青神縣城市森林結(jié)構(gòu)特征

陳俊華, 王林青, 龔固堂, 趙昊天, 鄭勇, 謝天資, 蔣雨軒, 駱宗詩*

1. 四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 610081；

2. 四川省青神縣林業(yè)和園林局，四川 青神 610000；

3. 成都理工大學(xué)旅游與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院，四川 成都 610081；

4. 森林和濕地生態(tài)恢復(fù)與保育四川重點(diǎn)實(shí)驗室，四川 成都 610081

城市森林具有美化環(huán)境衛(wèi)生、保持水土、涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、凈化空氣、提供游憩場所等多種功能[1]，近些年越來越受到人們的關(guān)注。森林的結(jié)構(gòu)決定功能，功能反映結(jié)構(gòu)[2]。研究城市森林的結(jié)構(gòu)特征，可為城市森林的結(jié)構(gòu)調(diào)整和社會服務(wù)功能等提供科學(xué)依據(jù)。本文以青神縣的城市綠地為研究對象，通過對公園綠地、附屬綠地、防護(hù)綠地進(jìn)行抽樣調(diào)查，分析其城市森林結(jié)構(gòu)，找出存在的問題及空間規(guī)律，為青神縣及類似地區(qū)的城市森林規(guī)劃和建設(shè)提供基礎(chǔ)資料和參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

青神縣位于四川省眉山市南部，地處川西平原西南邊緣，屬川西平原與川西丘陵的接壤過渡帶。北以鴻化山口為前門，南以平羌三峽作后戶，東依龍泉山脈，西抵金牛河岸，東經(jīng)103°41′—103°59′、北緯29°42′30″—29°55′33″。縣域東西長約29.5 km，南北寬約23.5 km，面積387 km2。境內(nèi)地勢東南高，西南次之，中端低平，最高處海拔為691 m，最低處為377 m，極限高差314 m。屬亞熱帶濕潤氣候區(qū)，年平均氣溫17.0 ℃，年平均降水量1 069.5 mm，常年氣候溫和、雨量充沛、四季分明[3]。

2 研究方法

2.1 調(diào)查方法

由于青神縣較小，將縣城區(qū)的綠地分為公園綠地、道路防護(hù)綠地和附屬綠地（機(jī)關(guān)事業(yè)單位、學(xué)校、醫(yī)院、居住小區(qū)等）三大類。對這三大類綠地進(jìn)行全部或抽樣調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容有綠地名稱、位置、面積、木本植物。其中，喬木調(diào)查的指標(biāo)有種名、樹高、胸徑、冠幅（東西、南北兩個方向）、株數(shù)、生長狀況等；灌木調(diào)查指標(biāo)有種名、株數(shù)、地徑、樹高、冠幅、生長狀況等；藤本調(diào)查指標(biāo)有種名、叢數(shù)、地徑等。抽樣調(diào)查統(tǒng)計見表1。

表1 青神縣城市森林抽樣調(diào)查統(tǒng)計Tab. 1 Sampling survey of urban forest in Qingshen county

2.2 數(shù)據(jù)處理

2.2.1 物種多樣性

（1）物種豐富度S=物種數(shù)

（2）Shannon 指數(shù)(H)

（3）Simpson 指數(shù)(D)

（4）Pielou 均勻度指數(shù)(J)

式中，S 為群落中的總物種數(shù)，Pi為樣方中i 種所占的比例。

2.2.2 喬木胸徑、冠幅分級

喬木胸徑及冠幅的等級劃分參考吳澤民等[4]對城市森林結(jié)構(gòu)的分級標(biāo)準(zhǔn)，及i- trees 的劃分方法，將胸徑、冠幅劃分為6 級，為了便于比較，對分級標(biāo)準(zhǔn)取整，并根據(jù)生物特性采用零作為劃分起點(diǎn)[5]，詳見表2。

表2 青神縣城市森林喬木胸徑、冠幅分級標(biāo)準(zhǔn)Tab. 2 Grading standards of arbor DBH and crown diameter in urban forests of Qingshen county

3 結(jié)果與分析

3.1 物種組成

3.1.1 科、屬、種組成特征

青神縣城市森林的木本植物一共有96 種（不含竹林濕地公園），隸屬于45 科76 屬（見表3），其中喬木51 種，灌木41 種，藤本3 種。這些木本植物中，以薔薇科（Rosaceae）、禾本科（Gramineae）、豆科（Leguminosae）、棕櫚科（Palmae）、木犀科（Oleaceae）、樟科（Lauraceae）的物種最多，分別為9 種、9 種、8 種、8 種、5 種。另 外，桑 科（Moraceae）、木蘭科（Magnoliaceae）、五加科（Araliaceae）、杜鵑花科（Ericaceae）、金縷梅科（Hamamelidaceae）、錦葵科（Malvaceae）、梧桐科（Sterculiaceae）的物種數(shù)分別為4 種、4 種、3 種、2 種、2 種、2 種，其余科的物種數(shù)均為1 種。

表3 青神縣城市森林木本植物統(tǒng)計Tab. 3 Statistics of woody plants in urban forest of Qingshen County

（續(xù)表3）

3.1.2 不同綠地木本植物種類組成特征

不同綠地木本植物種類組成見圖1?？梢钥闯?，道路防護(hù)綠地的總種數(shù)為23 種，其中喬木15 種，灌木、藤本8 種，是所有綠地中最少的；附屬綠地的物種數(shù)最多，為89 種，其中喬木47 種，灌木、藤本42 種；公園綠地總物種為31 種，其中喬木22 種，灌木、藤本9 種（見圖1a）。青神縣城市森林綠化木本植物中常綠植物明顯占優(yōu)勢（見圖1b），常綠物種數(shù)（62）種幾乎是落葉物種數(shù)（33 種）的2 倍。公園綠地中，落葉物種數(shù)（16 種）種稍多于常綠物種數(shù)（15 種）。街道防護(hù)綠地中，常綠物種數(shù)稍多于落葉物種數(shù)。但從數(shù)量來看，街道綠地常綠物種數(shù)明顯高于落葉物種數(shù)，前者占總數(shù)的77.79%，是后者的3.5 位多（見圖2）。色葉樹種主要以銀杏、欒樹、槐樹、千層金為主。

圖1 不同綠地木本植物種類組成特征Fig. 1 Species composition characteristics of woody plants in different green lands

圖3 不同綠地木本植物觀賞部位物種數(shù)統(tǒng)計Fig. 3 Statistics of species in ornamental parts of woody plants in different green lands

圖2 街道防護(hù)綠地數(shù)量占比Fig. 2 Proportion of tree species in street green space

3.1.3 不同綠地木本植物主要觀賞部位

青神縣城市森林不同綠地本木植物主要觀賞部位見圖3。從總的來看，以植株造型和觀花物種占優(yōu)勢，分別占總物種數(shù)的36.73%、29.59%。觀賞葉和多器官的物種數(shù)分別為13 種、11 種，占13.27%、11.22%。公園綠地、附屬綠地和防護(hù)綠地這3 種綠地的木本植物主要觀賞部位也基本上遵循這個規(guī)律。其中，單純觀果類物種，僅附屬綠地中有5 種，其他綠地中沒有。觀花類物種以玉蘭、垂絲海棠、皺皮木瓜、多花含笑、紅梅、木芙蓉、葉子花、紅花羊蹄甲（為代表。觀果類物種以灑金葉珊瑚、石榴、冬青衛(wèi)茅為主。以香味為主的物種主要有木犀、臘梅。

3.2 物種多樣性

物種多樣性水平以附屬綠地最高，其次是公園綠地，街道防護(hù)綠地最低（見表4）。附屬綠地的豐富度指數(shù)R、Shannon 指數(shù)H、Simpson 指數(shù)D 分別是公園綠地和街道防護(hù)綠地的2.87 倍、1.69 倍、1.45 倍和3.87 倍、1.98 倍、1.63 倍。

3.3 空間結(jié)構(gòu)

3.3.1 喬木徑級結(jié)構(gòu)

不同綠地木本植物胸徑分級見圖4。可以看出，公園綠地中，胸徑10～20 cm（II 級）的數(shù)據(jù)最多，占42.59%，其次是III 級（20～30 cm）和I 級（≤10 cm），分別占19.83%、18.92%。胸徑40～50 cm 的（V 級）最少，僅占6.47%，沒有VI 級（≥50 cm）的。附屬綠地喬木的徑級結(jié)構(gòu)分布與公園綠地類似。街道防護(hù)綠地中，喬木胸徑以III 級的最多，占46.55%，其次是IV 級（30～40 cm）和II 級。VI 級的占 比為2.56%，沒有V 級（40～50 cm）的。

表4 不同綠地物種多樣性Tab. 4 Species diversity in different green lands

圖4 不同綠地喬木徑級結(jié)構(gòu)Fig. 4 DBH classification of trees in different green lands

3.3.2 喬木冠幅結(jié)構(gòu)

不同綠地木本植物冠幅分級見圖5。可以看出，公園綠地中，冠幅2～4 m（II 級）的數(shù)據(jù)最多，占52.41%，其次是III 級（4～6 m）占25.62%。冠幅8～10 m 的（V 級）最少，僅占5.44%，沒有VI 級（≥10 m）的。附屬綠地喬木冠幅以II 級最多，占58.23%，除沒有VI 級外，其余級的占比相差不大，但以V 級最少，占7.54%。街道防護(hù)綠地中，喬木胸徑以II 級最多，占42.29%，其次是IV 級（6～8 m）和V 級，分別占比28.42%、20.71%。VI 級的占比為4.41%。

4 討論

豐富的生物多樣性可增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高植物群落的抗逆性，可以抵御病蟲害和其他有害生物，從而增加生態(tài)系統(tǒng)的安全性[6]。青神縣城市森林的物種多樣性不高，木本植物的種類為96 種。Shannon 指數(shù)H 最高的附屬綠地為5.4982，Simpson指數(shù)D 為1.2132，而街道防護(hù)綠地僅為2.7730、0.7437。以街道防護(hù)綠地為例，榕樹、天竺桂占絕對優(yōu)勢，分別占街道防護(hù)綠地喬木樹種總株數(shù)的33.85%、23.91%，其次是香樟，占15.37%。研究表明，當(dāng)某一或少數(shù)物種優(yōu)勢過強(qiáng)，會導(dǎo)致植物群落遭受災(zāi)害的風(fēng)險增加，同時，該物種的衰退、生病、衰老均會增加較大的維護(hù)成本。同時，也會導(dǎo)致區(qū)域失去景觀特色[7]。從觀賞性來看，青神縣的城市森林木本植物中，以植株造型和觀花類為主，色葉類、觀果類和以香味為主的物種較少。尤其是街道防護(hù)綠地中，彩葉樹種主要是銀杏和欒樹，但總數(shù)量占比僅為7.08%。

圖5 不同綠地喬木冠幅結(jié)構(gòu)Fig. 5 Crown structure of trees in different green spaces

城區(qū)林木樹冠覆蓋是與城市森林評價及其健康與穩(wěn)定性優(yōu)化關(guān)聯(lián)度最大的指標(biāo)[8]。連續(xù)穩(wěn)定的樹冠覆蓋，才能更好地發(fā)揮其生態(tài)功能，同時也為城市森林的持續(xù)發(fā)展提供保證。冠幅偏小將直接影響樹木的生活力和生產(chǎn)力[9]。國家森林城市評價指標(biāo)規(guī)定，其中，縣級城區(qū)樹冠覆蓋率須達(dá)到20%以上[10]。青神縣的城市森林總體冠幅以2～4 m 最多，占50%以上，其中附屬綠地占58.23%。除街道防護(hù)綠地外，公園綠地、附屬綠地的平均冠幅IV 級（＞6 m）以上的均占總數(shù)的不到20%。從徑級來看，青神縣城市森林高大粗壯的喬木樹種較少。除街道防護(hù)綠地外，公園綠地、附屬綠地的平均胸徑分別占總數(shù)的61.51%、66.01%。

鄉(xiāng)土樹種具有適應(yīng)性強(qiáng)、生態(tài)效益高、文化底蘊(yùn)豐富等特點(diǎn)。因此，在城市森林營建中，建議以鄉(xiāng)土樹種為主。根據(jù)《國家森林城市評價指標(biāo)》（GB/T 37342—2019）[10]要求，城區(qū)鄉(xiāng)土樹種使用率應(yīng)達(dá)80%以上。但從物種來看，青神縣城區(qū)外來物種計19 種（見表3），占全部物種數(shù)的19.79%，已經(jīng)接近20%。從物種數(shù)來看，使用外來物種的量偏大。

以上分析表明，青神縣在今后的森林城市規(guī)劃和城市森林建設(shè)中，應(yīng)減少外來物種的使用量，以鄉(xiāng)土喬木樹種為主體，合理搭配灌木、藤本植物，并注重常綠與落葉的搭配，適量增加色葉類、觀花、觀果、具香味的物種。同時，注重對現(xiàn)有物種的科學(xué)管理與經(jīng)營，使其健康生長，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，充分發(fā)揮城市森林的生態(tài)功能。