佛山市三山森林公園人工林植物群落調(diào)查分析*

沐瀟瀟 黃仁柱 葉華盛

（1.佛山市南海區(qū)桂城街道工程建設(shè)中心，廣東 佛山 528200；2.佛山中德工業(yè)服務(wù)區(qū)管理委員會(huì)南海片區(qū)建設(shè)局，廣東佛山 528200）

三山森林公園，原名為“三山郊野公園”，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，城市版圖不斷擴(kuò)張，三山森林公園被納入了建成區(qū)范圍，成為城市中不可多得的供市民近距離認(rèn)識(shí)森林、接觸森林的專類公園。2015 經(jīng)佛山市相關(guān)主管部門批準(zhǔn)，正式確定設(shè)立三山森林公園，定位是以良好的森林生態(tài)環(huán)境為依托，以自然生態(tài)保護(hù)為基礎(chǔ)，集休閑游憩、觀光游覽、康體運(yùn)動(dòng)、文化展示、科普教育等功能于一體的區(qū)級(jí)森林公園。國內(nèi)對(duì)郊野森林公園風(fēng)景林建設(shè)[1-3]、低效林改造[4-6]、人工林物種多樣性[7-9]等方面有大量的研究，但對(duì)城市內(nèi)的森林公園相關(guān)研究成果較為少見。本研究以三山森林公園林地即大松林、中心崗、鐮崗尾的人工林為研究對(duì)象，對(duì)其植物群落物種進(jìn)行調(diào)查研究，探討適合該區(qū)域的林地改造植物品種，探索適合該區(qū)域的近自然林構(gòu)建模式，為公園的后續(xù)林分改造以及對(duì)類似地區(qū)森林公園建設(shè)提供有效的實(shí)踐參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

三山森林公園位于廣東省佛山市南海區(qū)東部，地理坐標(biāo)為東經(jīng)113°12′53.49″～113°13′49.47″，北緯 23°01′48.21″～23°02′16.51″，面積88 hm2，其中山腳平地、臺(tái)地區(qū)域設(shè)置公園出入口、集散廣場(chǎng)、池塘水景及停車場(chǎng)等，為新建公園綠地，面積約27.4 hm2；低丘山崗區(qū)域則由鐮崗尾、中心崗、大松林組成，平均坡度為5o～30o，是以人工林為主的森林景觀，林地面積約60.6 hm2。公園所在地氣候?qū)倌蟻啛釒ШＱ笮约撅L(fēng)氣候，光熱豐富，雨量充足，年平均氣溫 21.8 ℃，年均降雨量1 638 mm，受季風(fēng)氣候影響，夏季盛行東南風(fēng)，冬季多吹偏北風(fēng)，5—11 月受臺(tái)風(fēng)影響，風(fēng)力通常達(dá)6～8 級(jí)。4—9 月為汛期，其降雨量占全年的81%。三山森林公園以低丘地貌類型為主，成土母巖主要為花崗巖，土壤為酸性赤紅壤，pH 值4.5～6.7，腐殖質(zhì)層薄，土壤肥力較差，石礫含量較多，但土層較為深厚。

1.2 改造概況

公園內(nèi)原林地主要于上世紀(jì) 70 年代種植，以人工桉樹林、相思林及針葉混交林為主，還有部分雜竹、樸樹Celtis sinensis、潺槁木姜子Litsea glutinosa等闊葉樹種，林下植被較少，主要是桃金娘Rhodomyrtus tomentosa、野牡丹Melastoma candidum等，樹種簡單，林相單一，人工群落發(fā)展不穩(wěn)定，生態(tài)系統(tǒng)比較脆弱。為改善林分，促進(jìn)近自然林的恢復(fù)形成，結(jié)合公園的建設(shè)開發(fā)計(jì)劃，政府分別于2010 年、2016 年兩次對(duì)公園內(nèi)部分林地進(jìn)行了改造，擬通過人工輔助促進(jìn)的方式，引入多種具有特色、富于觀賞性的鄉(xiāng)土闊葉樹種，使物種更加豐富，群落更加穩(wěn)定。

2010 年，首先對(duì)鐮崗尾及中心崗主園路兩側(cè)區(qū)域約4 hm2林地進(jìn)行了改造。改造采用皆伐的方式，即對(duì)改造范圍內(nèi)的桉類及雜竹全部進(jìn)行砍伐，挖去竹頭，盡量保留原有闊葉雜樹和灌木，清除種植穴直徑1.5 m 范圍內(nèi)的喬灌木及雜草，明穴整地，打穴規(guī)格為70 cm×70 cm，穴深50 cm，造林株、行距2.5 m×2.5 m，上下成品字形錯(cuò)位布穴，主要引入了樂昌含笑Michelia chapensis、火力楠Michelia macclurei、假柿樹Litsea monopetala、華潤楠Machilus chinensis、楝葉吳茱荑Euodia meliifolia等常綠闊葉樹種24 種，部分主要樹種見表1。為進(jìn)一步提升三山森林公園的森林景觀，2016 年對(duì)鐮崗尾、中心崗次園路及景點(diǎn)周邊區(qū)域約12 hm2林地進(jìn)行了改造。改造采用擇伐的方式，清理所有的枯死立木，砍除桉樹、竹子以及生長衰退的松樹等，反坡狀明穴整地，打穴規(guī)格為80 cm×80 cm，穴深60 cm，造林株、行距4 m×4 m，成品字形錯(cuò)位布穴，主要引入了藍(lán)花楹Jacaranda mimosifolia、儀花Lysidice rhodostegia、紅花荷Rhodoleia championii、無憂樹Saraca asoca、卵果欖仁Terminalia muelleri等觀花、色葉植物12種，部分主要樹種見表2。兩次改造選用苗木胸徑以7～8 cm 為主，造林后均撫育3 a。

表1 2010 年參試主要樹種Table 1 Main experimental tree species planted in 2010

表2 2016 年參試主要樹種Table 2 Main experimental tree species planted in 2016

1.3 研究方法

1.3.1 樣地調(diào)查法 2021 年3 月對(duì)公園林地進(jìn)行全面實(shí)地踏查，在踏查的基礎(chǔ)上，在已改造和未改造林地區(qū)域分別選取5 個(gè)共10 個(gè)20 m×20 m的典型樣方進(jìn)行調(diào)查（表3），記錄樣方內(nèi)胸徑≥5 cm 立木的胸徑、樹高、冠幅和生長狀況。在每個(gè)樣方內(nèi)再分別設(shè)置1 個(gè)面積為5 m×5 m 的灌木層小樣方和面積為1 m×1 m 的草本層小樣方，分別調(diào)查并記錄灌木層和草本層的種名、蓋度和生長狀況。

表3 調(diào)查樣地基本信息Table 3 Basic Information of survey sample

1.3.2 物種重要值(IV)計(jì)算 根據(jù)調(diào)查記錄，計(jì)算喬木層、灌木層、草本層的重要值，作為群落分析的依據(jù)[10]。

（1）喬木層的重要值計(jì)算IV=RA+RD+RF

（2）灌木層的重要值計(jì)算IV=RA+RF

（3）草本層的重要值計(jì)算 IV=RC+RF

其中RA 為相對(duì)多度，RD 為相對(duì)顯著度，RF為相對(duì)頻度，RC 為相對(duì)蓋度。

RA=（某物種個(gè)體數(shù)/所有物種個(gè)體數(shù)）×100%；

RF=（某物種的頻度/所有物種的總頻度）×100%；

RD=（某樹種的胸高斷面積/所有樹種的總胸高斷面積）×100%；

RC=（某物種的蓋度/所有物種的總蓋度）×100%。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

利用WPS Office 2019、ArcMap10.3 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物群落物種組成

通過調(diào)查記錄到樣地維管植物108 種，隸屬于47 科89 屬，其中鄉(xiāng)土植物有80 種，占比為74.07%，外來種28 種，占比為25.93%。包括雙子葉植物有36 科71 屬88 種，單子葉植物有3 科10 屬11 種，蕨類植物有6 科6 屬6 種，裸子植物有2 科2 屬3 種（表4）。植物群落中雙子葉植物最多，喬灌木和木質(zhì)藤本基本屬于雙子葉植物，單子葉植物和蕨類種類較少，主要是下層草本植物，裸子植物只有幾種松柏類植物。

表4 三山森林公園人工林植物群落物種組成分析Table 4 Analysis on plant composition of plantation in Sanshan Forest Park

2.2 植物群落結(jié)構(gòu)與分布

由表5～8 可知，在未改造林樣方記錄到維管植物27 科31 屬37 種，其中鄉(xiāng)土植物有29 種，占比為78.4%，外來種8 種，占比為21.6%。喬木層有10 科10 屬15 種，優(yōu)勢(shì)樹種為窿緣桉Eucalyptus exserta、馬占相思Acacia mangium、馬尾松Pinus massoniana、潺槁木姜子、黧蒴錐Castanopsis fissa等；灌木層有7 科9 屬10 種，優(yōu)勢(shì)種為九節(jié)Psychotria asiatica、桃金娘、野牡丹、粗葉懸鉤子Rubus alceifolius等；草本層有10 科12 屬12種，優(yōu)勢(shì)種為芒萁Dicranopteris pedata、烏毛蕨Blechnum orientale等。

表5 三山森林公園人工林各層次植物物種組成分析Table 5 Analysis of plant species composition at different layers of plantation in Sanshan Forest Park

在已改造林樣方記錄到維管植物40 科77 屬91 種，其中鄉(xiāng)土植物有69 種，占比為75.8%，外來種22 種，占比為24.2%。喬木層有23 科39 屬47 種，優(yōu)勢(shì)樹種為樟樹、山杜英、千年桐等；灌木層有16 科20 屬25 種，優(yōu)勢(shì)種為九節(jié)、粗葉懸鉤子、赪桐Clerodendrum japonicum等；草本層有11 科18 屬19 種，優(yōu)勢(shì)種為芒萁、弓果黍Cyrtococcum patens、假蒟Piper sarmentosum等，前十位重要值排序見表6～8。分析可見，三山森林公園植物群落均有喬木層、灌木層和草本層，已改造林的總物種數(shù)和各層物種數(shù)均豐富過未改造林。

表6 三山森林公園人工林喬木層植物重要值排序Table 6 Important value ranking of arbor layer plants in artificial forests of Sanshan Forest Park

經(jīng)過調(diào)查比對(duì)，未改造林大松林基本為30 多年前種植的窿緣桉為主的人工林，上層喬木老化，植被樹種單調(diào)，森林結(jié)構(gòu)簡單生態(tài)功能較低，水土流失較嚴(yán)重，山體植物群落外貌全年均為淺綠色，無明顯季相變化。

人工林近自然化改造的目標(biāo)是單一林分向多個(gè)組成樹種、同齡結(jié)構(gòu)向異齡結(jié)構(gòu)、單層向多層垂直結(jié)構(gòu)調(diào)整[11]。森林群落穩(wěn)定性的維持主要依靠于喬木品種，樹種更新和演替則依賴喬木幼苗的補(bǔ)充[12-13]。鐮崗尾、中心崗大部分人工林經(jīng)過林分改造，目前上層喬木層的優(yōu)勢(shì)樹種為樟樹、樸樹等鄉(xiāng)土性闊葉樹；中層喬木以林分改造套種的生態(tài)風(fēng)景林為主，主要有紅花荷、紅花銀樺Grevillea banksii、木油桐等觀花樹種，山杜英、卵果欖仁等彩葉樹種，觀光木、蝴蝶果Cleidiocarpon cavaleriei等珍稀樹種，海南蘋婆Sterculia hainanensis、殼菜果Mytilaria laosensis等觀葉觀形樹種，鐵冬青、海南紅豆Ormosia pinnata等觀果樹種，林下灌木層和草本層植物品種豐富，結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，已初步形成兼顧生態(tài)功能與景觀效果、豐富多樣的南亞熱帶闊葉林景觀林。此外還種植了綠蘿等大型藤本植物纏繞在園路兩側(cè)樹木上，營造熱帶特色叢林氛圍。

2.3 引入樹種的生長情況

據(jù)對(duì)改造林的調(diào)查數(shù)據(jù)分析，改造引入的36個(gè)樹種中，樟樹、千年桐、紅錐、山杜英等樹種地徑年平均增長1.5～2.5 cm ，樹高年平均增長1～1.5 m，冠幅年平均增長0.5～1.0 m，生長較快，優(yōu)勢(shì)明顯，這與劉強(qiáng)[14]、徐慶華等人[15]的研究結(jié)果一致；秋楓Bischofia javanica、假柿葉Litsea monopetala、鐵冬青等樹種生長中等，地徑年平

均增長1 cm，樹高年平均增長0.6～0.8 m，冠幅年平均增長0.2～0.8 m；生長最慢的是竹柏Nageia nagi、觀光木Tsoongidendron odorum、香椿Toona sinensis，地徑年平均增長0.1～0.4 cm，樹高年平均增長0.2～0.4 m，冠幅年平均增長0.1～0.3 m。引入的灌木中角莖野牡丹、四季桂、紅背桂適應(yīng)性較好，龍船花Ixora chinensisshiyi長勢(shì)較差；引入的草本植物中假蒟、海芋、腎蕨Nephrolepis cordifolia表現(xiàn)優(yōu)異，沿階草Ophiopogon bodinieri、合果芋Syngonium podophyllum生長表現(xiàn)不佳。

表7 三山森林公園人工林灌木層植物重要值排序Table 7 Important value ranking of shrub layer plants in artificial forests of Sanshan Forest Park

表8 三山森林公園人工林草本層植物重要值排序Table 8 Important value ranking of herb layer plants in artificial forests of Sanshan Forest Park

3 討論

3.1 本研究對(duì)三山森林公園人工林進(jìn)行研究分析，數(shù)據(jù)比對(duì)已改造林植物物種數(shù)明顯多于未改造林，改造11a 后，現(xiàn)場(chǎng)兩個(gè)區(qū)域的林相對(duì)比顯示已改造林區(qū)已初步形成鄉(xiāng)土闊葉樹種為主的多樹種、多層次、多色彩的森林結(jié)構(gòu)，逐漸展示出具有南亞熱帶山地闊葉林特色的景觀效果，春夏可賞花色，秋冬可觀林冠顏色變化以及各種林果。建議結(jié)合公園后期開發(fā)建設(shè)，盡快對(duì)未改造林分進(jìn)行改造，通過改造全面恢復(fù)三山森林公園近自然地帶性鄉(xiāng)土樹種為主的高效森林生態(tài)群落。

3.2 在主要建群樹種和伴生樹選擇方面，總結(jié)前兩次改造樹種選用經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為引入樟樹、紅錐、千年桐、山杜英等鄉(xiāng)土闊葉樹種，效果顯著，能盡快有效促進(jìn)近自然林的形成。改造應(yīng)避免使用需精心養(yǎng)護(hù)、在森林環(huán)境中競爭性較弱的品種，以保證改造實(shí)施的效果。

3.3 作為城市內(nèi)的森林公園，具有很好的可達(dá)性和傳播性，山林地內(nèi)可適當(dāng)增加珍稀保護(hù)植物，如土沉香Aquilaria sinensis、格木Erythrophleum fordii、楠木Phoebe zhennan、降香黃檀Dalbergia odorifera等闊葉樹種，還可增加一些地方特色植物如禾雀花Mucuna birdwoodiana等，突出森林公園的獨(dú)特性，更好的發(fā)揮公園的科普、教育功能，使人們?cè)谛蓍e娛樂的同時(shí)，體驗(yàn)到森林生態(tài)文明，寓教于樂。

3.4 加強(qiáng)改造后的撫育。在前兩次改造中，雖然對(duì)范圍內(nèi)的雜竹采取了皆伐的措施，并挖除竹子樹頭，但此次調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，已改造區(qū)域內(nèi)竹子又大量重新萌生，建議日后的改造應(yīng)對(duì)園內(nèi)竹子重點(diǎn)監(jiān)控，雜竹樹頭須清除干凈，在撫育期內(nèi)還應(yīng)重點(diǎn)跟進(jìn)竹子的后期萌生處理。