廣東外語外貿(mào)大學(xué)白云校區(qū)園林植物群落多樣性調(diào)查與分析

莫庭坤，黃玉源

（1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 園藝園林學(xué)院，廣東 廣州510225；2.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州510225）

1 引言

植物群落是校園綠地的基本結(jié)構(gòu)單元，直接決定著綠地的結(jié)構(gòu)和功能［1］。在人口密度相對城市較少的校園環(huán)境中，校園綠地植物群落的植物物種組成、群落結(jié)構(gòu)等也受到人類活動的干擾，以人工植物群落為主，其類型復(fù)雜，并在一定強(qiáng)度的人為干擾以及管護(hù)下維持著特有的景觀和分布格局［2，3］。由于學(xué)校所占城市面積較大，其植被結(jié)構(gòu)狀態(tài)如何，對于城市植被系統(tǒng)的組成、區(qū)域?qū)φ湎≈参锘蚨鄻有缘谋Ｗo(hù)方面，以及城市環(huán)境的調(diào)節(jié)和改善等方面都具有重要作用。因此，構(gòu)建科學(xué)、合理的植物群落結(jié)構(gòu)，使生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定、高效和健康地發(fā)展，是校園綠化可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)［4］。對廣東外語外貿(mào)大學(xué)白云校區(qū)進(jìn)行植物群落結(jié)構(gòu)的調(diào)查研究，旨在為進(jìn)一步了解廣州地區(qū)部分建校歷史較長的學(xué)校在植被的組成上的特點，及從生態(tài)學(xué)的角度進(jìn)一步優(yōu)化提供參考。

2 研究地與研究方法概況

2.1 研究地概況

廣東外語外貿(mào)大學(xué)白云校區(qū)位于廣東省廣州市東北部，白云山旁邊，地貌形態(tài)多樣，以低山、平地和坡地為主。廣州市地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候特點是氣溫高、降水多、霜日少、日照多、風(fēng)速小、雷暴頻繁，年平均氣溫21.9℃，年降水量1696.5mm，年平均日照時數(shù)在1800h以上［5］。由于人為活動頻繁，原生植被破壞嚴(yán)重，人工化痕跡明顯，市區(qū)植被基本上是以人工景觀植被為主，而廣東外語外貿(mào)大學(xué)白云校區(qū)由于就近白云山，部分原生態(tài)植被被保留，值得進(jìn)行調(diào)查研究。

2.2 研究方法

選取廣州市廣東外語外貿(mào)大學(xué)白云校區(qū)內(nèi)具有代表性的園林綠地、道路綠帶以及居住區(qū)綠地作為調(diào)查地點，選擇集中成片的代表性群落共計30個，其中每個具有代表性的群落設(shè)置3～5個樣方，共計樣方數(shù)為140個。在代表性群落中包含：園林綠地群落12個，道路綠地群落8個，居住區(qū)綠地群落10個。

借鑒樣地最小面積原則及綠地景觀異質(zhì)性原理，測量時采用分層取樣的方法，根據(jù)各綠地形狀與面積，樣方面積為5m×5m、10m×10m、5m×20m不等，以利于最好地反映出各群落的特點。在群落調(diào)查時，對喬木層樹木進(jìn)行每木檢尺，記錄種名、株數(shù)、高度、胸徑和冠幅，灌木層記錄種名、多度、蓋度、高度等；草本層根據(jù)不同群落特征，采用典型抽樣法進(jìn)行調(diào)查。

在此基礎(chǔ)上分析綠地植物群落結(jié)構(gòu)的合理性。喬木密度和冠幅面積比采用如下公式計算：喬木密度（株/m2）＝喬木個體數(shù)樣地面/積樣地面積；冠幅面積比（%）＝喬木冠幅總面積/樣地面積×100%。數(shù)量統(tǒng)計方法如下。

其中物種多樣性指數(shù)通常用Simpson指數(shù)進(jìn)行計算，其公式為：

D1為優(yōu)勢度指數(shù)，其數(shù)值越高，則多樣性越低；

D3才為多樣性指數(shù)，即其數(shù)值越高，多樣性越高。

式中，Ni為種i的個體數(shù)或重要值；N為全部種類的個體數(shù)或重要值。

均勻度指數(shù)公式為：

式中，H為Shannon－Wiener指數(shù)；S為樣地內(nèi)植物種類數(shù)，在這涉及到Shannon－Wiener指數(shù)，其公式為：

式中，pi是種的個體數(shù)占群落中總個體數(shù)的比例。

物種豐富度指數(shù)采用Margalef指數(shù)：

式中，S為樣地內(nèi)植物種類數(shù)；N為全部種類的個體數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 主要園林植物群落類型

根據(jù)建群種、優(yōu)勢種以及群落相似性特征，所調(diào)查的廣東外語外貿(mào)大學(xué)白云校區(qū)30個樣地植物群落根據(jù)植物群落的密度、冠幅面積比和種類，可分為常綠喬木、落葉喬木、開花喬木、常綠灌木、落葉灌木、藤本植物、竹類7種類型，各植被類型的建群種及在所有群落樣方中所占的比例見表1。

廣東外語外貿(mào)大學(xué)地處典型中亞熱帶，典型地帶性植物群落是常綠喬木，盡管目前該校區(qū)的園林綠地中以常綠喬木面積占絕對優(yōu)勢，但從表1可以看出，常綠喬木群落類型相對比較單調(diào)，建群種數(shù)量少；而常綠灌木和藤本植物群落類型數(shù)量最豐富，可豐富綠地景觀類型的多樣化；落葉灌木、開花喬木群落類型數(shù)比例較小，而竹類最少。廣東外語外貿(mào)大學(xué)白云校區(qū)的園林植物群落具有一定的地帶性特征，但過渡性植被類型如：常綠喬木在園林群落營造中占優(yōu)勢，而地帶性植被開花喬木不夠顯著，其類型數(shù)量少而單調(diào)。在校園園林植物群落建設(shè)中，應(yīng)增加開花喬木群落的物種數(shù)，豐富與強(qiáng)化具有地域性的植物群落外貌景觀，營造出多層次、種類豐富的生態(tài)環(huán)境［6］。

3.2 園林植物群落結(jié)構(gòu)

廣東外語外貿(mào)大學(xué)白云校區(qū)園林植物群落結(jié)構(gòu)以復(fù)層結(jié)構(gòu)為主，但有4%的園林群落中只有喬木層而未配置灌木層。同時，喬木層中84%、85%和73%的落葉闊葉林、常綠闊葉林、針葉林（常綠與落葉）喬木層由單種組成。群落的層次和物種單一不僅影響群落的景觀和外貌，還影響群落的生態(tài)功能。群落水平結(jié)構(gòu)也是影響群落功能的重要參數(shù)，密度和冠幅是比較重要的2項指標(biāo)［7］。群落中的喬木密度是影響植物生長和群落健康發(fā)展的關(guān)鍵因素，表2中是較為典型的群落類型的數(shù)量特征。

樣地群落中，有4個群落樣地灌木層缺失，還有10個群落樣地中喬木密度大于灌木，這2種群落類型占調(diào)查樣地的14%，其余的樣地群落的灌木密度都大于喬木。目前普遍強(qiáng)調(diào)綠地盡快成型，所以密度問題比較突出，多數(shù)群落主要喬木樹種的密度偏大，需要適度干預(yù)調(diào)整。

另外，不同群落類型間、不同樣地間相同類型群落內(nèi)的喬木密度差異較大，平均冠幅在不同樣地間也同樣表現(xiàn)出較大的波動。如密度較大的路旁綠地區(qū)美麗異木棉群落密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于密度較合理的宿舍居住區(qū)廣玉蘭群落，但優(yōu)勢度遠(yuǎn)低于宿舍居住區(qū)紫玉蘭群落。部分高山榕群落的密度過高，造成個體間資源競爭過分激烈，影響了群落個體發(fā)育和整體景觀，這在校區(qū)南邊宿舍區(qū)的高山榕群落中也表現(xiàn)極為顯著。常綠針葉林由于建群種冠幅較小，通常配置成較大面積的密度較大的純林，同時在喬木層中常綠針葉林單位面積上平均株數(shù)最高，密度最大［8］?？梢姡鶕?jù)群落結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀及其生長習(xí)性進(jìn)行密度調(diào)整是優(yōu)化群落景觀的有效途徑。

表1 各植被類型及其建群種

表2 典型群落類型的數(shù)量特征

3.3 園林植物群落種類組成及其區(qū)系特征

廣東外語外貿(mào)大學(xué)白云校區(qū)林植物群落共包含植物32科78屬112種。在所有物種中鄉(xiāng)土植物僅52種，占總物種數(shù)的50.7%，這說明廣東外語外貿(mào)大學(xué)白云校區(qū)園林群落的構(gòu)建在很大程度上依賴于外來植物。在此次調(diào)查群落中的植物區(qū)系中，熱帶性分布有23屬，占總屬數(shù)的36.5%；亞熱帶性分布有55屬，占總屬數(shù)的50.4%。在該校區(qū)園林植物中，亞熱帶分布型占優(yōu)勢，其次為熱帶分布，這一規(guī)律與廣州市植物區(qū)系特征基本一致。

3.4 園林植物群落結(jié)構(gòu)特征的數(shù)量指標(biāo)分析

生物多樣性是指生物中的多樣性和變異性以及物種生境的生態(tài)復(fù)雜性，它可以分為遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。多樣性指數(shù)是反映豐富度和均勻度的綜合指標(biāo)。

根據(jù)以上幾個公式，從物種多樣性、均勻度、豐富度三個角度對廣東外語外貿(mào)大學(xué)白云校區(qū)園林植物結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析（表3）：其中表3中反映了在3個植物群落中，Simpson指數(shù)（D）顯示居住區(qū)綠地喬木層的多樣性是最高的，Simpson指數(shù)所指示的喬木層多樣性大小順序為：居住區(qū)綠地群落＞園林綠地群落＞道路綠地群落；而在灌木層當(dāng)中，居住區(qū)綠地群落多樣性還是最高的，但Simpson指數(shù)大小順序卻有所變化：居住區(qū)綠地群落＞道路綠地群落＞園林綠地群落；最后看看草本層的情況，居住區(qū)綠地群落仍然是最高的，而大小順序和喬木層一致。

表3中也反映了在3大群落當(dāng)中，喬木的均勻度比較大，均勻度指數(shù)變化不大，其中以園林綠地的喬木均勻度指數(shù)最高，這說明在園林綠地當(dāng)中，同時出現(xiàn)同種的植物較多；而灌木層的均勻度指數(shù)變化卻比較大，尤其以居住區(qū)綠地群落的均勻度指數(shù)最高，這有可能涉及到在居住區(qū)內(nèi)很多植物都是經(jīng)過人工栽種的，有人為的干擾存在。

表3 園林植物群落多樣性指數(shù)

表3中還反映了在喬木層和灌木層當(dāng)中，居住區(qū)綠地群落的豐富度是最高的，這顯然是受到了人為因素干擾的原因；而在草本層當(dāng)中，則是園林綠地群落的豐富度指數(shù)最高，在這3個群落當(dāng)中豐富度指數(shù)都處于最后的是道路綠地群落，這可能存在著多種原因，例如：在學(xué)校里面，車輛比較少，忽視了道路綠地群落的建設(shè)；還可能是學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的重視問題等等。

4 結(jié)果與討論

4.1 植物群落結(jié)構(gòu)的數(shù)量參數(shù)特征分析

將以上計算所得的物種多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)與湖南長沙的中南大學(xué)進(jìn)行比較分析：首先，在多樣性指數(shù)方面，廣外的喬木多樣性指數(shù)為0.803，灌木和草本的多樣性指數(shù)均為0.839；而中南大學(xué)方面，其喬木的多樣性指數(shù)為0.325，灌木為0.636，草本為0.742［9］，相比較得出：廣外在物種多樣性方面比同類型的綜合性大學(xué)要豐富。但是從國外的情況來看，Athens的城市森林的喬木多樣性指數(shù)為0.981［11］，灌木和草本的多樣性指數(shù)為0.997［11］；與國外比較起來還有一定的差距。

在均勻度方面，廣外的喬木均勻度為0.739，灌木為0.614；而中南大學(xué)的喬木均勻度為0.881和0.785［10］；國外Athens的城市森林的喬木均勻度為0.907［11］；明顯看出：廣外的植被均勻度略低。

在豐富度方面，廣外的喬木豐富度為1.984，灌木為2.561，草本為0.556；而中南大學(xué)方面的數(shù)據(jù)和廣外的相當(dāng)，分別為：1.97、2.55和0.55［10］；國外 Athens的城市森林的喬木豐富度為2.356，灌木為3.412，草本為1.182［11］。

這樣對比下來，現(xiàn)在的廣外在物種多樣性和豐富度方面在國內(nèi)仍處于比較好的狀態(tài)，而與國外優(yōu)秀的森林景觀相比較仍有一定的差距，尤其在均勻度方面就更有待改進(jìn)。

4.2 園林植物群落優(yōu)化對策

此次調(diào)查涉及了廣東外語外貿(mào)大學(xué)白云校區(qū)典型的綠地植物群落，大致揭示了該校區(qū)園林植物群落的基本情況。通過植物群落及生長狀況調(diào)查，分析群落景觀的穩(wěn)定性和合理性，結(jié)合群落動態(tài)發(fā)育過程和變化特征的預(yù)測，在該校區(qū)園林植物群落構(gòu)建和調(diào)整時可因地制宜，從增加物種豐富度，大力增加鄉(xiāng)土樹種的比例，優(yōu)化綠地植物群落結(jié)構(gòu)等方面對群落景觀加以優(yōu)化調(diào)整［12］。

4.2.1 增加物種豐富度，構(gòu)建物種多樣性的植物群落

廣東外語外貿(mào)大學(xué)白云校區(qū)園林植物群落物種豐富，且以地帶性鄉(xiāng)土植物為主，但與區(qū)域所具有的鄉(xiāng)土植物物種總數(shù)相比其比例仍非常低，目前廣東省自然分布的維管束植物有254科1 340屬5 492種，其中蕨類植物53科135屬642種，裸子植物8科24屬38種，被子植物193科1 181屬4 812種，植物區(qū)系成分豐富，可為不同地域和小環(huán)境條件下的城市綠化提供豐富的物種資源，所以進(jìn)一步豐富校園園林植物群落的物種多樣性有著良好的基礎(chǔ)，更多的鄉(xiāng)土植物有待開發(fā)利用［13］。

豐富建群種種類，建群種對整個植物群落的外貌起決定性作用。

目前廣州市植物群落中的建群種出現(xiàn)頻率最高的主要是榕樹、廣玉蘭、馬尾松、桂花等，基本上都是常綠植物，其中廣玉蘭、榕樹等基調(diào)樹種的優(yōu)勢較為明顯，種群占總喬木數(shù)目的比例非常大占據(jù)的生存空間也是最寬廣的，而地帶性植物群落中常綠植物群落的樹種數(shù)較少，沒有構(gòu)成典型的地帶性植物群落景觀。因此，應(yīng)從地帶性植物種類中選擇大量的常綠樹種用于群落構(gòu)建。另外，也應(yīng)增加一些景觀效果好的落葉植物如蘇鐵（CycasrevolutaThunb.）、油 杉（Keteleeriafortunei（Murr）Carr）、南方紅豆杉（Taxuschinensis（Pilger）Rehd.var.mairei（LemeeetLevl.）ChengetL.K.Fu）、大花枇杷（Eriobotryacavaleriei（Levl.）Rehd.）、紅椿（ToonaciliataRoem.）、重陽 木（Bischofiapolycarpa（Levl.）AiryShaw）、三角 楓（HederanepalensisK.Kochvar.sinensis（Tobl.）Rehd.）、南 酸 棗（Choerospondiasaxillaris（Roxb.）BurttetHill.）、棱角山礬（SymplocostetragonaChenexY.F.Wu）、青岡（Cyclobalanopsisglauca（Thunb.）Oerst.）、苦櫧（Castanopsissclerophylla（Lindl.）Schott.）、七葉樹（Aesculus chinensisBunge）、燈臺樹（Bothrocaryumcontroversum（Hemsl.）Pojark.）、冬青（IlexchinensisSims）等，并適當(dāng)控制優(yōu)勢種群在整個植物群落中的比例，達(dá)到景觀功能與生態(tài)功能的協(xié)調(diào)。

增加群落中灌木、蕨類、藤本植物的種類。目前，廣東外語外貿(mào)大學(xué)（白云校區(qū)）園林植物群落中的灌木種類還較少，牽牛（Pharbitisnil（L.）Choisy）、飛龍掌血（Toddaliaasiatica（L.）Lam.）、炮 仗 花（Pyrostegiaigneavenusta（Ker－Gawl.）Miers）等少數(shù)幾種占據(jù)了絕大多數(shù)的植物群落，具觀花、觀果價值的鄉(xiāng)土灌木資源開發(fā)不足，建議根據(jù)不同觀賞特性和栽培條件增加灌木樹種的數(shù)量和種類，如南天竹（Nandinadomestica Thunb.）、厚皮香（Ternstroemiagymnanthera（Wight etArn.）Beddome）、云錦杜鵑（Rhododendronfortunei Lindl.）、醉魚草（Buddlejalindleyana）、紫 花 含 笑（MicheliacrassipesLaw）、火 棘（Pyracanthafortuneana（Maxim.）Li）、繡球（Hydrangeamacrophylla（Thunb.）Ser.）、蝴 蝶 戲 珠 花（Viburnumplicatum Thunb.var.tomentosum（Thunb.）Miq.）、糯米條（AbeliachinensisR.Br.）、紅果山胡椒（LinderaerythrocarpaMakino）、繡線菊（Spiraeasalicifolia）等。應(yīng)用豐富的鄉(xiāng)土蕨類植物、藤本植物，根據(jù)其不同的適生環(huán)境，在不同的土壤條件和林型下進(jìn)行合理配置，將豐富城市綠地植物群落的多樣性，增強(qiáng)穩(wěn)定性，如海金沙（Lygodiumjaponicum（Thunb.）Sw.）、烏蕨（StenolomachusanumChing）、野木瓜（StauntoniachinensisDC.）、云實（Caesalpiniadecapetala（Roth）Alston）、鳳慶南五味子（Kadsurainterior）、扶 芳 藤（Euonymusfortunei（Turcz.）Hand.－Mazz.）、常春藤（變種）（HederanepalensisK.Kochvar.sinensis（Tobl.）Rehd.）、絡(luò) 石（Trachelospermumjasminoides（Lindl.）Lem.）、地 菍（MelastomadodecandrumLour.）等。

將物種豐富度與均勻度結(jié)合，將多樣性的物種應(yīng)用于群落中，使群落的物種豐富度明顯增加，加上恰當(dāng)?shù)呐渲梅绞?，使群落結(jié)構(gòu)單一的缺陷明顯改觀［14］。

4.2.2 優(yōu)化綠地植物群落結(jié)構(gòu)

如果配置的植物群落結(jié)構(gòu)和物種組成合理，則群落趨于穩(wěn)定。應(yīng)在水平和垂直空間上合理布局樹種，以減緩或避免競爭，構(gòu)建長效、健康的植物群落景觀。廣東外語外貿(mào)大學(xué)白云校區(qū)園林植物群落中普遍存在過密的現(xiàn)象，應(yīng)適當(dāng)疏通和創(chuàng)造林隙等來優(yōu)化調(diào)控群落結(jié)構(gòu)。在疏通調(diào)整時，可以采用不規(guī)則疏通方式，調(diào)整群落空間的異質(zhì)性，為林下植物的生長、更新創(chuàng)造良好生境［14］。

各類園林植物群落的構(gòu)建應(yīng)以創(chuàng)建近自然式植物群落為原則。細(xì)化、優(yōu)化廣東外語外貿(mào)大學(xué)白云校區(qū)園林植物群落設(shè)計，克服目前綠地植物群落構(gòu)建中單純采用“常綠喬木＋色塊色帶”模式的不足，遵循自然演替規(guī)律，借鑒潛在自然植被群落的種類組成和結(jié)構(gòu)特點，營造以喬木為骨架和木本植物為主體的喬、灌、草復(fù)層群落。優(yōu)先應(yīng)用鄉(xiāng)土植物，結(jié)合一些適應(yīng)廣州市生境條件的馴化植物，上層配置喜陽的落葉速生先鋒樹種，下層種植演替頂極階段的耐蔭常綠樹種，建設(shè)高生物量、高多樣性、高生態(tài)效應(yīng)、少管護(hù)的近自然型、有廣州地域特色的植物群落，形成具自然屬性的校園景觀［15］。

［1］黃智明.家庭養(yǎng)花：觀花植物（一）［M］.廣州：廣東科技出版社，2000.

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