湛江市城市公園植物群落物種組成及多樣性研究

唐佳樂 謝偉文 于志民

摘要：為了解湛江市城市公園植物群落物種組成及其多樣性，采用典型樣方法對湛江市4個主要城市公園進行群落調(diào)查。結(jié)果表明：調(diào)查區(qū)域內(nèi)物種較為豐富，共有維管束植物112種，隸屬于45科92屬，群落結(jié)構(gòu)分為喬木層、灌木層及草本層，喬木層為優(yōu)勢層;群落內(nèi)植物以常綠闊葉樹種為主，少量落葉闊葉樹種，尚無針葉樹種的應(yīng)用;喬木層主要優(yōu)勢植物種群物種多樣性較高，Simpson指數(shù)為0.868、Shannon-Weaner指數(shù)為3.422、Brillouin指數(shù)為3.157、Pielou均勻度指數(shù)為0.811，物種豐富度與物種多樣性無顯著相關(guān)性;提出湛江市城市公園綠地植物選擇推薦名錄。

關(guān)鍵詞：城市公園;植物群落;物種多樣性;湛江

中圖分類號 TU986.5 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731 （2020） 16-0034-04

城市公園綠地是城市綠地系統(tǒng)的重要組成部分，能夠為市民提供健康舒適的休閑場所，在調(diào)節(jié)城市微氣候及維持城市生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定方面亦具有極其重要的作用。植物群落是公園綠地組成的基本單位，城市公園的植物群落大多由人為設(shè)計栽植而成，多強調(diào)景觀效果，不同類型公園間植物群落特征及物種多樣性存在較大差異，且多存在物種單一、缺乏地域特色及群落種間關(guān)系失衡等問題。事實上，隨著城市的發(fā)展，公園內(nèi)原生植物已基本被新生人工植被所替代，而城市公園內(nèi)環(huán)境更加惡劣，且多受人為干擾，導(dǎo)致公園內(nèi)植物群落穩(wěn)定性較差，并最終使城市公園綠地生產(chǎn)力水平、生物多樣性指數(shù)和環(huán)境效益低下。因此，構(gòu)建科學(xué)、合理的植物群落已經(jīng)成為城市生態(tài)文明建設(shè)的重要方向。

城市公園綠地物種多樣性是我國生態(tài)園林城市評價的重要指標，已有學(xué)者對各城市開展城市公園綠地物種多樣性的研究[1-3]，為各省市生態(tài)園林建設(shè)奠定理論基礎(chǔ)，而目前針對湛江市城市公園綠地的研究卻鮮有報道。因此，筆者以湛江市霞山區(qū)主要城市公園植物群落為研究對象，探討不同公園中植物群落物種構(gòu)成及多樣性，旨在為城市公園綠地的營建提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況 湛江市地處北回歸線以南的低緯地區(qū)，屬于熱帶北緣季風(fēng)氣候，介于熱帶氣候與亞熱帶氣候之間，表現(xiàn)出兩者的共同特性，終年受海洋氣候的調(diào)節(jié)，冬季溫暖，夏季炎熱，年平均氣溫22.7～23.5℃，年平均雨量1395.5～1723.1mm，年平均日照時數(shù)1714.8～2038.2h，年積溫超過8000℃。湛江市城市綠化覆蓋率達到40.65%，主要分布有寸金橋公園、漁港公園、海濱公園、中澳友誼花園、綠塘河濕地公園、南國熱帶花園等多個城市公共綠地。

1.2 研究方法 以湛江市4個有代表性的城市公園半自然植物群落為研究對象，于2019年10-12月采用典型樣地調(diào)查法，在植被保護較好、有代表性的群落中設(shè)置樣方，每個公園選取3個30m×30m的喬木樣方，以棋盤式取樣法在每個喬木樣方的4個邊角及中心位置選取5個10m×10m的灌木樣方，在每個灌木樣方中以棋盤式取樣法再選取5個1m×1m的草本樣方，共選取喬木樣方12個、灌木樣方60個、草本樣方300個。記錄喬木層每株植株的名稱、胸徑、地徑、株高、冠幅、生長勢等指標;灌木層記錄每種灌木的名稱、高度、生長勢等指標，并采用樣線法對其蓋度進行估算;草本層記錄草本名稱、高度及生長勢等指標。

1.3 數(shù)據(jù)分析 物種多樣性Simpson（D）指數(shù)：D= 1-∑Pi2 （1）

式中：Pi表示第i個種的個體數(shù)占群落中總個體數(shù)的比例。

物種多樣性Simpson （H）指數(shù)：

H=-∑ni/Nln（ni/N） （2）

式中：ni表示第i個種的個體數(shù)目;N表示群落中所有種的個體總數(shù)。

均勻度Pielou指數(shù)：

E=H/Hmax （3）

式中：H為實際觀察的物種多樣性指數(shù)，Hmax為最大的物種多樣性指數(shù)，Hmax=lnS（ S為群落中的總物種數(shù)）。

2 結(jié)果與分析

2.1 群落物種組成 由圖1可知，整個調(diào)查范圍內(nèi)共有維管束植物112種，隸屬于45科92屬，其中喬木類57種，分別隸屬于24科46屬;灌木類32種，隸屬于22科29屬;草本類植物23種，隸屬于12科22屬。物種類別較豐富的科有?？疲?1種）、豆科（8種）、錦癸科（5種）及桃金娘科（5種）。喬木層使用頻率較高的科主要有桑科、豆科、錦葵科、桃金娘科及紫葳科，灌木層使用頻率較高的科主要有大戟科及木犀科，草本層使用頻率較高的科主要有禾本科、菊科及天南星科。

2.2半自然植物群落多樣性

2.2.1 物種豐富度 通過對湛江市4個主要公園的半自然植物群落進行選樣調(diào)查，結(jié)果如表1所示。由表1可知，4個公園的調(diào)查范圍內(nèi)物種豐富度均達到30種以上，其中中澳友誼花園及綠塘河濕地公園物種豐富度相對最高，均達到45種。各公園調(diào)查區(qū)域內(nèi)植物物種豐富度大小依次為中澳友誼花園=綠塘河濕地公園 >南國熱帶花園〉銀帆公園。各公園調(diào)查區(qū)域內(nèi)群落垂直結(jié)構(gòu)物種豐富度均表現(xiàn)為喬木層> 灌木層≈草本層，相對于其他城市人工群落而言，并未出現(xiàn)明顯的垂直分層現(xiàn)象，符合半自然植物群落的外貌特點。

2.2.2 物種多樣性 通過對湛江市4個主要公園的半自然植物群落喬木層植物多樣性進行分析，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，各公園調(diào)查區(qū)域內(nèi)喬木層Simpson多樣性指數(shù)均在0.816～0.931，Simpson多樣性指數(shù)平均值為0.868;Shannon多樣性指數(shù)及Brillouin指數(shù)分別在3.003～?3.910及2.748～3.582，平均值分別為3.422、3.157，表明公園內(nèi)喬木層物種相對較為豐富，顯著優(yōu)于其他人工群落。各公園調(diào)查區(qū)域內(nèi)喬木層Simpson多樣性指數(shù)按大小依次為南國熱帶花園>中澳友誼花園>綠塘河濕地公園〉銀帆公園。

2.2.3 物種均勻度指數(shù) 物種均勻度是指一個群落或生境中全部種的個體數(shù)目的分配情況，反映了群落植物物種的分布格局，是綠地空間結(jié)構(gòu)的重要研究指標之一。通過對湛江市4個主要公園的半自然植物群落喬木層植物均勻度進行分析，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，各公園調(diào)查區(qū)域內(nèi)喬木層的均勻度指數(shù)主要分布在0.727～0.920，平均值為0.811，表明群落內(nèi)喬木多為片狀或帶狀栽植，個體數(shù)量分布較為均勻。各公園調(diào)查區(qū)域內(nèi)喬木層Pielou均勻度按大小依次為南國熱帶花園>中澳友誼花院>銀帆公園>綠塘河濕地公園，與物種多樣性表現(xiàn)趨勢不同的是，銀帆公園喬木層物種多樣性小于綠塘河濕地公園，但其Pielou指數(shù)大于綠塘河濕地公園。

2.2.4 喬木層多樣性指數(shù)相關(guān)性分析 喬木層多樣性指數(shù)相關(guān)性分析結(jié)果如表2所本。由表2可知，Simpson多樣性指數(shù)、Shannon多樣性指數(shù)及Brillouin指數(shù)呈極顯著正相關(guān)（p<0.01 ），說明Simpson多樣性指數(shù)、Shannon多樣性指數(shù)及Brillonin指數(shù)均能較好地反映群落物種的多樣性，而Simpson多樣性指數(shù)、Shannon多樣性指數(shù)及Brillouin指數(shù)與物種均勻度均未表現(xiàn)出顯著相關(guān)性，說明在半自然植物群落中物種多樣性的大小對物種均勻度尚未有顯著的影響，而物種豐富度與各物種多樣性指數(shù)之間亦未表現(xiàn)出顯著相關(guān)性，且物種豐富度與物種的均勻度表現(xiàn)出一定的負相關(guān)（p>0.05 ），說明在進行半自然植物群落配置時，不應(yīng)單純追求植物種類的多樣化。

2.3 湛江市城市公園綠地植物群落配置物種選擇

2.3.1 植物出現(xiàn)頻度 各樣方植物出現(xiàn)的頻率如表3所示。由表3可知，喬木出現(xiàn)頻率最大的為小葉榕和散尾葵;灌木為九里香、鵝掌柴、小葉紫薇;草本為細葉結(jié)縷草、蜘蛛蘭、地毯草、翠蘆莉。此外，由表3可以看出杧果、龍眼、人面子、羊蹄甲、毛稔等鄉(xiāng)土植物在湛江市城市公園中尚未得到廣泛應(yīng)用。

3 結(jié)論與討論

3.1 城市公園綠地植物群落物種組成 本次調(diào)查范圍內(nèi)共記錄維管束植物112種，隸屬于45科92屬，而根據(jù)前人[4]調(diào)查結(jié)果，湛江市內(nèi)共栽培有維管束植物約1050種，隸屬于138科565屬，本次調(diào)查范圍內(nèi)所應(yīng)用的植物種類僅占全部栽培植物的10.67%。本次調(diào)查的4個公園內(nèi)尚有多個種類植物未在樣方內(nèi)出現(xiàn)，因此所調(diào)查的植物種類與園林中所應(yīng)用的植物種類數(shù)量有所差異，而這種差異的產(chǎn)生與研究所采用的調(diào)查方法有極大的關(guān)系。如呂碩等[5]通過對太原市內(nèi)17個公園建立227個10m×10m的樣方進行調(diào)查記錄，發(fā)現(xiàn)太原市綜合公園的植物種類有285種，而趙立曦等[5]通過對太原市各城市公園進行系統(tǒng)調(diào)查記錄發(fā)現(xiàn)太原市綠地共應(yīng)用維管束植物402種。一般來說，樣方調(diào)查側(cè)重于對物種多度信息的采集量化[6]，而物種普查法側(cè)重于收集整個地區(qū)的植物種類。

由植物科屬統(tǒng)計結(jié)果可以看出，在湛江地區(qū)半自然植物群落多使用桑科、豆科、天南星科、錦葵科、大戟科等多種常綠闊葉樹種，充分體現(xiàn)了湛江處于亞熱帶地區(qū)的地域性特征，而亞熱帶常綠闊葉樹種是分布在我國亞熱帶地區(qū)最具代表性的植被類型，是結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、生產(chǎn)力最高、生物多樣性最豐富的地帶性植被類型之一，對維護區(qū)域生態(tài)環(huán)境和全球碳平衡等具有重要作用[7]。但同時由于對落葉樹種的應(yīng)用較少，可能會導(dǎo)致群落的季節(jié)性景觀變化較少[8]。

3.2 城市公園綠地植物群落物種多樣性 植物群落是城市公園的主要載體，其結(jié)構(gòu)、物種構(gòu)成及生物多樣性指標對城市公園的生態(tài)價值具有深遠影響[9]。從群落物種多樣性看，中澳友誼花園及綠塘河濕地公園為城市濕地公園，在規(guī)劃設(shè)計時更注重其生態(tài)保護功能，人為干擾較少，而南國熱帶花園及銀帆公園為城市綜合性公園，而且銀帆公園于2017年建成投入使用，而南國熱帶花園于2008年建成并投入使用，因此其人工干擾程度依次為銀帆公園>南國熱帶花園>中澳友誼花>綠塘河濕地公園，而本次研究發(fā)現(xiàn)其Simpson多樣性指數(shù)依次為南國熱帶花園>中澳友誼花園>綠塘河濕地公園>銀帆公園，因此可以看出適度的人工干擾可以提高群落的物種多樣性。城市公園植物群落在受到一定程度的人工干擾后其物種多樣性會隨著時間的推移而增加，但最終會由于群落的演替效應(yīng)而減少。雷金睿等[10]通過研究亦發(fā)現(xiàn)此規(guī)律，并提出生境差異及人工干擾均為影響城市植物群落物種多樣性的重要因素。

在物種豐富度方面，調(diào)查范圍內(nèi)表現(xiàn)出中澳友誼花園=綠塘河濕地公園>南國熱帶花園>銀帆公園的趨勢，由此可看出群落物種豐富度與物種多樣性并不完全統(tǒng)一，究其原因可能是因為物種豐富度是群落中物種數(shù)量的度量單位，與樣方面積有直接的關(guān)系，而物種多樣性則是物種豐富度與物種均勻度的綜合評價，僅利用物種豐富度對植物群落進行評價可能存在一定的誤差。由物種多樣性指標之間的相關(guān)性分析亦可以看出，物種豐富度與Simpson多樣性指數(shù)、Shannon多樣性指數(shù)及Brillouin指數(shù)未表現(xiàn)出顯著的相關(guān)性，因此在對群落物種多樣性進行評價時應(yīng)采用多個指標進行綜合評價。

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（責編：徐世紅）

基金項目：廣東省普通高校青年創(chuàng)新人才類項目（2018KQNCX380）。

作者簡介：唐佳樂（1993-），女，湖南長沙人，碩士，助教，研究方向：園林植物景觀規(guī)劃。 *通訊作者 收稿日期：2020-07-24