武漢市解放公園植物多樣性特征研究

何詩靜，王駿文

(武漢設(shè)計(jì)工程學(xué)院環(huán)境設(shè)計(jì)學(xué)院，湖北 武漢 430200)

植物多樣性是生物多樣性的重要組成部分，與人居環(huán)境可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)[1]，城市綠地系統(tǒng)是由不同性質(zhì)和規(guī)模的綠地類型，共同構(gòu)成的穩(wěn)定的城市綠色體系[2]，城市公園綠地系統(tǒng)在保護(hù)城市生物的多樣性，改善城市小氣候、維持城市生態(tài)系統(tǒng)的平衡方面發(fā)揮了不可替代的作用[3]。公園是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,能夠改善城市的生態(tài)環(huán)境,是整個(gè)城市環(huán)境的一個(gè)重要指數(shù)水平，反映了居民的生活質(zhì)量。它不僅是一個(gè)市民休憩、活動(dòng)、教育場地，它也產(chǎn)生著巨大的社會(huì)和生態(tài)效益[4]。

多樣化的園林景觀為各種的植物在城市中提供了生長繁衍的場所,園林事業(yè)主觀上的利用植物，實(shí)際上在客觀上對(duì)植物物種起到了保護(hù)作用[5]?？焖俚某鞘谢M(jìn)程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)造成了巨大干擾和不利影響[6]，導(dǎo)致植物多樣性日益下降和城市景觀的單一[7]。城市化對(duì)植物多樣性的影響已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)，因此，研究城市公園綠地植物多樣性、鄉(xiāng)土園林綠化植物和外來物種種類、組成等，為城市公園的景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)、物種配置和可持續(xù)發(fā)展等提供理論基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況及研究方法

1.1 公園概況

武漢位于北緯29°58′～31°22′，東經(jīng)113°41′～115°05′地處我國中部內(nèi)陸，長江中下游地區(qū)，屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，具有降雨充沛、日照充裕、季節(jié)分明，夏天高溫、降水集中，冬天寒冷等特點(diǎn)。年均氣溫15.8℃～17.5℃，1月平均氣溫最低為1.4℃；7月、8月平均氣溫最高，為29.3℃。解放公園位于武漢市漢口西北隅，始建于1952年，2006年改造后再次對(duì)外開放，總占地面積為46萬m2，其中水面7.6萬m2。公園服務(wù)于武漢市市民，集娛樂、休閑、科普、教育于一體。

1.2 調(diào)查方法

對(duì)武漢解放公園全園踏查的基礎(chǔ)上，根據(jù)公園的12個(gè)景色分區(qū)，每個(gè)景色分區(qū)選取1～2個(gè)有代表性的典型樣地，共16個(gè)。每個(gè)樣地面積為20 m×20 m然后記錄樣方內(nèi)喬木種類、名稱、胸徑、樹高、冠幅和生長狀況[8]。每個(gè)樣地內(nèi)設(shè)置1個(gè) 5 m×5 m的樣方，記錄灌木的種名、株高、株數(shù)和生長狀況，同時(shí)還需要設(shè)置 1個(gè)1 m×1 m的小樣方，記錄草本植物的種名、蓋度和生長狀況。

1.3 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)物種多樣性指數(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和對(duì)植物群落多樣性的反映能力，研究選取了物種重要值和四種多樣性指數(shù)來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析,公式如下[9]：

喬木、灌木重要值=(相對(duì)密度+相對(duì)頻度+相對(duì)蓋度)/3

草本重要值=(相對(duì)蓋度+相對(duì)頻度)/2

相對(duì)密度=(某一物種個(gè)體數(shù)/全部物種個(gè)體數(shù))×100%

相對(duì)頻度=(某一物種的頻度/所有物種的頻度和)×100%

相對(duì)蓋度=(某一物種的蓋度/所有物種的總蓋度)×100%。

4個(gè)多樣性指數(shù)分別為：

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)：H=-∑PilnPiSimpson多樣性指數(shù)：D=1-∑Pi2

Pielou均勻度指數(shù)：E=H/lnS[10]

Margalef豐富度指數(shù)：R=(S-1)/lnN

式中：Pi=Ni/N；Ni為第i個(gè)種的個(gè)體數(shù)；N為所有物種個(gè)體總數(shù)；S為樣地內(nèi)所有植物種類數(shù)目。

2 研究結(jié)果

2.1 公園植物物種組成

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，公園內(nèi)植物總數(shù)為490種，隸屬于170科，375屬，其中木本植物95科174屬249種，草本75科202屬240種，木本植物的種類多于草本植物是合理的，木本植物生長周期更長[11]。常綠植物與落葉植物的比值為1∶1.85，鄉(xiāng)土樹種占總樹種種類的65%(見表1)。對(duì)公園植物組成進(jìn)行分析，優(yōu)勢(shì)科排序(見表2)其中百合科有31種，占物種總數(shù)的6.3%，其次為禾本科和薔薇科，優(yōu)勢(shì)科(含10種植物以上的科)8個(gè)，分別為百合科、禾本科、唇形科、薔薇科、菊科、忍冬科、豆科、木犀科，共計(jì)8科113屬182種，優(yōu)勢(shì)科所包括的科、屬、種占總數(shù)的分別為4.71%、30.13%、37.14%。

表1公園植物物種組成

Tab. 1 Composition of park plant species

表2公園植物優(yōu)勢(shì)科排序

Tab. 2 Plant dominant family sorting in Park

排序科名屬的數(shù)量種的數(shù)量1百合科Liliaceae23312禾本科Gramineae15293唇形科Labiatae21264薔薇科Rosaceae11255菊科Asteraceae20216忍冬科Caprifoliaceae7177豆科Leguminosae9178木犀科Oleaceae716

2.2 園區(qū)植物群落的多樣性分析

在公園中，喬木的豐富度最高為1.1356，其次為灌木層、草本層，豐富度指數(shù)排序分別為喬木層>灌木層>草本層。Shannon-Wiener多樣性結(jié)果排序?yàn)閱棠緦?灌木層>草本層；Simpson多樣性結(jié)果排序?yàn)椴荼緦?喬木層>灌木層；Pielou均勻度的結(jié)果排序?yàn)閱棠緦?灌木層>草本層(見表3)。

表3植物群落多樣性指數(shù)

Tab. 3 Plant community diversity index

2.2.1 重要值分析

在16個(gè)400 m2樣方中，共記錄35科47屬51種，其中喬木18科28屬30種、灌木10科10屬13種、草本7科9屬9種。樣地中喬灌層重要值排序分別見表4、表5、表6。樣地中喬木層中池杉(Taxodiumascendens)、紅果冬青(Ilexcorallina)、三角楓(Acerbuergerianum)、雪松(Cedrusdeodara)、榆樹(Ulmuspumila)重要值較高，其中紅果冬青、三角楓、雪松為鄉(xiāng)土樹種；灌木層中杜鵑(Rhododendronsimsii)、灑金桃葉珊瑚(Aucubajaponica)、箬竹(Indocalamustessellatus)、梔子(Gardeniajasminoides)、八角金盤(Fatsiajaponica)重要值較高，其中杜鵑、箬竹為鄉(xiāng)土樹種；草本層馬尼拉(Zoysia japonica)、蝴蝶蘭(Trifoliumrepens)、白車軸草(Phalaenopsisaphrodite)、結(jié)縷草(Zoysiajaponica)、蛇莓(Duchesneaindica)重要值較高，僅蛇莓為鄉(xiāng)土樹種，其余都為外來樹種。在15種優(yōu)勢(shì)樹種中，鄉(xiāng)土樹種只有6種，外來樹種有7種，說明鄉(xiāng)土樹種的數(shù)量明顯不足，未在公園的景觀中起到主導(dǎo)地位。

表4公園喬木層植物重要值排序(前5)

Tab. 4 Important value sorting (the top five) tree layer plant in Park

序號(hào)種名相對(duì)多度相對(duì)頻度相對(duì)蓋度重要值來源1池杉Taxodiumascendens0.85710.58820.70610.7171外來2紅果冬青Ilexcorallina0.86670.50.66130.676鄉(xiāng)土3三角楓Acerbuergerianum0.57890.57140.81440.6549鄉(xiāng)土4雪松Cedrusdeodara0.40.66670.68140.5827鄉(xiāng)土5榆樹Ulmuspumila0.28570.58330.72720.5321外來

表5公園灌木層植物重要值排序(前5)

Tab. 5 Shrub layer plant value ranking (the top five) in Park

序號(hào)種名相對(duì)多度相對(duì)頻度相對(duì)蓋度重要值來源1杜鵑Rhododendronsimsii0.669410.66870.7794鄉(xiāng)土2灑金桃葉珊瑚Aucubajaponica0.67470.71430.67470.6879外來3箬竹Indocalamustessellatus0.74290.60.56560.6362鄉(xiāng)土4梔子Gardeniajasminoides0.85230.50.35150.5679外來5八角金盤Fatsiajaponica0.35040.750.59520.5652外來

表6公園草本層植物重要值排序(前5)

Tab. 6 Herb layer plants important value sorting (the top five) in Park

序號(hào)種名相對(duì)頻度相對(duì)蓋度重要值來源1馬尼拉Zoysiajaponica0.840.93840.8892外來2白車軸草Trifoliumrepens0.840.91270.8764外來3蝴蝶蘭Phalaenopsisaphrodite0.720.75120.7356外來4結(jié)縷草Zoysiajaponica0.760.68470.7224外來5蛇莓Duchesneaindica0.60.45170.5259鄉(xiāng)土

2.2.2 頻度分析

頻度是反映了某物種在群落中的密度和在群落中的分布狀況[12]，在樣地調(diào)查中喬木層的雪松的頻度最大為66.67%，頻度50%以上的有池衫為58.82%、榆樹58.33%、三角楓57.14%、棕櫚51.61%、紅果冬青50%；灌木層中八角金盤的頻度最高為75%，灑金桃葉珊瑚和箬竹的頻度較高分別為71.43%、60%，；草本層中馬尼拉和白車軸草頻度最高為84%。

3 討論

解放公園雖然草本種類高于喬木、灌木，但是草本種類大部分集中在公園的花鏡景點(diǎn)，花鏡由于疏于管理和游人人為的破壞，物種正在明顯的減少。由于花鏡的面積較小，并未在花鏡取樣地。

多樣性指數(shù)反映了植物群落內(nèi)物種豐富程度、物種的數(shù)量、種間分布的均勻程度等情況，反映出物種對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力和對(duì)資源的利用情況[13]。有資料顯示，對(duì)于同一群落，物種豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)、多樣性指數(shù)能夠表現(xiàn)出基本一致的趨勢(shì)。植物群落中種群分布越均勻，群落均勻度指數(shù)高；反之，種群分布越集中，群落均勻度指數(shù)越低[14]。調(diào)查結(jié)果顯示：物種豐富度指數(shù)為喬木層>灌木層>草本層，說明園區(qū)內(nèi)總體上喬木層的物種比灌木層的多；Shannon-Winner 指數(shù)豐富度喬木層>灌木層>草本層，說明園區(qū)內(nèi)總體上喬木層的物種豐富程度高，其次是灌木層、草本層；Simpson多樣性指數(shù)草本層>喬木層>灌木層，總體上草本層的物種屬于同種的概率更高，均勻度喬木層>灌木層>草本層，園區(qū)內(nèi)總體上喬木層的植物物種分布最為均勻。說明喬木層的豐富度和均勻度是最佳的，其次為灌木層，草本層最差。

城市公園綠地一般是在保存野生植被基礎(chǔ)上改造建成，如果養(yǎng)護(hù)過程中較少人為干預(yù)，則物種豐富度高，反之則物種豐富度低[14]。解放公園的管理較為精細(xì)，很多野生物種被去除，特別是每年草坪被修剪后，反而降低了植物的多樣性，建議公園對(duì)喬灌木進(jìn)行粗放管理[15]，同時(shí)營造適合草本層生長的環(huán)境，避免游人對(duì)草本植物的破壞。公園內(nèi)植物充分利用植物景觀配置喬灌草搭配，建議可以將喬灌草合理搭配形成復(fù)層植物群落結(jié)構(gòu)，增加落葉樹種的種類，形成明顯的景觀季相變化。增加公園植物物種種類可以提高全園的植物多樣性指數(shù)，讓公園的綠地生態(tài)穩(wěn)定性和生態(tài)功能得到最大化，再者復(fù)層植物群落結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)綠地的抗干擾能力。有資料顯示，喬灌草復(fù)層結(jié)構(gòu)的降溫增濕效應(yīng)最為顯著，綠化實(shí)體結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，減噪效果越好[16]。鄉(xiāng)土植物是最能適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀簧L條件的,成本低、適應(yīng)性強(qiáng)、能夠較好的體現(xiàn)本地特色[17]。公園中鄉(xiāng)土樹種的種類雖然多于外地樹種，但是并沒有占到絕對(duì)優(yōu)勢(shì)和支配地位，建議與武漢本地的文化相結(jié)合，增加鄉(xiāng)土植物的種類。解放公園是武漢市歷史最為悠久的公園之一，將植物景觀與本地人文特色相結(jié)合可以吸引游人、增加游人游覽的興致。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蘇志堯，陳北光，古炎坤，等.廣州白云山幾種森林群落的物種豐富度和多樣性[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，22(3)：5～8．

[2] 馬錦義．論城市綠地系統(tǒng)的組成和分類[J]．中國園林，2002，18(1):23～26．

[3] 陳波，包志毅．城市公園和郊區(qū)公園生物多樣性評(píng)估的指標(biāo)[J]．植物多樣性，2003，11(2)：169～176．

[4] 陸蓉莉, 李竹英. 玉溪聶耳公園園林植物多樣性調(diào)查研究[J]．江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2009，21(12)：78～81．

[5] 謝星安，常州公園綠地植物多樣性調(diào)查分析及建議[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)．2007.

[6] 冷冰，溫遠(yuǎn)光．城市植物多樣性的調(diào)研方法(綜述)[J]．亞熱帶植物科學(xué)，2008，37(4):69～71．

[7] 王旖靜，李景俠．西安市環(huán)城西苑植物景觀調(diào)查與評(píng)價(jià)[J]．西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2013,28(5):240～243．

[8] 彭羽，劉雪華．城市化對(duì)植物多樣性影響的研究進(jìn)展[J]．生物多樣性，2007，15(5):558～562．

[9] 王育松，上官鐵梁. 關(guān)于重要值計(jì)算方法的若干問題[J]. 山西大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，2010，33(2):312～316.

[10] 馬克平，黃建輝，于順利，等．北京東靈山地區(qū)植物群落多樣性的研究Ⅱ豐富度、均勻度和物種多樣性指數(shù)[J]．生態(tài)學(xué)報(bào)，1995，15(3):268～277．

[11] 彭羽，劉雪華，薛達(dá)元，等．城市化對(duì)本土植物多樣性的影響—以廊坊市為例[J]．生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，32(3):723～729．

[12] 冷平生．園林生態(tài)學(xué)[M]．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003．

[13] 任青山．西藏冷杉原始林群落物種多樣性初步研究[J]．生態(tài)學(xué)雜志，2002，21(2):67～70．

[14] 朱純, 潘永華, 馮毅敏,等. 澳門公園植物多樣性調(diào)查研究[J]. 中國園林，2009(3):83～86

[15] 雷金睿，宋希強(qiáng)，陳宗鑄,等．海口城市公園植物群落多樣性研究[J]．西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，37(01):88～93．

[16] 李玉杰，郭素娟．北京市城區(qū)公園植物多樣性及近自然群落的應(yīng)用[J]．林業(yè)科技開發(fā)，2009，23(02):33～36．

[17] 孫衛(wèi)邦．鄉(xiāng)土植物與現(xiàn)代城市園林景觀建設(shè)[J]．中國園林,2003(7):63～66.