福州長樂地區(qū)濱海植物資源調(diào)查及應(yīng)用分析

王曉盈 江怡萱 范凌玥 鄧傳遠

摘 要 以長樂機場北部距海岸線200～400 m海灘處的濱海植物為研究對象，采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法篩選出適生并具有良好觀賞價值或經(jīng)濟價值的植物種類，利用隨機抽樣法對研究區(qū)濱海植物的耐鹽堿性進行調(diào)查分析。結(jié)果：長樂機場北部海岸線的濱海植物共有42種，隸屬于28科36屬，單科單屬較多，其中菊科和?？茷閮?yōu)勢科;篩選出綜合評價優(yōu)良的植物10種，包括木麻黃（Casuarina equisetifolia）、厚藤（Ipomoea pes-caprae）、草海桐（Scaevola sericea）等，可作為修復植物進行濱海沙地的生態(tài)修復;分析出適宜園林應(yīng)用的海濱沙地樹種，如紅千層（Callistemon rigidus）、苦郎樹（Clerodendrum inerme）、臺灣欒（Koelreuteria elegans subsp. formosana）等。根據(jù)植物應(yīng)用方向（先鋒及野生植物、觀賞植物、生態(tài)修復植物和搭配種植植物等），提出濱海沙地植物修復的建議：充分利用在原生地生長的野生植物，如狗牙根、月見草等;觀賞植物可選用絲葵、劍麻、草海桐等;生態(tài)修復植物在鹽堿地治理中發(fā)揮主要作用，以灌木及草本為主，重點選擇抗逆性與繁殖力強的物種，如單葉蔓荊、腎葉打碗花、厚藤等;搭配種植植物起輔助作用，以增加物種多樣性，穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)平衡，可選用落羽杉、異葉爬山虎、海刀豆等花葉新奇的植物。

關(guān)鍵詞 濱海植物;生態(tài)修復;鹽堿地;灰色關(guān)聯(lián)度分析法;福州長樂地區(qū)

中圖分類號：Q147 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.11.042

在濱海生境中，由于臺風、鹽霧等因素的影響，鹽分長期累積，造成濱海地區(qū)土壤結(jié)構(gòu)粘滯、通氣性差、養(yǎng)分釋放慢，導致多數(shù)植物不能良好生長[1]。耐鹽植物是指具有強鹽耐受能力且能夠在鹽堿環(huán)境中生長良好的植物，對土壤鹽堿性的耐受程度高，能夠較好地適應(yīng)海濱環(huán)境，是濱海沙地植物修復的重要植物資源[2]。

目前，對于濱海地區(qū)鹽堿地的植物修復國內(nèi)外已有諸多深入研究[3-4]。早在20世紀30、40年代，以前蘇聯(lián)B. A. 科夫達為代表的學者利用科學管理排水措施改良鹽堿化土壤[5]。利用植物修復是如今國內(nèi)外鹽堿地治理的主要研究方向之一，通過種植耐鹽植物可改善土壤的理化性質(zhì)，形成沿海防風屏障，逐步改善濱海地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。由于受到客觀條件的限制，我國對濱海地區(qū)適生植物的相關(guān)研究報道較少，加之對濱海沙地的利用率低、修復成本高，導致國內(nèi)對濱海適生植物的調(diào)查與鹽堿地修復利用的發(fā)展緩慢。

為全力打造美麗海濱城市，福州市長樂區(qū)政府近年來非常重視生態(tài)環(huán)境建設(shè)[6]。為改善長樂機場北部海灘惡劣的植物生長環(huán)境，同時要刺激當?shù)芈糜螛I(yè)經(jīng)濟發(fā)展，利用植物修復長樂海灘刻不容緩。因此，對當?shù)刂参镔Y源進行調(diào)查并篩選出適合鹽堿地生長的植物，對長樂區(qū)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。本研究對長樂機場北部距海岸線200～400 m處海灘的野生植物進行調(diào)查，利用灰色關(guān)聯(lián)度法篩選出適生并具有良好觀賞價值或經(jīng)濟價值的種類，采用隨機抽樣法對植物在鹽堿地的耐受性進行調(diào)查分析，為適生植物的應(yīng)用方向和北側(cè)海灘的生態(tài)修復、選種提出合理的建議。

1? 研究區(qū)概況

長樂區(qū)位于福建省東部，隸屬于福建省福州市，閩江口南岸，地理坐標為北緯25°40′～26°04′、東經(jīng)119°23′～119°59′[7-8]。該區(qū)屬于中亞熱帶海洋性季風氣候，夏長少酷暑，冬短少霜雪，年均氣溫19.3 ℃[7-8]。長樂區(qū)地處臺灣海峽西岸，大風日數(shù)多，夏秋兩季常會遭遇臺風等強對流天氣，且常年受海風影響，氣候條件相對惡劣。以風沙土形成的沙丘為主，鹽堿含量高，土壤貧瘠[9]。

2? 調(diào)查方法

2.1? 數(shù)據(jù)獲取

2020年7月至2021年9月，在北起石壁村、南至大鶴村這一段的長樂機場北部海灘范圍內(nèi)，對距海岸線200～400 m、沿濱海路總長1.5 km區(qū)域內(nèi)的野生植物種類展開調(diào)查。采用樣線法進行實地調(diào)研，對植物種類進行拍照，采集記錄植物的生活型、生長狀況、分布范圍等信息，無法確定或識別不了的種類采樣后請教相關(guān)專家鑒別，根據(jù)《中國植物志》[10] 或《福建植物志》[11] 校對后得到準確數(shù)據(jù)。每種植物隨機取10處作樣本對其耐鹽堿性進行評估，獲得原始數(shù)據(jù)。

2.2? 灰色關(guān)聯(lián)分析法

根據(jù)鹽堿地實地調(diào)查情況，結(jié)合相關(guān)學者的研究結(jié)果[12-14]，得出植物分級評價標準（見表1），最高值5分，最低值1分。對硬性指標（抗逆性、耐鹽堿性、繁殖力）直接評估，對軟性指標（觀花價值、觀葉價值）的評價采取走訪調(diào)查的方式，通過走訪當?shù)鼐用窦白稍儗I(yè)人士進行綜合評估。根據(jù)這一標準并結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)度分析，篩選出適合海濱生境的優(yōu)良植物[15]。

灰色關(guān)聯(lián)分析法是通過比較數(shù)據(jù)序列間曲線幾何形狀的相似程度，來分析系統(tǒng)各因素之間的關(guān)聯(lián)程度[16]。運用灰色關(guān)聯(lián)度分析法，將實地調(diào)查的42種植物視為一個灰色系統(tǒng)，確定評價標準。計算關(guān)聯(lián)系數(shù)時，設(shè)定各評價因子的分值均為5的植物X0為理想種，其X0（k）為參考序列，Xi（k）=（i=1， 2， 3， …42）為調(diào)查植物的種類編號，k為分值（k=1， 2， 3， 4， 5）。關(guān)聯(lián)度[γi]反映調(diào)查植物與理想種之間的關(guān)聯(lián)程度。關(guān)聯(lián)度越大，表明該植物與理想種的相似度越高，即該植物在沙地生境下的生長潛力大，開發(fā)利用的價值高，反之就越低[17]。

關(guān)聯(lián)系數(shù)計算公式為：

[ζi（k）=minimink/X0（k）-Xi（k）/+ρmaximaxk/X0（k）-Xi（k）//X0（k）-Xi（k）/+ρmaximaxk/X0（k）-Xi（k）/]? （1）

加權(quán)關(guān)聯(lián)度計算公式：

[γi=1nk=1nζi（k）]? （2）

（1）、（2）式中，[ρ]為分辨系數(shù)，在[0， 1]內(nèi)取值，通常取0.5[16]。n是評價因子數(shù)量，n=5[16]。

2.3? 隨機抽樣法

考慮到植物的耐鹽堿性在海濱生境中的重要影響，在實地調(diào)查過程中，對每種植物均隨機抽選10株進行耐鹽堿性觀測評估，評估標準參照表1。將評估結(jié)果整理匯總后，運用灰色關(guān)聯(lián)分析法，設(shè)定理想種的耐鹽堿性評分為5，將每種植物的10個樣本分別與理想種進行比較，計算其關(guān)聯(lián)系數(shù)，得到每種植物的實際耐鹽堿性關(guān)聯(lián)度，再與理論關(guān)聯(lián)度比較。

3? 結(jié)果與分析

3.1? 長樂機場北部海灘植物資源概況

通過對長樂機場后濱沙地的實地調(diào)研，結(jié)果發(fā)現(xiàn)（見表2）：該區(qū)域植物資源共有28科36屬42種，其中含種數(shù)為4種的有?？疲伎偡N數(shù)的9.52%;含2～3種的共有10科，共占總種數(shù)的50.00%，分別是大戟科（Euphorbiaceae）、豆科（Fabaceae）、禾本科（Poaceae）、錦葵科（Malvaceae）、菊科（Asteraceae）、馬鞭草科（Verbenaceae）、南洋杉科（Araucariaceae）、薔薇科（Rosaceae）、旋花科（Convolvulaceae）、棕櫚科（Arecaceae）;僅含1種的有17科，如草海桐科（Goodeniaceae）、番杏科（Aizoaceae）、葡萄科（Vitaceae）等。由此可見，長樂機場后濱沙地的植物資源豐富，生活型以喬木為主，有20種，占總種數(shù)的47.62%，其次為草本、灌木和藤本，分別占23.81%、23.81%和4.76%。

3.2? 長樂機場北部海灘調(diào)查植物與理想種的關(guān)聯(lián)度

通過對各項指標評分和關(guān)聯(lián)系數(shù)的計算，獲得調(diào)查植物與理想種的關(guān)聯(lián)度（見表3）。與理想種的關(guān)聯(lián)度越大，說明該植物與長樂海灘北側(cè)沙地的適配性更強，種植后植物的生長狀況更好，有利于生態(tài)環(huán)境的修復。

關(guān)聯(lián)度1≥[γi]≥0.8的植物有5種，分別為南美蟛蜞菊（Sphagneticola trilobata）、劍麻（Agave sisalana）、厚藤（Ipomoea pes-caprae）、海馬齒（Sesuvium portulacastrum）、臺灣欒（Koelreuteria elegans subsp. formosana）。這些品種綜合評價高，可優(yōu)先考慮作為修復植物進行沙地的生態(tài)修復。其大多數(shù)因子表現(xiàn)出的性狀與理想樹種接近，在觀花價值、耐鹽堿性與繁殖力等方面具有顯著優(yōu)勢，抗逆性好，觀葉價值偶有不足。因此，在長樂機場北側(cè)海灘的生態(tài)修復規(guī)劃中，可在生態(tài)旅游價值高或人流量較大的風景區(qū)種植此類植物，充分發(fā)揮其生態(tài)價值和經(jīng)濟價值，構(gòu)成獨特美麗的海濱風景線，從而帶動當?shù)氐奈幕?、旅游等產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

關(guān)聯(lián)度0.8≥[γi]≥0.7的植物有7種，分別為木麻黃（Casuarina equisetifolia）、腎葉打碗花（Calystegia soldanella）、草海桐（Scaevola sericea）、狼尾草（Pennisetum alopecuroides）、狗牙根（Cynodon dactylon）、紅千層（Callistemon rigidus）和絲葵（Washingtonia filifera）。這些植物與理想樹種的加權(quán)關(guān)聯(lián)度稍低，但仍是良好的修復植物。生態(tài)修復時，可以將這類植物大規(guī)模種植在生態(tài)條件較惡劣、人群稀少的地區(qū)，發(fā)揮其對生態(tài)環(huán)境的改善與調(diào)控能力，能快速有效地形成低維護生態(tài)修復帶，對海灘沙地生態(tài)環(huán)境起到立竿見影的改善作用。

關(guān)聯(lián)度0.7≥[γi]≥0.6的植物有14種，為單葉蔓荊（Vitex rotundifolia）、夾竹桃（Nerium oleander）、楝（Melia azedarach）、海濱木槿（Hibiscus hamabo）、落羽杉（Taxodium distichum）等。這些植物的綜合評價較低，即在濱海生境下并不能很好地生存或是對惡劣環(huán)境的抵抗力差，無論是生態(tài)效益還是經(jīng)濟效益均不突出。可在第一修復階段海濱沙地環(huán)境有一定改善后，將這些植物作為第二階段的生態(tài)修復樹種，如楝、海濱木槿等，與第一階段的植物搭配種植，增強了生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，維護生態(tài)平衡。

關(guān)聯(lián)度[γi]<0.6的植物有16種，分別是光葉子花（Bougainvillea glabra）、銀合歡（Leucaena leucocephala）、鹵地菊（Wedelia prostrata）、海刀豆（Canavalia rosea）、黃金榕（Ficus microcarpa ‘Golden Leaves’）等。以綜合評價結(jié)果來看，這些樹種在海灘沙地環(huán)境較難生長或長勢較差。可在生態(tài)修復基本完成后，適當采用一些觀賞價值較高的植物種類作點綴，最終形成景色宜人、生態(tài)穩(wěn)定的濱?？臻g。

3.3? 植物耐鹽堿性樣本與理想種的關(guān)聯(lián)度

對長樂機場北部距海岸線200～400 m處海灘的每種植物隨機抽樣10株，對其耐鹽堿性進行評估，由表4可知，有20種植物的實際耐鹽堿性較理論數(shù)據(jù)偏低;18種植物的實際耐鹽堿性高于理論數(shù)據(jù)，如扇葉露兜樹（Pandanus utilis）、光葉子花（Bougainvillea glabra）等;另有4種植物的實際耐鹽堿性與理論數(shù)據(jù)相同。其中浮動范圍在理論數(shù)據(jù)10%之內(nèi)的植物有29種，分析可能是客觀因素影響，如風力、極端氣候、與入侵植物形成競爭關(guān)系等。

4? 小結(jié)與討論

利用植物進行海濱沙地的生態(tài)修復由于影響因素較多，需要嚴格遵循生態(tài)學原理。根據(jù)本次調(diào)查結(jié)果，總結(jié)出長樂機場北部距海岸線200～400 m處海灘的植物資源在鹽堿地上的應(yīng)用方向（見表5）。將植物應(yīng)用方向分為4大類，即先鋒及野生植物、觀賞植物、生態(tài)修復植物和搭配種植植物。充分利用在原生地生長的野生植物對維護當?shù)氐纳鷳B(tài)平衡有重要作用，如利用狗牙根、月見草、厚藤等植物組成濱海沙地植物群落，初步形成濱海特色景觀。觀賞植物可利用絲葵、劍麻、草海桐等;生態(tài)修復植物在鹽堿地治理中發(fā)揮主要作用，以灌木及草本為主，重點選擇抗逆性與繁殖力強的物種，如單葉蔓荊、腎葉打碗花、厚藤等;搭配種植植物起輔助作用，增加物種多樣性，穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)平衡，對其抗逆性等要求可以適當降低，重點突出植物的新穎奇特，弘揚異域風情文化，營造出亞熱帶濱海景觀，如選用落羽杉、異葉爬山虎、海刀豆等花葉新奇的植物。

綜合評價植物的生物學特性、生態(tài)習性、觀賞價值和經(jīng)濟價值，總結(jié)海濱沙地適生及修復植物的選種規(guī)律。

由于海濱生境惡劣，修復植物多為匍匐狀莖，或葉質(zhì)地堅硬，或植物生長器官莖、葉等發(fā)生退化。引種時，若環(huán)境條件改變劇烈將會嚴重影響植物的生長發(fā)育，導致植物修復效果差，因此在引種選種時應(yīng)充分考慮到植物的生物學特性，盡量避免造成種植后生長不良。

由于長期受到鹽霧、風力、氣候和極端天氣等因素的影響，能在海濱沙地生長良好的只有耐旱、耐鹽堿、抗風、抗逆性強的植物，修復時應(yīng)多選用鄉(xiāng)土樹種、對環(huán)境適應(yīng)力極強的樹種。此外，環(huán)境條件劇烈改變將會導致植物修復的效果差，引種時應(yīng)把握好“適地適樹”原則[18]。同時禁止選用帶有入侵性的植物，防止對當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)造成破壞。

海濱沙地植物修復是一項大工程，利用植物修復鹽堿地任重而道遠。大規(guī)模修復鹽堿地需要投入大量人力、物力和財力，因此在滿足生態(tài)功能的同時，應(yīng)多選用經(jīng)濟價值高、品種優(yōu)良、后期維護成本低的植物，注重其潛在價值。

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收稿日期：2022-03-08

基金項目：福建農(nóng)林大學園林科研訓練基地項目（115-111ZS1610）。

作者簡介：王曉盈（2001—），女，河北武安人，福建農(nóng)林大學園林學院在讀本科生。E-mail： 947786628@qq.com。

*為通信作者，E-mail： 417570601@qq.com。