基于层次分析法的九寨沟震后裸岩边坡覆绿适用苔藓筛选

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.04.007

植物研究 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (4): 540-549.doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.04.007

基于层次分析法的九寨沟震后裸岩边坡覆绿适用苔藓筛选

夏红霞¹^,², 刘李岚¹^,³, 周徐平⁴, 陈珂², 李英⁵, 旷培刚⁵, 孙庚¹, 类延宝¹()

^1.中国科学院成都生物研究所，中国-克罗地亚生物多样性与生态系统服务“一带一路”联合实验室，成都 610041
^2.西南科技大学生命科学与工程学院，绵阳 621010
^3.中国科学院大学，北京 100049
^4.贵州师范大学生命科学学院，贵阳 550025
^5.九寨沟国家级自然保护区管理局，九寨沟 623402

收稿日期:2023-03-15 出版日期:2023-07-20 发布日期:2023-07-03
通讯作者: 类延宝 E-mail:leiyb@cib.ac.cn
作者简介:夏红霞（1996—），女，硕士研究生，主要从事植物生理生态研究。
基金资助:
国家科技部重点研发项目(2020YFE0203200);四川省科技厅项目(2021YFH0008);九寨沟地震灾后裸岩边坡苔藓人工覆绿规模化应用试验及示范项目(N5132112022000149)

Selection of Suitable Mosses for Bare Rock and Steep Slope Greening after Jiuzhaigou Earthquake Based on the Analytic Hierarchy Process

Hongxia XIA¹^,², Lilan LIU¹^,³, Xuping ZHOU⁴, Ke CHEN², Ying LI⁵, Peigang KUANG⁵, Geng SUN¹, Yanbao LEI¹()

^1.China -Croatia “Belt and Road” Joint Laboratory on Biodiversity and Ecosystem Services & Chengdu Institute of Biology，Chinese Academy of Sciences，Chengdu 610041
^2.School of Life Science and Engineering，Southwest University of Science and Technology，Mianyang 621010
^3.University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049
^4.School of Life Sciences，Guizhou Normal University，Guiyang 550025
^5.Administration Bureau of Jiuzhaigou National Nature Reserve，Jiuzhaigou 623402

Received:2023-03-15 Online:2023-07-20 Published:2023-07-03
Contact: Yanbao LEI E-mail:leiyb@cib.ac.cn
About author:XIA Hongxia（1996—），female，postgraduate，mainly engaged in plant physiological ecology.
Supported by:
National Key Research and Development Program of China(2020YFE0203200);Sichuan Science & Technology Bureau Program(2021YFH0008);Large-scale Application Research and Demonstration Program of Artificially Greening of Bare Rock and Slope with Moss after Jiuzhaigou Earthquake(N5132112022000149)

摘要/Abstract

摘要：

为促进九寨沟国家级自然保护区震后高陡裸岩边坡快速覆绿，加速景观的生态恢复过程，在参考文献和实地调查的基础上，选取该区域较为常见的30种乡土苔藓植物，运用层次分析法，基于抗逆能力、易获得性、生态功能、繁殖能力、生物量积累和美观感6个方面构建出18项筛选评价指标体系。结果表明：根据综合评价分值将覆绿苔藓植物分为4个等级，最终筛选出适用于九寨沟震后覆绿5种苔藓植物：东亚砂藓（Racomitrium japonicum）、大灰藓（Hypnum plumaeforme）、美灰藓（Eurohypnum leptothollum）、阔边匐灯藓（Plagiomnium ellipticum）和长叶青藓（Brachythecium rutabulum）。研究结果可为九寨沟及其周边高寒脆弱生态系统无土壤基质的生态环境修复提供备选物种的参考。

关键词: 层次分析法, 苔藓植物, 九寨沟国家自然保护区, 高陡裸岩边坡, 裸岩生态恢复

Abstract:

In order to promote the rapid greening of the steep bare rock slopes in the Jiuzhaigou National Nature Reserve after the earthquake， and accelerate the ecological restoration process of the landscape， based on references and field investigations， 30 common native mosses in the region were selected， and an evaluation index system of 18 items was constructed based on six aspects including resistance ability， availability， ecological function， reproductive ability， biomass accumulation， and aesthetic appeal， using the Analytic Hierarchy Process（AHP）. The results indicated that： according to the comprehensive evaluation score， the mosses were divided into four grades. Finally， five species， Racomitrium japonicum， Hypnum plumaeforme， Eurohypnum leptothollum， Plagiomnium ellipticum and Brachythecium rutabulum were selected. The results should provide an objective guidance for future ecological restoration without soil in Jiuzhaigou and its surrounding cold fragile ecosystem area.

Key words: Analytic Hierarchy Process（AHP）, mosses, Jiuzhaigou National Nature Reserve, bare rock and steep slope, bare rock ecological restoration

中图分类号:

Q914.84

夏红霞, 刘李岚, 周徐平, 陈珂, 李英, 旷培刚, 孙庚, 类延宝. 基于层次分析法的九寨沟震后裸岩边坡覆绿适用苔藓筛选[J]. 植物研究, 2023, 43(4): 540-549.

Hongxia XIA, Lilan LIU, Xuping ZHOU, Ke CHEN, Ying LI, Peigang KUANG, Geng SUN, Yanbao LEI. Selection of Suitable Mosses for Bare Rock and Steep Slope Greening after Jiuzhaigou Earthquake Based on the Analytic Hierarchy Process[J]. Bulletin of Botanical Research, 2023, 43(4): 540-549.

图/表 7

表1

表2

各指标层评分标准划定

评分

Score

P₁/%

P₂/℃

P₃/℃

P₄/（W·m^-2）

P₅/（μmol·m^-2·s^-1）

P₆

15≤含水量<20

15≤Water content<20

辐射照度<5

Irradiance<5

50≤光照强度<500

50≤Light intensity<500

分布地狭窄

Narrow distribution

10≤含水量<15

10≤Water content<15

5≤辐射照度<10

5≤Irradiance<10

500≤光照强度<1000

500≤Light intensity<1000

分布地较狭窄

Relatively narrow distribution

8≤含水量<10

8≤Water content<10

10≤辐射照度<15

10≤Irradiance<15

1000≤光照强度<1500

1000≤Light intensity<1500

分布地较广泛

Relatively widespread

4≤含水量<8

4≤Water content<8

15≤辐射照度<30

15≤Irradiance<30

1 500≤光照强度<1 800

1 500≤Light intensity<1 800

分布地广泛

Widely distributed

评分

Score

P₇

P₈

P₉

P₁₀

P₁₁

P₁₂

群落中没有该种苔藓

Without this moss

弱持水

Weak hold water

假根少

Rhizoid least

弱

Weak

弱

Weak

芽胞少

Gemmae least

建群种

Constructive species

较弱持水

Relatively weak

hold water

假根较少

Rhizoid less

较弱

Relatively weak

较弱

Relatively weak

芽胞较少

Gemmae less

群落优势种之一

One of the dominant species

较强持水

Relatively strong

hold water

假根较多

Rhizoid more

较强

Relatively strong

较强

Relatively strong

芽胞较多

Gemmae more

群落优势种

Dominant species

强持水

Strong hold water

假根多

Rhizoid most

强

Strong

强

Strong

芽胞多

Gemmae most

评分

Score

P₁₃

P₁₄/cm

P₁₅

P₁₆/%

P₁₇/d

P₁₈/（mg·g^-1）

孢蒴少

Capsule least

植株高度<1

Plant high<1

生长速度慢

Grow slow

25≤覆盖率<50

25≤Coverage<50

180≤绿期<210

180≤Green period<210

叶绿素<0.1

Chlorophyll<0.1

孢蒴较少

Capsule less

1≤植株高度<3

1≤Plant high<3

生长速度较慢

Grow relatively slow

50≤覆盖率<75

50≤Coverage<75

210≤绿期<240

210≤Green period<240

0.1≤叶绿素<0.3

0.1≤Chlorophyll<0.3

孢蒴较多

Capsule more

3≤植株高度<4

3≤Plant high<4

生长速度较快

Grow relatively fast

75≤覆盖率<90

75≤Coverage<90

240≤绿期<270

240≤Green period<270

0.3≤叶绿素<0.5

0.3≤Chlorophyll<0.5

孢蒴多

Capsule most

植株高度≥4

Plant high≥4

生长速度快

Grow fast

覆盖率≥90

Coverage≥90

植物常绿

Plants evergreen

叶绿素≥0.5

Chlorophyll≥0.5

表2

表3

图1

表4

图2

表5

参考文献 27

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准则层（C） Criterion layer（C）	指标层（P） Index layer（P）	方案层（S） Solution layer
抗逆能力（C₁） Stress resistance capacity （C₁）	干旱耐性Drought tolerance（P₁）	S₁，S₂，...，S₃₀
	高温耐性High temperature resistance（P₂）
	低温耐性Low temperature resistance（P₂）
	紫外线耐性UV resistance（P₄）
	波动光耐性Fluctuating light tolerance（P₅）
易获得性（C₂） Accessibility （C₂）	丰富度Richness（P₆）
易获得性（C₂） Accessibility （C₂）	优势度Dominance（P₇）
生态功能（C₃） Ecological function （C₃）	持水能力Water-holding capacity（P₈）
	保土能力Soil conservation capacity（P₉）
	成土能力Soil forming ability（P₁₀）
	固氮能力Nitrogen fixation ability（P₁₁）
繁殖能力（C₄） Reproductive capacity （C₄）	芽胞产生Gemmae（P₁₂）
繁殖能力（C₄） Reproductive capacity （C₄）	孢蒴产量Capsule（P₁₃）
生物量积累（C₅） Biomass （C₅）	植株高度Plant high（P₁₄）
	生长速率Growth rate（P₁₅）
	覆盖度Coverage（P₁₆）
美观感（C₆） Aesthetics （C₆）	持绿时间Green period （P₁₇）
美观感（C₆） Aesthetics （C₆）	叶绿素含量Chlorophyll content （P₁₈）

专家编号 Expert serial number	抗逆能力 Stress resistance capacity	易获得性 Accessibility	生态功能 Ecological function	繁殖能力 Reproductive capacity	生物量积累 Biomass	美观感 Aesthetics
权重平均 Weight average	0.211 9	0.195 6	0.194 3	0.159 2	0.126 5	0.112 7
1	0.366 1	0.034 3	0.072 8	0.060 5	0.051 0	0.415 4
2	0.298 4	0.040 2	0.432 5	0.073 3	0.024 9	0.130 7
3	0.183 6	0.037 5	0.065 5	0.491 2	0.126 1	0.096 2
4	0.204 7	0.479 6	0.048 2	0.196 9	0.041 2	0.029 5
5	0.152 3	0.032 5	0.325 8	0.070 5	0.387 4	0.028 8
6	0.055 1	0.025 9	0.462 8	0.161 1	0.021 7	0.273 4
7	0.301 6	0.180 9	0.154 9	0.082 0	0.233 4	0.047 2
8	0.104 4	0.550 5	0.114 9	0.095 6	0.114 3	0.020 4
9	0.289 7	0.047 4	0.238 5	0.223 7	0.163 9	0.036 8
10	0.163 1	0.526 8	0.024 1	0.137 0	0.100 7	0.048 3

准则层（C） Criterion layer（C）	指标层（P） Index layer（P）	准则层权重 Weight of criterion layer	指标层权重 Weight of index layer	综合权重 Comprehensive weight
抗逆能力（C₁） Stress resistance capacity	干旱耐性Drought tolerance （P₁）	0.211 9	0.300 0	0.057 4
	高温耐性High temperature resistance （P₂）		0.294 0	0.074 4
	低温耐性Low temperature resistance （P₃）		0.187 9	0.033 0
	紫外线耐性UV resistance（P₄）		0.112 9	0.023 2
	波动光耐性Fluctuating light tolerance（P₅）		0.105 2	0.023 9
易获得性（C₂） Accessibility （C₂）	丰富度Richness（P₆）	0.195 6	0.590 0	0.081 4
易获得性（C₂） Accessibility （C₂）	优势度Dominance（P₇）	0.195 6	0.410 0	0.114 2
生态功能（C₃） Ecological function （C₃）	持水能力Water-holding capacity（P₈）	0.194 3	0.362 1	0.062 0
	保土能力Soil conservation capacity（P₉）		0.270 2	0.055 7
	成土能力Soil forming ability（P₁₀）		0.223 8	0.049 8
	固氮能力Nitrogen fixation ability（P₁₁）		0.144 0	0.026 8
繁殖能力（C₄） Reproductive capacity （C₄）	芽胞产生Gemmae（P₁₂）	0.159 2	0.587 6	0.101 0
繁殖能力（C₄） Reproductive capacity （C₄）	孢蒴产量Capsule（P₁₃）	0.159 2	0.412 4	0.058 2
生物量积累（C₅） Biomass （C₅）	植株高度Plant high（P₁₄）	0.126 5	0.089 1	0.013 4
	生长速率Growth rate（P₁₅）		0.516 3	0.073 8
	覆盖度Coverage（P₁₆）		0.394 6	0.039 2
美观感（C₆） Aesthetics （C₆）	持绿时间Green period（P₁₇）	0.112 7	0.781 7	0.094 1
美观感（C₆） Aesthetics （C₆）	叶绿素含量Chlorophyll content（P₁₈）	0.112 7	0.218 4	0.018 6

序号 No.	植物名 Species	综合得分 Overall score	等级 Grade
1	东亚砂藓Racomitrium japonicum	3.646 0	Ⅰ
2	大灰藓Hypnum plumaeforme	3.515 4	Ⅰ
3	美灰藓Eurohypnum leptothallum	3.342 8	Ⅰ
4	阔边匐灯藓Plagiomnium cuspidtum	3.250 3	Ⅰ
5	长叶青藓Brachythecium rutabulum	3.108 0	Ⅰ
6	硬叶小金发藓Pogonatum neesii	2.750 0	Ⅱ
7	平肋提灯藓Mnium laevinerve	2.302 1	Ⅱ
8	亮叶珠藓Bartramia halleriana	2.284 5	Ⅱ
9	东亚曲尾藓Dicranum nipponense	2.097 7	Ⅱ
10	塔藓Hylocomium splendens	1.865 0	Ⅲ
11	蔓藓Meteorium polytrichum	1.749 8	Ⅲ
12	平藓Neckera pennata	1.740 7	Ⅲ
13	垫丛紫萼藓Grimmia pulvinata	1.725 8	Ⅲ
14	脆枝青藓Brachythecium thraustum	1.717 7	Ⅲ
15	绢藓Entodon cladorrhizans	1.696 7	Ⅲ
16	卷叶凤尾藓Fissidens dubius	1.663 7	Ⅲ
17	扭口藓Barbula unguiculata	1.523 0	Ⅲ
18	高山大帽藓Encalypta alpina	1.489 2	Ⅳ
19	狭叶缩叶藓Ptychomitrium linearifolium	1.487 8	Ⅳ
20	东亚万年藓Climacium japonicum	1.386 1	Ⅳ
21	大曲背藓Oncophorus virens	1.321 7	Ⅳ
22	多形小曲尾藓Dicranella heteromalla	1.317 3	Ⅳ
23	合睫藓Symblepharis vaginata	1.304 9	Ⅳ
24	白氏藓Brothera leana	1.263 7	Ⅳ
25	丛叶青毛藓Dicranodontium caespitosum	1.255 8	Ⅳ
26	东亚扭口藓Barbula subcomosa	1.226 3	Ⅳ
27	长尖对齿藓Didymodon ditrichoides	1.188 9	Ⅳ
28	花状湿地藓Hyophila nymaniana	1.161 3	Ⅳ
29	反纽藓Timiella anomala	1.074 5	Ⅳ
30	高山真藓Bryum alpinum	1.013 5	Ⅳ

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基于层次分析法的九寨沟震后裸岩边坡覆绿适用苔藓筛选

Selection of Suitable Mosses for Bare Rock and Steep Slope Greening after Jiuzhaigou Earthquake Based on the Analytic Hierarchy Process

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