城市森林植物群落的多樣性評價方法研究

王耀萱,蘭思仁,陳燕藝,林仙淋,魏蕭蕭

（福建農(nóng)林大學(xué),福建福州350002）

當(dāng)前,中國城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快,而城市發(fā)展與環(huán)境之間的矛盾也日益突出.在城市發(fā)展中,如何通過城市森林建設(shè)關(guān)注生態(tài)安全,加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)已成為全社會共同關(guān)注的問題.在這樣的背景下,研究城市森林植物群落多樣性配置問題具有十分重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義.生物多樣性評價是收集各種生物多樣性現(xiàn)狀,通過各種定性與定量方法,對植物群落配置的多樣性進(jìn)行分析和判斷,并提出城市森林多樣性配置的具體建議.城市森林多樣性評價反映了生物的多樣性在復(fù)雜環(huán)境下表現(xiàn)出的總體狀況和特征.城市森林植物群落的多樣性評價有助于城市建設(shè)與管理者掌握城市森林的生存環(huán)境,減少由于生物多樣性消極作用所帶來的威脅.目前,我國城市森林植物群落多樣性配置整體形勢嚴(yán)峻,存在城市森林無搭配或亂搭配問題,在此形勢下,研究城市森林植物群落多樣性評價方法顯得尤其必要.

1 城市森林與生物多樣性概述

1.1 城市森林概述

廣義上說,城市森林是指城市區(qū)域?yàn)楦纳瞥鞘猩鷳B(tài)環(huán)境,促進(jìn)人與自然的和諧,適應(yīng)社會發(fā)展的需要,由以樹木為主體的植被及其所處的人文自然環(huán)境所構(gòu)成的森林生態(tài)系統(tǒng),它是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分；狹義上說,城市森林指的是城市范圍內(nèi)所有林木群落之和.城市的布局優(yōu)化是在森林景觀生態(tài)格局優(yōu)化理論的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的.景觀生態(tài)規(guī)劃的發(fā)展是隨著地理科學(xué)和計算機(jī)科學(xué)的發(fā)展而不斷完善的,但由于其產(chǎn)生時間短,目前并沒有明確的定義,其主要內(nèi)容是通過景觀生態(tài)學(xué)原理為指導(dǎo),以景觀格局的調(diào)整和合理分配為基礎(chǔ),即通過景觀元素的數(shù)量、比例和時空配置有效規(guī)劃和管理植物群落,在結(jié)構(gòu)和功能上使景觀資源的組合接近或達(dá)到優(yōu)化,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和提高城市森林系統(tǒng)的整體功能[1].

1.2 生物多樣性概述

生物多樣性是一個內(nèi)涵豐富的概念,涉及眾多學(xué)科相關(guān)知識.生物多樣性包括地球上所有的植物、動物和微生物物種以及它們之間相互作用的生態(tài)系統(tǒng),是各生物物種與棲息環(huán)境之間動態(tài)演進(jìn)的過程.對一個區(qū)域的生物多樣性進(jìn)行研究,一般集中在2個方面：一是物種的豐度,二是生物物種的優(yōu)勢度和均勻度.生物群落多樣性特征越明顯的生態(tài)系統(tǒng),一般生態(tài)系統(tǒng)越活躍,也越穩(wěn)定[2].

2 城市森林植物群落多樣評價的范疇

城市森林植物群落多樣性評價應(yīng)從生物多樣性現(xiàn)狀、生物多樣性所具有的價值和生物多樣性受到的威脅以及生物多樣性保護(hù)工作開展等方面進(jìn)行評價.

2.1 多樣性現(xiàn)狀評價

城市森林植物群落多樣性現(xiàn)狀評價的內(nèi)容包括城市森林植物群落多樣性評估的不同層次,如遺傳多樣性水平、物種多樣性水平、生態(tài)系統(tǒng)多樣性水平、景觀的多樣性水平等方面,也包括對不同城市森林植物群落的多樣性評價,如動物的多樣性和微生物多樣性,不僅包括森林生態(tài)系統(tǒng),也包括對濕地生態(tài)系統(tǒng)的多樣性和其他生態(tài)系統(tǒng)多樣性的評估[3].

2.2 多樣性價值評價

城市森林植物群落多樣性價值評價包括對城市森林植物群落多樣性的直接使用價值、間接使用價值、潛在價值和存在價值的評價,以及可持續(xù)利用價值評價,還包括對生物多樣性的科學(xué)價值、社會價值、經(jīng)濟(jì)價值、生態(tài)價值等角度的評價[4].

2.3 多樣性威脅評價

城市森林植物群落多樣性威脅評價主要包括5個方面：棲息地的喪失、生態(tài)系統(tǒng)的破壞和退化,生態(tài)社區(qū)轉(zhuǎn)為其他用途,野生資源的過度使用,外來物種入侵,土壤、水和空氣污染和氣候變化.這些因素的存在使城市森林植物群落多樣性受到一定程度上的威脅.

2.4 多樣性保護(hù)評價

城市森林植物群落多樣性保護(hù)評價主要包括植物群落多樣性保護(hù)相關(guān)法律、制度、人力資源、政策、保護(hù)設(shè)施、科研水平、宣傳教育、公眾參與、國際合作和可持續(xù)利用等方面,其既包括對相關(guān)對國家管理機(jī)構(gòu)及其職能的評價,也包括地方政府在城市森林多樣性保護(hù)方面所做的貢獻(xiàn)及存在問題的評價[5].

3 城市森林植物群落多樣性評價的指標(biāo)

城市森林植物群落的多樣性評價指標(biāo)的建立是一個非常復(fù)雜的過程,需要科學(xué)地實(shí)現(xiàn)各選取指標(biāo)之間的平衡,并能達(dá)到良好的評價效果.城市森林多樣性評價需要監(jiān)測數(shù)據(jù)的支持,但目前森林植物群落多樣性監(jiān)測數(shù)據(jù)仍十分缺乏.

3.1 遺傳多樣性

遺傳多樣性是指遺傳信息的總和,代表著生物的最主要特征.由于基因的構(gòu)成十分復(fù)雜,所以對其進(jìn)行科學(xué)測量,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的評價也相對比較困難.因此,在進(jìn)行植物群落多樣性評價時,往往注重考慮生物基因的多種表現(xiàn)[6].

3.2 物種多樣性

物種多樣性是生物在地球上存在的復(fù)雜性和多樣性的表現(xiàn),主要包括物種數(shù)量的多樣性、生物群落的個體數(shù)、物種豐富度和均勻度.因此,對物種多樣性進(jìn)行評價主要根據(jù)物種豐度、物種的相對豐度、物種的瀕危程度、植物種群穩(wěn)定性等指標(biāo)[7].

3.3 生態(tài)系統(tǒng)多樣性

生態(tài)系統(tǒng)多樣性是指生物圈內(nèi)生物及其環(huán)境的多樣性,包括生物多樣性和生態(tài)過程及生態(tài)系變化的多樣性,生態(tài)系統(tǒng)多樣性是生物群落的多樣性和生物多樣性形成的基本條件,包括群落組成、結(jié)構(gòu)和動態(tài).對生態(tài)系統(tǒng)多樣性評價的指標(biāo)有稀有性、自然性、適宜性、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及人類威脅[8].

3.4 景觀多樣性

城市森林景觀多樣性指斑塊數(shù)量的大小、形狀、破碎化景觀的測定、分維數(shù)（斑塊多樣性）等,其評價指標(biāo)包括多樣性指數(shù)、優(yōu)勢度、豐富度、聚集度、連接度、連通性、修改的分維數(shù)等[9].

4 城市森林植物群落多樣性評價的體系

生物多樣性是現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的重點(diǎn)和熱點(diǎn),包括多個層次和維度,主要有遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和景觀多樣性,可以基于以上分析建立城市森林植物群落多樣性評價的評價體系（見表1）.

表1 城市森林植物群落多樣性評價的體系Tab.1 Evaluation system ofurban forest plant community diversity

4.1 遺傳多樣性

城市森林植物群落的遺傳多樣性評價的內(nèi)容主要為該植物群落等位基因多樣性、稀有等位基因的現(xiàn)狀,具體采用等位酶電泳分析、染色體分析等方法進(jìn)行試驗(yàn)觀測.對植物群落的遺傳多樣性評價可以分析該植物群落近親繁殖的缺陷及其基因變異速率.

4.2 物種多樣性

城市森林植物群落的物種多樣性評價的內(nèi)容主要為對該植物群落絕對豐度、頻度和優(yōu)勢度的評價,具體采用普查、遙感技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)觀測.對植物群落的物種多樣性評價可以及時掌握種群動態(tài)變化以及該植物群落的生理特征.

4.3 生態(tài)系統(tǒng)多樣性

城市森林植物群落的生態(tài)系統(tǒng)多樣性評價的內(nèi)容主要有植物群落的相對豐度、頻度、富集度、均勻度評價,具體可根據(jù)植物群落照片等進(jìn)行監(jiān)測.對植物群落的生態(tài)系統(tǒng)多樣性評價可以掌握該植物群落生物量及資源生產(chǎn)力.

4.4 景觀多樣性

城市森林植物群落景觀多樣性評價的主要包括斑塊、豐度和景觀類型,具體可通過航拍或者照片觀測收集數(shù)據(jù).對植物群落的景觀多樣性評價可以掌握植物群落的干擾過程以及養(yǎng)分循環(huán)速率.

5 小結(jié)

合理選取城市森林植物群落評價指標(biāo),并利用城市森林植物群落多樣性評價方法,對城市典型的植物群落的等級進(jìn)行評價,可以真正地、客觀地判定城市森林植物群落多樣性的現(xiàn)狀及問題.本文所述的評價方法與體系基本上能滿足城市森林植物群落多樣性評價的要求.通過城市森林植物群落多樣性的合理評價,可以發(fā)現(xiàn)城市森林植物群落多樣性搭配存在的問題,對城市森林植物群落配置體系的建立提供理論依據(jù).

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