武漢東湖梅山植物多樣性研究

戴歡,韓哲元,何浩

(武漢設(shè)計工程學(xué)院,湖北武漢430205)

武漢東湖梅山植物多樣性研究

戴歡,韓哲元,何浩

(武漢設(shè)計工程學(xué)院,湖北武漢430205)

采用典型抽樣法,對武漢東湖梅山綠地植物的樹種組成、多樣性指數(shù)等進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計與分析。結(jié)果表明:武漢東湖梅山綠地植物共21科29屬34種,梅山西部和北部的植物種類多于東部和南部的植物種類;Simpson指數(shù)(D)、Shannon—Weiner指數(shù)(H)及Pielou指數(shù)(J)表現(xiàn)出相同的趨勢,即喬木的指數(shù)值＞灌木的指數(shù)值＞草本的指數(shù)值;東湖梅山植物重要值大于10%的喬木有9種,灌木有5種。

東湖梅山;植物重要值;多樣性指數(shù);均勻度指數(shù)

城市化的快速發(fā)展使生物多樣性受到嚴(yán)重威脅,導(dǎo)致城市生態(tài)功能弱化,同時景觀個性雷同等問題出現(xiàn),直接影響了城市居民的生活質(zhì)量和城市的可持續(xù)發(fā)展[1]。東湖風(fēng)景區(qū)坐落于武漢市中心城區(qū),是城市綠地系統(tǒng)中的重要綠地類型,分析其物種組成和物種多樣性現(xiàn)狀,以實現(xiàn)未來更好的景區(qū)保護(hù)開發(fā)及可持續(xù)發(fā)展,同時為城市植物多樣性保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究地概況

武漢東湖風(fēng)景區(qū)位于武昌東部,梅山位于東湖風(fēng)景區(qū)馬鞍山森林公園西北主干道旁,植被覆蓋率高,地理位置優(yōu)越。武漢屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū),雨量充沛、日照時間長、四季分明,夏季溫度高、降水集中,雨熱同期,冬季濕潤,溫度較低。一年當(dāng)中,1月的平均氣溫最低,為3.4℃;7月平均溫度最高,為28.9℃,夏季漫長,時間約為137 d;春秋兩季各約62 d。武漢活動積溫在5 000～5 200℃。初夏梅雨季節(jié)雨量十分集中,年降水約為1 256 mm。年無霜期達(dá)250 d。

2 研究方法

2.1 調(diào)查方法

樣地設(shè)置與調(diào)查法,將東湖梅山研究范圍劃分為東西南北四個區(qū)域,每個區(qū)域各布置3個調(diào)查樣方,一共布置調(diào)查樣方12個,樣方面積為10 m×10 m。對樣方內(nèi)植物進(jìn)行調(diào)查,并運用物種重要值指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)等對調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

2.2 研究指標(biāo)及數(shù)據(jù)分析方法

運用植被生態(tài)學(xué)常用的定量模型對物種重要值及植物多樣性指數(shù)進(jìn)行計算比較分析。

2.2.1 物種重要值計算

喬木的重要值=相對多度+相對頻度+相對優(yōu)勢度

灌木的重要值=相對多度+相對頻度+相對蓋度

重要值=(相對密度+相對頻度+相對優(yōu)勢度)/300

2.2.2 植物多樣性計算

式中:D為多樣性指數(shù),S為群落(樣地)全部種的個體數(shù),Pi為第i個種的重要值。

式中:H為多樣性指數(shù),S為群落(樣地)全部種的個體數(shù),Pi為第i個種的重要值。

式中:H為香農(nóng)-威納多樣性指數(shù),S為物種數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 東湖梅山植物種類構(gòu)成

在12個樣方的調(diào)查中,植物共21科29屬34種。其中,喬木15科18屬22種,占所有植物種類總數(shù)的64.7%;灌木5科7屬8種,占所有植物種類總數(shù)的25.5%;草本3科4屬4種,占所有植物種類總數(shù)的9.8%。對各區(qū)域樣方的植物種類構(gòu)成統(tǒng)計見表1。從表中可以看出東湖梅山東部和南部的植物種類較少,多樣性指數(shù)較低;而西部和北部的植物種類較多且多樣性指數(shù)較高。坡位和旅游影響等因子對植物多樣性的格局有重要影響[2]。梅山的東部和南部鄰近馬鞍山森林公園的燒烤區(qū),人類活動對植物分布影響大,植物的流失量較西部和北部大;其次梅山的東部和南部為陰面,植物受日照時間短,生長受到制約,而西部和南部為向陽面,植物長勢良好且種類多,多樣性指數(shù)較高。喬木出現(xiàn)頻率較高的分別是馬尾松、白皮松和棕櫚;灌木出現(xiàn)頻率較高的分別是梅花、蠟梅和山茶;草本出現(xiàn)頻率較高的是麥冬和白車軸草。

表1 東湖梅山不同區(qū)域植物種類構(gòu)成

對四個區(qū)域內(nèi)植物種類構(gòu)成分析結(jié)果如表2所示,出現(xiàn)頻率較多的科(含有2個種以上的科)共有4科,分別是木蘭科4種、松科3種、禾本科3種、薔薇科3種,共有4科10屬13種,占總科數(shù)的19.1%,占總屬數(shù)的55.6%,占總種數(shù)的38.2%;出現(xiàn)頻率較少的區(qū)域性單獨科共有13科13屬13種,占總科數(shù)的61.9%,占總屬數(shù)的44.8%,占總種數(shù)的38.2%。

表2 東湖梅山植物出現(xiàn)高頻科

對研究地植物科屬的調(diào)查結(jié)果如表3所示,所有調(diào)查樣地的植物中含有2個種以上的有1屬;單種屬多達(dá)25屬,占總屬數(shù)的86.2%、占總種數(shù)73.5%。綜上所述,東湖梅山植物種類構(gòu)成中,單種屬同多種屬比較占有壓倒性優(yōu)勢。

表3 植物科屬統(tǒng)計

3.2 東湖梅山植物多樣性指數(shù)比較

多樣性指數(shù)是指物種豐富度和均勻度的一個重要指標(biāo)。豐富度是指植物在一個區(qū)域或生態(tài)環(huán)境中所處的優(yōu)勢程度;均勻度則表明了植物在一個區(qū)域或生態(tài)環(huán)境中每個個體外形的差異程度。不同層次的物種對群叢的物種多樣性貢獻(xiàn)是不等價的,群叢的豐富度指數(shù)主要取決于灌木層和草本層,而多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)主要取決于灌木層和喬木層[3]。以Simpson指數(shù)(D)、Shannon—Weiner指數(shù)(H)及Pielou指數(shù)(J)評價群落物種多樣性特征,結(jié)果見表4。

表4 東湖梅山植物的多樣性指數(shù)

調(diào)查結(jié)果表明,東湖有梅山喬木22種,優(yōu)勢度指數(shù)和均勻度指數(shù)最高。梅山野生喬木較多,并且喬木受人為干擾較小,生長良好;其次梅山各方面生態(tài)條件良好,適宜大規(guī)模引種栽植各種大小喬木。灌木8種,優(yōu)勢度指數(shù)小于喬木,但是種類較少,均勻度也較低。草本4種,優(yōu)勢度指數(shù)和均勻度指數(shù)均比喬木和灌木低。

3.3 東湖梅山植物重要值分析

重要值是指表示某個物種在群體中的地位和作用的綜合數(shù)量指標(biāo),反應(yīng)其優(yōu)勢的程度。東湖梅山植物重要值大于10%的喬木灌木見表5,這些樹種對于東湖梅山生態(tài)環(huán)境具有良好的適應(yīng)性,得以廣泛分布,且少數(shù)樹種比如馬尾松、白皮松、梅花、蠟梅比例過大。

表5 東湖梅山主要喬灌木重要值

4 結(jié)論與建議

東湖梅山植物種類較為豐富,樣方調(diào)查總共包括21科29屬34種。其中喬木占據(jù)絕對優(yōu)勢,以馬尾松、白皮松和欒樹數(shù)量較多,灌木則以梅花、蠟梅和石楠為主,灌木和草本種類均有待增加。物種重要值和多樣性指數(shù)反映的結(jié)果大致相同。

植物多樣性是多個生態(tài)過程協(xié)同作用的結(jié)果,環(huán)境因素中的海拔、坡位、坡向、土壤等都對群落物種多樣性產(chǎn)生作用[4]。鄉(xiāng)土植物可以完美適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境,應(yīng)該優(yōu)先使用本地植物種類和擴大應(yīng)用規(guī)模,梅山應(yīng)增加尤其是灌木和草本類的鄉(xiāng)土植物。應(yīng)因地制宜,對因人類活動已經(jīng)流失的鄉(xiāng)土樹種應(yīng)進(jìn)行引進(jìn)及保護(hù)。

天然林較人工林而言,植物物種豐富度高,群落結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,森林景觀層次豐富[5]。梅山植物景觀在保持和突出景觀特色的前提下,應(yīng)模擬自然群落進(jìn)行改造,運用模擬自然的生態(tài)群落配置方法,根據(jù)生態(tài)群落特性分化的原理進(jìn)行植物配置,針對梅山不同區(qū)域的生態(tài)環(huán)境特點引進(jìn)栽培各種喜陽、喜濕、耐陰、耐干旱等多種植物,構(gòu)成一個完整穩(wěn)定而豐富的植物群落。

[1]陳婧,雷一東.城市植物多樣性保護(hù)中的公眾認(rèn)識[J].復(fù)旦學(xué)報:自然科學(xué)版,2009(5):572-577

[2]程占紅,趙蒙.旅游干擾對五臺山植被景觀區(qū)植物多樣性的影響[J].干旱區(qū)地理,2012(4):578-586

[3]劉蕾,張峰.歷山白云洞景區(qū)植物群落物種多樣性研究[J].山西大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2010(3):468-472

[4]毛齊正,黃甘霖,鄔建國.城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究綜述[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2015(4):1023-1033

[5]梁璇,劉萍,徐正春,等.不同類型城市森林的林下植物多樣性研究[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2015,36(2):69-73

Plant Diversity of Meishan Mountains near East Lake Scenic Spot in Wuhan City

Dai Huan,Han Zheyuan,He Hao
(Wuhan Institute of Design and Sciences,Wuhan 430205,China)

Species compositions,diversity indexes of plant in green space in Meishan Mountains of Donghu Lake in Wuhan City were analyzed by adopting typical sampling method.Result show that:there are 21 families,29 genera, 34 species in plant in green space of Meishan Mountains of Wuhan City.The floristics in the west and north of the Meishan Mountains are larger than that in eastern and southern of the Meishan Mountains;Simpson index(D), Shannon-Weiner index(H)and Pielou index(J)show the same trend,namely the index value of trees＞index value of shrubs＞index value of herbs;among the plant in Meishan Mountains,the trees whose important values being greater than 10%have nine species,and the shrubs whose important values being greater than 10%have five species.

Meishan Mountains near East Lake scenic spot;important value of plant;diversity index;evenness index

S718.521.2

:A

10.13601/j.issn.1005-5215.2015.11.021

1005-5215(2015)11-0056-02

2015-09-29

武漢設(shè)計工程學(xué)院校級科學(xué)研究項目(K201210)

戴歡(1983-),女,湖北黃岡人,講師,碩士,主要從事園林樹木學(xué)的教學(xué)與研究,Email:191735729@qq.com

何浩(1984-),男,山西陽泉人,講師,碩士, Email:42252612@qq.com