陜北旱區(qū)榆林市公園綠地植物群落調(diào)查

白曉霞， 郭志軍， 李 沛， 高娜瑩， 劉翠英

(1.榆林學(xué)院， 陜西 榆林 719000； 2.鄂爾多斯市大源煤炭有限責(zé)任公司， 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010499)

引言

【研究意義】植物群落是在特定環(huán)境條件下，由一定的植物種類有規(guī)律的有機(jī)組合[1]，每種植物都具有其功能和結(jié)構(gòu)上的獨(dú)特性，能夠占據(jù)一定的時(shí)間與空間，群落的基本特征是植物與植物、植物與環(huán)境之間發(fā)生相互作用而形成的復(fù)雜生態(tài)關(guān)系[2]。群落結(jié)構(gòu)是識別群落、認(rèn)識其生態(tài)功能、提高生物保護(hù)、促進(jìn)區(qū)域環(huán)境可持續(xù)經(jīng)營的基礎(chǔ)[3]。干旱半干旱地區(qū)水資源短缺，不僅限制植物的生長發(fā)育，還制約區(qū)域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展[4]。榆林市位于陜西省北部，地處黃土高原和毛烏素沙漠的過渡地帶，區(qū)域內(nèi)氣候干旱、降水少，地形地貌復(fù)雜多樣，形成了特色鮮明的植被環(huán)境。近年來，受區(qū)域氣候環(huán)境條件的限制，城市環(huán)境綠化建設(shè)快速發(fā)展，也暴露出不少問題，園林綠化耗水量激增[5]，植物配置不合理、苗木品種單調(diào)[6]等。弄清陜北旱區(qū)公園綠地植物群落狀況，對今后城市綠化過程中樹種的科學(xué)選擇與配置具有重要的現(xiàn)實(shí)意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】近年來，榆林市致力于創(chuàng)建省級節(jié)水型園林城市，在城市綠化建設(shè)方面進(jìn)行了大量的研究與實(shí)踐。強(qiáng)方方等[7]對榆林近15年城市園林綠化發(fā)展動態(tài)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。胡錦霞[8]研究提出了基于地域特征的森林公園景觀設(shè)計(jì)方法。楊梅煥[9]研究了毛烏素沙地東南緣沙漠化演變機(jī)制與植物的耐脅迫性。王璐等[10-11]對榆林市城市景觀設(shè)計(jì)提出了不同的思路?！狙芯壳腥朦c(diǎn)】鮮見陜北旱區(qū)公園綠地植物群落的調(diào)查分析報(bào)道。為此，以榆林市河濱公園、東沙生態(tài)公園等具有代表性的綠地為研究對象，系統(tǒng)調(diào)查分析其植物群落的物種組成、配置結(jié)構(gòu)及抗旱植物的選用狀況?！緮M解決的關(guān)鍵問題】探明陜北旱區(qū)公園綠地植物群落的總體特征、水平結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)和季相特征，弄清其物種組成、配置結(jié)構(gòu)及抗旱植物選用的科學(xué)性與藝術(shù)性，找出存在的問題，以期為榆林市及類似旱區(qū)綠地植物群落的合理配置與節(jié)水型城市綠地建設(shè)提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

榆林地處毛烏素沙漠與黃土高原過渡地帶，屬干旱、半干旱大陸性季風(fēng)氣候，海拔1 080 m，年均日照時(shí)數(shù)2 593.5～2 914.4 h，是陜西省日照時(shí)間最長的城市。區(qū)域內(nèi)四季分明、降雨偏少、光照充足、熱量充沛，夏季炎熱、冬季寒冷，年均降水量405 mm，年蒸發(fā)量1 200～2 000 mm，年均氣溫9.1℃。春季氣溫升高快，但穩(wěn)定差，易發(fā)生“倒春寒”，冬季溫度低，平均為-7.8～4.1℃。終年西北風(fēng)盛行，干濕交替明顯，降水主要集中在夏季的7-8月。

1.2 調(diào)查時(shí)間與地點(diǎn)

2019年5-7月植物旺盛生長時(shí)期，選擇具有代表性的河濱公園、沙河公園和東沙生態(tài)公園，對其綠地植物進(jìn)行全面調(diào)查。

1.3 調(diào)查方法

1.3.1 樣地設(shè)置 將河濱公園、沙河公園和東沙生態(tài)公園共劃分為10塊樣地，每塊樣地面積15 m×15 m，分別記錄樣地內(nèi)植物名稱、數(shù)量及郁閉度，并實(shí)測樹木高度、冠幅、胸徑及地徑等指標(biāo)。另外，記錄每個(gè)樣地的經(jīng)緯度、土壤類型以及植物的整體生長狀況等，各樣地的基本情況見表1。

表1 調(diào)查樣地的土壤及植物群落的基本情況

1.3.2 調(diào)查指標(biāo) 包括喬(灌)木的多度、蓋度、顯著度以及相對頻度。喬(灌)木多度采用直接計(jì)算法得出；相對頻度=植物出現(xiàn)頻度/所有種的頻度總和×100；喬(灌)木蓋度=垂直投影面積×100/樣地面積，垂直投影面積=東西冠幅×南北冠幅；喬(灌)木顯著度=胸高斷面積×100/樣地面積，胸高斷面積為樹木距地面130 cm處樹干的橫切面面積；喬木重要值=相對多度+相對頻度+相對顯著度；灌木(草本)重要值=相對頻度+相對蓋度[12-13]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2014進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并計(jì)算各樣地植物種的重要值。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣地植物的群落組成

調(diào)查結(jié)果表明，河濱公園和東沙生態(tài)公園的群落分層均為“喬-小喬-灌-草”和“喬-小喬-草”，沙河公園的群落分層為“喬-小喬-灌-草”。10塊樣地植物的群落組成分屬31科53屬和58種。其中，喬木植物共計(jì)16種，隸屬9科13屬，占植物總種數(shù)的27.59%；灌木植物共計(jì)9種，隸屬5科9屬，占植物總種數(shù)的15.52%；草本植物共計(jì)33種，隸屬17科31屬，占植物總種數(shù)的56.90%。其中，薔薇科和菊科植物種類最多，薔薇科植物14種、菊科植物11種，分別占總數(shù)的25%和19%。在10塊樣地中，鄉(xiāng)土樹種主要有河北楊(Populus×hopeiensisHu& Chow)、云杉(Piceaasperatamast)、刺柏(JuniperusformosanaHayata)、金葉榆(UlmuspumilaL.“Jinye’)、杏(ArmeniacavulgarisLam.)、檉柳(TamarixchinensisLour.)、桃樹(AmygdaluspersicaL.)、旱柳(SalixmatsudanaKoidz.)、刺槐(RobiniapseudoacaciaL.)、白臘(FraxinuschinensisRoxb.)、榆葉梅(Amygdalustriloba)、珍珠梅(Sorbariasorbifolia(L.)A. Br)、刺玫(Rosadavurica)、沙地柏(SabinavulgarisAntoine)、圓柏(Sabinachinensis(L.) Ant.)、地錦(EuphorbiahumifusaWilld. ex Schlecht.)，引種喬木主要有山桃(Amygdalusdavidiana(Carrière) de Vos ex Henry)、紫葉李(PrunuscerasiferaEhrhar f.)、雞爪槭(AcerpalmatumThunb.)、丁香(Syzygiumaromaticum)、樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolicaLitv.)、垂柳(Salixbabylonica)、水蠟(LigustrumobtusifoliumSieb. et Zucc.)、錦帶〔Weigelaflorida(Bunge) A. DC.〕和金山繡線菊(SpiraeajaponicaGold Mound)，鄉(xiāng)土樹種的使用比例占喬灌木總數(shù)的64%，引種樹種占36%。另外，常綠樹種有5種，常綠樹種與落葉樹種的種植比例為3∶7。表明，榆林市園林綠地常綠與落葉樹種的配比符合北方的常規(guī)種植比例[14]。

2.2 樣地植物群落樹種的水平結(jié)構(gòu)

植物群落的水平格局也稱為群落的二維結(jié)構(gòu)，主要是指構(gòu)成群落的植物在水平面的分布狀況，可以直接反映出群落內(nèi)的光照、水分和空氣等生態(tài)條件，同時(shí)也會影響下層植物的種類、數(shù)量及生長發(fā)育狀況等[13]。

2.2.1 喬木層與灌木層 從表2可知，喬木層樹種有云杉、樟子松和垂柳等共計(jì)16種樹種，其相對多度、相對頻度、相對顯著度和重要值分別為0.008 475～0.177 966、0.024 390～0.121 951、0.002 226～0.417 887和0.060 301～0.669 024，重要值位于前8位的分別是云杉、樟子松、垂柳、圓柏、紫葉李、刺柏、河北楊和桃樹，其中，鄉(xiāng)土樹種有5種，常綠樹種有4種。從表3可知，灌木層有沙地柏、榆葉梅和水蠟等共計(jì)9種，

表2 喬木層樹種的水平結(jié)構(gòu)

其相對頻度、相對蓋度和重要值分別為0.055 556～0.222 222、0.042 937～0.255 474和0.100 639～0.366 586，其中，鄉(xiāng)土樹種有3種，常綠樹種有1種。表明，一方面榆林綠地植物樹種的選擇考慮了適地適樹原則，在滿足植物生態(tài)習(xí)性的基礎(chǔ)上，因地制宜，確保植物正常生長的同時(shí)，提高群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；另一方面遵循生態(tài)園林的多樣性原則，既考慮物種的多樣性，也注重造景形式的多樣性，常綠與落葉相結(jié)合，觀葉與觀花樹種相結(jié)合，既突出重點(diǎn)、凸顯區(qū)域基調(diào)特色，又實(shí)現(xiàn)了人工園林景觀的豐富多彩。

表3 灌木層樹種的水平結(jié)構(gòu)

2.2.1 草本層 從表4可知，位于草本層重要值前10位的植物分別是高羊茅(Festucaarundinacea)、萱草〔Hemerocallisfulva(L.) L.〕、費(fèi)菜(SedumaizoonL.)、石竹(DianthuschinensisL.)、草地早熟禾(Poapratensis)、黑麥草(Loliumperenne)、金雞菊(Coreopsisbasalis)、青蒿(ArtemisiacarvifoliaBuch.-Ham. ex Roxb. Hort. Ben)、紫花地丁(Violaphilippica)和薺菜〔Capsella bursa-pastoris(Linn.) Medic〕。其中，鄉(xiāng)土野生植物有青蒿和薺菜2種，草坪草植物有高羊茅、早熟禾和黑麥草3種，均為冷季型草坪草，耐寒性強(qiáng)、綠期長，且具有一定的耐熱性，適合北方地區(qū)園林綠地利用；觀花地被有萱草、費(fèi)菜、石竹、金雞菊和紫花地丁5種。表明，在榆林市草本層植物利用過程中，體現(xiàn)了一年生與多年生相結(jié)合、草坪草與地被植物相結(jié)合的種植原則。

表4 草本層植物的水平結(jié)構(gòu)

2.3 不同群落層植物的垂直結(jié)構(gòu)

分層現(xiàn)象是植物群落最典型的結(jié)構(gòu)特征[15]。依植物物種的高矮及其對生態(tài)要求的不同，陜北旱區(qū)園林綠地植物形成了不同的垂直結(jié)構(gòu)層次。從表5可知，綠地植物群落主要為“喬-小喬-灌-草”4層和“喬-小喬-草”3層復(fù)層結(jié)構(gòu)形態(tài)。在“喬-小喬-灌-草”4層結(jié)構(gòu)群落中，H1、S1和S3樣地植物的配置模式分別為河北楊+刺槐-紫葉李-錦帶+金山繡線菊-費(fèi)菜+石竹+萬壽菊、刺槐-刺柏+紫葉李+云杉+金葉榆+圓柏-水蠟+刺玫和桃樹-檉柳+樟子松+紫葉李-沙地柏-萱草+矮牽牛，其植物種類多、優(yōu)勢種突出，群落結(jié)構(gòu)以落葉闊葉喬木為主，各層植物差異明顯，以高聳挺拔的樹干、自然茂盛的樹冠和整齊分明的林相充分展示近自然人工植物群落的美感[16]，形成變化豐富的林冠線與林緣線。上層喬木多選用樹形好、高大挺拔的落葉闊葉樹種，如河北楊、刺槐、垂柳、白蠟和旱柳等，下層喬木以紫葉李、杏樹、桃樹、云杉和圓柏為主，突出樹形、樹勢的差異性；灌木層的多選用觀花、觀葉類植物，如錦帶、金山繡線菊、刺玫、水蠟、沙地柏、丁香和珍珠梅等。不僅注重株型優(yōu)美，更注重觀花與觀果植物的應(yīng)用，使其具有更佳的觀賞效果。在“喬-小喬-草”3層結(jié)構(gòu)群落中，H2和D1樣地植物的配置模式分別為白臘-刺柏+圓柏-萱草+矮牽牛+萬壽菊+金雞菊和垂柳-金葉榆+圓柏-雛菊+萬壽菊+白車軸草，其植物配置更強(qiáng)調(diào)空間層次感，形成開闊、疏朗的人工綠地環(huán)境，以疏林草坪和疏林花地為主，打造以休閑娛樂、觀賞游憩為主的功能景觀區(qū)[17]。

表5 各樣地不同群落層植物的配置模式

2.4 不同群落層植物的季相特征

季相是植物生命活動隨自然界氣候變化而呈現(xiàn)的季節(jié)性現(xiàn)象，其是自然環(huán)境條件的綜合反映，通過植物的返青、開花、果熟和落葉等生命規(guī)律的季相變化打造園林植物景觀時(shí)序。弄清城市綠地植物群落的季相特征，有助于更全面地了解區(qū)域植物配置水平[18-19]。從圖1看出，調(diào)查區(qū)域喬灌木可劃分為5類植物，Ⅰ類為觀花樹木，包括桃樹、山桃、杏、刺槐、檉柳、榆葉梅、珍珠梅、丁香、刺玫和錦帶10種；Ⅱ類為常色葉彩葉植物，包括紫葉李、金葉榆和金山繡線菊3種；Ⅲ類為變色葉彩葉植物，包括雞爪槭和地錦2種；Ⅳ類為常綠植物，包括云杉、樟子松、刺柏、圓柏和沙地柏5種；Ⅴ類為其他落葉植物，包括垂柳、白臘、旱柳、河北楊和水蠟5種。Ⅰ類觀花喬木和

圖1 各類喬灌木結(jié)構(gòu)所占比例

灌木在所有樣地中占比最高，均為20%左右；其次為Ⅳ類常綠喬木和Ⅴ類其他落葉喬木，均為16%左右，Ⅱ類灌木與喬灌木、Ⅳ類灌木和Ⅴ類灌木占比最小，僅4%左右?？梢?，榆林綠地植物群落配置更注重觀花類植物的應(yīng)用。

3 討論

人工栽培群落的營造依賴于區(qū)域自然環(huán)境與氣候條件，在遵循自然群落發(fā)展規(guī)律的基礎(chǔ)上，根據(jù)人們的需求，將同種或不同種的植物按一定的法則配置成一個(gè)有機(jī)的整體，以滿足人類改善、美化環(huán)境的需求[20]。城市公園作為城市的“綠肺”，承擔(dān)著改善城市生態(tài)環(huán)境，為公眾提供游覽、觀賞、休憩和文化場所等多種功能，公園綠地植物群落的營造，在很大程度上體現(xiàn)了人類改善環(huán)境的價(jià)值與意義[21]。調(diào)查結(jié)果表明，榆林綠地植物種類相對豐富，薔薇科、菊科和木犀科是其重要的組成類群，喬木層重要值位居前5的植物分別是云杉、樟子松、垂柳、圓柏和紫葉李，其中，常綠植物3種，常色葉彩葉植物1種，引種植物1種。表明，榆林綠地植物的設(shè)計(jì)營造以半穩(wěn)定群落結(jié)構(gòu)為主，但常綠針葉植物的大量重復(fù)使用，使各類綠地相似度高，缺乏特色與辨識度。榆林綠地植物中，灌木樹種共9種，灌木層重要值位居前5的植物分別是沙地柏、榆葉梅、水蠟、刺玫和地錦，體現(xiàn)了常綠與落葉相結(jié)合、觀花與觀葉相結(jié)合的造景原則。整體看，植物種類偏少，豐富度較低。草本層重要值位居前5的植物分別是高羊茅、萱草、費(fèi)菜、石竹和草地早熟禾，其中，草本植物2種，觀花地被植物3種。表明，榆林綠地植物群落兼顧了色彩配置的美學(xué)特性，但草坪草屬高耗水植物[15]，管理養(yǎng)護(hù)成本較高，不符合旱區(qū)節(jié)約型園林綠地的建設(shè)要求。因此，在考慮地域環(huán)境條件、植物生態(tài)習(xí)性的基礎(chǔ)上，植物群落配置營造須把握美學(xué)原理，應(yīng)用上需要注重色彩搭配與形態(tài)選擇，不僅要兼顧夏、冬季節(jié)植物的色彩，還要統(tǒng)籌考慮植物的體量、姿態(tài)、質(zhì)感和香味等觀賞特性[22]，設(shè)計(jì)建設(shè)符合人居環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的園林景觀。具體原則：1) 切實(shí)把握綠地空間特性，打造層次分明、清晰緊湊的群落結(jié)構(gòu)，群落中不同層次植物的種類不必過多，但須突出特色、明確重點(diǎn)。2) 挖掘野生鄉(xiāng)土植物的造景潛力，選擇觀賞價(jià)值高的樹種，如胡楊(Populuseuphratica)、臭椿(Ailanthusaltissima)、龍桑(Morusalbacv.Pendula)、北沙柳(SalixpsammophilaC.Wang et Ch.Y.Yang)、柳葉鼠李(RhamnuserythroxylonL)、沙冬青〔Ammopiptanthusmongolicus(Maxim. ex Kom.) Cheng f.〕、長梗扁桃(AmygdaluspedunculataPall.)、蒙古蕕(CaryopterismongholicaBunge)、沙蔥(Alliummongolicum)、翠雀(Delphiniumgrandiflorum)、沙生冰草〔Agropyrondesertorum(Fisch.) Schult.〕、細(xì)葉百合(Liliumpumilum)、千屈菜(LythrumsalicariaL.)，以及補(bǔ)血草屬和珍棘豆屬植物等，納入陜北旱區(qū)城市綠化建設(shè)植物圖庫，豐富物種，提高園林景觀的多樣性[23]。3) 兼顧冬季園林景觀的觀賞性，增加觀色、觀果、觀干和觀形類植物的配置應(yīng)用，如細(xì)葉小檗 (BerberispoiretiiSchneid)、南蛇藤(CelastrusorbiculatusThunb.)、酸棗(ZizyphusjujubaMill.)、沙棘(HippophaerhamnoidesL.)、紅瑞木(CornusalbaL.)、龍桑(Morusalbacv. Tortuosa)和白樺(BetulaplatyphyllaSuk.)等。

4 結(jié)論

榆林市調(diào)查區(qū)域公園綠地植物群落組成分屬31科53屬和58種。其中，喬木植物共計(jì)16種，隸屬9科13屬，占植物總種數(shù)的27.59%；灌木植物共計(jì)9種，隸屬5科9屬，占植物總種數(shù)的15.52%；草本植物共計(jì)33種，隸屬17科31屬，占植物總種數(shù)的56.90%。其中薔薇科和菊科植物種類最多，薔薇科植物14種、菊科植物11種，分別占總數(shù)的25%和19%?？傮w看，其種類較為豐富，以半穩(wěn)定群落結(jié)構(gòu)為主，且凸顯了旱區(qū)地域特色。從不同群落層植物的重要值看，喬木層位居前5的植物分別是云杉、樟子松、垂柳、圓柏和紫葉李，灌木層位居前5的植物分別是沙地柏、榆葉梅、水蠟、刺玫和地錦5種，草本層位居前5的植物分別是高羊茅、萱草、費(fèi)菜、石竹和草地早熟禾。