成都主要植被分布區(qū)的植物區(qū)系與組成相似性研究

茍小林 康馨文 涂衛(wèi)國 陳緒玲 崔永亮 王亞婷

摘 要：研究以典型公園城市成都為對(duì)象，采用樣線調(diào)查方法對(duì)擔(dān)負(fù)不同功能的13個(gè)主要植被分布區(qū)域進(jìn)行植物組成調(diào)查，分析各區(qū)域的植被區(qū)系以及區(qū)域間植物組成的相似性。結(jié)果表明：成都的各植被分布區(qū)的植物物種分布不均勻，具有自然保護(hù)區(qū)的都江堰和彭州區(qū)域植物物種豐富，分別調(diào)查到277和239種植物，且蕨類植物分布較多，而人為干擾較大的大邑區(qū)域植物物種數(shù)量最少，只調(diào)查到80種；人工干擾下區(qū)域的植物物種數(shù)量依賴于其植被功能類型；整體來看，成都的植物分布主要集中在世界分布、泛熱帶分布及其變型、北溫帶分布及其變型、東亞分布及其變型等區(qū)系；具有自然保護(hù)區(qū)的區(qū)域間，人工干擾情況相似的區(qū)域間，其植物組成的相似度較高，不同區(qū)域間的植物組成相似性與區(qū)域間的水平距離和海拔差距沒有明顯相關(guān)性?；谡{(diào)查結(jié)果，提出成都未來公園城市建設(shè)需要加強(qiáng)本土植物物種數(shù)量的參與比例，同時(shí)要提升龍泉山城市森林公園的功能建設(shè)。

關(guān)鍵詞：公園城市；植物區(qū)系；生物多樣性；相似性；成都

中圖分類號(hào)：Q948.15文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-060X（2023）10-0050-07

Plant Flora and Species Composition Similarity of Main Vegetation Distribution Areas in Chengdu

GOU Xiao-lin1， KANG Xin-wen2， TU Wei-guo1， CHEN Xu-ling3， CUI Yong-liang1，3， WANG Ya-ting2

（1. Sichuan Provincial Academy of Natural Resource Sciences， Chengdu 610015， PRC; 2. Chengdu Academy of Environmental Sciences， Chengdu 610072， PRC; 3. Chengdu Branch， Sichuan Provincial Academy of Natural Resource Sciences， Chengdu 610041， PRC）

Abstract：The study adopted the line transect method to investigate plant composition of 13 main vegetation distribution areas with different functions in Chengdu， a typical park city， and analyzed vegetation flora of each area and the similarity of plant composition among areas. The results showed that the distribution of plant species was uneven in each vegetation distribution area of Chengdu： Dujiangyan and Pengzhou areas where nature reserves are located were rich in plant species， with 277 and 239 species respectively， and more ferns were found， while Dayi area had the least plant species of only 80 species due to great artificial disturbance. The number of plant species in the area under artificial disturbance depended on the type of vegetation function. On the whole， plant floras in Chengdu were mainly the global distribution type， the pantropical distribution type and its variants， the north temperate zone distribution type and its variants， and the East Asian distribution type and its variants. The plant compositions had a high similarity among areas with nature reserves， the same was ture for areas under artificial disturbance， and the similarity of plant composition among different areas had no obvious correlation with the horizontal distance and elevation difference among areas. Hence， the study suggested increasing the proportion of native plant species in the future park city construction of Chengdu， and improving the functional construction of Longquan Mountain Urban Forest Park.

Key words： park city; plant flora; biodiversity; similarity; Chengdu

收稿日期：2023–05–29

基金項(xiàng)目：四川省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2022JDYW0003）；四川省科技計(jì)劃重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2022YFS0475）；四川省自然資源科學(xué)研究院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目（2021JDKY0023）

作者簡(jiǎn)介：茍小林（1988—），男，四川劍閣縣人，助理研究員，主要從事生態(tài)學(xué)保護(hù)與生態(tài)恢復(fù)研究。

通信作者：王亞婷

隨著我國社會(huì)發(fā)展進(jìn)程的加快，在城鎮(zhèn)化建設(shè)過程中，公園城市、綠色海綿城市等理念被先后提出，以應(yīng)對(duì)城市化進(jìn)程中出現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境問題[1-2]。吳巖等[3]認(rèn)為，公園城市是以城市綠地系統(tǒng)和公園體系為基礎(chǔ)，把“市民—公園—城市”三者關(guān)系的優(yōu)化和諧作為重要內(nèi)容，滿足人民日益增長的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需求的理想城市建構(gòu)模式。Wang等[4]認(rèn)為公園城市是覆蓋全城市的大系統(tǒng)，可以改善城市環(huán)境、增加生物多樣性、提升城市生態(tài)功能，也可以維持城市發(fā)展。由此可知，公園城市是我國未來城市化過程中緩解自然生態(tài)與城鎮(zhèn)化矛盾的重要方式。近年來，公園城市模式在江門、貴陽、成都、深圳、昆明等地城市建設(shè)中得到了較好的體現(xiàn)。研究表明，生物多樣性是城市生態(tài)功能和環(huán)境健康的重要衡量指標(biāo)[5]，生物多樣性不僅僅是維系公園城市生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)，也是城市長期可持續(xù)發(fā)展的保障[6]，特別是植物多樣性組成和植物功能群落的協(xié)調(diào)，對(duì)公園城市的空氣凈化、水土保持、綠色固碳等都有顯著的作用[7-8]。但是人工構(gòu)建的公園城市植物組成和功能發(fā)揮相較自然生態(tài)系統(tǒng)仍然有很多不足，特別是對(duì)于區(qū)域植物多樣性保護(hù)和延續(xù)，依然是城市化建設(shè)的難點(diǎn)。因此，城市化建設(shè)過程中植物多樣性組成與相鄰自然生態(tài)系統(tǒng)植物的相似性，以及植物群落功能的發(fā)揮都是值得關(guān)注的重點(diǎn)。

成都是我國首個(gè)提出建設(shè)公園城市的城市，也是我國公園化城市建設(shè)的典型[9-10]。目前，成都明確了以龍泉山城市森林公園和成都典型濕地建設(shè)為核心的公園城市發(fā)展思路，并以天府新區(qū)為核心區(qū)，構(gòu)建了大量森林、湖泊、河流、綠地等生態(tài)系統(tǒng)?；谥参锶郝湓诠珗@城市建設(shè)中的重要地位，筆者以成都為研究區(qū)域，調(diào)查其典型區(qū)域的植被分布情況，并對(duì)比兩兩區(qū)域的植物物種組成相似性，以期為成都植物多樣性的提升以及公園城市生態(tài)功能的發(fā)揮提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

成都地處中國西南內(nèi)陸、四川盆地西部、成都平原腹地，為四川省省會(huì)城市，全市面積達(dá)14 335 km2，常駐人口達(dá)2 126.8萬，是西南內(nèi)陸的巨大城市生態(tài)系統(tǒng)。該地區(qū)為典型的亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，年均氣溫16℃，年均降水量約1 000 mm [11]；地形涵蓋了平原、丘陵、高山，土壤主要為紫色土、黃壤和黃棕壤；境內(nèi)地勢(shì)平坦、河網(wǎng)縱橫、物產(chǎn)豐富、農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，農(nóng)業(yè)以夏水稻、冬小麥、玉米、大豆等為主。成都的旅游資源豐富，獨(dú)特的山水資源造就了當(dāng)?shù)囟鄻踊纳鷳B(tài)系統(tǒng)與人文景觀，其植物多樣性極為豐富，有銀杏（Ginkgo biloba）、珙桐（Davidia involucrata）、南方紅豆杉（Taxus wallichiana）、普陀鵝耳櫪（Carpinus putoensis）、香果樹（Emmenopterys henryi）等珍稀植物資源，也是川芎（Ligusticum sinense 'Chuanxiong'）、黃連（Coptis chinensis）、射干（Belamcanda chinensis）等重要中藥材的主產(chǎn)區(qū)。

1.2 研究樣地設(shè)置

根據(jù)成都公園化城市建設(shè)特性與周邊主要植被分布情況，將成都植被功能性地分為森林植被、混合綠地植被、濕地植被、農(nóng)用地植被，此次主要調(diào)查森林和濕地2大類型，共計(jì)選擇13個(gè)典型地區(qū)，主要分布于都江堰市、邛崍市、新津區(qū)、大邑縣、西嶺雪山風(fēng)景區(qū)、彭州市、龍泉區(qū)、雙流區(qū)、彭州市9個(gè)縣市區(qū)，涵蓋了森林、濕地、綠地等不同生態(tài)類型。在每個(gè)典型區(qū)域，至少選擇1個(gè)典型調(diào)查片區(qū)，設(shè)定核心點(diǎn)，以核心點(diǎn)為基礎(chǔ)，向周邊輻射調(diào)查植被物種分布情況。

調(diào)查區(qū)域人工干預(yù)程度從小到大分為程度輕微、程度較小、程度中等、程度較大、程度極大5種尺度。（1）程度輕微：基本未見或者極少見到人工活動(dòng)痕跡，自然植被保留完整。（2）程度較??；具有人工干擾痕跡，自然植被保留完整，未見到種植、采伐痕跡。（3）程度中等：具有人工干擾痕跡，有人工種植、采伐、工程痕跡，植被保留相對(duì)完整，人工種植物種可占到全部群落的10%。（4）程度較大：具有人工干擾痕跡，人工種植、采伐、工程現(xiàn)象明顯，只保留50%左右的自然植被，人工種植物種較多.（5）程度極大：具有人工干擾痕跡，人工種植、采伐、工程現(xiàn)象極為嚴(yán)重，斑塊化程度嚴(yán)重，90%以上物種由人工種植。

1.3 研究方法

在選定的典型調(diào)查區(qū)，設(shè)定1 km2的核心點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，然后在核心點(diǎn)10 km范圍內(nèi)選擇5個(gè)典型樣帶（以核心點(diǎn)為基礎(chǔ)，向周邊輻射，每隔1 km向外輻射1 km的樣帶）進(jìn)行踏查；根據(jù)實(shí)際植被特征，詳細(xì)記錄調(diào)查到的植物物種、地理特征、人工干預(yù)情況等信息。調(diào)查過程中盡量避開當(dāng)年人工建植的綠地、園林等樣地，可以選擇人工建植后1 a以上且具有自然植被定植或演替的植物群落。植物物種只調(diào)查蕨類、種子植物，未能現(xiàn)場(chǎng)鑒定的植物物種采集標(biāo)本，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分類和鑒定。本土植物物種鑒定根據(jù)《中國高等植物彩色圖鑒》[12]、《四川植物志》[13]、植物智（http：//www.iplant.cn/）進(jìn)行鑒定，外來植物根據(jù)《中國入侵植物名錄》[14]、《成都市外來入侵植物》[15]、中國外來入侵物種信息系統(tǒng)（http：//www.iplant.cn/ias/）進(jìn)行鑒定。植物區(qū)系組成根據(jù)《中國種子植物屬的分布區(qū)類型》[16]和《世界種子植物科的分布區(qū)類型系統(tǒng)》[17]進(jìn)行分區(qū)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

詳細(xì)記錄各區(qū)域調(diào)查到物種的種、屬信息，統(tǒng)計(jì)種、屬數(shù)量。蕨類植物和種子植物分別進(jìn)行物種類型和數(shù)量統(tǒng)計(jì)。種子植物按照種子植物區(qū)系的劃分和區(qū)系特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。調(diào)查區(qū)域間物種相似性系數(shù)采用Jaccard相似性系數(shù)[18]來衡量，見公式（1）。

式中：Cj為調(diào)查區(qū)域間相似性系數(shù)，A為a區(qū)域調(diào)查的物種數(shù)量，B為b區(qū)域調(diào)查的物種數(shù)量，j為a和b區(qū)域調(diào)查到相同的物種數(shù)量。

不同區(qū)域間的水平距離為調(diào)查核心點(diǎn)之間的水平直線距離，不同調(diào)查區(qū)域間的海拔差距為調(diào)查區(qū)核心點(diǎn)之間的垂直海拔差距。物種間相似性系數(shù)與水平距離、海拔差距之間的關(guān)系采用線性擬合進(jìn)行分析，所有數(shù)據(jù)均采用excel 2019 軟件整理，利用spss 26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用origin 2019b軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 各調(diào)查區(qū)域的總體情況

調(diào)查的13個(gè)區(qū)域，物種分布差別較大，總體情況如表1所示。物種分布最多的都江堰地區(qū)，發(fā)現(xiàn)了277種植物，分屬于225個(gè)屬，其中分布較多的典型屬有懸鉤子屬（Rubus）、榕屬（Ficus）、獼猴桃屬（Actinidia）、茄屬（Solanum）、鐵線蓮屬（Clematis），而物種分布最少的大邑地區(qū)，也發(fā)現(xiàn)了80種植物，分屬于78個(gè)屬，該地區(qū)的典型屬為葛屬（Pueraria）和拉拉藤屬（Galium）。13個(gè)調(diào)查區(qū)域中，植物種類超過200種的為都江堰、彭州和空港花田，少于100種的為新津和大邑。植物物種最多和最少的區(qū)域都是森林生態(tài)系統(tǒng)。成都市區(qū)人工改造后的濕地九道堰和青龍湖區(qū)域的植物物種數(shù)量分別為156和145種，分屬于132和130屬，而市區(qū)人工改造的綠地望叢祠和空港花田的植物物種數(shù)量分別為131和220種，分屬于118和187屬。成都市區(qū)外，人工干擾程度越大，物種數(shù)量越少；市區(qū)內(nèi)，物種多少與人工干預(yù)并沒有表現(xiàn)出明顯規(guī)律。

2.2 蕨類植物區(qū)系分布

13個(gè)調(diào)查區(qū)域發(fā)現(xiàn)了多種蕨類植物，如表2所示。其中，人工干預(yù)程度小的都江堰和彭州地區(qū)發(fā)現(xiàn)了較多的蕨類植物，分別有11和12種；而發(fā)現(xiàn)蕨類植物最少的是人工改造和建植的空港花田，只有1種。所有發(fā)現(xiàn)的蕨類植物中，常見的有貫眾（Cyrtomium fortunei）、井欄邊草（Pteris multifida）、問荊（Equisetum arvense）、海金沙（Lygodium japonicum），而較少見的有黑鱗耳蕨（Polystichum makinoi）、紅蓋鱗毛蕨（Dryopteris erythrosora）、邊緣鱗蓋蕨（Microlepia marginata）、豬鬃鳳尾蕨（Pteris actiniopteroides）、蘋（Marsilea quadrifolia）等。成都市區(qū)蕨類植物分布相對(duì)較少，而在市區(qū)外，人工干預(yù)程度越大，蕨類植物分布越少。

2.3 種子植物區(qū)系分布

各調(diào)查區(qū)域的種子植物區(qū)系組成及分布如表3所示。都江堰區(qū)域的種子植物最多，有214屬，分布數(shù)量排前3的區(qū)系分別為北溫帶分布及其變型（48屬，占比22.43%）、東亞分布及其變型（34屬，15.89%）和世界分布（29屬，13.55%），而在地中海區(qū)西亞至中亞分布及其變型和中亞分布及其變型沒有物種分布。種子植物數(shù)量最少的區(qū)域?yàn)榇笠?，只?7屬，分布數(shù)量排前3的區(qū)系分別為泛熱帶分布及其變型（16屬）、世界分布（12屬）和北溫帶分布及其變型（11屬），該區(qū)域也沒有地中海區(qū)西亞至中亞分布及其變型和中亞分布及其變型的物種。九道堰、青龍湖、望叢祠、空港花田4個(gè)市區(qū)調(diào)查區(qū)域發(fā)現(xiàn)的種子植物分別有129、127、113和186屬，分布數(shù)量排前3的區(qū)系均為世界分布、泛熱帶分布及其變型、北溫帶分布及其變型。市區(qū)的調(diào)查區(qū)域中只有望叢祠區(qū)域沒有地中海區(qū)西亞至中亞分布及其變型和中亞分布及其變型的植物物種，其他3個(gè)調(diào)查區(qū)域15個(gè)區(qū)系均有分布。從整體來看，成都的植物區(qū)系分布主要集中于世界分布、泛熱帶分布及其變型、北溫帶分布及其變型、東亞分布及其變型4個(gè)區(qū)系，而在溫帶亞洲分布、地中海區(qū)西亞至中亞分布及其變型、中亞分布及其變型這3個(gè)區(qū)系分布相對(duì)較少。

2.4 植物物種相似性系數(shù)

由表4可知，所有調(diào)查區(qū)域中，相似性系數(shù)最高的是都江堰與彭州區(qū)域，相似性系數(shù)為0.310，這2個(gè)區(qū)域人工干預(yù)程度較?。黄浯问请p流與龍泉區(qū)域，相似性系數(shù)為0.293，這2個(gè)區(qū)域?yàn)槿斯じ深A(yù)程度較大的山地森林，斑塊化嚴(yán)重；作為山地森林類型風(fēng)景旅游區(qū)的彭州與西嶺雪山，二者間植物組成的相似性系數(shù)為0.284。所有調(diào)查區(qū)域中，相似性系數(shù)最低的區(qū)域?yàn)槿斯そㄖ驳目崭刍▓@和西嶺雪山之間，相似性系數(shù)為0.057。森林類型中，人工干預(yù)程度最小的都江堰和人工干預(yù)程度最大的雙流之間植物物種相似性系數(shù)為0.122，且都江堰區(qū)域與作為成都城市森林公園設(shè)立的龍泉山的植物組成相似性系數(shù)也為0.122。成都市區(qū)內(nèi)4個(gè)調(diào)查區(qū)域間的相似性系數(shù)都高于0.19。濕地類型的崇州、青龍湖、九道堰之間的植物組成相似性系數(shù)都大于0.2，綠地類型的望叢祠和空港花園之間的植物組成相似性系數(shù)為0.198。

2.5 相似性系數(shù)與植被分布距離、海拔之間的關(guān)系

從圖1可以看出，調(diào)查區(qū)域的水平距離、海拔差距與植物組成相似性系數(shù)之間并沒有顯著相關(guān)關(guān)系。

3 討 論

成都主要植被分布區(qū)的植物種類數(shù)量不一，自然植被狀態(tài)下，人工干預(yù)程度越大，植物物種數(shù)量越少，但人工建植的植被系統(tǒng)中植物物種數(shù)量卻取決于建植系統(tǒng)類型與功能[19-20]。在野外自然狀態(tài)下，人工干預(yù)降低了植物物種數(shù)量，這與前人[21-22]的研究結(jié)果相似。這與人工干預(yù)改變了植物生境[23-24]，破壞了植物棲息地[25-26]等有關(guān)。該研究中，人工建植的城市森林公園核心區(qū)龍泉與觀賞性的植物建植區(qū)空港花田的植物數(shù)量較多，這2個(gè)區(qū)域需求植被種類和數(shù)量較多，人工管護(hù)程度高，但同為人工建植的望叢祠等區(qū)域，植物物種數(shù)量偏低，這些區(qū)域只屬于基本綠地或濕地，對(duì)植物物種數(shù)量要求不高，其管理也只處于基本維護(hù)狀態(tài)。人工建植的區(qū)域植物類型數(shù)量取決于其功能，并且與維護(hù)程度有很大關(guān)聯(lián)[27]。但是公園城市建設(shè)過程中，植被類型、生態(tài)功能與植物物種組成之間的協(xié)調(diào)關(guān)系需要更多的研究來闡釋。

蕨類植物在成都主要植被分布區(qū)分布不均勻，人工干預(yù)程度越低，自然保護(hù)狀態(tài)越好，蕨類植物分布數(shù)量越多，而人工干預(yù)程度越高，蕨類植物分布數(shù)量越少。蕨類植物主要依靠孢子繁殖，并且大部分蕨類植物對(duì)生長環(huán)境的水分、光照、土壤等條件要求較高，這就導(dǎo)致了自然生態(tài)系統(tǒng)中蕨類植物對(duì)環(huán)境的依賴較高[28]，但受到人工過度干預(yù)后，蕨類植物生長可能受到影響。例如：對(duì)重慶市城市墻體生境的相關(guān)研究表明水分環(huán)境決定了部分蕨類植物的分布[29]，對(duì)白云山的相關(guān)研究也表明蕨類植物受到森林類型、海拔、土壤腐殖質(zhì)、凋落物等多種因子的影響[30]。但是在成都，蕨類植物在人工干預(yù)條件下的分布情況和主要影響因子還需要更多研究深入探討。

從整體來看，成都種子植物的區(qū)系分布不均勻，其中世界分布、泛熱帶分布及其變型、北溫帶分布及其變型、東亞分布及其變型的植物較多，而其他區(qū)系的植物相對(duì)較少。這是由于成都所處的水熱環(huán)境[31]以及明顯的氣候分異[32-33]導(dǎo)致的。成都的溫帶亞洲分布、地中海區(qū)西亞至中亞分布及其變型、中亞分布及其變型的植物相對(duì)較少，這些植物可能是人工引進(jìn)的植物，用于城市園林建設(shè)，因此分布較少。在成都不同區(qū)域間的植物物種相似性系數(shù)與區(qū)域間分布的水平距離與海拔差距沒有明顯的關(guān)系，而與人工干預(yù)程度有較大的關(guān)聯(lián)，這可能是人工建植、改造所形成的物種相對(duì)較多的原因，但是還需要進(jìn)一步深入研究。

龍泉山城市森林公園作為成都生態(tài)和生物多樣性保護(hù)的重要一環(huán)，目前其植物組成與自然保護(hù)狀態(tài)下的都江堰、彭州區(qū)域的植物組成相差較大，該區(qū)分布較多人工干預(yù)和建植的植物物種，與干預(yù)程度較大、破壞程度較高的雙流區(qū)域植物組成相似性較高，因此龍泉山城市森林公園的植物物種改造與恢復(fù)是其建設(shè)的重要內(nèi)容。但就目前的狀況而言，龍泉山區(qū)域緊鄰成都市區(qū)，且屬于城市與鄉(xiāng)村的交界山脈，分布有大量農(nóng)田、果林、水源，破碎斑塊化嚴(yán)重，未來在龍泉山城市森林公園的建設(shè)中，可能需要重點(diǎn)加強(qiáng)生產(chǎn)管理，修復(fù)破損斑塊化生境，然后逐步恢復(fù)自然植被與城市森林公園的生態(tài)功能，促進(jìn)城市森林公園建設(shè)。

4 結(jié) 論

研究發(fā)現(xiàn)，成都植物物種豐富，具有完整自然保護(hù)區(qū)的都江堰區(qū)域共調(diào)查到277種植物，人為干擾較大的大邑區(qū)域植物物種數(shù)量最少，只調(diào)查到80種。成都植區(qū)系分布主要集中在世界分布、泛熱帶分布及其變型、北溫帶分布及其變型、東亞分布及其變型等區(qū)系。在成都及其相鄰區(qū)域，植被保護(hù)較好的都江堰與彭州地區(qū)的植物組成相似性較高，人工干預(yù)程度較大和自然保護(hù)狀態(tài)下的區(qū)域間植物組成相似性較低，且植物組成相似性程度與人工干預(yù)程度有關(guān)，與區(qū)域間水平分布距離、垂直海拔差距相關(guān)性不大。在未來的成都公園化城市建設(shè)中，需要加強(qiáng)本土植物物種的參與比例。

（致謝：感謝野生植物四川省科技資源共享服務(wù)平臺(tái)對(duì)本文的支持。）

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（責(zé)任編輯：成 平）