新疆吐魯番市公園綠地木本植物的物種多樣性

馬佳文　朱軍　潘美言　朱曉宇　晏靜

摘要：以新疆吐魯番市高昌區(qū)具有代表性的42塊公園綠地作為研究對(duì)象，在實(shí)地調(diào)研的基礎(chǔ)上，首次對(duì)吐魯番市公園綠地進(jìn)行調(diào)查和物種多樣性分析。采用頻度、Margalef指數(shù)、Simpson指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)和Pielou指數(shù)分析物種豐富度、物種多樣性和物種均勻度。結(jié)果表明：（1）吐魯番市高昌區(qū)公園綠地共有植物101種，隸屬于34科56屬，其中喬木60種，灌木41種，鄉(xiāng)土植物種類占比為19.51%。（2）頻度應(yīng)用較高的植物有桑、臭椿、白榆等，優(yōu)勢(shì)科有薔薇科、榆科、木犀科。（3）不同類型公園綠地的喬木層中綜合公園的Margalef指數(shù)最高，灌木層中社區(qū)公園的指數(shù)最高，但喬木層豐富度指數(shù)大于灌木層;Simpson指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)在喬灌層的多樣性方面表現(xiàn)趨勢(shì)相同;Pielou均勻度指數(shù)在不同類型的公園綠地之間無(wú)較大差異，集中在0.69～0.73之間，喬木均勻度仍大于灌木?；谡{(diào)查結(jié)果提出，吐魯番市應(yīng)優(yōu)化公園綠地的植物應(yīng)用;應(yīng)提高并豐富植物物種的種類及數(shù)量;應(yīng)提升城市綠地木本植物物種多樣性水平層次。

關(guān)鍵詞：吐魯番市;公園綠地;木本植物;觀賞性;物種豐富度;植物多樣性

中圖分類號(hào)： S731.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2020）02-0140-06

收稿日期：2019-09-14

作者簡(jiǎn)介：馬佳文（1994—），女，新疆吐魯番人，碩士，主要從事地景規(guī)劃與景觀設(shè)計(jì)研究。E-mail：1289452852@qq.com。

通信作者：朱 軍，碩士，碩士生導(dǎo)師，主要從事園林規(guī)劃設(shè)計(jì)研究。E-mail：439239687@qq.com。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、城市化水平的日漸提高，人們對(duì)于城市綠地的關(guān)注度也逐漸提升，城市綠地具有改善城市環(huán)境、維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平衡的關(guān)鍵作用，城市綠地中植物物種的多樣性直接影響城市綠地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定[1-2]。公園綠地作為城市綠地系統(tǒng)的重要組成部分，在城市綠化建設(shè)的生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益上具有關(guān)鍵性的作用[3]，該綠地是城市綠地中植物分布集中、物種組成及多樣性指標(biāo)最完善的綠地類型，而木本植物作為公園綠地的基本構(gòu)成要素，也是城市綠地系統(tǒng)生態(tài)建設(shè)的基礎(chǔ)和提高綠地景觀豐富度的必要前提[4-5]。目前，國(guó)內(nèi)外研究者在城市綠地木本植物物種多樣性方面做了大量研究，一方面主要集中在分布頻率、物種構(gòu)成和年齡結(jié)構(gòu)方面[6-7]，另一方面集中在城市化對(duì)植物物種多樣性的影響方面[8]。

本研究通過對(duì)新疆吐魯番市高昌區(qū)代表性的42處公園綠地木本植物種類構(gòu)成和物種多樣性的全面調(diào)查，結(jié)合植物多樣性應(yīng)用現(xiàn)狀，從植物種類、物種豐富度、物種多樣性等定量指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出當(dāng)前吐魯番市城市綠地建設(shè)中存在的問題，提出相應(yīng)的建議與優(yōu)化策略。以期為今后吐魯番市城市綠地環(huán)境生態(tài)建設(shè)水平的提升、綠地系統(tǒng)規(guī)劃研究、區(qū)域植物種群分布等工作的開展與實(shí)施提供數(shù)據(jù)化、信息化的理論支撐和參考。

1 材料與方法

1.1 研究地概況吐魯番市位于新疆維吾爾自治區(qū)中部，地處 41°12′～43°40′N，87°16′～91°55′E，盆地西起阿拉山溝口，東至七角井峽谷西口，東西長(zhǎng)245 km，北部為博格達(dá)山山麓;南抵庫(kù)魯塔格山，南北寬約 75 km，盆底為艾丁湖水面，低于海平面155 m，是我國(guó)最低盆地、世界第二低地，屬于典型的大陸性暖溫帶荒漠氣候，日照充足，熱量豐富但又極端干燥，降雨稀少且大風(fēng)頻繁，故有“火洲”“風(fēng)庫(kù)”之稱。此外，該地區(qū)是全國(guó)著名的干熱區(qū)，冬季極端最低氣溫為-28.7 ℃，日溫差、年溫差較大，極端高溫達(dá)47.8 ℃，全年有效積溫達(dá)5 300 ℃以上，無(wú)霜期為210 d，年平均降水量為16.4 mm，蒸發(fā)量高達(dá) 3 000 mm 以上。該地區(qū)旅游文物資源豐富，有國(guó)家AAAAA級(jí)景區(qū)1處，AAAA級(jí)景區(qū)5處，AAA級(jí)景區(qū)5處，世界文化遺產(chǎn)2處，國(guó)家級(jí)文物保護(hù)單位13處[9]。

1.2 研究方法

1.2.1 調(diào)查時(shí)間及調(diào)查范圍 本研究根據(jù)我國(guó)CJJ/T 85—2017《城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)》劃分的綠地類型[10]，以全面性、典型性為調(diào)查地的選擇原則，選取了吐魯番市高昌區(qū)具有代表性的42處5類公園綠地（綜合公園、社區(qū)公園、專類公園、帶狀公園和街旁綠地）進(jìn)行抽樣調(diào)查，具體包括6個(gè)綜合公園、9個(gè)社區(qū)公園、9個(gè)專類公園、3個(gè)帶狀公園、15個(gè)街旁綠地，共設(shè)樣方102處，調(diào)查時(shí)間為2018年6—9月。

1.2.2 調(diào)查內(nèi)容與調(diào)查方法 根據(jù)所選公園綠地的規(guī)模、類型和植物分布特征，將調(diào)查樣方分為一般群落樣方和景觀群落樣方2種類型。由于市區(qū)內(nèi)的各類公園綠地均為人工配置，樹種數(shù)量少而且重復(fù)類多，根據(jù)前人的研究調(diào)查經(jīng)驗(yàn)，設(shè)定半徑為5 m的圓作為樣方標(biāo)準(zhǔn)[5]。一般群落以隨機(jī)性和均勻性為設(shè)置重點(diǎn)，景觀群落側(cè)重于人工配置群落的調(diào)查。

調(diào)查記錄數(shù)據(jù)包括植物名稱、株數(shù)、胸徑（DBH）、株高（H）、冠幅、觀賞特性、生活型、植物生長(zhǎng)勢(shì)、色彩及是否為鄉(xiāng)土樹種等。樣方地大小設(shè)為20 m×20 m或者折合為400 m2[11]。

1.3 數(shù)據(jù)分析與處理

采用植被生態(tài)學(xué)中常用的定量模型對(duì)樣方內(nèi)的植物種類按照喬木層、灌木層進(jìn)行分類整理，計(jì)算樣方群落內(nèi)的物種頻度、豐富度指數(shù)、物種多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)等4項(xiàng)指標(biāo)，作為植物多樣性的分析指標(biāo)[12]。并用Excel和SPSS統(tǒng)計(jì)處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

1.3.1 頻度 頻度是植物出現(xiàn)頻率的衡量指標(biāo)，它對(duì)城市綠地的景觀效果有很大影響。本研究采用頻度作為反映吐魯番市公園綠地木本植物構(gòu)成特點(diǎn)的1個(gè)衡量指標(biāo)，其計(jì)算方法如下：頻度=（某種植物出現(xiàn)的樣方數(shù)/總樣方數(shù)）×100%[10]。

1.3.2 重要值 喬木重要值（IV）=（相對(duì)密度+相對(duì)頻 度+ 相對(duì)優(yōu)勢(shì)度）/3，其中的喬木層相對(duì)優(yōu)勢(shì)度以胸徑為量度（胸徑與樣地面積的比值）;在灌木層中相對(duì)優(yōu)勢(shì)度分析采用常用的相對(duì)蓋度，灌木的重要值=（相對(duì)多度+相對(duì)蓋 度+ 相對(duì)頻度）/3[13-14]。優(yōu)勢(shì)度指數(shù)C以群落中各物種的重要值為基礎(chǔ)，能夠反映群落內(nèi)優(yōu)勢(shì)種的集中程度，其計(jì)算公式如下：

2 結(jié)果與分析

2.1 木本植物構(gòu)成分析

2.1.1 植物種類分析 經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，吐魯番市公園綠地的木本植物共有101種（品種），隸屬于34科56屬，其中喬木60種，隸屬于20科32屬;灌木41種，隸屬于15科27屬。喬灌木樹種比為1 ∶0.68。從樣地內(nèi)植物的數(shù)量看，喬木有 13 789株，灌木有9 499株，其數(shù)量比為1 ∶0.69，被子植物有30科51屬96種，裸子植物有4科5屬5種，常綠樹有8種，落葉樹有93種。

在植物構(gòu)成要素層次上，吐魯番市公園綠地植物主要由薔薇科、榆科、木犀科、楊柳科等科（屬）構(gòu)成，具有較明顯的北方地域性特征。其中，具有優(yōu)勢(shì)的植物科類（含7種及以上的科）共4個(gè)，分別為薔薇科（10屬26種）、榆科（1屬9種）、木犀科（3屬7種）、楊柳科（2屬7種），共計(jì)4科16屬49種，占木本植物總科數(shù)的11.76%，包含的屬、種數(shù)分別占28.57%、48.51%，含3種及以下的少數(shù)科及單科單種共22科24屬25種，分別占總科、屬、種數(shù)的64.71%、42.86%、24.75%。

由表1可以看出，不同綠地類型的木本植物組成存在較明顯的差異。綜合公園的植物種類數(shù)為63種，植物應(yīng)用的種類數(shù)最多;帶狀公園植物種類數(shù)為30種，植物應(yīng)用的種類數(shù)最少。主要原因是綜合公園是城市居民休閑游憩活動(dòng)利用率最高的區(qū)域，是一個(gè)城市園林綠化水平的整體象征，因此在功能設(shè)計(jì)方面需要體現(xiàn)出城市的景觀風(fēng)貌和綠化層次，所以植物種類最豐富;而帶狀公園綠地一般在景觀性能和使用率上無(wú)硬性要求，且劃分使用的綠地占地面積小，因而植物應(yīng)用的種類數(shù)最少;街旁、社區(qū)2類公園綠地是城市道路和政府單位的園林綠化建設(shè)指標(biāo)參照，故植物類別也比較豐富。

2.1.2 植物來(lái)源及觀賞性分析 在樹種來(lái)源方面，吐魯番市高昌區(qū)各公園綠地應(yīng)用的鄉(xiāng)土植物的總數(shù)量為25種，喬木有9科11屬，灌木有4科5屬;國(guó)內(nèi)引進(jìn)種有57種，喬木有17科27屬，灌木有8科12屬;國(guó)外引進(jìn)種有19種，喬木有2科2屬，灌木有10科13屬。由表2可見，在喬木層中，鄉(xiāng)土植物占比為28.33%，國(guó)內(nèi)引進(jìn)種占比為68.33%，國(guó)外引進(jìn)種占比為8.33%;在灌木層中，3類植物的占比分別為19.51%、46.34%、34.15%。由此可見，吐魯番市高昌區(qū)5類公園綠地在植物應(yīng)用配置方面，遵循了引進(jìn)國(guó)內(nèi)栽培種為主的配置原則，對(duì)于本地鄉(xiāng)土樹種的應(yīng)用較少。

由表3可以看出，在觀賞特性方面，喬木層中觀花類植物有25種，灌木層中觀花類植物有26種，二者占木本植物總種數(shù)的50.50%;喬木層中常色彩葉類植物有6種，灌木層中常色彩葉類植物有3種，二者占比為8.91%;喬木層中季相葉色類植物有15種，灌木層中有8種，二者占比為22.77%;喬木層中觀果類植物有14種，灌木層中有4種，二者占比為17.82%。因此可見，吐魯番市各公園綠地中觀花類植物應(yīng)用較多，說(shuō)明植物的觀賞性能達(dá)到較好的景觀效果，但葉色類及觀果類植物的應(yīng)用較少。

2.1.3 頻度分析 植物物種的頻度指物種在所調(diào)查樣方內(nèi)出現(xiàn)的頻率，該值體現(xiàn)了各物種在群落中分布的情況與密度。從表4可以看出，吐魯番市高昌區(qū)各公園綠地木本植物種類間頻度差異較大，在喬木層中應(yīng)用頻度在5%以上的只有30種，占全部樹種的29.7%，其中桑、臭椿的頻率較高，分別為67%、55%。在樣地調(diào)查區(qū)內(nèi)出現(xiàn)1次的植物共有16種，占喬木植物種類數(shù)的27%。由表5可以看出，在灌木層中應(yīng)用頻度在5%以上的只有16種，占全部樹種的15.84%，其白榆的頻率最高，為67%。在樣地調(diào)查內(nèi)出現(xiàn)1次的植物共有17種，頻率均為2%，其中包括松果菊（Echinacea purpurea）、毛葉金光菊（Rudbeckia hirta L.）、一串紅（Salvia splendens）等觀賞價(jià)值相對(duì)較高的園林綠化常用物種。由此可知，在吐魯番市高昌區(qū)公園綠地植物應(yīng)用中，一方面，大多數(shù)喬、灌木植物種類應(yīng)用頻度較低，沒有進(jìn)行合理搭配; 另一方面，單調(diào)使用某一物種配置的現(xiàn)象較頻繁，景觀的豐富度比較單一。

2.2 木本植物多樣性分析

2.2.1 物種豐富度分析 物種豐富度是指一個(gè)群落或生境中物種數(shù)目的多寡性[15]。由圖1可以看出，在5種類型的公園綠地中，喬木層的物種豐富度表現(xiàn)為綜合公園（8.185）>專類公園（8.021）>社區(qū)公園（7.247）>街旁綠地（6.572）>帶狀公園（6.371），灌木層的物種豐富度表現(xiàn)為社區(qū)公園（8.032）>街旁綠地（8.026）>專類公園（7.504）>綜合公園（6.809）>帶狀公園（6.512）。喬木層中綜合公園的豐富度指數(shù)最高，由于綜合公園滿足了人們對(duì)于景觀、人文的追求，為城市居民提供了休閑、娛樂、游憩三效合一的場(chǎng)所，因而對(duì)其養(yǎng)護(hù)管理重視度高，植物種類豐富。灌木層中社區(qū)公園的豐富度指數(shù)最高?？傮w而言，吐魯番市不同類型的公園綠地中喬木和灌木的物種豐富度比較接近，但是喬木的物種豐富度指數(shù)在綜合公園、專類公園大于灌木。這是由于在城市綠化建設(shè)中注重人工配置且多強(qiáng)調(diào)重視以喬木為主、灌木為輔的種植原則，而忽視了灌木的養(yǎng)護(hù)栽培管理應(yīng)用。

2.2.2 物種多樣性分析 物種多樣性指數(shù)是衡量群落穩(wěn)定性和健康性的關(guān)鍵指標(biāo)之一。一個(gè)物種多樣性指數(shù)很低的植物群落抵抗外界環(huán)境壓力的能力也是非常低的[16]。由圖2、圖3可以看出，5種公園綠地的Simpson多樣性指數(shù)和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)表現(xiàn)的趨勢(shì)基本相同，且5種綠地的Simpson指數(shù)都在0.5以上，即喬木層的Simpson多樣性指數(shù)表現(xiàn)為綜合公園（0.941）>社區(qū)公園（0.909）>帶狀公園（0.900）>專類公園（0.896）>街旁綠地（0.826），灌木層的Simpson多樣性指數(shù)表現(xiàn)為社區(qū)公園（0.924）>綜合公園（0.894）>街旁綠地（0.877）>帶狀公園（0.792）>專類公園（0.786）;喬木層的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)表現(xiàn)為綜合公園（3.174）>專類公園（2.573）>帶狀公園（2.478）>社區(qū)公園（2.411）>街旁綠地（2.383），灌木層的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)表現(xiàn)為社區(qū)公園（2.832）>街旁綠地（2.398）>綜合公園（2.382）>專類公園（1.869）>帶狀公園（1.788）?？傮w上看，喬木的多樣性指 數(shù)> 灌木的多樣性指數(shù)，但不如Margalef豐富度指數(shù)差異明顯。

2.2.3 物種均勻度分析 物種均勻度指數(shù)是指群落中不同物種的多度（生物量、蓋度或其他指標(biāo)）分布的均勻度，指數(shù)越大，說(shuō)明植物分布得越均勻[17-18]。由圖4可以看出，喬木層的物種均勻度指數(shù)表現(xiàn)為綜合公園（0.829）>專類公園（0.821）>帶狀公園（0.814）>街旁綠地（0.731）>社區(qū)公園（0.696），灌木層的物種均勻度指數(shù)表現(xiàn)為社區(qū)公園（0.869）>綜合公園（0.859）>帶狀公園 （0.814）> 街旁綠地（0.800）>專類公園（0.729）。

3 結(jié)論與討論

3.1 吐魯番市高昌區(qū)公園綠地木本植物的組成

調(diào)查結(jié)果顯示，吐魯番市高昌區(qū)公園綠地共有木本植物101種，喬木60種，灌木41種，喬灌比為 1 ∶0.68，數(shù)量比為 1 ∶0.69;隸屬于34科56屬。被子植物有30科51屬96種，裸子植物有4科5屬5種，常綠樹有8種，落葉樹有93種。喬木層中鄉(xiāng)土植物占比28.33%，國(guó)內(nèi)引進(jìn)種占比68.33%，國(guó)外引進(jìn)種占比8.33%，灌木層中3類植物的占比分別為19.51%、46.34%、34.15%，在喬木層中應(yīng)用頻度在5%以上的只有30種，占全部樹種的29.7%，其中桑、臭椿的頻率最高，分別為67%、55%。在樣地調(diào)查區(qū)內(nèi)出現(xiàn)1次的植物共有16種，占喬木植物種類的27%。在灌木層中應(yīng)用頻度在5%以上的植物只有16種，占全部樹種的15.84%，其中白榆的頻率最高，為67%。在樣地調(diào)查內(nèi)出現(xiàn)1次的植物共有17種，頻率均為2%，喬灌層各植物種類的觀賞性表現(xiàn)為觀花類（50.50%）>季相葉色類（22.77%）>觀果類 （17.82%）> 常色彩葉類（8.91%）。

結(jié)果表明，與同緯度城市烏魯木齊[19]相比，吐魯番市高昌區(qū)公園綠地的綠化樹種應(yīng)用的樹種種類水平為中等，喬灌木配置種類較單一，喬灌樹種比例未保持在適宜范圍內(nèi)[20]，建議在今后的城市綠化建設(shè)中，應(yīng)加強(qiáng)喬灌木的應(yīng)用種類和數(shù)量，優(yōu)化喬灌木的種類比例，增加常綠樹種的應(yīng)用配置，提升數(shù)量比例，多開發(fā)利用觀賞性能優(yōu)良的本地植物品種，如紫葉矮櫻（Prunus×cistenena ‘Pissardii）、山荊子（Malus baccata）、沙棗（Elaeagnus angustifolia）、圓冠榆（Ulmus densa）等，合理選育本地鄉(xiāng)土物種，豐富本地的新物種資源，提高鄉(xiāng)土植物的利用率，形成具有地域特色的城市綠化植物景觀。

3.2 吐魯番市高昌區(qū)公園綠地木本植物的多樣性

各公園綠地的Margalef指數(shù)、Simpson指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)和Pielou指數(shù)都表現(xiàn)為喬木層普遍高于灌木層，其中，Simpson指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)在喬灌層表現(xiàn)出的趨勢(shì)相同;Pielou均勻度指數(shù)在不同類型的公園綠地之間無(wú)較大差異，集中在0.69～0.73之間，表明喬木層中物種組成結(jié)構(gòu)應(yīng)用復(fù)雜，具有明顯的生態(tài)功能地位，灌木層的生態(tài)功能較弱。其中綜合公園的各指數(shù)指標(biāo)都略靠前排列且植物的多樣性指數(shù)都較高，不同類型的公園綠地植物物種在種類上表現(xiàn)出與其綠地類型功能性相適應(yīng)的特點(diǎn)。

因此可見，吐魯番市高昌區(qū)在今后的城市生態(tài)建設(shè)中應(yīng)注重植物物種的多樣性應(yīng)用，根據(jù)不同公園綠地的功能采取相對(duì)應(yīng)的綠化方案，合理完善植物群落的空間結(jié)構(gòu)，構(gòu)建完善的植物多樣性層次骨架，優(yōu)化城市綠地的植物多樣性布局，從而提升吐魯番市城市綠地的生態(tài)穩(wěn)定性和多樣化，以彌補(bǔ)城市化所造成的城市綠地植物景觀單一的現(xiàn)象，構(gòu)建合理的生態(tài)化園林城市。

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