6种，分别为毛杜鹃、麻叶绣线菊、平枝枸子、常春藤、扶芳藤、花叶扶芳藤，占50.00%。其中，高温环境对连翘生长没有明显影响，而毛杜鹃叶面出现明显的萎缩现象，整体生长不佳。
（3）12种耐阴植物的耐寒性评价分数在51～97之间。耐寒能力为Ⅰ级的植仅沙地柏1种；耐寒能力为Ⅱ级的有7种，分别为红叶石楠、洒金桃叶珊瑚、连翘、胡枝子、平枝枸子、常春藤、花叶扶芳藤，占58.33%；耐寒能力为Ⅲ级的有4种，分别为海桐、毛杜、鹃、麻叶绣线菊、扶芳藤，占33.33%。其中，沙地柏为刺叶、鳞叶，水分蒸发面积小，耐寒能力最强；毛杜鹃耐寒能力最弱，冬季有50.00%～60.00%的叶片冻脱，或枝梢冻害较重。
2.2耐阴植物的养护便利性评价
本研究通过评价耐阴植物虫害适应性来评价植物的养护便利性。由图2可知，在12种耐阴植物中，连翘、毛杜鹃以及平枝枸子虫害适应性得分在93分以上，说明虫害发生时，对这3种耐阴植物养护影响很小；虫害适应性处于Ⅱ级的有5种，分别为海桐、沙地柏、红叶石楠、麻叶绣线菊、扶芳藤，说明虫害发生时，对这5种耐阴植物养护影响不大；虫害适应性处于Ⅲ级的有4种，分别为洒金桃叶珊瑚、胡枝子、常春藤、花月扶芳藤，说明虫害发生时，对这4种耐阴植物养护影响很大。
3结论与讨论
本研究通过运用层次分析法（AHP）构建生态适应性评价系统，评估高密度城市环境下的12种耐阴植物的生态适应性，且将目标层分为生长适宜性、景观价值性、养护便利性3个方面。其中，生长适宜性包含植物的耐旱性、耐热性以及耐寒性，而养护便利性包含抗虫害评价。结果表明，对于耐旱性评价，处于Ⅱ级的耐阴植物最多，占50.00%；对于耐热性评价，处于Ⅱ级和Ⅲ级的耐阴植物数量相同，各占50.00%；对于耐寒性评价，处于Ⅱ级的植物最多，占58.33%。说明本研究构建的评价系统能有效评价多种耐阴植物的生态适应性。
