徐州潘安湖濕地公園植物多樣性調(diào)查與分析

楊瑞卿，王千千，徐德蘭

(徐州工程學(xué)院 環(huán)境工程學(xué)院，江蘇 徐州 221008)

植物多樣性作為生物多樣性的重要組成部分，是指以植物為主體，由植物、植物與環(huán)境之間所形成的復(fù)合體及與此相關(guān)的生態(tài)過程的總和。植物作為濕地公園的重要組成部分，其種類的多樣性是濕地公園景觀多樣、群落穩(wěn)定、生態(tài)功能發(fā)揮的基礎(chǔ)[1-3]。從生態(tài)學(xué)理論來看，豐富的植物多樣性可以使公園中的植物群落結(jié)構(gòu)具有更好的穩(wěn)定性[4]，也有利于營造景觀的多樣性，提高其觀賞性。

徐州潘安湖濕地公園是采煤塌陷區(qū)經(jīng)過生態(tài)修復(fù)建設(shè)的，是徐州及周邊地區(qū)植物最豐富的濕地公園，被稱為“采煤塌陷區(qū)修復(fù)的典范”。對公園植物進(jìn)行調(diào)查，分析其組成及植物多樣性，對公園乃至周邊區(qū)域濕地公園植物多樣性的豐富和生態(tài)修復(fù)具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

徐州位于江蘇省西北部，116°22′-118°40′E、33°43′-34°58′N，為暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)。潘安湖濕地公園位于徐州賈汪區(qū)，該地原為采煤塌陷區(qū)，地表塌陷，生態(tài)環(huán)境惡劣， 2010年在此實施了潘安湖濕地公園建設(shè)，在生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)上，通過湖泊、濕地、島嶼的組合，形成空間景觀豐富、物種多樣的“中國最美鄉(xiāng)村濕地”[5]，2014年被命名為國家濕地公園。公園所處區(qū)域四季分明、光照充足，雨熱同期，年平均氣溫14℃左右，年平均降雨量800～930 mm；年平均相對濕度72%；全年無霜期208 d左右；地帶性植被屬暖溫帶落葉闊葉林帶。

1.2 研究方法

1.2.1 調(diào)查方法 調(diào)查范圍為潘安湖濕地公園一期，占地面積約467 hm2，其中水面約353 hm2。調(diào)查范圍包括7大景區(qū)，分別為澳洲主島(含枇杷島)、哈尼島、醉花島、蝴蝶島、北大堤、環(huán)湖東路、環(huán)湖北路(含池杉林)(圖1)，調(diào)查內(nèi)容包括植物的種類、數(shù)量、分布、規(guī)格、生長狀況等，調(diào)查方法為植物普查，調(diào)查前設(shè)計打印調(diào)查表格，調(diào)查時攜帶相關(guān)測量工具、公園CAD底圖、調(diào)查表、相機等，調(diào)查時現(xiàn)場記錄調(diào)查結(jié)果并拍攝實景圖片，調(diào)查結(jié)束后及時整理結(jié)果，并在CAD圖上標(biāo)注，為后續(xù)的分析提供第一手資料。

1.澳洲主島(含枇杷島);2.哈尼島;3.環(huán)湖北路(含池杉林);4.北大堤;5.蝴蝶島;6.醉花島;7.環(huán)湖東路

1.2.2 植物種類構(gòu)成分析方法 植物分類、鑒定及生態(tài)類型、鄉(xiāng)土樹種、外來樹種的確定以《園林樹木學(xué)》[6]《江蘇植物志》[7-8]《江蘇省城市園林綠化適生植物》[9]為依據(jù)確定。

1.2.3 植物多樣性分析方法 植物多樣性分析采用辛普森多樣性(Ds)和香農(nóng)-維納多樣性指數(shù)(H)，植物豐富度采用Margalef指數(shù)(D)，植物均勻度采用的是Pielou植物均勻度指數(shù)(E)[10-12]。

(1)

(2)

D=(S-1)/lnN

(3)

E=H/Hmax

(4)

式中，S—調(diào)查區(qū)域內(nèi)植物物種的總數(shù)量；i——第i種物種；Pi——植物物種i的個體數(shù)在總個體數(shù)中的比例；N——調(diào)查區(qū)域內(nèi)所有植物個體的總數(shù)量；Hmax——調(diào)查區(qū)域內(nèi)最大的植物物種多樣性指數(shù)，Hmax=lnS

2 結(jié)果與分析

2.1 潘安湖濕地公園植物的構(gòu)成特征

2.1.1 種類的構(gòu)成特征 潘安湖濕地公園共有植物97科227屬353種(含變種)，喬灌草的比例為1.24∶1.00∶0.91。植物種類構(gòu)成見表1。

喬木是植物景觀營造的骨干材料，對公園景觀與功能的發(fā)揮至關(guān)重要[13]。公園內(nèi)有喬木40科72屬117種，占所有植物種類的33.14%，其中水杉(Metasequoiaglyptostroboides)、池杉(Taxodiumascendens)、雪松(Cedrusdeodara)、廣玉蘭(Magnoliagrandiflora)、香樟(Cinnamomumcamphora)、銀杏(Ginkgobiloba)、垂柳(Salixbabylonica)、烏桕(Sapiumsebiferum)、重陽木(Bischofiapolycarpa)、紫葉李(Prunuscerasiferaf.atropurpurea)、垂絲海棠(Malushalliana)等的種植數(shù)量均達(dá)到2 000株以上，尤其是水杉和池杉，種植總量達(dá)到20 000株以上，凸顯了公園的濕地特色。

表1 潘安湖濕地公園植物種類構(gòu)成Table 1 Plant species composition in Panan Lake Wetland Park

公園內(nèi)有灌木29科59屬94種，占植物種類總數(shù)的26.63%，常見的灌木有紅葉石楠(Photiniafraseri)、海桐(Pittosporumtobira)、紫薇(Lagerstroemiaindica)、木槿(Hibiscussyriacus)、夾竹桃(Neriumindicum)、錦帶(Weigelaflorida)等，在植物群落構(gòu)成中起到“承上啟下”的作用，對豐富公園植物層次、完善植物群落結(jié)構(gòu)起到重要作用。

草本植物因其千姿百態(tài)、觀賞性強，在園林綠化中不可或缺。公園內(nèi)草本植物種類豐富，共有25科72屬86種，占總數(shù)的24.36%，頻度>50%的草本植物包括麥冬(Ophiopogonjaponicus)、金雞菊(Coreopsisdrummondii)、波斯菊(Cosmosbipinnata)等百合科和菊科的植物，觀賞性強，對提高植物景觀的觀賞性作用顯著。

公園共有水生植物41種，占總數(shù)的11.62%。常見的有蘆葦(Phragmitesaustralis)、蘆竹(Arundodonax)、黃菖蒲(Irispseudacorus)、睡蓮(Nymphaeatetragona)、荷花(Nelumbonucifera)等。就濕地公園而言，水生植物最能體現(xiàn)公園特色，發(fā)揮生態(tài)調(diào)節(jié)功能，相比之下，潘安湖濕地公園水生植物種類相對較少，且蘆葦種植面積占絕對優(yōu)勢，有些適生性好、生態(tài)和觀賞功能佳的植物如旱傘草(Cyperusalternifolius)、燈心草(Juncuseffusus)、芡實(Euryaleferox)、荸薺(Heleocharisdulcis)、馬來眼子菜(Potamogetonmalaianus)、伊樂藻(Elodeanuttallii)[14]等未被利用，在今后的建設(shè)中，建議增加水生植物的種類，控制蘆葦?shù)姆N植面積，增加觀賞效果好的水生植物種植數(shù)量。

潘安湖濕地公園中的竹類共有10種，占總數(shù)的2.83%。常見的有剛竹(Phyllostachysviridis)、淡竹(P.glauca)等，除龜甲竹(P.heterocycla)外，整體長勢良好，具有較好的觀賞效果。

藤本植物多用于垂直綠化，對環(huán)境美化具有獨特效果。公園的藤本植物種類偏少，僅有5種，占總數(shù)的1.42%，多用于花架、墻體的綠化，常見的有紫藤(Wisteriasinensis)、常春藤(Hederanepalensisvar.sinensis)等，建議增加藤本植物的種類如藤本月季(Mordencvs.of)、花葉絡(luò)石(Trachelospermumjasminoides‘Flame’)等。

2.1.2 常綠樹種與落葉樹種的構(gòu)成特征 潘安湖濕地公園共有常綠喬木21種，落葉喬木96種；常綠灌木50種，落葉灌木44種，草本植物除麥冬、沿階草(Ophiopogonbodinieri)、吉祥草(Reineckiacarnea)等少數(shù)種類外，以落葉植物為主。

木本植物中，從種類組成看，常綠樹種與落葉樹種的比例為3.36∶6.64，其中常綠喬木與落葉喬木的比例為1.79∶8.21，常綠灌木與落葉灌木的比例為5.32∶4.68。從數(shù)量組成看，常綠樹種與落葉樹種的比例為5.15∶4.85，其中常綠喬木與落葉喬木的比例為1.52∶8.48，常綠灌木與落葉灌木的比例為6.50∶3.50。

相關(guān)研究表明，徐州地處暖溫帶，園林植物中常綠樹種與落葉樹種的比例建議為3∶7～4∶6，考慮到徐州的適生常綠喬木種類少、常綠灌木種類相對較多的特點，在植物配置中建議常綠喬木與落葉喬木比例為3∶7，常綠灌木與落葉灌木比例為5∶5[15]，潘安湖濕地公園木本植物中常綠與落葉樹種的總體比例基本符合這一要求，但常綠喬木無論從種類構(gòu)成還是數(shù)量構(gòu)成比例都偏低，這會導(dǎo)致冬季喬木景觀蕭條。常綠灌木的比例高，在很大程度上彌補了常綠喬木比例低的不足，同時考慮到公園草本植物以落葉為主，常綠灌木比例的適當(dāng)提高，可有效保證公園的冬季景觀。但另一方面，常綠灌木比例高，會導(dǎo)致落葉灌木應(yīng)用不足，而徐州適生的落葉灌木中，有很多觀賞性好的花灌木如大花溲疏(Deutziagrandiflora)、白鵑梅(Exochordaracemosa)、麻葉繡線菊(Spiraeacantoniensis)、八仙花(Viburnummacrocephalum)等，在公園中未種植或種植量小，今后可適當(dāng)增加這些花灌木的應(yīng)用，以豐富公園植物景觀的色彩和季相變化，提高植物景觀的觀賞性。

2.1.3 鄉(xiāng)土樹種與外來樹種的構(gòu)成特征 本研究的鄉(xiāng)土樹種，是指本地區(qū)天然分布種或者已引種多年且在當(dāng)?shù)匾恢北憩F(xiàn)良好的外來樹種。據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，公園內(nèi)共有鄉(xiāng)土喬木81種，外來喬木36種；鄉(xiāng)土灌木59種，外來灌木35種；鄉(xiāng)土草本植物62種，外來草本植物24種；竹類、藤本植物和水生植物以鄉(xiāng)土植物為主。

從種類組成看，鄉(xiāng)土植物與外來植物的比例為7.18∶2.82，其中喬木的為6.92∶3.08，灌木的為6.30∶3.70，草本植物的則為8.18∶1.82。從數(shù)量組成看，喬木的為8.62∶1.38，灌木的為8.33∶1.67。根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，城市園林綠化建設(shè)中，鄉(xiāng)土植物應(yīng)占70%以上[16]，公園植物的構(gòu)成基本符合這一要求，大量鄉(xiāng)土樹種的運用，彰顯了“適地適樹”的樹種選擇原則，也突出了濕地公園的地方特色。

2.2 潘安湖濕地公園植物多樣性分析

2.2.1 植物多樣性分析 植物多樣性是衡量植物景觀多樣性的重要指標(biāo)，也是衡量公園植物生態(tài)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。潘安湖濕地公園植物多樣性分析結(jié)果見表2，可以看出，公園整體的植物多樣性指數(shù)較高，其中Ds=0.928 3，H=3.340 1；D=13.692 6，說明公園內(nèi)植物種類豐富，利于植物群落的穩(wěn)定和生態(tài)功能的發(fā)揮。公園植物的均勻度指數(shù)E較低，為0.648 8，說明植物組成中優(yōu)勢種占優(yōu)勢，其他種類的植物應(yīng)用數(shù)量少，現(xiàn)場調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)也證實了這一點，公園內(nèi)喬木中，有的樹種數(shù)量達(dá)到上萬株，如水杉和池杉，有的不到20株，如燈臺樹(Bothrocaryumcontroversum)、秤錘樹(Sinojackiaxylocarpa)、枳椇等(Hoveniaacerba)；灌木和草本植物中，木槿種植數(shù)量達(dá)到2萬余株，海桐、金鐘等的種植面積均>1萬m2，而部分種類植物種植數(shù)量<20株(10 m2)，如金邊胡頹子(Elaeagnuspungensvar.varlegata)、迷迭香(Rosmarinusofficinalis)、桔梗(Platycodongrandiflorus)等。

為進(jìn)一步了解公園內(nèi)植物分布狀況，對公園7個主要景區(qū)的植物多樣性相關(guān)指數(shù)進(jìn)行分析并與公園總體情況進(jìn)行比較，7個主要景區(qū)分別為蝴蝶島、環(huán)湖北路(含池杉林)、環(huán)湖東路、哈尼島、醉花島、北大堤和澳洲主島(含枇杷島)(表2)。從表2看出，在公園7個景區(qū)中，醉花島和哈尼島的Ds>0.9，H均>3，高于公園平均水平；蝴蝶島和環(huán)湖東路的辛普森指數(shù)均<0.6，香農(nóng)-維納指數(shù)均<2，是多樣性指數(shù)最低的景區(qū)。

澳洲主島的植物豐富度指數(shù)最高，其次是環(huán)湖北路(含池杉林)景區(qū)，而北大堤和環(huán)湖東路景區(qū)的植物豐富度較低。究其原因，首先與各景區(qū)的功能有關(guān)。澳洲主島和環(huán)湖北路(含池杉林)是游客最集中的游覽區(qū)域，客觀上要求豐富的植物景觀滿足游客游覽、科普教育的需要；北大堤和環(huán)湖東路的主要功能是交通，植物配置應(yīng)優(yōu)先考慮交通需求，植物種類組成不宜太復(fù)雜；其次，景區(qū)的面積也是導(dǎo)致各景區(qū)植物多樣性指數(shù)不同的重要因素。植物多樣性指數(shù)較高的澳洲主島、環(huán)湖北路(含池杉林)2大景區(qū)占地面積較大，能夠為植物的生長提供足夠的空間，北大堤與環(huán)湖東路景區(qū)的面積小，選用植物的種類、數(shù)量均受到一定限制；此外，景區(qū)平面形態(tài)的不同也對植物多樣性造成了影響。澳洲主島呈面狀分布，大面積的區(qū)域有利于豐富度高的人工植物群落的形成，而北大堤、環(huán)湖東路呈帶狀分布，又一側(cè)傍水，這就給植物選用帶來很多限制條件，影響到景區(qū)的植物豐富度。

表2 潘安湖濕地公園各景區(qū)植物多樣性比較Table 2 Comparison of plant species diversity among scenic spots in Panan Lake Wetland Park

植物均勻度指數(shù)最高的是醉花島，其次是哈尼島，分別為0.846 7和0.771 1，最低的2個景區(qū)是蝴蝶島和環(huán)湖東路，均勻度指數(shù)均<0.4。

綜上分析，在公園7個景區(qū)中，哈尼島、醉花島2個景區(qū)的植物豐富度指數(shù)雖然不是最高，但植物多樣性指數(shù)和植物均勻度指數(shù)均居前2位，說明這2個景區(qū)的植物配置較為合理，群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較高。而澳洲主島與環(huán)湖東路2個景區(qū)，雖然植物豐富度指數(shù)高，但植物多樣性指數(shù)與均勻度指數(shù)都較低，說明這2個景區(qū)雖然植物種類豐富，但沒有考慮不同種類植物數(shù)量的均勻度，導(dǎo)致除優(yōu)勢種外，很多植物種類個體數(shù)量很少，只是零星分布在景區(qū)中，降低了景區(qū)植物群落結(jié)構(gòu)的合理性和觀賞性，建議增加優(yōu)勢樹種以外的其他樹種，以更好地發(fā)揮植物多樣性豐富的優(yōu)勢。蝴蝶島的植物多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)均較低，說明該景區(qū)植物配置欠合理，需增加植物種類并注意植物種類的均衡使用。

3 結(jié)論與討論

調(diào)查分析結(jié)果表明，潘安湖濕地公園共有種子植物97科227屬353種(含變種)，植物種類豐富，水生植物種類相對較少；喬灌草的比例約為1.24∶1.00∶0.91；木本植物中常綠樹種與落葉樹種的種類比為3.36∶6.64，數(shù)量比為5.15∶4.85，總體構(gòu)成基本合理， 常綠喬木應(yīng)用不足，花灌木應(yīng)用略顯不足；鄉(xiāng)土植物與外來植物的種類比為7.18∶2.82，以鄉(xiāng)土樹種為主，利于公園地方特色的體現(xiàn)。

潘安湖濕地公園植物多樣性的各項指數(shù)均處于較高水平，反映了公園植物多樣性較豐富，但不同景區(qū)的植物多樣性存在一定差異，形成差異的主要原因是景區(qū)的功能，此外景區(qū)的面積和形狀也對其產(chǎn)生了一定影響。功能豐富且觀賞功能要求高的景區(qū)，需要豐富的植物多樣性滿足其功能，而較大的面狀空間又可為豐富的植物多樣性營造有利的空間條件，從這些因素出發(fā)，考慮到各景區(qū)自身特點，不同景區(qū)間植物多樣性差異的存在具有一定的合理性。7大景區(qū)中，除醉花島和哈尼島外，其他景區(qū)的植物均勻度指數(shù)相對較低，不利于植物景觀的豐富和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

在未來的植物景觀建設(shè)中，應(yīng)增加水生植物的種類和種植面積，如旱傘草、燈心草、芡實、荸薺、馬來眼子菜、伊樂藻等；對于植物均勻度指數(shù)較低的景區(qū)，應(yīng)根據(jù)功能和景觀需求，適當(dāng)降低部分優(yōu)勢樹種如香樟、池杉等的數(shù)量和比例，增加優(yōu)勢樹種以外的其他樹種如中山杉、櫸樹、燈臺樹、丁香、大花溲疏、麻葉繡線菊等，在提高均勻度的同時，豐富植物的景觀多樣性。

參考文獻(xiàn):

[1] 雷金睿，辛欣，宋希強，等.基于AHP的?？谑泄珗@綠地植物群落景觀評價與結(jié)構(gòu)分析[J].西北林學(xué)院學(xué)報， 2016，31(3)：262-268.

LEI J R,XIN X,SONG X Q，etal.Landscape evaluation and structure analysis of plant community in Haikou City parks,based on analytic hierarchy process[J].Journal of Northwest Forestry University,2016,31(3):262-268.(in Chinese)

[2] 王鵬飛,栗燕,楊秋生.鄭州市公園綠地木本植物物種多樣性研究[J].中國園林,2009,25(5):84-87.

WANG P F,LI Y,YANG Q S.Study on species diversity of woody plants in park of Zhengzhou City[J].Chinese Landscape Architecture,2009,25(5):84-87.(in Chinese)

[3] 歐陽子珞，吉文麗，楊梅.西安城市綠地植物多樣性分析[J].西北林學(xué)院學(xué)報,2015，30(2)：257-261.

OUYANG Z L,JI W L,YANG M.Plant diversity of urban green spaces in Xi'an[J].Journal of Northwest Forestry University,2015,30(2):257-261.(in Chinese)

[4] 胡傳偉,趙強民,孫冰,等.珠三角人居綠地木本植物數(shù)量特征研究[J].生態(tài)科學(xué),2017,36(2):76-81.

HU C W,ZHAO Q M,SUN B,etal.Study on the quantitative characteristics of cultivated woody plant in the residential area of the Pearl River Delta region[J].Ecological Science,2017,36(2):76-81.(in Chinese)

[5] 李勇，王毓銀，孫昌舉，等.徐州市公園綠地建設(shè)[M].北京：中國林業(yè)出版社，2016：146.

[6] 陳有民.園林樹木學(xué)[M].修訂版.北京：中國林業(yè)出版社，2006：201-720.

[7] 江蘇植物研究所.江蘇植物志:上冊[M].南京:江蘇人民出版社,1977：83-413.

[8] 江蘇植物研究所.江蘇植物志:下冊[M].南京:江蘇科學(xué)技術(shù)出版社,1982：1-910.

[9] 王翔,陳舉來,張勤.江蘇省城市園林綠化適生植物[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2005：9-230.

[10] 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,2009,25(3):83-86.

ZHU C,PAN Y H,FENG Y M,etal.Investigation and study of plant diversity of Macao parks[J].Chinese Landscape Architecture,2009,25(3):83-86.(in Chinese)

[11] 于立忠,于水強,史建偉,等.不同類型人工闊葉紅松林高等植物物種多樣性[J].生態(tài)學(xué)雜志,2005,24 (11):1253-1257.

YU L Z,YU S Q,SHI J W,etal.Higher plants species diversity in different types of artificial broad-leaved Korean pine forests[J].Chinese Journal of Ecology,2005,24 (11):1253-1257.(in Chinese)

[12] 唐強，閆紅偉，趙彥博，等.西安鎮(zhèn)道路綠地植物多樣性分析[J].西北林學(xué)院學(xué)報,2012，27(2)：226-229.

TANG Q,YAN H W,ZHAO Y B,etal.Analyses of plant diversity of road green space in Xi'an Township [J].Journal of Northwest Forestry University,2012,27(2):226-229.(in Chinese)

[13] 史琰，金荷仙，包志毅，等.中國城市建成區(qū)喬木結(jié)構(gòu)特征[J].中國園林，2016，32(6)：77-82.

SHI Y,JIN H X,BAO Z Y,etal.Tree structure characteristics of urban built-up area in China[J].Chinese Landscape Architecture,2016,32(6):77-82.(in Chinese)

[14] 梁珍海,秦飛,季永華,等.徐州市植物多樣性調(diào)查與多樣性保護(hù)規(guī)劃[M].南京:江蘇科學(xué)技術(shù)出版社,2013：128-131.

[15] 楊瑞卿，陳宇.城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2010：112-113.

[16] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.城市園林綠化評價標(biāo)準(zhǔn):GB/T50563-2010[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010：21.