鄭州城市濱水區(qū)植物群落調(diào)查分析研究

郭 暉，朱 南，鄒志榮

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西 楊凌712100；2.新鄉(xiāng)學(xué)院 生命科學(xué)與技術(shù)系，河南 新鄉(xiāng)453003；3.河南省新鄉(xiāng)市人民公園，河南 新鄉(xiāng)453003）

1 引言

濱水區(qū)是城市中一個特定的空間地段，系指“與河流、湖泊、海洋毗鄰的土地或建筑，亦即城鎮(zhèn)鄰近水體的部分。濱水區(qū)是城市的開放空間，具有城市的“門戶”和“窗口”的作用，是水域和陸地交界的地帶，是城市中自然環(huán)境與人工環(huán)境的結(jié)合處，是文化財富和精神財富的總和，是當(dāng)今新興的城市景觀設(shè)計的一個重要的組成部分，它既是城市居民基本的活動空間，又是表現(xiàn)城市形象的重要節(jié)點，也是外來旅游者開展觀光活動的場所。在濱水區(qū)的建設(shè)與改造中，植物起著很重要的作用。它不但是構(gòu)成濱河景觀的基礎(chǔ)，也是體現(xiàn)濱水帶生態(tài)效益的決定因素，另外它還具有提供戶外游憩場所的功能。城市濱水區(qū)植物群落關(guān)系著城市水體生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定及生物多樣性?，F(xiàn)在諸多完成的研究中，基本上都只是對濱水植物種類進行了調(diào)查和簡單分析，而對濱水植物組成的結(jié)構(gòu)特點、影響因素等研究相對偏少。本研究對鄭州主要城市濱水區(qū)進行了實地踏查，分析了各濱水區(qū)植物群落的組成及入侵物種，總結(jié)了鄭州城市濱水植物結(jié)構(gòu)組成的特點，分析研究了城市擴建、開發(fā)利用等因素對濱水區(qū)植物群落組成的影響。為鄭州城市濱水植物景觀的建設(shè)與保護提供建議和意見。

2 城市概況及研究方法

2.1 城市概況

鄭州市是河南省省會，北臨黃河，西依嵩山，市區(qū)境內(nèi)有大小河流124條，隨著南水北調(diào)中線工程的實施，鄭州市生態(tài)水系工程水域面積不斷增加。鄭州城市水體資源較為豐富，種類多樣，其面積占全市總面積的6.4%。這些城市水體大部分作為休閑娛樂使用，有的還兼有交通、水產(chǎn)養(yǎng)殖等作用。本研究選取了8個鄭州主要城市水體的濱水區(qū)植被群落作為研究對象，包括黃河、金水河、索須河、賈魯河以及鄭州市有代表性的城市湖泊如西流湖、雁鳴湖、如意湖、綠園湖（表1）。這8個城市濱水區(qū)在地理分布、自然類型、開發(fā)利用等方面較為多樣，能夠反映出鄭州城市濱水區(qū)植被群落的組成及分布特點。

表1 鄭州市主要濱水區(qū)概況

2.2 研究方法

在8個城市濱水區(qū)植被帶中共選擇樣地38個，應(yīng)用樣方法（樣帶法）調(diào)查濱水植物組成。湖泊采用樣方法，每個樣方為25m×25m；河流采用樣帶法，每個樣帶面積為25m×100m。喬木記錄物種、個體數(shù)量；單株灌木記錄物種、個體數(shù)量；片植灌木、水生植物、地被均記錄其物種、面積。本文主要通過物種組成、Shannon－Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)、Jaccard相似性系數(shù)等方面對城市濱水植物群落組成與特點進行分析。調(diào)查中為了便于統(tǒng)計，植物的各品種、亞種均記為一個物種。本研究中涉及以下3個計算公式：

（1）Shannon－Wiener指數(shù)。

式中：ni為第i個種的個體數(shù)目，N為群落中所有種的個體總數(shù)。

（2）Simpson指數(shù)。

式中：Pi種的個體數(shù)占群落中總個體數(shù)的比例。

（3）Jaccard相似性系數(shù)。

式中：j為2個群落或樣地共有種數(shù)；a和b分別為樣地A和樣地B的物種數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 鄭州主要城市濱水植物的物種組成特點

3.1.1 物種組成現(xiàn)狀

在所調(diào)查的8個濱水區(qū)樣地中，共有植物58科101屬137種。喬木共計25科50屬52種，主要以薔薇科、楊柳科、豆科、七葉樹科、松科植物為主；灌木共計22科40屬53種，主要以木犀科、薔薇科、忍冬科、小檗科植物為主；地被植物共計18科25屬30種，主要以鳶尾科、禾本科、百合科植物為主；水生植物共計9科12屬12種，主要以禾本科、千屈菜科、鳶尾科、睡蓮科植物為主。

在物種多樣性方面，8個濱水區(qū)中喬木的平均物種數(shù)最高為11.5，平均Shannon－Wiener指數(shù)為0.7410，平均Simpson指數(shù)0.4741，喬木層的優(yōu)勢種是垂柳（Salixbabylonica）、楊樹（Populussimonii）、七葉樹（Aesculuschinensis）等；灌木的平均物種數(shù)為10.5，Shannon－Wiener指數(shù)成株灌木0.7320、片置灌木0.6796，Simpson 指數(shù)成株灌木0.2184、片置灌木0.1031，灌木層的優(yōu)勢種是小葉女貞（LigustrumquihouiCarr）、海桐（Pittosporumtobira）、枸骨（llexcornuta）等；地被植物的平均物種數(shù)為8.5，Shannon－Wiener指數(shù)為0.5406，Simpson指數(shù)為0.2432，地被層的優(yōu)勢種是高羊茅（Festucaarundinacea）、白花三葉草（Triofliumrepens）、麥冬（Ophiopogonjaponicus）等；水生植物的平均物種數(shù)3.8，Shannon－Wiener指數(shù)為0.3280，Simpson指數(shù)0.1254，水生植物的優(yōu)勢種是蘆葦（Phragmitesaustralis）、睡蓮（Nymphaeaalba）、荷花（Nelumbonucifera）等。

總體看來，鄭州城市濱水植物群落中喬灌木種類較為豐富，水生植物群落則較單一。在園林綠化中，對喬灌木比較重視，而水生植物的種植及利用較為薄弱，同時對水生植物的生長環(huán)境保護不夠重視，在一定程度上也影響到了水生植物群落的生長發(fā)育。

3.1.2 鄉(xiāng)土物種

鄉(xiāng)土植物是指經(jīng)過長期的自然選擇及物種演替后，對某一特定地區(qū)有高度生態(tài)適應(yīng)性的自然植物區(qū)系成分的總稱。從保護自然、保護物種多樣性的角度來看，選用鄉(xiāng)土植物進行園林綠化，是維持和保護當(dāng)?shù)刈匀痪坝^特色的方法之一。據(jù)鄭州市園林局統(tǒng)計，鄭州市區(qū)鄉(xiāng)土植物共有215種，而在所調(diào)查的濱河區(qū)，實際應(yīng)用的鄉(xiāng)土植物種類為85種，占鄉(xiāng)土植物數(shù)量的39.53%。這85種鄉(xiāng)土植物，占調(diào)查中所有濱水植物種類的62.04%。調(diào)查物種中，喬木中鄉(xiāng)土樹種有31種，占調(diào)查喬木總物種數(shù)的59.61%，灌木中鄉(xiāng)土樹種有25種，占調(diào)查灌木總物種數(shù)的47.17%，地被植物中鄉(xiāng)土物種有8種，占調(diào)查地被植物總物種數(shù)的26.67%，水生植物中鄉(xiāng)土物種有5種，占調(diào)查水生植物總物種數(shù)的41.67%。調(diào)查發(fā)現(xiàn)主要鄉(xiāng)土物種喬木有七葉樹、樸樹（Celtissinensis）、垂柳、合歡（AlbiziajulibrissinDu－razz）、白蠟（FraxinuschinensisRoxb）、女貞（Ligustrum lucidum）等；灌木有海桐、枸骨、南天竹（Nandinadomestica）、小葉女貞、刺柏（JuniperusformosanaHayata）等；地被有白花三葉草、麥冬、石蒜（Lycorisradiata）等；水生植物為蘆葦、菖蒲（Acoruscalamus）、荷花等。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，在鄭州城市濱水區(qū)植物群落中鄉(xiāng)土物種已占有一定地位，這主要與部分濱水區(qū)改造保留原有物種及原有植物群落的演替趨于穩(wěn)定有關(guān)。但鄉(xiāng)土物種的數(shù)量在濱水區(qū)植物群落中仍偏少，因此還應(yīng)加大鄉(xiāng)土樹種栽植力度。

3.1.3 入侵物種

生物入侵是指某種外來生物進入新分布區(qū)成功定居，并得到迅速擴展蔓延的現(xiàn)象。自1958年Elton提出這一概念以來，在近幾十年里，生物入侵已成為生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的一個研究熱點。入侵種能在新的生境中建立龐大的種群并向周圍地區(qū)擴散，對新分布區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能造成明顯的損害和影響。生物入侵不但會對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)平衡產(chǎn)生影響，而且還會降低生物多樣性。

表2顯示，調(diào)查的8個城市濱水區(qū)中，除如意湖、黃河、綠園湖所選樣點在調(diào)查期間沒有發(fā)現(xiàn)入侵物種，其他5個城市濱水區(qū)均不同程度的受到入侵物種的威脅。入侵物種主要是空心蓮子草（Alternantheraphiloxeroides），個別樣地還出現(xiàn)了大薸（Pistiastratiotes），這2種入侵物種均生長在濱河的水陸交接地帶。在出現(xiàn)入侵物種的濱水區(qū)中，索須河、賈魯河等已采取利用攔網(wǎng)減小空心蓮子草的生長范圍及遏制入侵物種對濱水區(qū)的影響。

表2 鄭州市城市濱水區(qū)入侵物種調(diào)查統(tǒng)計

3.2 城市擴建等對群落多樣性的影響

本次調(diào)查的8個城市水體分布在鄭州市的不同地區(qū)，這些地區(qū)的城市建設(shè)狀況、開發(fā)時間、城建歷史等不盡相同，濱水植物群落組成也有一定的差異。按照開發(fā)時間、規(guī)模不同將8個城市濱水區(qū)分為2類，即早期建設(shè)組與新建設(shè)組。早期建設(shè)組包括金水河、索須河、賈魯河、雁鳴湖。其中金水河、賈魯河開發(fā)歷史較悠久，開發(fā)時間最短的雁鳴湖周邊在2005年前也已經(jīng)建成大量成熟的住宅社區(qū)；新建設(shè)組基本均在2005年后開始進行開發(fā)、改造，包括：西流湖、如意湖、綠園湖、黃河。黃河沿岸多年來人為活動沒有中斷，但開發(fā)形式多以工廠碼頭、橋梁建設(shè)等為主，植被保護及種植少之又少。近年來隨著鄭州城市擴建，對北站附近黃河沿岸進行了環(huán)境整治和園林景觀綠化工作。如意湖位于鄭州新東區(qū)近年來鄭州市政府投入相當(dāng)大，周圍配套公園綠地較多，也有高層寫字樓及居住區(qū)。綠園湖是鄭州市政府2009年為承辦第二屆中國綠博會修建的，周圍植物較為豐富。

因為植物的生長、景觀形成需要時間，早期建設(shè)組中的濱水植被基本經(jīng)過了幾年甚至幾十年的生長與養(yǎng)護，已初具規(guī)模，除當(dāng)初人工栽植的植物外，一些地域性植物也進入了群落中，尤其是水生植物和灌木。而新建設(shè)組中的植被多為近年才開始栽植與養(yǎng)護的，植被以新栽植的為主，且應(yīng)用種類相對較少、長勢較慢，明顯早期建設(shè)組的物種多樣性優(yōu)于新建設(shè)組，但野生草本植物進入群落較快，因此早期建設(shè)組與新建設(shè)組的地被植物差異不是很明顯。

3.3 濱水區(qū)類型對群落相似性的影響

對Jaccard相似性系數(shù)進行分析發(fā)現(xiàn)，由于黃河及其他7個城市濱水區(qū)的共有物種數(shù)相對較少，與它們的平均相似性系數(shù)相比，8個城市濱水區(qū)間的平均相似性系數(shù)明顯處也比較低。這是因為黃河的地域環(huán)境與其他城市濱水區(qū)有較大的區(qū)別，因此造成與其他群落產(chǎn)生了較大的差異。由于剩余的7個群落都是人工或半人工開挖修建，物種組成則較為相近。這說明鄭州濱水區(qū)在園林植物種類選擇上，不同類型的濱水綠地差別相對不是很大，未能更好體現(xiàn)各類綠地在文化內(nèi)涵、功能等方面的差異。將這7個城市水體按開發(fā)目的、利用類型劃分可分為2類，即公共綠地類：金水河、索須河、賈魯河、如意湖。公園類：雁鳴湖、綠園湖、西流湖，其中公共綠地類共有物種數(shù)54種，公園類共有物種數(shù)84種，2種類型相同的物種數(shù)為45種。這是由于公共綠地與公園的性質(zhì)、功能基本一致，都是為市民營造良好的休閑娛樂空間。但免費的公共綠地與收費的公園相比，整體植物種類明顯要比公園綠地遜色，可能是因為投入相對較小，硬質(zhì)場地較多，綠地面積較小，物種選擇余地少（表3）。

表3 鄭州市主要城市濱水植物群落間的Jaccard相似性指數(shù)

4 結(jié)論與建議

（1）加大水生植物的引種與栽植力度。目前鄭州城市濱水區(qū)喬灌木配置相對較豐富，但水生植物群落則較為單一，有待種植更多的水生植物，特別是鄉(xiāng)土水生植物的引種種植。水生植物不僅有觀賞價值，最主要的是能夠凈化城市污水，改善城市水質(zhì)。除目前已經(jīng)在鄭州濱水區(qū)大量栽植的菖蒲、蘆葦、睡蓮、荷花外，還應(yīng)該引進以下物種：如鳶尾（Elanusleucurus）、水蔥（Scirpus crassipes）、千屈菜（Lythrumsalicaria）、香蒲（Typha angustata）、澤瀉（Alismaplantago－aquaticaLinn）、石菖蒲（Acorusgramineus）等。

（2）在重視鄉(xiāng)土物種的同時控制外來入侵物種。從調(diào)查來看，鄭州濱水區(qū)的植物物種中，鄉(xiāng)土物種所占比重較少，且個別樣地還出現(xiàn)外來入侵物種。建議在恢復(fù)及建立濱水區(qū)植被時，應(yīng)首先考慮鄉(xiāng)土物種，使鄉(xiāng)土物種成為濱水區(qū)園林綠化植物的骨干。對空心蓮子草、大薸等外來物種入侵的群落要加大管理防治力度，采取生物防御防治、生態(tài)環(huán)境恢復(fù)技術(shù)、化學(xué)物理防治等措施控制其繁衍。

（3）維護早期建設(shè)組濱水植物群落，同時加大新建設(shè)組植物群落改善力度。在城市不斷擴建的今天，城市濱水區(qū)是城市生態(tài)資源，作為城市的一部分必然會在城市建設(shè)中受到影響。早期建設(shè)組濱水區(qū)因周邊城建基本結(jié)束，植物群落已經(jīng)形成規(guī)模體系，變化不會很大，目前只要做好合理的維護和養(yǎng)護工作；而新建設(shè)組由于開發(fā)時間較短且目前還在建設(shè)，所以濱水植物種類較少、群落建設(shè)還不太成熟，因此應(yīng)當(dāng)積極引進新品種改善植物種類群落平衡；合理科學(xué)的規(guī)劃配置，以彌補因開發(fā)時間較短而造成的不足。

（4）增加不同濱水植物群落間的差異，豐富濱水植物景觀。從調(diào)查來看，8個濱水區(qū)綠地綠化形式基本相同，物種都較為單一，物種多樣性相對較低。建議濱水區(qū)植物配置應(yīng)與水系、地形及周圍環(huán)境相結(jié)合，充分顯現(xiàn)濱水區(qū)的人文景觀和自然景觀特征?？紤]植物結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀粭l件、發(fā)揮自我更新能力、體現(xiàn)濱水區(qū)自然景觀風(fēng)貌及景觀效果。目前鄭州各城市水體除黃河外，其他人工半人工的城市濱水植物群落差異性較小，沒有突出各自地域特色，同時金水河、索須河、賈魯河等河流與其他城市湖泊的植物群落差異性也應(yīng)當(dāng)增強。

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