南寧市體育休閑公園人工植物群落物種組成及多樣性研究

丁雯 唐世斌 呂保林,2 肖梓鈺,2 蘭文朋,2 覃盟琳,3

（1. 廣西大學(xué)林學(xué)院 廣西南寧 530004；2. 廣西壯族自治區(qū)國有七坡林場(chǎng) 廣西南寧 530225；3. 廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院 廣西南寧 530004）

植物群落指在某一地段內(nèi)全部植物在時(shí)空分布上的綜合，在一定的生境條件下，具有相對(duì)的種類組成與數(shù)量比例和特定的結(jié)構(gòu)與外貌，發(fā)揮著一定的功能[1]。物種多樣性指生態(tài)學(xué)方面物種分布的均勻程度，常常是從群落組織水平上進(jìn)行研究，也稱為生態(tài)多樣性或群落多樣性[2]。城市植物多樣性是城市綠地系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的需要，是現(xiàn)代城市文明的標(biāo)志[3]。隨著我國對(duì)植物群落及物種多樣性研究的開展，城市公園綠地中人工植物群落的生態(tài)功能，包括群落的垂直結(jié)構(gòu)、物種多樣性等得到了更加充分的重視，同時(shí)依舊強(qiáng)調(diào)注重鄉(xiāng)土植物的運(yùn)用[4-6]。與以往植物群落組成及多樣性研究不同，本研究針對(duì)單個(gè)公園展開詳細(xì)調(diào)查，對(duì)比分析不同功能分區(qū)的植物群落組成和景觀特色?；跇臃絻?nèi)情況調(diào)查南寧市體育休閑公園人工植物群落的種類構(gòu)成和結(jié)構(gòu)、物種多樣性，探尋南寧市體育休閑公園植物配置出現(xiàn)的問題，并提出優(yōu)化策略。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 調(diào)研區(qū)域概況 南寧市體育休閑公園位于中國—東盟國際商務(wù)區(qū)東南部，東靠李寧體育園，西與規(guī)劃展示館相鄰，南至風(fēng)嶺南路，北與東盟商務(wù)區(qū)領(lǐng)事館相鄰，公園總用地面積41.61 hm2，用地基本呈三角形，東西長1 700 m，南北有800 m。公園南面毗鄰鳳嶺南路，是公園的主要形象入口，沿鳳嶺南路沿線集中布置有綜合體育館和競(jìng)技活動(dòng)場(chǎng)所，目前還未建成；北接桂嶺和桂花路，地形主要為山地，結(jié)合地形設(shè)有疏林草地運(yùn)動(dòng)區(qū)及野外登山道；與領(lǐng)事館區(qū)綠化銜接帶處以綠化景觀為主，設(shè)有休閑步道和室外小型運(yùn)動(dòng)器械。南寧市屬亞熱帶季風(fēng)氣候，陽光充足，雨量充沛，霜少無雪，氣候溫和，夏長冬短，年平均氣溫在21.6℃左右。年均降雨量達(dá)1 304.2 mm。

1.1.2 調(diào)查對(duì)象 南寧市體育休閑公園（南寧市氣象站、未經(jīng)過人工處理的以自然群落為主的區(qū)域及園區(qū)內(nèi)的菜圃不作為本次人工植物群落的調(diào)查對(duì)象）。

1.2 方法

1.2.1 調(diào)查設(shè)計(jì) 調(diào)查時(shí)間為2021年6—12月。對(duì)南寧市體育休閑公園初步勘察，進(jìn)行資料搜集。在ArcGIS上確定公園紅線范圍，根據(jù)公園規(guī)劃、主要道路和植物群落劃分功能分區(qū)，劃分群落和布置樣方。運(yùn)用典型抽樣法開展植物群落調(diào)查，本文的調(diào)查結(jié)果和一切數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)只基于樣方內(nèi)情況。對(duì)調(diào)查范圍內(nèi)所有面積大于100 m2的人工植物群落設(shè)置樣方，在滿足人工群落設(shè)置樣方面積的比例應(yīng)大于等于作為調(diào)查對(duì)象的群落總面積的10%的情況下對(duì)面積過大的群落增設(shè)樣方。在確保所取樣方能夠較為全面地反映群落喬灌草各層情況的前提下，將樣方相對(duì)等間距、均勻地布設(shè)在群落范圍內(nèi)。一般情況下群落樣方設(shè)置規(guī)則：喬木層樣方大小設(shè)置為10 m×10 m，當(dāng)長條形群落場(chǎng)地其寬度不足10 m時(shí)，調(diào)整長、寬，設(shè)成長方形樣方，樣方寬度按場(chǎng)地實(shí)際設(shè)定，增加樣方長度，保證樣方面積為100 m2，在喬木層樣方中取5 m×5 m樣方為灌木層和草本層樣方。行道樹群落樣方設(shè)置規(guī)則：每150 m長行道樹群落，設(shè)置1個(gè)長度為30 m、寬度為群落寬度的長方形的喬木層樣方，灌木層和草本層樣方為喬木層面積的1/4。本研究共選取樣地個(gè)數(shù)333個(gè)。南寧市體育休閑公園功能分區(qū)劃分和樣方布置情況如圖1、2所示。

圖1 紅線范圍及功能分區(qū)劃分

圖2 樣方布置示意圖

喬木層采用每木調(diào)查法，記錄植物種名、高度、枝下高、冠幅、胸徑、株數(shù)、觀賞特性及喬木層郁閉度等；灌木層和草本層記錄植物種名、高度、覆蓋度及觀賞特性等。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不能識(shí)別的植物種類，拍照、采集標(biāo)本后，咨詢專家或借助專業(yè)書籍進(jìn)行鑒定。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理與分析 按數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析。其中，對(duì)植物科屬、生活型，是否為鄉(xiāng)土植物進(jìn)行分類時(shí)參照《中國植物志》[7]、《廣西植物名錄》[8]；植物觀賞類型分析參考《園林樹木學(xué)》[9]、《園林植物學(xué)》[10]。

重要值計(jì)算公式[11]：

喬木重要值=相對(duì)密度+相對(duì)高度+相對(duì)優(yōu)勢(shì)度

灌木/草本重要值=相對(duì)頻度+相對(duì)高度+相對(duì)蓋度

物種多樣性指數(shù)計(jì)算公式[12]：

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H'）：

式中，S是調(diào)查樣方內(nèi)所有物種種類的數(shù)量，N是調(diào)查樣方內(nèi)所有物種的數(shù)量，Pi＝Ni／N，Ni為第i種物種個(gè)體數(shù)，i＝1，2，3…S。

2 結(jié)果與分析

2.1 群落物種組成分析

2.1.1 群落植物種類組成狀況 南寧市體育休閑公園人工植物群落植物科屬種統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表 1，從中可知，公園人工植物群落物種組成具有以下特點(diǎn)：（1）共有維管束植物241種，隸屬于83科184屬；（2）物種數(shù)量以被子植物為主，種數(shù)占比達(dá)94.19%。蕨類植物10科10屬12種，裸子植物 2科 2屬 2種，被子植物 71科 172屬227種（單子葉植物14科47屬60種，雙子葉植物57科125屬167種）；（3）植物總種數(shù)中，非目的植物占有相當(dāng)比例，大多為草本類植物，少數(shù)為灌木類植物。241種植物中，非目的植物 78種，占總種數(shù)的 32.37%，近 1/3，其隸屬于 42科67屬；目的植物163種，占67.63%，隸屬于60科123屬。

表1 人工植物群落植物科屬種的統(tǒng)計(jì)

2.1.2 植物優(yōu)勢(shì)科的統(tǒng)計(jì)與分析 在一定植被區(qū)域內(nèi)，植物科內(nèi)種數(shù)占據(jù)優(yōu)勢(shì)的科稱為優(yōu)勢(shì)科，表現(xiàn)為科內(nèi)種類的豐富性，可反映一定的地域表征及其植物景觀基調(diào)[13]。按照各科所含植物種類數(shù)目，將南寧市體育休閑公園科的種類劃分為優(yōu)勢(shì)科（物科內(nèi)種類≥10種）、中等科（5～9種）、寡種科（2～4種）和單種科（1種）。體育休閑公園人工植物群落植物科統(tǒng)計(jì)如表2，從中分析知，公園人工植物群落植物優(yōu)勢(shì)科具有如下特點(diǎn)：（1）以單種科和寡種科的科數(shù)為多，二者占科總數(shù)的79.52%，分別為 37科、29科；（2）優(yōu)勢(shì)科數(shù)量很少，僅為3個(gè)科，分別是禾本科（Gramineae）、桑科（Moraceae）、菊科（Compositae）；（3）3 個(gè)優(yōu)勢(shì)科所屬的植物種數(shù)占總種數(shù)的 17.43%，近1/5，為 42種；（4）植物種數(shù)仍主要分布于中等科和寡種科內(nèi)，二者占總種數(shù)的67.22%，分別為84、78種。

表2 人工植物群落植物科的統(tǒng)計(jì)

2.1.3 植物生活型的統(tǒng)計(jì)與分析 植物的生活型是植物對(duì)所在環(huán)境綜合條件長期適應(yīng)而表現(xiàn)在外貌上的類型，是植物體與環(huán)境間某種程度上統(tǒng)一性的反映[9]。在本研究中，將自然高度≥4 m的木本植物分類為喬木，自然高度＜4 m的木本植物分類為灌木，結(jié)果見表3。

表3 人工植物群落植物生活型的統(tǒng)計(jì)

南寧市體育休閑公園植物生活型的特點(diǎn)如下：（1）木本植物136種，草本植物105種（含竹類2種），木本與草本之比約為9∶7；（2）常綠植物數(shù)量大于落葉植物數(shù)量，木本植物中常綠植物共111種，落葉植物共25種，木本植物中常綠植物與落葉植物之比約為 22∶5，如圖 3所示；（3）在所有生活型中，常綠喬木、常綠灌木和多年生草本占比較高，分別為21.58%、22.41%、32.78%；（4）草本植物以多年生草本為主，多年生草本占草本植物（包括草質(zhì)藤本）總種數(shù)的76.70%。草本植物中有較多自生非目的草本植物，如歐洲鳳尾蕨（Pteris cretica）飛揚(yáng)草（Euphorbia hirta）等。

圖3 木本植物生活型統(tǒng)計(jì)與分析

2.1.4 植物群落物種來源組成統(tǒng)計(jì)與分析 將原產(chǎn)于廣西或經(jīng)過長期引種栽培能適應(yīng)廣西的自然地理?xiàng)l件，并能完成其生活史的植物作為鄉(xiāng)土植物[14]。南寧市體育休閑公園物種來源組成統(tǒng)計(jì)與分析結(jié)果如表 4。從表 4中可知，南寧市體育休閑公園物種來源組成有如下特點(diǎn)：（1）調(diào)查范圍內(nèi)共有鄉(xiāng)土植物150種，占比62.24%，外來種91種，占比37.76%，鄉(xiāng)土植物與外來植物之比約為5∶3，園內(nèi)鄉(xiāng)土樹種占比較高，物種來源結(jié)構(gòu)較為合理；（2）園內(nèi)常見歸化種有紅花酢漿草（Oxalis corymbosa）、臺(tái)灣相思（Acacia confusa）等；（3）園內(nèi)常見馴化種有藍(lán)花楹（Jacaranda mimosifolia）、藍(lán)花草（Ruellia simplex）等；（4）園內(nèi)常見野生種有腎蕨（Nephrolepis cordifolia）、樟（Cinnamomum camphora）等；（5）園內(nèi)常見栽培種有蘇鐵（Cycas revoluta）、大花紫薇（Lagerstroemia speciosa）等；（6）園內(nèi)入侵種有光莢含羞草（Mimosa bimucronata）和蔓馬纓丹（Lantana montevidensi）。

表4 人工植物群落植物物種來源統(tǒng)計(jì)

2.1.5 植物觀賞特性統(tǒng)計(jì)與分析 將體育休閑公園內(nèi)的目的植物分為觀花、觀果、觀葉、觀干、觀枝、觀根、觀芽、觀形、芳香9類（非目的植物不考慮其觀賞特性，同一植物可能兼具幾種觀賞特性）。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表5，南寧市體育休閑公園植物觀賞特性統(tǒng)計(jì)與分析結(jié)果如下：（1）調(diào)查范圍內(nèi)觀葉植物物種數(shù)最多，共44科82屬109種，占總種數(shù)的 45.23%，觀葉植物主要有紫錦木（Euphorbia cotinifolia）、紅花檵木（Loropetalum chinense）、垂葉榕（Ficus benjamina）等；（2）調(diào)查范圍內(nèi)觀花植物物種數(shù)第二多，共 44科71屬 88種，占總種數(shù)的 36.51%，觀花植物主要有含笑花（Michelia figo）、萼距花（Cuphea hookeriana）、葉子花（Bougainvillea spectabilis）等；（3）觀根植物物種數(shù)較少，共2科2屬10種，占總種數(shù)的4.15%。其中9種來自?？崎艑僦参?，剩余1種來自漆樹科（Anacardiaceae），如高山榕（Ficus altissima）、印度榕（Ficus elastica）、榕樹（Ficus microcarpa）、人面子（Dracontomelon duperreanum）等；（4）芳香植物物種數(shù)較少，共2科3屬 5種，占總種數(shù)的 2.07%。為木蘭科（Magnoliaceae）和木犀科（Oleaceae）植物，有白蘭（Michelia × alba）、含笑花、木樨（Osmanthus fragrans）等。

表5 人工植物群落植物觀賞特性統(tǒng)計(jì)

2.2 植物物種多樣性指數(shù)分析

2.2.1 重要值分析 生態(tài)學(xué)中的重要值是反映群落中某個(gè)物種的數(shù)量及其作用的綜合數(shù)值指標(biāo)，可以反映出群落中的優(yōu)勢(shì)樹種[15]。全園調(diào)查范圍內(nèi)喬灌草重要值排序如表 6～8，可得全園物種重要值特點(diǎn)如下：（1）喬木層植物有81種；灌木層植物94種；草本層植物103種；層間植物3種，石韋（Pyrrosia lingua）、烏蘞莓（Cayratia japonica）、菟絲子（Cuscuta chinensis）；（2）喬木層中，榕樹、羊蹄甲（Bauhinia purpurea）為鄉(xiāng)土樹種；灌木層中，黃金榕（Ficus microcarpa‘Golden Leaves’）為鄉(xiāng)土植物；草本層中，沿階草（Ophiopogon bodinieri）、旅人蕉（Ravenala madagascariensis）、腎蕨為鄉(xiāng)土植物。在樣方內(nèi)15種優(yōu)勢(shì)物種中，只有6種鄉(xiāng)土植物，說明公園內(nèi)鄉(xiāng)土植物運(yùn)用太少，不具有優(yōu)勢(shì)，不能起到主導(dǎo)作用；（3）在各個(gè)垂直結(jié)構(gòu)層中，物種間的重要值差別較大，特別是草本層中排序第一的溝葉結(jié)縷草（Zoysia matrella）重要值高達(dá)1.000 2，比其余種類的重要值指數(shù)大很多。喬木層排序第一的榕樹重要值也較高，為0.418 7，說明南寧市體育休閑公園內(nèi)大量運(yùn)用了這些植物種類，對(duì)其他種類運(yùn)用較少。榕樹作為鄉(xiāng)土植物，四季常青，樹形優(yōu)美，又有獨(dú)特的氣生根景觀；葉子花花期長、花量大，在南寧市大量用作垂直綠化，景觀效果好；黃金榕和紅花檵木為彩葉植物，好養(yǎng)護(hù)，被大量用作綠籬、模紋花壇；朱槿（Hibiscus rosa-sinensis）為南寧市市花；溝葉結(jié)縷草常用于草坪，南寧市體育休閑公園內(nèi)有大面積開闊草坪供人活動(dòng)；沿階草為常見地被植物；旅人蕉形態(tài)優(yōu)美，具有熱帶風(fēng)情，是南寧市常見的園林綠化植物。

表6 人工植物群落喬木層植物重要值排序（取前5）

分析園內(nèi)各個(gè)分區(qū)人工植物群落的現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，不同功能區(qū)的物種重要值排序和主要配置方式各不相同，各個(gè)分區(qū)具有特色，且植物配置能滿足不同分區(qū)的使用功能。如風(fēng)鈴草坪區(qū)打造的是以黃花風(fēng)鈴木（Handroanthus chrysanthus）為主的疏林草地景觀，因此，黃花風(fēng)鈴木在風(fēng)鈴草坪區(qū)出現(xiàn)次數(shù)最多，為5次，重要值為0.391 6，在喬木層排序第二，配置方式主要是群植；山林區(qū)打造的是山林野趣的景觀，因此用了大量林植的夾竹桃以及樹形高大的臺(tái)灣相思，夾竹桃和臺(tái)灣相思在山林區(qū)喬木層的重要值分別是 0.484 3和0.220 9，配置方式主要是林植。

表7 人工植物群落灌木層植物重要值排序（取前5）

表8 人工植物群落草本層植物重要值排序（取前5）

2.2.2 多樣性指數(shù)分析 統(tǒng)計(jì)分析南寧市體育休閑公園各分區(qū)人工植物群落喬木層、灌木層和草本層的物種豐富度指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和 Pielou均勻度指數(shù)，結(jié)果如圖4～6所示。根據(jù)分區(qū)的多樣性指數(shù)差別，分析不同功能區(qū)的植物特色，再進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析全園的物種多樣性概況。

（1）物種豐富度是一個(gè)群落或生境中物種數(shù)目的多少，數(shù)值越大說明物種豐富度越高。采用的物種豐富度指數(shù)（R）會(huì)受到樣地面積和個(gè)數(shù)影響。因此，表9列出了各個(gè)功能分區(qū)調(diào)查的人工植物群落面積與樣方數(shù)量。從圖4可得，人工植物群落面積較大、設(shè)置樣方較多的群象坡區(qū)和草坪運(yùn)動(dòng)區(qū)的植物種類最多，分別為 129種和125種；人工植物群落面積較小、設(shè)置樣方較少的入口管理區(qū)和其他功能區(qū)植物種類最少，分別為51種和4種。在其他功能區(qū)中只調(diào)查了體育公園代管的市政道路，因此植物物種種類較少，景觀較單一，各項(xiàng)多樣性指數(shù)都較低。而人工植物群落面積較大樣方布置較多的登高步道區(qū)物種豐富度卻偏低，說明登高步道區(qū)的植物種類較少。

表9 各分區(qū)人工植物群落總面積和樣方數(shù)量

圖4 分區(qū)物種豐富度指數(shù)

（2）目前學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為群落（動(dòng)物或植物）物種多樣性越豐富，群落越穩(wěn)定[16]。Simpson多樣性指數(shù)是用來反映群落中2個(gè)植物個(gè)體屬于同種的概率，Simpson多樣性指數(shù)（D）數(shù)值越大，優(yōu)勢(shì)物種越少。從圖5可知，除了登高步道區(qū)和其他功能區(qū)外，其余功能分區(qū)的Simpson多樣性指數(shù)均表現(xiàn)為灌木層高于喬木層和草本層，灌木層最高為草坪運(yùn)動(dòng)區(qū)（0.967 4），說明灌木層植物個(gè)體來自同種的概率更高，灌木層的優(yōu)勢(shì)種更多。

圖5 分區(qū)Simpson多樣性指數(shù)

（3）Shannon-Winner指數(shù)（H）可以用來反映群落中物種的豐富程度。從圖 6可看出，Shannon- Winner指數(shù)表現(xiàn)出與Simpson指數(shù)大致相同的趨勢(shì)：除了其他功能區(qū)外，其余分區(qū)的Shannon- Wiener多樣性指數(shù)均表現(xiàn)為灌木層高于喬木層和草本層，灌木層最高為草坪運(yùn)動(dòng)區(qū)（3.592 2）。以上分析說明南寧市體育休閑公園灌木層的復(fù)雜程度更高，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性更大。

圖6 分區(qū)Shannon-Wiener多樣性指數(shù)

（4）根據(jù)圖7可得，除了登高步道區(qū)和其他功能區(qū)外，其余功能分區(qū)的Pielou均勻度指數(shù)（J）均表現(xiàn)為灌木層高于喬木層和草本層，灌木層最高為草坪運(yùn)動(dòng)區(qū)（0.943 7），這表明灌木層的植物分布相對(duì)比較均勻。

圖7 分區(qū)Pielou均勻度指數(shù)分析

3 討論與建議

3.1 討論

（1）近年南寧市體育休閑公園運(yùn)用的目的性植物種類更多，植物造景得到了優(yōu)化。黃麗莎[17]在 2014年對(duì)南寧市體育休閑公園的綠化植物進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，結(jié)果顯示南寧市體育休閑公園綠化植物共46科85屬116種[17]。本文調(diào)查到目的植物共60科123屬163種，多出14科38屬47種。

（2）對(duì)比南寧市其余公園綠地，南寧市體育休閑公園鄉(xiāng)土植物占比更大。本園的鄉(xiāng)土種指數(shù)為0.62；南寧市人民公園鄉(xiāng)土種指數(shù)為0.57[18]；南寧市花卉公園本地木本植物指數(shù)為0.58[19]；南寧市獅山公園鄉(xiāng)土種指數(shù)為0.57[20]。南寧市公園綠地常用鄉(xiāng)土植物有：榕樹、天桃木（Mangifera persiciforma）、棕竹（Rhapis excelsa）等。

（3）調(diào)查范圍內(nèi)，目的植物與非目的植物之比為163∶78，表明人工群落內(nèi)非目的植物較多。較多的非目的植物一方面說明南寧市體育休閑公園生態(tài)性較好；另一方面非目的植物會(huì)影響人工植物群落的觀賞性。

3.2 建議

基于本次調(diào)查研究結(jié)果，建議：

（1）增加觀賞性草本類植物和藤本植物種類與應(yīng)用形式。草本植物具有運(yùn)用形式廣泛等特點(diǎn)，即可豐富地被形式，也可用作垂直綠化；藤本植物可以豐富豎向景觀。

（2）增加鄉(xiāng)土植物的種類與運(yùn)用。南寧市體育休閑公園鄉(xiāng)土植物運(yùn)用不足，建議后期植物配置的時(shí)候，在植物的選擇上盡量使用鄉(xiāng)土植物，讓鄉(xiāng)土植物在公園中發(fā)揮主導(dǎo)作用。

（3）加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管理，探尋科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)管理方法。園區(qū)內(nèi)部分植物病蟲害多，園內(nèi)水景較少，部分濕生植物由于缺水等環(huán)境因素的綜合影響長勢(shì)較差，影響景觀效益。園區(qū)內(nèi)非目的植物多，應(yīng)及時(shí)除去人工植物群落的非目的植物。