李　娟, 蘇寶玲, 張　茜, 楊　萌

(沈陽大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院, 遼寧 沈陽　110044)

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沈陽市公園綠地植物群落物種多樣性分析

李娟, 蘇寶玲, 張茜, 楊萌

(沈陽大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院, 遼寧 沈陽110044)

摘要:以沈陽市典型人工植物群落南湖公園為例,采用典型樣地法對南湖公園進(jìn)行物種多樣性調(diào)查和分析,結(jié)果表明,南湖公園綠地共有種子植物132種,隸屬31科60屬.所測樣地中,喬木層物種中銀杏數(shù)量最多,其重要值也最大.灌木層物種相對較少,主要是木犀科植物數(shù)量較多,占有較大比例,其中水蠟的重要值最大,同時還有忍冬科、薔薇科和小檗科植物.草本層禾本科占有較大比例,早熟禾的重要值最大,同時伴有堇菜科、酢漿草科、菊科等.

關(guān)鍵詞:植物群落; 物種多樣性; 沈陽南湖公園; 多樣性指數(shù)

物種多樣性研究是目前國際學(xué)術(shù)界重點研究的領(lǐng)域之一,受到各國學(xué)者、政府和有關(guān)國際組織的高度重視[1-2].植物群落物種多樣性不僅是綠地生態(tài)系統(tǒng)、組織結(jié)構(gòu)水平的一種反映,而且是衡量生態(tài)系統(tǒng)功能的重要指標(biāo)[3].隨著城市化進(jìn)程的加快、人口數(shù)量的急劇增加,城市森林、綠化用地面積不斷減少,讓位于工業(yè)、商業(yè)和人民居住用地,此過程中,伴隨著綠地生物多樣性的銳減,大型公園成為高度城市化區(qū)域生物多樣性較高的地方,因地制宜的建設(shè)和保護(hù)顯得尤為重要[4].南湖公園是沈陽市南部區(qū)域的城市公園,也是沈陽市植物種類非常豐富的城市綠地,在市區(qū)的綠地系統(tǒng)功能中發(fā)揮著重要的作用[5].本文通過實地調(diào)查研究,對南湖公園的物種多樣性指數(shù)進(jìn)行分析,對增加城市生物多樣性提出一些建議.

1研究地點與研究內(nèi)容

1.1　研究地點

沈陽市地處遼寧省中部(41°11′51″~43°02′13″N,122°25′09″~123°48′24″E),是遼寧省省會、東北地區(qū)的中心城市以及全國重要的東北老工業(yè)基地.沈陽市地處長白山余脈與遼河沖積平原的過渡地帶,由東北向西南緩慢傾斜,東部屬于低山丘陵區(qū),海拔70~200 m,西部和中部為渾河和遼河沖積平原,海拔20~40 m.研究區(qū)屬暖溫帶季風(fēng)氣候,年均氣溫7.0~8.1 ℃,氣溫由西南向東北遞減,最多相差約1.9 ℃,>10 ℃年均活動積溫3 527 ℃,年均日照時數(shù)2 550~2 750 h,年均降水量510~680 mm,降水主要集中在6~8月.地帶性植被為暖溫帶落葉闊葉林,華北植物區(qū)系、長白植物區(qū)系和蒙古植物區(qū)系在此交匯.原生地帶性土壤為棕壤,發(fā)育為棕壤、草甸土、水稻土、風(fēng)沙土、堿土、鹽土和沼澤土7個土類[6].

南湖公園位于沈陽市和平區(qū)南部,占地約520 km2,始建于1938年,經(jīng)過全面的規(guī)劃和建設(shè),南湖公園已成為具有北方園林藝術(shù)風(fēng)格的重點公園之一.南湖公園地處東經(jīng)123°～124°、北緯41°～43°之間,屬于受季風(fēng)影響的溫帶半濕潤大陸性氣候,全年氣溫在-29～36 ℃之間,平均氣溫6.7~8.4 ℃,極端氣溫最高34.6 ℃,最低-30.6 ℃.全年降水量600~800 mm,全年無霜期150~170 d.降水集中,溫差較大.冬季時間較長,夏季時間較短,春秋兩季氣溫變化迅速.

1.2　研究內(nèi)容

1.2.1選取樣地

采用典型樣地調(diào)查法對南湖公園綠地進(jìn)行調(diào)查.在南湖公園選取50 m×50 m不同郁閉度,不同景觀效果的喬木樣地3個,然后采取棋盤式取樣法,在每個喬木樣地的四個邊角處及中心位置選取10 m×10 m的灌木樣方5個,同樣方法,在灌木樣地基礎(chǔ)上選取1 m×1 m的草本樣方25個.

1.2.2調(diào)查內(nèi)容

植物群落的調(diào)查數(shù)據(jù):① 喬木層:植物種名、株數(shù)、高度、胸徑、分種頻度.② 灌木層:植物種名、株數(shù)、高度、分種蓋度、分種頻度.③ 草本層:植物種名、株數(shù)、分種蓋度、分種頻度.

1.2.3研究指標(biāo)及數(shù)據(jù)分析方法

(1) 物種重要值.物種的重要值是指植物群落中每一樹種的相對重要的程度.研究重要值是為了確定群落內(nèi)的優(yōu)勢種,即在群落中地位最高、發(fā)揮作用最大的種.根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù),按下式分別計算種的重要值:

其中,相對顯著度、相對密度、相對頻度、相對蓋度的計算公式見《陸地生物群落調(diào)查觀測與分析》[7].

(2) 植物多樣性指數(shù).通過查閱相關(guān)資料,本文選取了物種多樣性指數(shù)Simpson指數(shù)(D)、Shannon-Wiener指數(shù)(H)和物種均勻度指數(shù)Pielou指數(shù)(J)共3個多樣性指數(shù).

采用Pielou均勻度指數(shù)(J),用以反映城市綠化物種的均勻程度;物種多樣性指數(shù)Simpson指數(shù)(D)和Shannon-Wiener指數(shù)(H),是物種豐富度和各物種均勻程度的綜合反映,值越大,物種多樣性越高.本文選取的各物種多樣性指數(shù)的計算公式如下:

②Shannon-Wiener指數(shù):H=-∑pilnpi;

其中:pi=Ni/N,Ni為第 i 個種的個體數(shù);N 為群落中各層次所有物種的個體數(shù);S 為群落的總物種數(shù).

2結(jié)果與分析

2.1　重要值分析

重要值是表示某個物種在群體中的地位和作用的綜合數(shù)量指標(biāo),反映其優(yōu)勢程度.結(jié)果見表1、表2及表3.

表1　南湖公園樣地喬木層植物種類及其數(shù)量特征

續(xù)表1

植 物 名 稱中文名拉 丁 名相對密度%相對顯著度%相對頻度%重要值%山皂莢 GleditsiajaponicaMiq.0.891.962.171.67稠李 PrunuspadusLinn.0.441.822.171.48垂柳 SalixbabylonicaL.0.890.792.171.28榆樹 UlmuspumilaLinn.0.440.772.171.13山丁子 Malusbaccata(Linn.)Borkh.0.440.692.171.10華山松 pimusarmandiiFranch.0.440.642.171.09臭椿 AilanthusaltissimaSwingle.0.440.502.171.04桃葉衛(wèi)矛EuonymusbungeanusMaxim.0.440.332.170.98龍爪柳 Salixmatsudanacv.Aureotortuosa0.440.312.170.98桑樹 MorusalbaL.0.440.282.170.97垂榆 Ulmuspumilacv.Pendula.0.440.232.170.95花曲柳 FraxinusrhynchophyllaHance.0.440.212.170.94大山櫻 PrunussargentiiRehd.0.440.212.170.94紫玉蘭 MagnolialilifloraDesr.0.440.152.170.92

表2　南湖公園樣地灌木層植物種類及其數(shù)量特征

表3　南湖公園樣地草本層植物種類及其數(shù)量特征

經(jīng)調(diào)查研究,發(fā)現(xiàn)南湖公園樣地共有種子植物61種,隸屬28科43屬.喬木層物種中銀杏最多,其次是水曲柳;灌木層物種相對較少,其中主要以木犀科植物為主,同時還有忍冬科、薔薇科和小檗科植物.草本層禾本科植物占有較大比例,早熟禾的重要值最大,同時伴有堇菜科、酢漿草科、菊科等植物.

由表1~表3可知,喬木層中銀杏和油松是主要的優(yōu)勢種,其重要值分別為9.14%、7.30%,同時伴有刺槐、梓樹、圓柏、水曲柳等;南湖公園重要值大于10%的灌木有3種,分別為紫丁香、金鐘連翹和水蠟,其中水蠟的重要值最大,為32.02%,灌木樹種的應(yīng)用集中在少數(shù)幾種上;草本層物種較豐富,其優(yōu)勢種為早熟禾,其次是平車前占有較大比例.

2.2　植物多樣性分析

為了定量描述某一物種或群落的多樣性,可以用多樣性指數(shù)來測定.種的多樣性包括種的豐富性和均勻性(異質(zhì)性)兩方面的內(nèi)容.豐富度是指群落中物種數(shù)目的多少;均勻度是指每個種個體數(shù)間的差異,Simpson指數(shù)(D)和Shannon-Weiner指數(shù)(H)是物種豐富度和各物種均勻程度的綜合反映,與二者的增加與減少正相關(guān).各種之間,個體分配越均勻,H值越大.如果每個個體都屬于不同的種,多樣性指數(shù)就大;如果所有個體均屬同一物種,多樣性就最小[8].

經(jīng)對南湖公園樣地植物各層次指標(biāo)的測定,計算,結(jié)果見表4.

表4　南湖公園植物多樣性指數(shù)

由表4平均值可知:南湖公園喬木層的Simpson指數(shù)(D)和Shannon-Weiner指數(shù)(H)高于灌木層和草本層,說明喬木層的物種相對豐富,主要原因可能是在構(gòu)建城市公園綠地時,為了達(dá)到視覺上的美觀,只是盲目的增加樹木的種類而忽視了沈陽市地帶性植被的規(guī)律,以至于一些樹種的長勢非常不好;灌木層的Simpson指數(shù)(D)和Shannon-Weiner指數(shù)(H)是最低的,說明灌木層的物種相對單一,主要原因是人為因素的干擾,在這個樣方中存在一個人為的休閑場地,灌木遭到破壞,種類也少; 草本層的Pielou均勻度指數(shù)(J)最低,說明草本層的物種均勻程度很低,主要原因是人為因素的干擾,草坪的隨意踐踏,人為破壞等.

3討論

南湖公園是沈陽市的一片綠色寶地,在市區(qū)的綠地系統(tǒng)功能中發(fā)揮著重要的作用.采用典型樣地調(diào)查法對南湖公園植物群落進(jìn)行物種調(diào)查及對其多樣性進(jìn)行分析,這對增加城市生物多樣性具有現(xiàn)實意義.南湖公園樣地共有種子植物61種,隸屬28科43屬.喬木層物種中銀杏最多,其次是水曲柳;灌木層物種相對較少,其中主要以木犀科植物為主,同時還有忍冬科、薔薇科和小檗科植物.草本層禾本科植物占有較大比例,早熟禾的重要值最大,同時伴有堇菜科、酢漿草科、菊科等植物.喬木層中銀杏和油松是主要的優(yōu)勢種,其重要值分別為9.14%、7.30%,同時伴有刺槐、梓樹、圓柏、水曲柳等;南湖公園重要值大于10%的灌木有3種,分別為紫丁香、金鐘連翹和水蠟,水蠟的重要值最大,為32.02%,灌木樹種的應(yīng)用集中在少數(shù)幾種上;草本層物種較豐富,其優(yōu)勢種為早熟禾,其次是平車前占有較大比例.由表4平均值可知:南湖公園喬木層的Simpson指數(shù)(D)和Shannon-Weiner指數(shù)(H)高于灌木層和草本層,說明喬木層的物種相對豐富,主要原因可能是在構(gòu)建城市公園綠地時,為了達(dá)到視覺上的美觀,只是盲目的增加樹木的種類而忽視了沈陽市地帶性植被的規(guī)律,以至于一些樹種的長勢非常不好;灌木層的Simpson指數(shù)(D)和Shannon-Weiner指數(shù)(H)是最低的,說明灌木層的物種相對單一,主要原因是人為因素的干擾,在這個樣方中存在一個人為的休閑場地,灌木遭到破壞,種類也少; 草本層的Pielou均勻度指數(shù)(J)最低,說明草本層的物種均勻程度很低,主要原因是人為因素的干擾,草坪的隨意踐踏,人為破壞等.

在實地調(diào)查過程中,筆者也發(fā)現(xiàn)了幾個問題就此提出幾個建議:①彩葉樹種及觀花、觀果、觀枝干種類缺乏亟待豐富.景觀規(guī)劃設(shè)計在生物多樣性保護(hù)中起著決定性的作用,較高的物種多樣性能使園林相對于環(huán)境具有更好的適應(yīng)調(diào)整能力,如中華金葉榆、紫葉李、燈臺樹、紅瑞木等都可以應(yīng)用.②應(yīng)該多種植本土植物,因為其對環(huán)境的適應(yīng)性相對較強(qiáng),符合沈陽市地帶性植被規(guī)律.這樣既增加了物種的多樣性同時也保證了物種的成活率.③公園綠地的灌木層也可以多采用一些本土植物,為了增加城市生物多樣性也可以種植一些適合在沈陽地區(qū)生長的外來植物.④實地調(diào)查后發(fā)現(xiàn)南湖公園除了人為建筑景觀對整個自然景觀的破碎化外,更嚴(yán)重的是游客私自在各林間踐踏出的小路徑極度加大整個植物群落破碎化的程度,游客較為無序踐踏必定在一定程度上影響其生態(tài)功能的發(fā)揮和自然更新演替的過程.因此建議在非游覽和行走的林區(qū)應(yīng)樹立醒目的標(biāo)志,勸誡游客不要私自踐踏植被,這樣會使草本層的均勻度指數(shù)上升.

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【責(zé)任編輯: 王穎】

(Li Junqing, Li Jingwen. Conservation Biology[M]. 2ndEdition. Beijing: China Forestry Publishing House, 2006:31-35.)

Species Diversity of Park Green Space’s Plant Communities in Shenyang

LiJuan,SuBaoling,ZhangQian,YangMeng

(College of Life Science and Bioengineering, Shenyang University, Shenyang 110044, China)

Abstract:Biodiversity survey and analysis were carried on in Nanhu Park by using typical sampling plot method. The results show that, there are 132 kinds of spermatophyte in the green space of Nanhu Park, belonging to 31 genera and 60 families. In the sampling plot, Ginkgo biloba has the largest number and important value in arborous layer; the number of species in the shrub layer is relatively few, Oleaceae has the largest number and Border Privet has the largest important value, and honeysuckle, Rosaceae and Berberis plants are also found in this layer; Gramineae family occupies the highest proportion in herb layer, in which Poa annua L. has the largest importance value, followed by Violaceae, Oxalis corniculata, and compositae, etc.

Key words:plant community; species diversity; Nanhu Park of Shenyang; diversity index

收稿日期:2014-11-07

中圖分類號:S 718.54+2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

作者簡介:李娟(1989-),女,山西朔州人,沈陽大學(xué)碩士研究生; 蘇寶玲(1971-),女,黑龍江訥河人,沈陽大學(xué)教授,博士.

基金項目:國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(201304216).

文章編號:2095-5456(2015)02-0130-05