合肥市天鵝湖濱水綠地景觀格局及植物多樣性分析

方 岳，左睿韜，馮佳鑫，周曉艷，劉 華

（1.綠辰環(huán)境技術(shù)有限公司，安徽合肥 232001；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園林學(xué)院，安徽合肥 230036）

1 研究區(qū)概況

合肥市天鵝湖位于政務(wù)文化新區(qū)內(nèi)，東臨潛山路、南臨祁門(mén)路、西臨翡翠路、北臨南二環(huán)，是一座人工湖，始建于2003年，湖區(qū)面積0.67 km2，湖水水質(zhì)良好，有各種雕塑、園林樹(shù)木、人工沙灘、噴泉等景觀，綠化總面積約0.586 6 km2，綠化率較高。植物配置類型豐富，喬、灌、草結(jié)合配植，常綠與落葉樹(shù)種搭配比例相當(dāng)。鄉(xiāng)土樹(shù)種應(yīng)用比例不顯著，喬木主要以香樟（Cinnamomum camphora）、桂花（Osmanthus fragrans）等為優(yōu)勢(shì)樹(shù)種，灌木多石楠（Photinia serrulata）、紅花檵木（Lorpetalum chinense v a r.rubrum）、金葉女貞（Ligustrum vicaryi）等色葉植物。

2 研究方法

2.1 樣地調(diào)查

采用G P S儀器等工具確定各樣地的經(jīng)度、緯度等基本信息，結(jié)合goole e a rt h影像信息，實(shí)地設(shè)置樣地進(jìn)行調(diào)查。定位各個(gè)邊界區(qū)域，隨機(jī)選取樣方，在圖上標(biāo)記。選取樣方22個(gè)，根據(jù)不同樣地的具體所處環(huán)境確定樣方或樣帶規(guī)格。其中湖區(qū)公園樣方2個(gè)，行道樹(shù)樣帶4個(gè)，湖邊自然式植物配置樣方3個(gè)，疏林草地樣方2個(gè)，入口廣場(chǎng)樣方3個(gè)，防護(hù)林帶樣方5個(gè)，體育館旁湖外圍樣方3個(gè)（表1）。

表1 合肥市天鵝湖濱水綠地系統(tǒng)調(diào)查樣地概況

2.2 景觀多樣性數(shù)理統(tǒng)計(jì)

根據(jù)調(diào)查區(qū)域的景觀類型，劃分不同的景觀元素構(gòu)型，并根據(jù)調(diào)查樣方內(nèi)物種進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，分類匯總。具體統(tǒng)計(jì)分析景觀中斑塊類型的種類和數(shù)量、空間格局構(gòu)成，重點(diǎn)在于植物空間環(huán)境的營(yíng)造。城市濕地景觀本底由道路和水面組成，不同區(qū)域景觀外貌略有差異，且景觀具有不穩(wěn)定性，生態(tài)單元呈現(xiàn)破碎狀。提取景觀要素中的本底、斑塊和廊道，分類統(tǒng)計(jì)分析。景觀格局指標(biāo)通過(guò)從goole e a rt h上面截圖出來(lái)導(dǎo)入CAD中描出，按比例縮放后，在里面通過(guò)拉閉合區(qū)域來(lái)確定該區(qū)域的面積、周長(zhǎng)等初始數(shù)據(jù)（圖1）。利用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算斑塊的形狀系數(shù)，其計(jì)算公式為：

圖1 CAD描圖影像

式中，L為斑塊周長(zhǎng)，A為斑塊面積。D=1，為圓形；D越大，斑塊的周邊越復(fù)雜。

2.3 植物多樣性分析

2.3.1 喬木重要值。重要值是研究某個(gè)種在群落中的地位和作用的綜合數(shù)量指標(biāo)，是相對(duì)蓋度、相對(duì)頻度、相對(duì)優(yōu)勢(shì)度的總和。此處喬木只考慮相對(duì)頻度和相對(duì)蓋度2個(gè)方面。

式中，V為某樹(shù)種的重要值；RD為相對(duì)頻度，指的是某種優(yōu)勢(shì)樹(shù)種在樣方中出現(xiàn)的概率；RA為相對(duì)蓋度，即某一優(yōu)勢(shì)樹(shù)種在每個(gè)樣方中冠幅總面積占相應(yīng)調(diào)查樣方總面積的百分比之和。

2.3.2 樹(shù)種多樣性。采用S h a nnon-W iener多樣性指數(shù)（H’）、P ielou均勻度指數(shù)（J）和G le a son豐富度指數(shù)（G）來(lái)分析樹(shù)種多樣性特征，其計(jì)算公式如下：

式中，pi為第i個(gè)樹(shù)種在樣方樹(shù)木總株數(shù)中所占的百分比，Pi=Ni/N，Ni為該樹(shù)種在樣方中的數(shù)量，N為樣方中喬木總株數(shù)，S為樹(shù)種數(shù)。

不管是從全面了解數(shù)學(xué)的角度，還是從實(shí)施數(shù)學(xué)文化教育的角度，彌補(bǔ)教材不足的最好途徑是滲透數(shù)學(xué)史的學(xué)習(xí)，在介紹數(shù)學(xué)史故事時(shí)，教師要關(guān)注古代中國(guó)和西方數(shù)學(xué)發(fā)展的差異，將中國(guó)傳統(tǒng)數(shù)學(xué)賦予現(xiàn)代教育價(jià)值。

式中，N為所有個(gè)體總數(shù)。

式中，S為樹(shù)種數(shù)，A為面積。

3 結(jié)果與分析

3.1 景觀格局特征指數(shù)

3.1.1 斑塊數(shù)目。天鵝湖濱水綠地景觀中的斑塊數(shù)為93個(gè)，其中湖面斑塊3個(gè)，廊道16個(gè)，綠化斑塊74個(gè)。綠化斑塊占總斑塊數(shù)的79.56%。相對(duì)于自然景觀類型比較，斑塊數(shù)目很大，人為活動(dòng)干擾明顯。

3.1.2 斑塊面積。天鵝湖區(qū)域整個(gè)斑塊面積約1.28 km2。城市景觀因?yàn)槭芨蓴_程度大，所以面積較小。湖區(qū)域面積為0.67 km2，道路面積為0.023 4 km2，綠地面積為0.586 6 km2（圖2）。從圖2可以看出，綠化面積所占比重為46%，略低于湖面面積，說(shuō)明綠化面積大，整體植被覆蓋率高。

圖2 不同類型斑塊面積比例

3.1.3 斑塊周長(zhǎng)。在天鵝湖衛(wèi)星影像上勾繪邊界，測(cè)量其斑塊周長(zhǎng)為4 872.435 m。其中，湖面周長(zhǎng)為3 978.936 m，道路周長(zhǎng)為9 732.736 m，綠化斑塊總周長(zhǎng)是9 495.524 m（圖3）。

圖3 不同類型斑塊周長(zhǎng)

3.1.4 斑塊形狀系數(shù)。斑塊的形狀對(duì)生物與非生物流動(dòng)有較大影響，在面積相等的情況下，規(guī)則形狀的斑塊邊界的有效性較大，這對(duì)生物的擴(kuò)散和遷移有重要作用。天鵝湖景觀斑塊形狀系數(shù)為1.22。湖面的形狀系數(shù)為1.37，道路形狀系數(shù)為17.95，綠地斑塊的形狀系數(shù)為17.51。道路和綠地斑塊的形狀系數(shù)明顯高于天鵝湖整體斑塊和湖面斑塊，二者的邊界形狀較為復(fù)雜（圖4）。

圖4 不同類型斑塊形狀系數(shù)

3.2 植物組成

3.2.1 天鵝湖濱水綠地植物組成特征。天鵝湖森林公園調(diào)查樣方內(nèi)統(tǒng)計(jì)植物種類總數(shù)為79種，分屬45科39屬。其中常綠樹(shù)種27種，落葉樹(shù)種40種，地被12種。其中豆科5種、薔薇科10種、木犀科5種、木蘭科4種、禾本科4種、金縷梅科3種、松科3種、無(wú)患子科2種、小檗科2種、大戟科2種、杉科2種、五加科2種、忍冬科2種、楊柳科2種。該植物區(qū)系中含寡種科較多，共計(jì)31種，占調(diào)查總數(shù)的68.9%。其中，針葉、闊葉樹(shù)種比例為7∶60，常綠與落葉樹(shù)種比例為27∶40，約為3∶4，符合公園樹(shù)木常綠、落葉樹(shù)種配置標(biāo)準(zhǔn)，能很好地發(fā)揮生態(tài)效應(yīng)。配置方式有孤植、散植、對(duì)植、列植、叢植等。匯總的個(gè)體指標(biāo)表明，速生、慢生樹(shù)種合理搭配，符合植物生態(tài)學(xué)配置原則。

3.2.2 不同綠化單元植物組成對(duì)比分析。根據(jù)綠地的空間分布，將天鵝湖濱水綠地劃分為3個(gè)綠化單元——湖外圍綠地、湖邊綠地和湖區(qū)綠地。每個(gè)單元的樣方數(shù)分別為7、8和7個(gè)，其植物組成對(duì)比分析見(jiàn)表2。

表2 3個(gè)綠化單元內(nèi)植物組成分析

不同綠化單元的物種數(shù)目，從一定程度顯示綠化樹(shù)種的多樣性狀況。統(tǒng)計(jì)各個(gè)綠化單元內(nèi)單位面積物種數(shù)，反映物種豐富程度。湖區(qū)公園綠地的綠化物種最豐富，湖邊綠地其次，湖外圍最低?？紤]根本原因在于外圍主要為防護(hù)綠地，樹(shù)種單一，景觀形式變化較小，而湖區(qū)公園主要為居民提供良好的休憩、游賞空間，景觀要求高，植物配置層次豐富。湖邊綠地為水面與道路的過(guò)渡地段，在保證防汛、護(hù)坡等基本功能的前提下，結(jié)合景觀需求，適當(dāng)注重景觀層次及植物造景的多樣性。從單位面積物種數(shù)比較也可以看出，從湖外圍綠地往湖邊、湖區(qū)逐漸靠近地段區(qū)域，物種的密集程度逐漸加強(qiáng)，同時(shí)反映出湖區(qū)公園綠地內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)比湖外圍的穩(wěn)定性更高。

3個(gè)綠化單元物種豐富度對(duì)比見(jiàn)表3。從量化角度可以看出，香樟在湖外圍河湖區(qū)公園綠地分布廣泛，縱觀合肥市整體綠化可以看出，香樟的普遍應(yīng)用體現(xiàn)了不可替代的主干樹(shù)種地位，是合肥市鄉(xiāng)土樹(shù)種。湖外圍綠地單元主要功能為防護(hù)作用，所以大喬木分布廣泛，如銀杏、雪松、法國(guó)梧桐、烏桕等，還有體現(xiàn)景觀特色的花木如紫薇、日本晚櫻等；湖邊綠地綠化樹(shù)種類別居于3個(gè)單元中間，但整體樹(shù)種數(shù)量偏少，綠化率相對(duì)偏低，作為陸地與湖面的交界地帶，其景觀功能是要在滿足生態(tài)要求的基礎(chǔ)上適當(dāng)發(fā)揮；湖區(qū)公園綠地樹(shù)種搭配方式最為多變，樹(shù)種種類最豐富，但是各樹(shù)種的數(shù)量卻不見(jiàn)得最多，從表中反映出的統(tǒng)計(jì)數(shù)字甚至可以看出，此區(qū)域的主要綠化樹(shù)種配置數(shù)量最低。物種的豐富和配置方式的多樣性決定了它可以不用通過(guò)過(guò)多的樹(shù)木單純排列和機(jī)械重復(fù)去實(shí)現(xiàn)其景觀多樣性目標(biāo)，而是靈活多變的流暢景觀曲線。

表3 天鵝湖主要綠化樹(shù)種在3個(gè)單元的調(diào)查樣方內(nèi)的數(shù)量對(duì)比株

3.3 植物多樣性分析

3.3.1 喬木重要值。天鵝湖區(qū)域的優(yōu)勢(shì)喬木有香樟、法國(guó)梧桐、銀杏、桂花、烏桕和樸樹(shù)，其重要值分別為0.428、0.594、0.395、0.134、0.271、0.510（圖5）。香樟、法國(guó)梧桐和樸樹(shù)的優(yōu)勢(shì)度及分布頻率均高于其他樹(shù)種，也反映出法國(guó)梧桐、樸樹(shù)、香樟、銀杏為天鵝湖濱水綠地的骨干樹(shù)種。法國(guó)梧桐、香樟和銀杏為合肥城市綠化的外來(lái)樹(shù)種，樸樹(shù)為鄉(xiāng)土樹(shù)種。由此可見(jiàn)，本地樹(shù)種在天鵝湖濱水綠化中所占比重為外來(lái)樹(shù)種的1/4。

圖5 6種優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的重要值

3.3.2 樹(shù)種多樣性。研究表明天鵝湖S h a nnon-W iener多樣性指數(shù)（H’）為2.29，P ielou均勻度指數(shù)（J）僅為0.3，G le a son豐富度指數(shù)（G）為0.99，說(shuō)明天鵝湖植物喬木種類較為豐富，但樹(shù)種分配的均勻程度較低。

4 結(jié)論與討論

4.1 景觀斑塊類型多樣性

景觀多樣性能突出地方特色，展現(xiàn)城市文化。天鵝湖的景觀層次相對(duì)簡(jiǎn)單。按綠地功能分類，公園綠地的面積最大，道路綠地附屬綠地的面積其次，防護(hù)綠地的面積最?。话淳G地斑塊面積分類，小型綠地的面積最大，小型綠地居中，中小型綠地的面積最小。中型和大中型綠地的面積為0；按綠地斑塊形狀分類，塊狀綠地面積最大，線狀綠地面積居中，帶狀綠地面積最小。

4.2 植物組成

天鵝湖綠化植物中，薔薇科植物比例最高，其次是豆科、木犀科、木蘭科、禾本科、金縷梅科和松科樹(shù)種。其物種組成能體現(xiàn)合肥市地方特色，鄉(xiāng)土樹(shù)種應(yīng)用廣泛，卻缺少濱水特色的植被類型。群落組成基本符合生態(tài)結(jié)構(gòu)要求，生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)比較穩(wěn)定。群落內(nèi)植被生長(zhǎng)良好，病蟲(chóng)害較少，但物種多樣性相對(duì)較低。

4.3 天鵝湖現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

天鵝湖濱水綠地所處的濕地自然結(jié)構(gòu)良好、水系連通性好，有利于濕地生物的棲息和繁殖，且地理位置優(yōu)良，但存在如下幾個(gè)方面的問(wèn)題：①綠化缺少層次性，三維綠量低。②植物景觀特色不明顯。調(diào)研區(qū)內(nèi)有特色的植物景觀少，沒(méi)有形成與當(dāng)?shù)靥厣c文化相適應(yīng)的植物景觀，濕地植被景觀特色不明顯，缺少不同類型景觀的過(guò)渡地帶。③現(xiàn)有林地覆蓋率比較低。④現(xiàn)有濕地綠化面積有限，沒(méi)有形成規(guī)模，建議在以后的生態(tài)建設(shè)中針對(duì)性地加強(qiáng)改善。