沈陽市三個(gè)公園樹種多樣性的調(diào)查與研究

崔 雪

(遼寧省林業(yè)有害生物防治檢疫局，沈陽110804)

生物多樣性(biological diversity，簡稱biodiversity)是生命有機(jī)體及其借以存在的生態(tài)復(fù)合體的多樣性和變異性，是不同層次、不同等級(jí)水平的各種生命系統(tǒng)、生物類群、生命和非生命復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和，包括所有不同種類的動(dòng)物、植物和微生物，以及他們所擁有的基因，所形成的群落和所產(chǎn)生的各類生態(tài)現(xiàn)象。城市公園與郊區(qū)公園中往往具有高度多樣化的生境，并保存著某些自然植被片段和動(dòng)物物種，在城市和郊區(qū)的生物多樣性保護(hù)中，公園生物多樣性的保護(hù)是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，而對(duì)其生物多樣性的評(píng)估又是有效保護(hù)的基礎(chǔ)。保護(hù)城市的生物多樣性至關(guān)重要。城市公園是城市園林綠地系統(tǒng)的主體，也是城市里植物多樣性最集中的地方，研究城市公園植物多樣性可為城市生物多樣性保護(hù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

根據(jù)對(duì)沈陽市北陵公園、勞動(dòng)公園和青年公園3大公園的喬、灌植物進(jìn)行調(diào)查研究，分析和總結(jié)了沈陽市3大公園綠地植物群落組成、基本類型和植物功能,論述了各公園綠地物種多樣性特征。為保證北陵、勞動(dòng)、青年公園的功能和健康，公園的可持續(xù)管理提供參考數(shù)據(jù)，并為3個(gè)公園內(nèi)植物多樣性的保護(hù)提供參考資料。

1 研究內(nèi)容與方法

1.1 公園樹木種類分布調(diào)查方法

通過收集行業(yè)統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和采用按不同方位定點(diǎn)抽樣調(diào)查法對(duì)沈陽市內(nèi)3大公園的植物多樣性進(jìn)行調(diào)查研究。野外樣方調(diào)查于2010年5月進(jìn)行，分別劃分北陵公園、勞動(dòng)公園、青年公園的東、東南、南、西南、西、西北、北、東北8個(gè)方位，每個(gè)方位選取3～5個(gè)代表性地點(diǎn)設(shè)立樣方，樣方面積一般按20m×20m設(shè)立。對(duì)樣方內(nèi)的喬、灌植物種類基本情況進(jìn)行調(diào)查、記錄，然后對(duì)每個(gè)方位中的幾個(gè)樣方進(jìn)行取平均數(shù)來代表各個(gè)方位中的樹木種類情況。調(diào)查時(shí)對(duì)每個(gè)樣方內(nèi)的喬、灌植物數(shù)量、種類、用途及功能等進(jìn)行詳細(xì)記錄，并記錄樣方位置及環(huán)境狀況等。最后對(duì)3個(gè)公園現(xiàn)有喬灌植物種類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.2 公園樹木多樣性的評(píng)價(jià)方法

本文主要采用α多樣性指數(shù)進(jìn)行計(jì)算、分析。分別從物種豐富度、多樣性、均勻度幾個(gè)方面來測定和分析群落多樣性。本文選用了α多樣性指數(shù)中的物種豐富度和數(shù)量豐度指數(shù)、Simpson指數(shù)、Shannon-Wiener物種多樣性指數(shù)、Pielou群落均勻度指數(shù)5個(gè)指數(shù)和多樣性指數(shù)綜合分析方法對(duì)沈陽市3個(gè)公園的喬灌植物進(jìn)行多樣性分析，具體方法是在各公園的不同方位的群落里設(shè)立調(diào)查樣方，每個(gè)方位設(shè)立調(diào)查樣方3～5塊不等，樣方面積一般為20m×20m，然后根據(jù)各種公式要求調(diào)查所需數(shù)據(jù)，各種多樣性指數(shù)的計(jì)算方法如下：

1.2.1 豐富度指數(shù)和數(shù)量豐度

豐富度評(píng)估采用Margalef指數(shù){1958}來表述不同類型林地的植物物種豐富程度。公式表達(dá)為：D=(S-1)/lnN式中S為樹種數(shù)目；N為多有樹種的個(gè)體數(shù)之和。數(shù)量豐度則是采用物種個(gè)體數(shù)量總和來計(jì)算。

1.2.2 Simpson指數(shù)

該指數(shù)對(duì)常見種敏感，對(duì)稀有種貢獻(xiàn)小，公式表述為D=1-∑pi2，式中pi是物種I先驗(yàn)概率，即第ni種的個(gè)體數(shù)占總體個(gè)數(shù)N 的比例。即ni為第i種的個(gè)體數(shù)，N為所有種的個(gè)體總數(shù)。

1.2.3 shannon-Wiener指數(shù)

Shannon-Wiener指數(shù)對(duì)稀有種貢獻(xiàn)大，對(duì)常見種貢獻(xiàn)小。其公式表述為H=-∑Pi·lnpi。式中pi是物種I先驗(yàn)概率，即第ni種的個(gè)體數(shù)占總體個(gè)數(shù)N 的比例。即pi=ni/N,ni為第i種的個(gè)體數(shù)，N為所有種的個(gè)體總數(shù)。

1.2.4 Pielou群落均勻度指數(shù)

公式表述為R=-∑Pi·lnpi/lns，式中，S為每一樣方中的物種總數(shù)，N為樣地內(nèi)物種個(gè)體總數(shù)(或相對(duì)蓋度之和)，Ni為第i種的個(gè)體數(shù)(或相對(duì)蓋度)，式中的Pi=Ni/N。

1.2.5 多樣性指數(shù)綜合分析

參考以上α多樣性指數(shù)的分析數(shù)據(jù)，對(duì)沈陽市北陵公園、勞動(dòng)公園、青年公園進(jìn)行綜合分析，采用賦值加權(quán)法，將各公園的多樣性指數(shù)優(yōu)劣情況予以賦值，數(shù)值越大表示多樣性越好，分為1、2、3三個(gè)等級(jí)。賦值為3表示多樣性指數(shù)等級(jí)最高，賦值1則多樣性指數(shù)最差。最后對(duì)評(píng)分進(jìn)行加權(quán)，得出多樣性指數(shù)綜合分析結(jié)果。

2 結(jié)果分析

2.1 樹木種類及分布

2.1.1 樹木種類

北陵公園的樹木種類統(tǒng)計(jì)結(jié)果：

通過對(duì)北陵公園內(nèi)主要喬灌木植物的基本現(xiàn)狀調(diào)查，可以明顯看出(見表1)，該園內(nèi)某些局部區(qū)域植物種類比較豐富，具有一定多樣性。據(jù)初步調(diào)查，總體喬木、灌木種類多達(dá)15科37種以上。園內(nèi)各種喬、灌木的不同組合栽植也發(fā)揮著不同的功能和作用，如行道綠化、整株觀賞、觀葉、觀花、觀果、綠籬等。

表1 北陵公園常見樹木種類名錄表

續(xù)表1

勞動(dòng)公園的樹木種類統(tǒng)計(jì)結(jié)果：

通過對(duì)勞動(dòng)公園內(nèi)主要喬灌木植物的基本現(xiàn)狀調(diào)查，可以明顯看出(見表2)，該園內(nèi)植物種類比較豐富，喬灌植物種類數(shù)目為3個(gè)公園中最大，植物種類多樣化。據(jù)初步調(diào)查，總體喬木、灌木種類達(dá)到13科39種以上。園內(nèi)各種喬、灌木的不同組合栽植也同樣發(fā)揮著行道、觀形、觀葉、觀花、觀皮、觀果、綠籬等功能和作用。

表2 勞動(dòng)公園常見樹木種類名錄表

青年公園的樹木種類統(tǒng)計(jì)結(jié)果：

通過對(duì)青年公園內(nèi)主要喬灌木植物的基本現(xiàn)狀調(diào)查，可以明顯看出(見表3)，該園內(nèi)植物種類與其他兩個(gè)公園比較起來不是很豐富，喬灌植物種類數(shù)量為3個(gè)公園中最小，植物多樣性相對(duì)匱乏。據(jù)初步調(diào)查，總體喬木、灌木種類達(dá)到9科24種以上。園內(nèi)各種喬、灌木以不同的組合栽植，發(fā)揮著不同的功能和作用，如行道、觀形、觀葉、觀花、觀皮、觀果、綠籬等。

表3 青年公園常見喬灌木植物名錄表

通過對(duì)3個(gè)公園內(nèi)的喬灌木植物進(jìn)行抽樣調(diào)查，總結(jié)出3個(gè)公園樹木種類數(shù)據(jù)(見表4、圖1)。勞動(dòng)公園的樹木種類最多，可見勞動(dòng)公園中栽種的樹木種類多樣化，植物種類很豐富。北陵公園的樹木種類也比較多。青年公園中的灌木占總體樹木種類比重較大，公園中的喬灌植物種類貧乏，是3個(gè)公園中樹木種類最少的公園。

表4 各公園樹木種類對(duì)比表

2.1.2 樹木種類分布

通過對(duì)3個(gè)公園的各個(gè)方位分別設(shè)3～5個(gè)代表性樣方進(jìn)行調(diào)查(見表7)，將幾個(gè)樣方的調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行累計(jì)平均，得出3個(gè)公園各個(gè)方位的樹木種類及分布狀況：

表5 3個(gè)公園各區(qū)域喬灌植物種類表(種/400m2)

圖2 各公園不同方位喬灌植物種類對(duì)比圖

表6 各公園喬灌植物個(gè)體數(shù)量統(tǒng)計(jì)表(株/400m2)

圖3 3個(gè)公園各方位植物個(gè)體數(shù)平均值對(duì)比圖

表7 各公園不同方位中的主要樹木種類統(tǒng)計(jì)表

通過以上分析，總結(jié)出3個(gè)公園內(nèi)的喬灌植物分布特點(diǎn)：

北陵公園喬灌植物數(shù)量大，綠蔭效果好。公園總體樹木種類并不是最多，但也達(dá)到較高水平，在各個(gè)方位中北陵公園的喬灌植物種類和數(shù)量與其他兩個(gè)公園相比都較多，多樣性具有明顯的優(yōu)勢(shì)。樹木種類豐富程度相對(duì)較好。

勞動(dòng)公園喬灌木植物數(shù)量相對(duì)較大，綠蔭效果較好?？傮w樹種數(shù)目是所調(diào)查的3個(gè)公園中最多的一個(gè)。所以，可以說勞動(dòng)總體樹木種類也很豐富。但如果以各方位為單位來比較，勞動(dòng)公園各個(gè)方位中的喬灌植物種類普遍都不高，沒有北陵公園優(yōu)勢(shì)明顯。

青年公園內(nèi)的綠化效果完全是人為規(guī)劃設(shè)計(jì)的城市公園，園內(nèi)幾乎沒有喬灌植物自然生長的區(qū)域，它的喬灌植物數(shù)量最少，樹木種類也稍匱乏。青年公園是受人為綠化改造影響最強(qiáng)的公園，它的綠化植物搭配層次與色彩對(duì)比是3個(gè)公園中最美觀的，但栽種的樹木種類比較單一。

2.2 樹木多樣性指數(shù)

2.2.1 豐富度指數(shù)和數(shù)量豐度

表8 北陵、勞動(dòng)、青年公園喬灌植物物種豐富度指數(shù)對(duì)比表

3個(gè)公園的物種豐富度指數(shù)由大到小的排序?yàn)椋罕绷旯珗@→青年公園→勞動(dòng)公園。見表8、圖4。

3個(gè)公園的物種數(shù)量豐度從大到小排序?yàn)椋簞趧?dòng)公園→北陵公園→青年公園。見表8、圖5。

圖4 各公園豐富度指數(shù)對(duì)比圖

圖5 各公園數(shù)量豐度指數(shù)對(duì)比圖

2.2.2 Simpson指數(shù)

3個(gè)公園植物多樣性指數(shù)從大到小的排序?yàn)?；北陵公園→勞動(dòng)公園→青年公園。見表9、圖6。

表9 北陵、勞動(dòng)、青年公園喬灌植物Simpson指數(shù)統(tǒng)計(jì)表

圖6 各公園Simpson指數(shù)對(duì)比圖

2.2.3 Shannon-Wiener指數(shù)

3個(gè)公園的shannon-Wiene指數(shù)由大到小排序?yàn)椋罕绷旯珗@→勞動(dòng)公園→青年公園。見表10、圖7。

表10 北陵、勞動(dòng)、青年公園喬灌植物Shannon-Wiener指數(shù)統(tǒng)計(jì)表

圖7 各公園Shannon-Wiener指數(shù)對(duì)比圖

2.2.4 Pielou群落均勻度指數(shù)

Pielou群落均勻度指數(shù)由大到小的排序?yàn)椋罕绷旯珗@→勞動(dòng)公園→青年公園。見表11、圖8。

表11 各公園Pielou群落均勻度指數(shù)統(tǒng)計(jì)表

圖8 各公園Pielou群落均勻度指數(shù)對(duì)比圖

2.2.5 各公園多樣性指數(shù)綜合分析

依據(jù)各公園的多樣性指數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，對(duì)3個(gè)公園的生物多樣性指數(shù)進(jìn)行打分評(píng)定，將各項(xiàng)指數(shù)劃分為3個(gè)等級(jí)，分別對(duì)應(yīng)值1、2、3，數(shù)字越大代表植物多樣性越好，分布越均勻，優(yōu)勢(shì)越大。結(jié)果如下(見表12、圖9)。

表12 各公園多樣性指數(shù)綜合分析表

圖9 多樣性指數(shù)綜合分析圖

從表12、圖9可以明顯看出，5個(gè)指數(shù)中，北陵公園的豐富度指數(shù)、Simpson指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)、Pielou群落均勻度指數(shù)都為最大值，所以3個(gè)公園中北陵公園的樹種豐富度最好，喬灌植物分布最均勻，同種植物的數(shù)量豐富。是調(diào)查的3個(gè)公園中多樣性最好的一個(gè)。