熱帶公園植物群落結(jié)構(gòu)與多樣性分析
——以三亞白鷺公園為例

賀立靜, 周述波,林 偉, 黎 明, 符發(fā)和,謝青靈

(海南熱帶海洋學(xué)院 生命科學(xué)與生態(tài)學(xué)院,海南 三亞 572022)

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熱帶公園植物群落結(jié)構(gòu)與多樣性分析
——以三亞白鷺公園為例

賀立靜, 周述波,林 偉, 黎 明, 符發(fā)和,謝青靈

(海南熱帶海洋學(xué)院 生命科學(xué)與生態(tài)學(xué)院,海南 三亞 572022)

對(duì)三亞白鷺公園綠化植物群落結(jié)構(gòu)和多樣性進(jìn)行調(diào)查與分析,結(jié)果表明：調(diào)查的白鷺公園區(qū)域中共有喬木樹(shù)種44種,隸屬于25科、36屬；灌木36種,隸屬于31科36屬；草本60種,隸屬于19科53屬.群落結(jié)構(gòu)以椰子為喬木層主體樹(shù)種,灌木以粉單竹、江邊刺葵、佛肚竹和黃金榕為主,草本植物以地毯草最多.三亞市白鷺公園綠地的樹(shù)木徑級(jí)主要為中、大級(jí),小徑級(jí)立木較少.Shannon-wiener指數(shù)(H′)和Simpson指數(shù)(D)總體趨勢(shì)由大到小的順序相同為: 喬木層、草本層、灌木層.白鷺公園后期管理中應(yīng)適當(dāng)栽植小徑級(jí)喬木物種,以增強(qiáng)綠地的可持續(xù)性.增加灌木植物的種類和栽植均勻性,提高整體植物群落的生物多樣性,以期白鷺公園人工植物群落形成一個(gè)更加穩(wěn)定的生態(tài)群落.

三亞白鷺公園;群落結(jié)構(gòu);徑級(jí);物種多樣性

0 引言

植物群落是同一時(shí)間某一地段上全部植物的綜合,具有一定的種類組成和種間的數(shù)量比例,一定結(jié)構(gòu)和外貌.由于環(huán)境的時(shí)空變化和植物類群的差別,植物群落類型極其豐富多樣,成為各種景觀和生態(tài)系統(tǒng)的主要組成單位,并執(zhí)行唯一的有機(jī)物的生產(chǎn)、積蓄和轉(zhuǎn)化功能[1- 2].植物群落是城市綠地的基本單位,是城市綠地生態(tài)功能的基礎(chǔ),是提高綠地景觀豐富度的前提條件,也是城市生態(tài)綠化發(fā)展水平的重要標(biāo)志[3-4].城市綠地作為一種新的綠地形式,具有類型豐富、群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、生態(tài)效益好等優(yōu)點(diǎn)[5].海南三亞正進(jìn)行國(guó)際旅游島的建設(shè),構(gòu)建合理的景區(qū)林業(yè)群落有助于城市生態(tài)圈的發(fā)展,對(duì)城市綠地開(kāi)發(fā)可持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).隨著生態(tài)園林管理在我國(guó)的興起,城市綠地的生態(tài)功能越來(lái)越受人們的重視[6].因此,本文調(diào)查分析三亞白鷺公園的植物群落結(jié)構(gòu)與物種多樣性,為構(gòu)建科學(xué)、合理的植物群落結(jié)構(gòu)提供一定的指導(dǎo).

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

三亞市位于海南島南端,位于北緯18°09′34″-18°37′27″、東經(jīng)108°56′30″-109°48′28″之間.屬熱帶海洋性季風(fēng)氣候.城市建成區(qū)綠化覆蓋率44.3%,人均公共綠地18.3 m2.三亞大氣環(huán)境質(zhì)量全國(guó)排名第一.年平均降水量1263 mm,年平均氣溫25.5℃.

白鷺公園是目前三亞最大的城市公園,位于臨春河河畔,地處三亞河紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)的邊緣,占地面積25.7 km2,公園分為椰林風(fēng)情區(qū)、綠島錦簇區(qū)、鏡湖銀波區(qū)、海天一色區(qū)、紅樹(shù)迷園區(qū)和閑得茗香區(qū)等幾大區(qū).白鷺公園是三亞市重要的咸淡水混合潮汐濕地公園，植物種類繁多.

1.2 調(diào)查方法

對(duì)白鷺公園椰林風(fēng)情區(qū)和綠島錦簇區(qū)綠地內(nèi)植物進(jìn)行典型取樣調(diào)查法.調(diào)查方法為樣方法,喬木樣方調(diào)查面積為10 m×10 m,共調(diào)查20個(gè)樣方,共計(jì)調(diào)查樣方面積2000 m2,進(jìn)行每木測(cè)量,記錄各樹(shù)種種類、測(cè)定各株胸徑、樹(shù)高、冠幅等因子.灌木和草本樣方調(diào)查面積為1 m×1 m,共調(diào)查100個(gè)樣方,記錄各樹(shù)種種類、數(shù)量、測(cè)定各株樹(shù)高、覆蓋度等因子.

1.3 數(shù)據(jù)分析

1.3.1 重要值計(jì)算

重要值是指某個(gè)種在群落中地位和作用的綜合數(shù)量指標(biāo)[7].同一群落內(nèi)重要值最大者可以代表為該群落的優(yōu)勢(shì)種.公式如下[8]：

喬木：重要值=相對(duì)顯著度+相對(duì)密度+相對(duì)頻度;

灌木：重要值=相對(duì)蓋度+相對(duì)密度+相對(duì)頻度;

1.3.2 物種多樣性特征計(jì)算

①多樣性指數(shù).物種多樣性指數(shù)是用來(lái)判斷群落穩(wěn)定性的指標(biāo), 目前使用較多的生物多樣性指數(shù)為Shannon-Wiener指數(shù)(H′)和Simpson多樣性指數(shù).其為廣泛用于測(cè)定物種多樣性的指數(shù)[7],Shannon-Wiener指數(shù)(H′) 公式為：

Simpson多樣性指數(shù)(D) 公式為：

式中S為調(diào)查樣地的種類數(shù)量；Pi=Ni/N,N 為樣地中各個(gè)植物的株數(shù)總和,Ni 為第 i 種的植物物種的株數(shù).

②物種豐富度Margalef指數(shù)(dMa)的計(jì)算公式為[9]：

式中S為調(diào)查樣地的種類數(shù)量；N 為樣地中各個(gè)植物的株數(shù)總和.

③群落均勻度指群落中各個(gè)種多度的均勻程度.物種均勻度采用Piclou指數(shù)(J′),其計(jì)算公式為[10]：

式中H′為Shannon-Wiener指數(shù)；S為調(diào)查樣地的種類數(shù)量.

2 結(jié)果與分析

2.1 植物群落結(jié)構(gòu)

2.1.1 物種組成

三亞白鷺公園綠地維管束植物有75科125屬 140種.其中:喬木44種,隸屬于25科36屬; 灌木36種,隸屬于31科36屬; 草本60種,隸屬于19科53屬.

根據(jù)各群落的重要值,喬木層重要值大于10的優(yōu)勢(shì)種有9種,各種出現(xiàn)的重要值從高到底的順序依次為椰子、印度膠樹(shù)、高山榕、木棉、榕樹(shù)、銀合歡、油棕、斜葉榕、印度紫檀(表1).

表1 三亞白鷺公園喬木層物種重要值

灌木層中重要值大于10的優(yōu)勢(shì)種有9種,各種出現(xiàn)的重要值從高到底的順序依次為粉單竹、江邊刺葵、佛肚竹、黃金榕、紅花夾竹桃、三角梅、小葉龍船花、假連翹、灰莉(表2).

表2 三亞白鷺公園灌木層物種重要值

草本層中重要值大于10的優(yōu)勢(shì)種有7種,各種出現(xiàn)的重要值從高到底的順序依次為地毯草、夜香牛、小葉冷水花、豐花草、竹枝細(xì)柄草、香附子、狗牙根(表3).

表3 三亞白鷺公園草本層物種重要值

2.1.2 徑級(jí)和垂直結(jié)構(gòu)

根據(jù)郄光發(fā)[11]的劃分依據(jù),把樹(shù)木胸徑分成大、中、小3 類,樹(shù)高也分成大、中、小3 類.調(diào)查的白鷺公園樣地中,喬木樹(shù)種徑級(jí)分布范圍主要集中在4-51cm范圍內(nèi),且呈現(xiàn)連續(xù)分布.在所有喬木中小、中、大徑級(jí)樹(shù)木之比為1:8:3.64,按照樹(shù)木胸徑等級(jí)劃分,三亞白鷺公園的喬木主要為中大徑級(jí)為主.樹(shù)木的平均胸徑25.1cm,胸徑大于30cm的大樹(shù)主要為高山榕、木棉、小葉榕、銀合歡、印度橡膠、印度紫檀和油棕7個(gè)樹(shù)種.胸徑小于10cm的小樹(shù)為假檳榔,主要與其生長(zhǎng)特性相關(guān),假檳榔樹(shù)高較高,胸徑相對(duì)較小.

樹(shù)高分布在2.5-16m范圍內(nèi),按樹(shù)高分小、中樹(shù)種,樹(shù)木之比分別為1:1.28,樹(shù)高大于20m的大樹(shù)無(wú).樹(shù)高小于5m的小樹(shù)主要為大葉榕、大葉紫薇、鳳凰木、高山榕、酸梅、小葉榕和銀合歡7個(gè)樹(shù)種.樹(shù)木的平均高度為5.63m,其中59.71%樹(shù)木高度都大于樹(shù)木的平均高度.樹(shù)種集中分布10m以下的空間范圍,占總數(shù)樹(shù)高的95.68%.說(shuō)明三亞白鷺公園綠地總體高度偏低,主要原因可能與人工修剪有關(guān),海南臺(tái)風(fēng)較多,如果樹(shù)木過(guò)高,不易抵抗臺(tái)風(fēng).胸徑較大,說(shuō)明白鷺公園綠地喬木樹(shù)種種齡相對(duì)較高.

2.2 物種多樣性

不同層次的綠地植物群落在物種豐富度指數(shù)由大到小的順序?yàn)? 草本層、喬木層、灌木層；均勻度指數(shù)由大到小的順序?yàn)? 喬木層、草本層、灌木層.灌木層的豐富度和均勻度都是最低的.Shannon-wiener指數(shù)和Simpson指數(shù)總體趨勢(shì)由大到小的順序相同為: 喬木層、草本層、灌木層(表4).

表4 物種多樣性、豐富度和均勻度指數(shù)

灌木層物種豐富度和均勻度都較低,所以物種多樣性指數(shù)最低.這主要是因?yàn)槌鞘芯G地主要受人為因素的影響,人們疏忽了灌木的栽植與管理,導(dǎo)致灌木種類較少,同時(shí)樹(shù)種分布不均勻；喬木層和草本層的多樣性指數(shù)相對(duì)較高,草本層雖然均勻度偏低,但是物種豐富度較高,主要是因?yàn)椴荼緦又杏泻芏辔锓N為非人為栽植的野生物種,所以物種多樣性指數(shù)同樣較高；喬木層的豐富度相對(duì)較高,并且均勻度指數(shù)最高.將調(diào)查群落物種多樣性與已有研究有關(guān)熱帶、亞熱帶植物群落植物物種多樣性[12-15]進(jìn)行比較分析(表5),結(jié)果表明,白鷺公園的物種多樣性相對(duì)其他亞熱帶城市公園的物種多樣性較高,與其它天然林群落的喬木層物種多樣性比較Simpson指數(shù)略高,但Shannon-wiener指數(shù)低說(shuō)明物種豐富度較少.從以上數(shù)據(jù)表明三亞白鷺公園喬木層和灌木層植物物種配置豐富度和均勻度都較好,可以較好的保護(hù)物種多樣性.

表5 不同群落類型的物種多樣性指數(shù)比較

3 結(jié)論

3.1 三亞市白鷺公園植物群落結(jié)構(gòu)

白鷺公園椰林風(fēng)情區(qū)和綠島錦簇區(qū)綠地中喬木層主要以桑科和棕櫚科植物為主,能夠體現(xiàn)熱帶景觀效果.樹(shù)木徑級(jí)主要為中、大級(jí),小徑級(jí)立木較少,應(yīng)適當(dāng)栽植小徑級(jí)物種,以增強(qiáng)綠地的可持續(xù)性.

3.2 三亞市白鷺公園植物多樣性

用物種豐富度、均勻度、Shannon-Wiener和Simpson指數(shù)測(cè)定三亞白鷺公園綠地植物群落的多樣性,其多樣性指數(shù)由大到小的順序?yàn)? 喬木層、草本層、灌木層.喬木層的物種均勻度最大；草本層物種豐富度最大；灌木層物種豐富度和均勻度都相對(duì)較低.

4 建議

在白鷺公園今后的管理中,應(yīng)增強(qiáng)灌木的栽植管理,增加灌木植物的種類,提高分布均勻性,根據(jù)植物的生境特點(diǎn),使得喜陽(yáng)、喜濕、耐旱和耐陰的植物均有適合的生長(zhǎng)環(huán)境,使得整體植物群落變成一個(gè)穩(wěn)定的植物群落.

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(編校：李由明)

Community Structure and Species Diversity in the Tropical Park——Case Study of Sanya Egret Park

HE Li-jing, ZHOU Shu-bo, LIN Wei, LI Ming, FU Fa-he, XIE Qing-ling

(College of Life Sciences and Ecology, Hainan Tropical Ocean University, Sanya Hainan 572022, China)

The analysis on the community characteristics and species diversity in Sanya Egret Park showed that there were 44 species of arbor plants belonging to 25 families and 36 genera—36 species of shrub plants in 31 families and 36 genera, and 60 species of shrub plants in 19 families and 53 genera—recorded in the survey areas.The community structure showed that the majority of the tree species isCocosnucifera, that of the shrub isLinffnaniachungii,Phoenixroebelenii,BambusaventricosaandFicusmicrocarpa, and that of the herb species isAxonopuscompressus. The tree diameter of the green space mainly ranges from the middle scale to the large scale, while there is a small population of small-scaled standing trees in Sanya Egret Park. The Shannon-Wiener index(H′) and Simpson index(D) for different strata is in the order of tree stratum>herb stratum>shrub stratum.In order to enhance the green space sustainability, tree species of small-scaled diameter should be appropriately planted in the later stage management. In order to form a stable ecological system for the artificial plant community in Egret Park, the shrub species should be increased, the planting uniformity be improved, and the biodiversity of the whole plant community be enhanced.

Sanya Egret Park; community structure; diameter at breast height; species diversity

2016-09-10

海南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(314085)

賀立靜(1976-),女,河北故城人,生命科學(xué)與生態(tài)學(xué)院副教授,博士,主要研究方向?yàn)樯砩鷳B(tài)學(xué).

S718.5

A

1008-6722(2016) 05-0033-05

10.13307/j.issn.1008-6722.2016.05.07