福州引种10 种唇形科芳香植物综合评价及其适应性研究

孙正芝，王 荃，肖振山，薛秋华

(1.福建农林大学园林学院，福建 福州 350002；2.福建省标准化研究院，福建 福州350013)

芳香植物是供提取芳香油且具有特殊香味的植物总称[1]。国内外对芳香植物的研究主要是药理作用和功能性研究，如免疫功能、抗氧化性、抗炎与抗菌等[2—3]。部分芳香植物集食用、药用、绿化、香化于一体，被广泛应用于城市园林绿化。

唇形科植物多含有较高的天然酚酸类化合物，是具有保健价值的天然植物资源[4]。唇形科植物的茎、叶着生腺毛，能分泌芳香油。常用于提炼芳香油的唇形科植物有薄荷Mentha haplocalyx、薰衣草Lavandula angustifolia 等[5]。由于花叶形状多样、色彩鲜艳加上特有的芳香性，唇形科植物成为重要的园林绿化植物，如薰衣草、薄荷、鼠尾草Salvia japonica、一串红Salvia splendens、紫苏Perilla frutescens等。本文基于引种栽培试验，建立唇形科芳香植物综合评价体系，从园林应用的角度探讨唇形科芳香植物在福州地区的应用价值和生态适应性，为芳香植物在福州地区的开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

于2017 年1 月至11 月先后由漳州东南花都、翡翠湾百草园、福州建新花卉市场等地引种10 种唇形科芳香植物(表1)，种植于福建农林大学园林学院园林植物综合实践基地。观察并记录其物候期、病虫害及生长状况等。

1.2 层次分析法

1.2.1 AHP评价体系 层次分析法被广泛应用于野生观赏植物筛选、园林植物评价、景观美景度研究等领域[6—8]。应用该方法对引种成功的唇形科芳香植物园林应用价值进行综合评价筛选出适宜福州地区生长且具推广开发价值的种类。

表1 供试10 种唇形科芳香植物Table 1 Tested Labiatae aromatic plants

1.2.2 建立层次结构模型 征求林学和园林专家及研究生意见，根据芳香植物特点，结合福州地区园林用途对植物生长适应性的要求，参照文献[9]的方法建立唇形科芳香植物综合评价体系。综合评价模型分为3 层，即目标层(A)、约束层(C)和标准层(P)。目标层为10 种唇形科芳香植物综合评价；约束层为观赏价值(C1)、开发潜力(C2)和抗逆性(C3)；标准层为花色(P1)、叶形(P2)、叶色(P3)、观赏周期(P4)、株型(P5)、芳香气味的舒适性(P6)、药用(P7)、食用(P8)、驱避性(P9)、加工价值(P10)、耐寒性(P11)、耐旱性(P12)、耐热性(P13)、抗病虫害(P14)和耐阴性(P15)。

1.2.3 综合评价体系 根据综合评价模型标准层中15 个指标的要求，以1～5 个分值标度来标值各个指标的相对重要性，建立唇形科芳香植物评分标准(表2)。

表2 唇形科芳香植物综合评价体系Table 2 Comprehensive evaluation system of Labiatae aromatic plants

2 结果与分析

2.1 判断矩阵及其一致性检验

采用1～9 标度法使各评价指标定量化并构成两两比较判断矩阵。运用和积法求解得出单一准则下被比较元素的相对权重，并进行一致性检验，一致性指标(CI)＝(λmax-n)/(n-1)，CR＝CI/RI。其中：λmax为判断矩阵最大特征根，n 为矩阵阶数，CI 为一致性指标，RI 为平均随机一致性指标。当CR＜0.1 时，判断矩阵具有一致性；否则，需调整判断矩阵。表3 显示，各约束层和标准层具一致性。

2.2 综合评价指标权值排序

在层次单排序基础上，计算最底层(标准层P)对于最高层(目标层A)的相对重要性排序权值，即层次总排序。同样进行一致性检验，最后获得15个评价因子各自权重(表4)。

2.3 观赏性状综合评价

将10 种芳香植物照片及相关资料交于林学和园林学科专家和研究生，以指标评价标准为主要依据，结合个人专业知识进行综合判分。按各指标所占权重值进行加权计算，得到10 种植物综合评价值(表5)。综合评价得分基本反映了各种类的实际观赏性状与应用价值。根据综合评价分值，将10种芳香植物分为4 个等级(每级不包括上限)：I 级(＞4.5)属气味芳香、适应性强、生长健壮、繁殖系数高、观赏价值高的种类，整体性状基本符合观赏植物选择目标，可大规模开发利用于园林绿化和景观营造。该等级共3 种，分别是百里香Thymus mongolicus (4.67)、迷迭香Rosmarinus officinalis (4.54)、留兰香Mentha spicata (4.51)(图1)。

表3 判断矩阵及其一致性检验Table 3 Consistency test of judgment matrix

表4 唇形科芳香植物综合评价结构模型及各指标权重Table 4 Comprehensive evaluation structure model of Labiatae aromatic plants and weights of indicators

图1 综合评价得分最高的3 种唇形科芳香植物Fig. 1 Three aromatic plants of Labiatae with the highest comprehensive evaluation score A.百里香Thymus mongolicus；B.迷迭香Rosmarinus officinalis；C.留兰香Mentha spicata

综合评价为Ⅱ级(4.0～4.5)的植物共计2 种，分别是苹果薄荷Mentha suaveolens (4.12)、甜牛至Origanum vulgare (4.08)，属应用价值高、适应性强的种类，但比Ⅰ级略微逊色。这两种花卉或是应用价值高、适应性强但花期短花枝量小，如甜牛至；或是气味芬芳、观赏价值较高但耐热性稍差的种类，如苹果薄荷。两种植物在福州地区长势良好，可在福州地区推广应用。

综合评价为Ⅲ级(3.5～4.0)的植物属观赏周期短、适应性较差或应用价值偏低的种类，共计2 种，分别是葡萄柚薄荷Menthax piperita ‘Grapefruit’(3.65)和齿叶薰衣草Lavandula dentate (3.59)。这类植物栽培需加强管理、改善栽培条件，特别是加强灰霉病、白粉病等病害防治工作，可根据其优势选择性适度应用。

综合评价为Ⅳ级(＜3.5)的植物属芳香不明显、观赏价值一般、抗逆性差且无其他价值的种类，共计3 种，占全部样品的30%，分别是巴格旦鼠尾草Salvia officinalis ‘Berggarten’(3.49)、马郁兰Origanum majorana (3.26)、水果鼠尾草Salvia coccinea ‘Coral Nymph’ (3.14)。该类植物在福州地区长势较差，不适宜在福州地区大量应用。

表5 综合评价排序与等级Table 5 Comprehensive evaluation ranking

3 结论与讨论

唇形科芳香植物观赏性好，株型紧凑整齐，具有良好视觉效果，能适应不同生态环镜，又有怡人芳香和对蚊虫的趋避作用。在园林绿化及农业实践领域中，芳香植物可通过化感作用和驱避作用影响土壤理化性质和植物病虫害。长期间作芳香植物可增加土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量，优化作物生长的土壤环境[10]；间作芳香植物也是农业防治蚜虫的优选方法，芳香植物能改变蚜虫及其天敌类群数量和组成从而减少害虫种群数量[11]。部分芳香植物制成的芳香植物源营养液含有矿质元素及生长素等成分，具有营养、杀虫和抑菌等效果，能显著促进植物生长，改善果实品质，有效抑制植物黑星病、轮纹病、腐烂病害的发生，如孔雀草Tagetes patula、紫苏Perilla frutescens、神香草Hyssopus officinalis、薄荷、香矢车菊Centaurea cyanus 等[12]。基于芳香植物的化感作用和驱避作用，唇形科草本芳香植物是家庭盆栽、园林绿化、公共绿地等的首选观赏植物。

引种的多种唇形科芳香植物在福州生长表现各异，综合评价得分高的唇形科芳香植物(图1)均具较高观赏价值和驱避、化感作用。百里香是多年生芳香草本，全株浓郁芳香，其主要挥发性成分为酚类和萜烯类[13]。百里香提取物对纹豆象成虫具有明显的杀虫和杀卵毒性，纹豆象对其具有产卵忌避性[14]。百里香适应性强且耐盐碱，可作为修复植物。在退化草地上，百里香可通过长期的化感作用在草地植被演替中逐渐成为优势草地物种[15]。百里香匍匐茎小巧有型、四季常青，可作盆栽和地被植物。此外，百里香抗强风、喜光、耐干旱瘠薄，也可应用于屋顶绿化。

迷迭香属多年生常绿亚灌木，株形优美、香味浓烈，被广泛应用于香水、化妆品、空气清新剂、食品调料等。迷迭香叶和花挥发性物质的主要成分均为萜烯类化合物和酚类化合物，其中迷迭香酸、肌酸和肌醇是迷迭香抗氧化的主要活性成分[16—17]。迷迭香易繁殖，耐干旱瘠薄，萌蘖力强耐修剪，2年生植株灌丛发达四季常绿，可用于绿篱、花境配材等。

留兰香是多年生宿根草本，生根能力强且抗逆性强。留兰香是薄荷属植物中食用较多的种类，其香气的主要来源是挥发性成分的萜烯类化合物[18]。相关抗氧化作用研究表明，齿状薰衣草、留兰香和胡椒等芳香植物可减少小鼠因低氧导致增长的红细胞、白细胞和血小板的计数[19]。留兰香等芳香植物在芳疗花园、保健型绿地等人居环境和公共空间的营造中有利于呼吸。水培是植物高效用水、节约空间和生产力的可行替代方案，水培留兰香除产量高于土壤耕作外，其提取物中的抗氧化活性、酶活性和活性成分以及有机酸含量都更高[20]。因此，部分芳香植物也可作为室内水培盆栽或者水生植物应用于城市滨水景观营造和城市周边地区绿化。

唇形科芳香植物是观赏价值较高兼具药用价值和食用价值的珍贵植物资源。基于芳香植物资源本身的复杂性，综合评价不但要考虑芳香植物自身的观赏价值，还要顾全其地域适应性及开发价值。综合评价可使园林植物开发利用的目的更明确，重点突出，避免无序、无效的选择。层次分析法(AHP)能够针对芳香植物的观赏价值、开发潜力、抗逆性将定性和定量分析相结合，从而提高观赏性芳香植物筛选的可行性、有效性和可靠性。本研究基于观赏性状对福州地区引种的唇形科芳香植物进行综合评价，结果显示迷迭香、留兰香和百里香可以作为新型园林观赏植物进行推广。