南充市4 所高校校園木本植物多樣性分析

肖雅軍， 唐俊峰， 趙旭喆*， 嚴賢春*

1. 西南野生動植物資源保護教育部重點實驗室，四川 南充 637002；

2. 西華師范大學生命科學學院，四川 南充 637009

高校校園是城市綠地的重要組成部分，在維持城市生物多樣性方面具有重要作用[1-2]。一方面，成千上萬的植物物種被種植在高校校園內(nèi)，有助于美化環(huán)境，為師生創(chuàng)造良好的工作和生活環(huán)境[3-4]；另一方面，這些植物有助于改良土壤和緩和氣候，并為野生動物提供棲息地[5]。校園植物群落豐富的物種多樣性為生態(tài)學研究提供了一個新的平臺[6]，特別是在城市物種管理和城市綠色生態(tài)系統(tǒng)恢復方面[7]。因此，了解校園植物多樣性特征，確定校園內(nèi)珍稀、瀕危、外來物種、本地物種、有害生物和藥用植物的存在，有助于將生物多樣性保護理論應用到實際的城市管理中，對城市生物多樣性的保護具有重要意義[8]。然而，當前關于校園綠地的相關研究主要集中在景觀配置和規(guī)劃設計等方面[9-12]，對校園綠地植物群落的物種組成及其多樣性等生態(tài)學特征的研究則相對較少[8，13]。因此，本研究以南充市4 所高校6 個校區(qū)為研究對象，以校區(qū)為單位，對各校區(qū)內(nèi)木本植物群落進行了全面調(diào)查，并分析其物種多樣性特征和群落結構特征，同時對校區(qū)內(nèi)木本植物物種的生活型和保護等級進行了統(tǒng)計，揭示南充市高校校園木本植物多樣性特征，為當?shù)馗咝：侠砼渲弥参锶郝洹?yōu)化校園環(huán)境及植物多樣性保護提供參考。

1 研究區(qū)概況

南充市位于四川盆地東北部、嘉陵江中游，地理坐標為北緯30°35′—31°51′、東徑105°27′—106°58′之間，面積1.25 萬km2。屬于中亞熱帶濕潤氣候區(qū)，具有夏熱冬暖，光熱同季，無霜期長，雨量充沛，濕潤多陰等特點，年平均氣溫 17 ℃左右，年日照1 500 h 左右，年降水1 200 mm 左右，無霜期年平均300 d。

本研究以南充市4 所高校6 個校區(qū)為研究對象(見表 1)，對各校區(qū)內(nèi)木本植物群落進行了全面調(diào)查。這些校區(qū)自營建以來，均形成了具有一定特征的植物群落景觀，是進行校園植物群落多樣性調(diào)查研究的理想場所。

表1 南充市4 所高校6 個校區(qū)基本情況Tab.1 General information of six campuses of four universities in Nanchong City

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)收集

對各個校區(qū)內(nèi)的木本植物進行全面實地調(diào)查。考慮到植物的季相變化，四季分別進行實地調(diào)查。對校園內(nèi)所有胸徑≥1 cm 的木本單株，記錄其學名、拉丁名、生長習性、觀賞特性和季相特征等，并依據(jù)《中國植物志》和《中國高等植物圖鑒》對其科、屬、種進行鑒定。最后，依據(jù)《中國珍稀瀕危保護植物名錄》《國家重點保護野生植物名錄（第一批） 》和《國家重點保護野生植物名錄（第二批） 》，對不同保護等級的木本植物進行鑒定分類。

2.2 各校區(qū)植物物種多樣性指數(shù)計算

通過調(diào)查植物景觀中的植物個體特征、群落整體特征，在植物群落的多樣性研究基礎上，篩選了一些目前應用比較廣泛的植物物種多樣性指數(shù)：包括物種豐富度指數(shù)S、Shannon-Wiener 指數(shù)、Simpson指數(shù)和均勻度Pielou 指數(shù)[14-16]。各指標計算方法如下：

物種豐富度指數(shù)S：群落中的物種數(shù)量；

Shannon-Wiener 指數(shù)：

Simpson 指數(shù)：

Pielou 指數(shù)：

上述公式中，S為群落內(nèi)物種數(shù)，Pi為第i個物種的個體數(shù)占所有物種個體總數(shù)之比。

2.3 各校區(qū)間木本植物群落相似性指數(shù)計算

此外，為了更好地反映南充市高校新老校區(qū)植物組成結構的差異，我們使用較為常用的S?rensen指數(shù)分別計算3 個新校區(qū)和3 個老校區(qū)之間的木本植物的相似性[17]。任意兩個校區(qū)之間的S?rensen 指數(shù)的計算公式如下：

其中，c為兩個校區(qū)中共有的物種數(shù)；a和b分別為相應校區(qū)內(nèi)的物種數(shù)。

2.4 南充市高校木本植物主要優(yōu)勢種及其重要值計算

將6 個校區(qū)看作6 個樣地，并以此計算每個木本樹種的相對多度（RD%）和相對頻率（RF%）。為客觀反映南充市高校木本植物的重要值，采用相對頻度和相對多度的平均值（即常用系數(shù)）作為評價南充市高校木本植物的重要值指標[18]，即

3 結果與分析

3.1 各校區(qū)校園木本植物種類組成

通過對南充市4 所高校6 個校區(qū)校園內(nèi)木本植物種類的調(diào)查和鑒定（見表2）?？梢钥闯觯? 所高校6 個校區(qū)校園中共有木本植物69 科、144 屬和236 種。其中，常綠木本植物135 種，落葉木本植物101 種，重點保護木本植物16 種。此外，各校區(qū)間木本植物種類組成差異較大。在物種數(shù)方面，6 個校區(qū)內(nèi)的數(shù)量在65～139 之間，其中西華師范大學順慶校區(qū)的木本物種最多，有139 種，川北醫(yī)學院順慶校區(qū)內(nèi)的木本物種最少，僅有65 種；在屬數(shù)方面，6 個校區(qū)內(nèi)的數(shù)量在53～101 之間，其中西華師范大學順慶校區(qū)的最多，有101 個屬，川北醫(yī)學院順慶校區(qū)內(nèi)的最少，僅有53 個屬；在科數(shù)方面，6 個校區(qū)內(nèi)的數(shù)量在38～55 之間，其中西華師范大學順慶校區(qū)的最多，有55 個科，川北醫(yī)學院兩個校區(qū)內(nèi)的最少，都為38 種；在常綠木本植物物種數(shù)方面，6 個校區(qū)內(nèi)的數(shù)量在31～ 78 之間，其中西華師范大學順慶校區(qū)的最多，有78 種，川北醫(yī)學院順慶校區(qū)內(nèi)的最少，僅31 種；在落葉木本植物物種數(shù)方面，6 個校區(qū)內(nèi)的數(shù)量在34～61 之間，其中西華師范大學順慶校區(qū)的最多，有61 種，川北醫(yī)學院順慶校區(qū)內(nèi)的最少，為34 種；在重點保護木本植物物種數(shù)方面，6 個校區(qū)內(nèi)的數(shù)量在5～12 之間，其中西華師范大學順慶校區(qū)的最多，有12 種，川北醫(yī)學院兩個校區(qū)、西南石油大學三個校區(qū)內(nèi)的最少，均為5 種。

表2 南充市各校區(qū)內(nèi)木本植物種類組成Tab.2 Species composition of woody plants in six campuses in Nanchong City

3.2 各校區(qū)植物物種多樣性指數(shù)

各校區(qū)植物物種多樣性分析結果可以看出（見表3），盡管南充市4 所高校6 個校區(qū)在木本植物的個體數(shù)和物種數(shù)方面差異很大，但是在物種多樣性指數(shù)方面差異較小。在個體數(shù)方面，各校區(qū)差異較大，其個體總數(shù)在1 386～15 697 之間，6 個校區(qū)的排序為：西華師范大學順慶校區(qū)＞南充職業(yè)技術學院＞西華師范大學北湖校區(qū)＞川北醫(yī)學院高坪校區(qū)＞川北醫(yī)學院順慶校區(qū)。在Shannon-Wiener 指數(shù)和Simpson指數(shù)方面，其數(shù)值分別在3.128～3.737 和0.885～0.961之間，各校區(qū)差異不大。在均勻度Pielou 指數(shù)方面，除川北醫(yī)學院兩個校區(qū)較高外，其他校區(qū)之間也差異不大。

表3 南充市各校區(qū)木本植物物種多樣性指數(shù)Tab.3 Species diversity of woody plants in six campuses in Nanchong City

3.3 各校區(qū)間木本植物群落相似性指數(shù)

各校區(qū)間木本植物群落相似性分析結果見表4。由表4 可以看出，南充市4 所高校6 校區(qū)木本植物群落間物種相似程度較高。群落間S?rensen 指數(shù)在0.466～0.654 之間，其中川北醫(yī)學院高坪校區(qū)與西南石油大學的相似度最高，為0.654，川北醫(yī)學院高坪校區(qū)與南充職業(yè)技術學院的相似度最低，為0.466。

3.4 南充市高校校園內(nèi)木本植物主要優(yōu)勢種及其重要值

以各喬木、灌木植物物種在每個校區(qū)的絕對數(shù)量為依據(jù)，給出每個校區(qū)內(nèi)喬灌比以及喬木、灌木排名前六的優(yōu)勢種（見表5）。可以看出，南充市4 所高校6 個校園的喬灌比在1∶0.321 到1∶0.549之間，其中西華師范大學北湖校區(qū)的喬灌比例最高，南充職業(yè)技術學院的喬灌比例最低。但是參照城市園林喬灌比1∶3～1∶6 而言，南充市各校區(qū)的喬灌比均低于這個標準，說明灌木種類的多樣性不豐富。具體來說，川北醫(yī)學院順慶校區(qū)喬木有45 種，占69.23%，排名前三的樹種為黃葛樹(Ficus virens)、雪松(Cedrus deodara)、二球懸鈴木(Platanus acerifolia)，灌木有20 種，占30.76%，排名前三的樹種為三角梅(Bougainvillea spectabilis)、 梔子(Gardenia jasminoides)、棕竹(Rhapis excelsa)，喬灌比為1∶0.444；川北醫(yī)學院高坪校區(qū)喬木有55 種，占75.34%，排名前三的樹種為桂花(Osmanthus fragrans)、黃葛樹、天竺桂（Cinnamomum japonicum），灌木有18 種，占24.66%，排名前三的樹種為海桐（Pittosporum tobira）、小葉女貞(Ligustrum lucidum)、紅花繼木(Loropetalum chinense)，喬灌比為1∶0.327；南充職業(yè)技術學院喬木有78 種，占75.73%，排名前三的樹種為天竺桂、香樟(Cinnamomum septentrionale)、紫薇(Lagerstroemia indica)，灌木有25 種，占24.27%，排名前三的樹種為小葉女貞、紅花繼木、桂花，喬灌比為1∶0.321；西華師范大學北湖校區(qū)喬木有71 種，占64.55%，排名前三的樹種為香樟、珊瑚樹（Viburnum odoratissimum）、桂花，灌木有39 種，占35.45%，排名前三的樹種為棕竹、小葉女貞、蠟梅（Chimonanthus praecox），喬灌比為1∶0.549；西華師范大學順慶校區(qū)喬木有90 種，占64.75%，排名前三的樹種為天竺桂、秋楓（Bischofia javanica）、香樟，灌木有49 種，占35.25%，排名前三的樹種為毛葉丁香（Syringa tomentella）、貼梗海棠（Chaenomeles cathayensis）、紅花繼木，喬灌比為1∶0.544；西南石油大學喬木有56 種，占65.12%，排名前三的樹種為香樟、珊瑚樹、蒲葵(Livistona chinensis)，灌木有30 種，占34.88%，排名前三的樹種為海桐、貼梗海棠、紅花繼木，喬灌比為1∶0.536。

表4 南充市各校區(qū)間木本植物群落相似性指數(shù)Tab.4 Community similarity indexes of woody plants among six campuses in Nanchong City

通過計算6 個校區(qū)內(nèi)所有物種的相對多度和相對頻率，我們得出所有物種的常用系數(shù)（見表6）。根據(jù)常用系數(shù)，我們得出南充市排名前十的喬木優(yōu)勢種，其常用系數(shù)由大到小排序為：香樟（57.915%）＞天 竺 桂（ 56.886%） ＞秋 楓（ 53.104%） ＞桂 花（52.599%）＞珊瑚樹（52.073%）＞紫薇（51.998%）＞黃 葛 樹（ 51.989%） ＞蘇 鐵（ 51.818%） ＞雪 松（51.567%）＞銀杏（51.416%）；排名前十的灌木優(yōu)勢種，其常用系數(shù)由大到小排序為：海桐（54.885%）＞蠟梅（53.388%）＞小葉女貞（45.759%）＞棕竹（44.594%）＞三角梅（42.798%）＞梔子（42.331%）＞木槿（Hibiscus syriacusLinn.）（42.209%）＞毛葉丁香（19.756%）＞長花龍血樹（16.701%）＞繡線菊（8.347%）。

3.5 各校區(qū)木本植物觀賞特性和季相結構

各校區(qū)木本植物觀賞特性和季相結構分析結果見表7。在觀賞特性方面，南充市6 個校區(qū)觀花、觀果、觀葉和其他植物種類所占的比例分別在31.8% ～42.5%、6.80% ～ 14.4%、43.8% ～ 50.5%和6.5% ～12.3%之間，且各校區(qū)不同觀賞特性植物的比例基本一致，即觀葉植物＞觀花植物＞觀果植物＞其他植物。在季相結構方面，南充市6 個校區(qū)春季、夏季、秋季、冬季和其他觀賞植物所占的比例分別在1.5% ～11.6%、13.8% ～ 22.1%、12.6% ～ 24.6%、3.5% ～7.7%和46.5% ～ 52.5%之間，與觀賞特性類似，各校區(qū)不同觀賞植物的季相結構基本一致，即其他觀賞比例＞夏季觀賞＞秋季觀賞＞春季觀賞。

表6 南充高校木本植物優(yōu)勢種Tab.6 Dominant species of woody plants in universities in Nanchong City

表7 南充市各校區(qū)內(nèi)木本植物觀賞特性和季相結構Tab.7 Ornamental characteristics and seasonal structure of woody plants in six campuses in Nanchong City

4 結論與討論

本文從物種組成、物種多樣性指數(shù)、群落相似性指數(shù)、群落優(yōu)勢種及其重要值、植物觀賞特性和季相結構等6 個方面分別分析了南充市4 所高校6 個校區(qū)內(nèi)木本植物群落結構特征和景觀結構特征。研究結果表明，雖然南充市校園木本植物多樣性豐富，但各校區(qū)之間的相似程度也非常高。這一結果與其他高校校園植物調(diào)查的結果基本一致，即都呈現(xiàn)出高α 多樣性和低β 多樣性的特征[13，19-20]。同時，南充市高校校園內(nèi)植物觀賞特性和季相結構相似，且木本植物主要優(yōu)勢種也比較單一、灌木多樣性較低。這些結果說明各高校在樹種的選擇上仍習慣于常見的園林樹種，在校園環(huán)境的風格和特色上沒有獨特性。此外，高校校園也是生物多樣性保護、植物資源種庫儲備的重要場所。從目前的調(diào)查結果來看，南充市高校內(nèi)瀕危、受保護樹種偏少，特別是某些高校內(nèi)缺乏具有傳統(tǒng)研究優(yōu)勢的珍稀瀕危物種。建議當?shù)馗咝６嗍占蛞N一些珍稀瀕危和重點保護樹種，滿足科研、教學需要，提高生物遺傳多樣性，豐富校園功能和文化特色。總的來說，南充高校內(nèi)的木本植物配置仍有一定的提升空間。這些信息對今后高?？蒲腥藛T的研究有一定的參考價值。