王云霄 閆淑君 馬雯雯 潘王韻 陳瑩 莊莉彬
摘要:文章以福州國家森林公園人工草坪自生植物為研究對象,于2019年7月、8月、11月和12月采用樣方調(diào)查法,通過隨機抽樣的方式共抽取1 108個1 m×1 m的樣方進行調(diào)查分析。結(jié)果表明:1)福州國家森林公園草坪自生植物共69科181屬223種,其中菊科和禾本科為優(yōu)勢科;2)生活型以多年生草本為主,生長型多為直立型;3)區(qū)系特征上,草坪自生植物熱帶性地理成分比例遠高于溫帶性地理成分;4)物種來源上,本地種最多,共有65科146屬173種?;谝陨辖Y(jié)果,從生態(tài)層面對草坪自生植物的管理與應(yīng)用進行探討,為今后城市草坪自生植物的相關(guān)工作提供科學(xué)依據(jù)。
關(guān)鍵詞:草坪自生植物,物種組成,區(qū)系特征,生物多樣性,福州國家森林公園
DOI: 10.12169/zgcsly.2020.09.25.0005
Abstract:?In order to reveal the characteristics of species composition of the spontaneous turf plants in Fuzhou National Forest Park, this paper adopts the sample survey method in July, August, November and December 2019, to select 1 108 samples of 1 m×1 m through random sampling. The results show that: 1) There are 223 species belonging to 181 genera and 69 families in the lawns of Fuzhou National Forest Park, among which Asteraceae and Poaceae are the dominant families; 2) The life form is mainly perennial herbs, and the growth type is mostly erect type; 3) In terms of floristic characteristics, the tropical geographical elements has the higher proportion than the temperate ones in the lawns; 4) On the origin of species, indigenous species take a larger share, and there are 173 indigenous species belonging to 146 genera and 65 families. Finally, this study discusses the management and landscape application of spontaneous turf plants from the ecological perspective, with the aim to provide scientific basis for the future work in relation to spontaneous plants in urban lawns.
Keywords: lawn spontaneous plant,species composition, floristic characteristics, biological diversity, Fuzhou National Forest Park
城市自生植物(urban spontaneous plants)是指城市環(huán)境內(nèi)未經(jīng)人工播種、栽培等措施而自發(fā)傳播、定居、生長的植物類群[1-2]。自生植物分布空間較廣且種類多樣,可以起到提供生物棲息地、豐富動植物多樣性、保存本地種等作用[2]。
近年來,城市人工草坪不但為人們提供了很好的娛樂休閑場所,而且具有一定的凈化空氣、調(diào)節(jié)小氣候、維護生態(tài)平衡等重要作用,是城市綠地系統(tǒng)的重要組成部分[3-4]。因此,學(xué)者們對其也開展了大量研究,研究內(nèi)容主要集中在草坪草的抗性、草坪建植及管理,以及草坪自生植物種類組成、危害、防除等方面[3-5]。人工草坪物種大多單一,空間上低矮、開闊,為自生植物的入侵、定居、生長和繁殖提供了優(yōu)越條件[6]。在管理上,因自生植物干擾草坪草的生長,影響草坪景觀,往往采取人工拔除和使用除草劑的方式進行防除[5-6]。相對于單一種植的草坪而言,草坪自生植物的存在不僅可以維持高的生物多樣性,還可增加其觀賞性、趣味性。但以往的研究多集中于如何更好地維持人工草坪的觀賞景觀,而對自生植物本身的生態(tài)價值與功能認識較少。因此,本文以福州森林公園人工草坪自生植物為研究對象,通過樣方調(diào)查,探討草坪自生植物的物種組成、生長特征、物種來源等,以期為后續(xù)草坪自生植物的生態(tài)管理及應(yīng)用提供理論依據(jù)。
1 研究地點與研究方法
福州國家森林公園位于福建省福州市晉安區(qū)新店鎮(zhèn)上赤橋,占地面積約859.33 hm2 。園內(nèi)植被主要為人工林和天然次生林,人工草坪面積較大,其建坪年限不一,約為250 hm2。
本研究采用樣方調(diào)查法,于2019年7月、8月、11月、12月選擇園內(nèi)9個人工草坪區(qū)為樣地區(qū)域,樣方數(shù)量根據(jù)樣地面積確定,取樣強度為5%,通過隨機抽樣的方式在各樣地共選取1 108個1 m×1 m 的樣方進行調(diào)查。根據(jù)《中國植物志》《福建植物志》確定植物名稱,判定植物生活型、生長型(具有多種生長型的植物則以樣方調(diào)查時的具體表現(xiàn)形態(tài)為準),入侵植物參考相關(guān)文獻確定[7-8]。根據(jù)吳征鎰等[9]的區(qū)系類型表達方法及分類標準確定植物區(qū)系類型。運用Excel進行數(shù)據(jù)處理。
2 結(jié)果與分析
2.1 草坪自生植物物種組成
調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn),福州國家森林公園共有草坪自生植物69科181屬223種,其中,蕨類植物8科8屬8種,物種數(shù)占比為3.59%;被子植物共61科173屬215種,占比96.41%。被子植物中單子葉植物共9科37屬43種,以禾本科(Poaceae)、百合科(Liliaceae)、鴨跖草科(Commelinaceae)為主;雙子葉植物共52科136屬172種,以菊科(Asteraceae)、豆科(Fabaceae)、玄參科(Scrophulariaceae)、薔薇科(Rosaceae)、傘形科(Apiaceae)科為主。
本次調(diào)查自生植物的69個科多為寡種科(2~4種)和單種科,其中菊科、禾本科、玄參科和唇形科(Lamiaceae)4科為多種科(≥10種),共有60屬80種,物種數(shù)占比為35.87%;豆科、大戟科(Euphorbiaceae)、薔薇科等9科為中等科(5~9種),共有45屬54種,占種比24.22%;旋花科(Convolvulaceae)、蓼科(Polygonaceae)、堇菜科(Violaceae)等17科為寡種科,共有37屬50種,占種比22.42%;其余如車前科(Plantaginaceae)、燈心草科(Juncaceae)、杜英科(Elaeocarpaceae)等39科為單種科,共39屬39種,占種比17.49%。調(diào)查植物的181屬中單種屬最多,如鵝腸菜屬(Myosoton)、黃鵪菜屬(Youngia)、車前屬(Plantago)等,共147屬147種,占比65.92%;大戟屬(Euphorbia)、堇菜屬(Viola)、丁香蓼屬(Ludwigia)等為寡種屬,共33屬71種,占比31.84%;僅有母草屬(Lindernia)1屬為中型屬,共5種,占比2.24%。
2.2 草坪自生植物區(qū)系特征
本次調(diào)查自生植物的69科中,世界性分布類型共34科,占49.28%,以菊科、十字花科、莎草科(Cyperaceae)為主。熱帶性分布類型次之,涉及32科,占46.38%,其中多為泛熱帶分布型,以蕁麻科(Urticaceae)、鴨跖草科為主;溫帶性分布類型較少,僅有百合科、罌粟科(Papaveraceae)及報春花科(Primulaceae)3科,占4.34%。
所調(diào)查的自生植物屬與種的區(qū)系特征較為分散。熱帶性分布共100屬125種,占種比56.06%,其中以泛熱帶分布和熱帶亞洲分布2類最多,常見屬有地膽草屬(Elephantopus)、天胡荽屬(Hydrocotyle)等。溫帶性分布共58屬71種植物,占種比31.83%,主要有蒲公英屬(Taraxacum)、婆婆納屬(Veronica)等。世界分布共23屬27種,占種比12.11%,有積雪草屬(Centella)、酢漿草屬(Oxalis)等(表1)。
2.3 草坪自生植物生活型及生長型組成
生活型中以多年生草本為主,有89種,占比39.91%,如小葉三點金(Desmodium microphyllum)、空心蓮子草(Alternanthera philoxeroides)等。小蓬草(Erigeron canadensis)、葉下珠(Phyllanthus urinaria)等一年生草本59種,占26.46%。車前(Plantago asiatica)、蔊菜(Rorippa indica)等二年生草本24種,占10.76%。榕樹(Ficus microcarpa)、紫金牛(Ardisia japonica)等喬、灌木共31種,占13.90%。臭雞矢藤(Paederia cruddasiana)、絞股藍(Gynostemma pentaphyllum)等藤本植物共12種,占5.38%。雙蓋蕨(Diplazium donianum)、海金沙(Lygodium japonicum)等蕨類植物共8種,占3.59%(表2)。
生長型以直立型為主,共103種,占46.18%,如烏桕(Sapium sebiferum)、梔子(Gardenia jasminoides)等。雞眼草(Kummerowia striata)、鱧腸(Eclipta prostrata)等分枝型次之,有33種,占14.80%。牛筋草(Eleusine indica)、雀稗(Paspalum thunbergii)等叢生型有30種,占13.45%。水竹葉(Murdannia triquetra)、爵床(Justicia procumbens)等匍匐型25種,占11.21%。千金藤(Stephania japonica)、五爪金龍(Ipomoea cairica)等藤蔓型21種,占9.42%。車前、大丁草(Leibnitzia anandria)等蓮座型8種,占3.59%。簇生型最少,僅有通泉草(Mazus pumilus)、百蕊草(Thesium chinense)、匍莖通泉草(Mazus miquelii )3種,占1.35%(表2)。
2.4 草坪自生植物物種來源
223種自生植物中,耳草(Hedyotis auricularia)、馬蹄金(Dichondra micrantha)等本地種占據(jù)絕對優(yōu)勢,有65科146屬173種,物種數(shù)占比為77.58%;筋骨草(Ajuga ciliata)、胭脂花(Primula maximowiczii)等國內(nèi)外來種共17種,占種比7.62%;藿香薊(Ageratum conyzoides)、鱧腸(Eclipta prostrata)等國外外來種共33種,占種比14.80%。國外外來種多分布在禾本科、菊科和玄參科中,主要來自南美洲、北美洲及歐洲等地,部分來源于西亞和印度。
3 討論
3.1 草坪自生植物組成多樣性
福州國家森林公園草坪自生植物共69科181屬223種,對比婁底市68種、廣州市華南農(nóng)業(yè)大學(xué)43種、廣西省107種,可以發(fā)現(xiàn)福州國家森林公園的草坪自生植物種類更為豐富[3-5]。調(diào)查結(jié)果顯示,2019年7—8月調(diào)查的自生植物有61科154屬179種,11—12月有49科123屬138種,其中共有種94種,7—8月份特有種85種,11—12月份特有種44種,這表明草坪自生植物在物種組成上具有明顯的季節(jié)性差異。自生植物中菊科、禾本科種類基數(shù)大,繁殖方式多樣且多數(shù)植物具有高適應(yīng)性,其優(yōu)勢科特征十分明顯,與其他學(xué)者調(diào)查結(jié)果類似[1-3]。
從區(qū)系組成來看,自生植物中科的世界性分布占比較大,反映了多數(shù)自生植物具有普遍適應(yīng)性,能夠應(yīng)對快速變化的城市生境以占據(jù)更多生態(tài)位。福州屬典型的亞熱帶季風氣候,溫暖濕潤,適應(yīng)熱帶性植物生長。因此,公園內(nèi)草坪自生植物其熱帶性地理成分比例高于溫帶性。對比不同地區(qū)的調(diào)查結(jié)果,其自生植物區(qū)系組成基本符合各區(qū)域氣候的區(qū)系特征,表明區(qū)域內(nèi)氣候條件對自生植物的地理成分具有重要影響,而自生植物同時也對區(qū)域氣候具有一定的生態(tài)適應(yīng)性[1,10]。
在物種生活型及生長型方面,調(diào)查顯示,11—12月相較于7—8月而言,二年生及多年生草本占種比明顯上升,表明不同物種在資源利用方面存在時間上的分化。人為干擾因素能夠影響地區(qū)內(nèi)自生植物的種類占比:抗干擾、抗刈割能力強的一二年生草本自生植物能在受人為干擾多的草坪中占據(jù)優(yōu)勢生態(tài)位,這類植物大多植株低矮,以匍匐型、蓮座型為主;受人為干擾較少的草坪中多年生自生植物更為常見,其植株相對高大且多為直立型或分枝型,與其他研究結(jié)果相一致[1-2,10-12]。
草坪自生植物在維護本地種方面具有一定作用。福州國家森林公園223種自生草本植物中,本地種有173種,占77.58%,與英國謝菲爾德159種中本地種占90%、寧波127種中本地種占91.3%、北京市39個公園242種中本地種占83.54%等研究相比,均得出了本地種占比較高這一結(jié)論[2,10-13]。多數(shù)本地種具有景觀和生態(tài)價值,對原生境條件具有低侵略性,可避免群落種間關(guān)系失衡。因此,可以通過篩選利用合適的本地種,與原生草坪草形成景觀協(xié)同共生系統(tǒng),在促進本地種資源利用的同時豐富地區(qū)生物多樣性,管理上也可更加粗放以減少維護成本[1-2,11-13]。
根據(jù)中國外來入侵植物等級劃分,福州國家森林公園現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)空心蓮子草、薇甘菊(Mikania micrantha)等惡性入侵類9種;凹頭莧(Amaranthus blitum)、牛膝菊(Galinsoga parviflora)等嚴重入侵性類6種;鵝腸菜(Myosoton aquaticum)、鱧腸等一般入侵類9種。值得注意的是,部分外來入侵種如婆婆納(Veronica polita)、鉆葉紫菀(Aster subulatus)、藿香薊等在實際調(diào)查中沒有發(fā)現(xiàn)其具有較為強烈的入侵性及危害性,可適當保留;而對于空心蓮子草、鱧腸、薇甘菊等這類具有較為明顯的入侵危害特征的植物,應(yīng)及時切斷傳播途徑,控制其生長。外來種對草坪生態(tài)的危害程度與其入侵等級具有密切關(guān)系,因此要綜合看待外來種,尋求其與原生態(tài)之間的平衡,最大限度地發(fā)揮草坪生態(tài)功能[14]。
3.2 生態(tài)角度的草坪自生植物管理思考
一直以來,城市草坪的集約化管理在全球十分普遍,但已有研究證實集約刈割是導(dǎo)致城市人工草坪自生植物入侵的重要因素,而引種部分自生植物栽培種,對大多數(shù)原有自生植物卻具有抑制作用[11-13,16-17]。
草坪刈割頻率是決定草坪空間物種多樣性的關(guān)鍵因素[12,16-17]。高刈割頻率通過去除較高的開花結(jié)構(gòu)來減少花卉授粉,在群落內(nèi)產(chǎn)生連鎖反應(yīng),如降低生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力,減少無脊椎動物和植物多樣性,并為有害生物物種提供定居條件等[11-12,16-17]。而低刈割頻率在生物功能多樣性及系統(tǒng)發(fā)育多樣性等方面都有積極影響,如可以防止無脊椎動物多樣性和植物功能的損失,同時限制有害生物的種類[12,17]。調(diào)查發(fā)現(xiàn),福州國家森林公園草坪刈割頻率相對頻繁,部分草坪原生草坪草退化嚴重,地表裸露程度較高,草坪景觀質(zhì)量較低;但在自生植物生長較為良好的區(qū)域其景觀價值更高,生物多樣性也更為豐富。對此,草坪管理應(yīng)當轉(zhuǎn)變思路,尊重自然規(guī)律,允許自然對人工群落再設(shè)計,通過適當降低刈割頻率、保留或引種部分自生植物等為其提供生長空間,讓草坪綠地系統(tǒng)持續(xù)發(fā)育、自我優(yōu)化。
3.3 部分草坪自生植物的景觀利用
本次調(diào)查的草坪自生植物中,多數(shù)植物具有很好的景觀效益,可自播繁衍且適應(yīng)性強,園林用途多樣:毛茛(Ranunculus japonicus)、丁香蓼(Ludwigia prostrata)、龍葵(Solanum nigrum)、翅果菊(Lactuca indica)、酸模葉蓼(Polygonum lapathifolium)、野菊(Chrysanthemum indicum)、一點紅(Emilia sonchifolia)、紫花地丁(Viola philippica)、藿香薊等植物單體觀賞性高且花期長,其株型、葉型也具有一定的觀賞性,可用來設(shè)計花叢、花鏡等,增添野趣;半邊蓮(Lobelia chinensis)、半枝蓮(Scutellaria barbata)、紫云英(Astragalus sinicus)、犁頭尖(Typhonium blumei)、黃鵪菜(Youngia japonica)、韓信草(Scutellaria indica)、馬蘭(Aster indicus)、泥花草(Lindernia antipoda)、酢漿草(Oxalis corniculata)、通泉草和婆婆納等植物群體觀賞性較高,可集中連片種植,增強景觀效果;小葉冷水花(Pilea microphylla)、積雪草(Centella asiatica)、碎米薺(Cardamine hirsuta)、石胡荽(Centipeda minima)、馬蹄金等株型雖小,但葉型奇特,可做細部景觀;牽牛(Ipomoea nil)、五爪金龍、千金藤為攀援性植物,可用于城市立體綠化等。
4 結(jié)語
自生植物群落能夠自發(fā)生長、相互競爭并適應(yīng)本土自然和氣候條件,從而形成適宜場地環(huán)境和氣候條件的種群形態(tài)和穩(wěn)定、優(yōu)越的生態(tài)系統(tǒng),可用來彌補人工草坪物種單一化導(dǎo)致的生物多樣性降低、群落結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等問題[15-18]。根據(jù)草坪自生植物的不同特質(zhì),保留部分自生植物并不意味著任其自然生長,而是在保證景觀效果的基礎(chǔ)上,利用自然做工,形成生物多樣性豐富、景觀效果良好、生態(tài)功能優(yōu)化的植物群落,節(jié)約維護成本的同時提高草坪生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和抗逆性才是最終目的。
致謝:本次野外調(diào)查得到福建農(nóng)林大學(xué)本科生張富蘭及碩士研究生王喆、于強、姚麗敏、郭蓓林等同學(xué)的幫助,特此感謝。
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