王松 王君 薄偉 康紅梅 王晉

摘要：為了了解運(yùn)城綠地園林草本植物的組成、沿面積變化規(guī)律及其與環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系，用實(shí)地調(diào)查法分析草本種間關(guān)聯(lián)性及種類隨綠地面積的變化規(guī)律，用CCA分析法測得植物分布和環(huán)境特征間關(guān)系數(shù)據(jù)。結(jié)果表明：樣地共記錄草本植物22種12科19屬，幾乎全部種對(duì)都存在一定程度的相關(guān)關(guān)系；優(yōu)勢科為百合科（Liliaceae）；優(yōu)勢屬為鳶尾屬（Iris）和萱草屬（Hemerocallis）；優(yōu)勢種為萱草（Hemerocallis fulva）、藍(lán)蝴蝶（Iris tectorum）等，其中藍(lán)蝴蝶重要值最高；綠地草本植物種數(shù)隨面積增加呈“低—高—低”的拋物線型分布模式，在面積16.40 hm2樣地種數(shù)最大，而樣地面積和景觀類型則對(duì)蘆葦、大麗花等草本植物的分布影響較大。調(diào)查樣方面積應(yīng)設(shè)置在20 hm2以上。在4個(gè)環(huán)境特征中，周邊環(huán)境、景觀類型與草本植物分布存在較強(qiáng)的相關(guān)性。

關(guān)鍵詞：運(yùn)城市；草本植物；綠地面積；環(huán)境特征；相關(guān)性

中圖分類號(hào)：S688文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A論文編號(hào)：cjas2020-0096

The Variation Regularity of Composition of Herbaceous Plants Along Green Space and Its Correlation with Environmental Characteristics in Yuncheng City Wang Song1， Wang Jun2， Bo Wei1， Kang Hongmei1， Wang Jin1

（1College of Horticulture， Shanxi Agricultural University （Institute of Horticulture， Shanxi Academy of Agricultural Sciences， Taiyuan 030031， Shanxi， China；2Taiyuan Zoo， Taiyuan 030009， Shanxi， China）

Abstract： The study aims to understand the composition and the variation of composition of herbaceous plants along green space and their correlation with environmental impact factors in Yuncheng City. The interspecific correlation and variation rule of the composition of herbaceous plants along green space were analyzed on the basis of field investigation， and data of the relationship between plant distribution and environmental characteristics were studied by canonical correspondence analysis. The results showed that 22 herbaceous plants were found， belonging to 12 families and 19 genera. Almost all species pairs had a certain degree of correlation. Liliaceae was the dominant family， and Iris and Hemerocallis were the dominant genus. Hemerocallis fulva and Iris tectorum， etc. were the dominant species， especially Iris tectorum had the highest important value. The number of herbaceous plant species showed a para-curve distribution mode of“l(fā)ow-highlow”with the increase of green space， and was the highest at green space of 16.40 hm2. The area and landscape type of sample plots had great influence on the distribution of Phragmites communis and Dahlia pinnata. The sample area should be set at least 20 hm2. At last， it was found that among the four environmental characteristics， the surrounding environment and the landscape type were strongly correlated with the distribution of herbaceous plants.

Keywords：YunchengCity；HerbaceousPlants；GreenSpace；EnvironmentalCharacteristics；CorrelationAnalysis

0引言

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，加快生態(tài)建設(shè)，拓展綠色宜人的生態(tài)空間已成為各個(gè)城市綠化建設(shè)的新目標(biāo)，草本植物作為有效覆蓋地面的低矮植物，因其具有生長速度快、繁殖能力強(qiáng)、種植范圍廣、養(yǎng)護(hù)管理粗放等特點(diǎn)[1-3]，已成為塑造園林景觀、建設(shè)生態(tài)城市的重要植物素材之一。

自然群落中，植物的生存、分布與環(huán)境息息相關(guān)，不同生境（溫度、水分、海拔和光照等）植物聚生的種類可能不同[4-7]。而在城市綠地建設(shè)中，設(shè)計(jì)師通常會(huì)根據(jù)綠地特征，以人工群落代替自然群落來營造園林景觀，使植物物種多樣性還易受到樣地面積、景觀類型等因素的影響?，F(xiàn)今，有關(guān)草本植物與環(huán)境特征之間關(guān)系的研究已開展較多。葛兆軒等[8]研究表明，土壤含水量、土壤有機(jī)質(zhì)和坡向?qū)Σ荼局参镂锓N多樣性的影響較大。任斌斌等[9]通過分析綠道特征與植物物種多樣性的相關(guān)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)綠道類型和綠道寬度是對(duì)北京城市綠道草本植物多樣性最具影響力的環(huán)境特征。

運(yùn)城市作為山西省十佳魅力城市，在園林綠地規(guī)劃中已開始借鑒一線城市的綠化模式，綠地面積大幅增加，這在一定程度上促進(jìn)了城市人與自然的和諧發(fā)展。近年來，運(yùn)城市正處于積極向國家園林城市邁進(jìn)的關(guān)鍵時(shí)期，開展草本植物應(yīng)用現(xiàn)狀分析，對(duì)運(yùn)城創(chuàng)建國家園林城市、打造生態(tài)宜居家園具有重要意義。目前，關(guān)于運(yùn)城綠地的植物調(diào)查研究已有一些報(bào)道，主要集中在彩葉植物、行道樹[10-12]以及鹽湖周邊植物[13]，國道、省道景觀植物[14]亦有評(píng)價(jià)分析。但對(duì)運(yùn)城市鹽湖區(qū)園林綠地所應(yīng)用的草本組成、種間關(guān)聯(lián)性及其與環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系等問題很少涉及。

為此，本研究在對(duì)運(yùn)城市15個(gè)綠地的園林草本植物實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析該地區(qū)草本種間關(guān)聯(lián)性及種類隨綠地面積的變化規(guī)律，并對(duì)其與環(huán)境特征的相互關(guān)系進(jìn)行研究，以期了解運(yùn)城綠地草本植物的組成、找到影響植物分布的主要環(huán)境特征，為改善運(yùn)城市生態(tài)園林景觀提供參考依據(jù)。

1材料和方法

1.1研究區(qū)概況

運(yùn)城位于東經(jīng)110°15′—112°04′，北緯34°35′—35°49′，總面積13968 km2，海拔350～400 m，地處暖溫帶大陸性半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，年均降水量約530 mm，全年雨量集中在夏秋季，約占全年的70%左右。全年最低、最高溫分別出現(xiàn)在1月（均溫-2.2℃）和7月（均溫27.4℃），為冬季干燥、寒冷，夏季炎熱，光能豐富的城市[15]。

1.2研究方法

于2019年5—6月，在運(yùn)城鹽湖區(qū)，按樣地面積劃分樣地，并對(duì)居住區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、公園等不同樣地類型分別編號(hào)為A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N和O，調(diào)查面積共計(jì)177.33 hm2（表1）。采用實(shí)地面積調(diào)查，對(duì)15個(gè)樣地中的所有園林草本植物進(jìn)行調(diào)查分析[16]。記錄數(shù)據(jù)包括：樣地面積、位置、草本植物種類、數(shù)量和蓋度等。

1.3數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010和SigmaPlot 12.5軟件對(duì)調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、作圖。種間Spearman相關(guān)分析采用李軍玲[17]的方法。依據(jù)文獻(xiàn)[18]計(jì)算草本重要值，具體公式為：

參照文獻(xiàn)[19]對(duì)科屬種-面積曲線進(jìn)行擬合。在CANOCO 5.0中運(yùn)用典范對(duì)應(yīng)分析方法（CCA）對(duì)草本植物分布與環(huán)境特征（樣地面積、位置、景觀類型和周邊環(huán)境）（表2）間的關(guān)系進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析。

2結(jié)果與分析

2.1運(yùn)城市草本植物資源組成

通過實(shí)地調(diào)查，運(yùn)城市園林綠地共有草本植物22種，隸屬12科19屬（表3）。其中，菊科（Asteraceae）、鳶尾科（Iridaceae）以及鳶尾屬（Iris）、景天屬（Sedum）包含種類較多，分別為4種、3種和3種、2種；石竹科（Caryophyllaceae）、芍藥科（Paeoniaceae）、美人蕉科（Cannaceae）等單種科亦有5科，占總科數(shù)的41.67%。

由表4可知：在草本植物相對(duì)蓋度排名前4位的科中，鳶尾科（Iridaceae）的相對(duì)蓋度最大，其后依次為百合科（Liliaceae）、禾本科（Gramineae），這3科的相對(duì)蓋度共計(jì)45.46%。由表4還可以看出：在草本植物相對(duì)蓋度排名前4位的屬中，最重要的為鳶尾屬（Iris）和萱草屬（Hemerocallis），這2屬的相對(duì)蓋度總計(jì)31.50%，其中鳶尾屬的相對(duì)蓋度最高，達(dá)到20.03%。

由表5可見：在草本植物中，優(yōu)勢種包括萱草（Hemerocallis fulva）、八寶景天（Sedum spectabile）、藍(lán)蝴蝶（Iris tectorum）和蜀葵（Althaea rosea）等，其中藍(lán)蝴蝶的重要值最高（0.153），在群落中具有明顯的優(yōu)勢地位。

2.2運(yùn)城市草本植物種間關(guān)聯(lián)分析

從圖1可知，運(yùn)城地區(qū)草本植物間有著一定的相關(guān)關(guān)系。Spearman相關(guān)分析結(jié)果中有10個(gè)種對(duì)呈極顯著相關(guān)，21個(gè)種對(duì)呈顯著相關(guān)，它們占所有種對(duì)的13.4%，200個(gè)種對(duì)為不顯著相關(guān)，占到總對(duì)數(shù)的86.6%。

2.3運(yùn)城市草本植物種類與面積的相關(guān)性

對(duì)運(yùn)城不同樣地中草本植物科數(shù)、屬數(shù)和種數(shù)與面積的相關(guān)性進(jìn)行分析，結(jié)果見圖2。結(jié)果顯示：運(yùn)城面積30 hm2以下樣地的草本植物科數(shù)、屬數(shù)和種數(shù)隨面積升高均呈“低—高—低”的分布趨勢，在面積 16.40 hm2樣地?cái)?shù)值最大，當(dāng)面積大于20 hm2時(shí)，種數(shù)略有降低且趨于穩(wěn)定。從相關(guān)系數(shù)來看，科數(shù)、屬數(shù)與面積相關(guān)性較?。≒>0.05，r=0.486），種數(shù)與面積表現(xiàn)為顯著相關(guān)（P<0.05，r=0.518*），表明面積對(duì)運(yùn)城草本種類分布影響顯著。

2.4運(yùn)城市草本植物分布與環(huán)境特征的相關(guān)性

對(duì)15個(gè)樣地環(huán)境特征和22種草本植物分布進(jìn)行典范對(duì)應(yīng)分析（CCA），得到樣地物種和環(huán)境特征間的關(guān)系（圖3）。其中前2個(gè)排序軸特征值、相關(guān)系數(shù)分別為：0.534、0.410和0.942、0.939，表明排序可以較好地反映草本種類分布與環(huán)境間的關(guān)系。在植物與環(huán)境特征之間的關(guān)系中，第1軸由左到右表示景觀類型、城市干道寬度和樣地面積減小的變化趨勢。第2軸從下到上表示周邊生活類場所增加的變化趨勢。其中，樣地周邊環(huán)境、景觀類型對(duì)草本植物的分布都有顯著影響。

3討論

調(diào)查結(jié)果表明，運(yùn)城園林綠地草本植物共計(jì)12科、19屬、22種。群落中優(yōu)勢科為百合科、禾本科、鳶尾科和錦葵科，占有重要地位的屬為鳶尾屬和萱草屬。這一研究結(jié)果與高志英等[20]前期調(diào)查運(yùn)城園林草本植物得出的研究結(jié)論相似，即禾本科在園林草本中占據(jù)比例較高，錦葵科、鳶尾科也有較多應(yīng)用。重要值體現(xiàn)了群落中不同物種的相對(duì)重要性，其數(shù)值大小可反映植物在群落中的地位[21]。藍(lán)蝴蝶作為群落中應(yīng)用面積最大的宿根草本，被廣泛應(yīng)用于花壇、花境，片植、叢植點(diǎn)綴于大片綠地草坪中，以較大的重要值成為樣方內(nèi)的絕對(duì)優(yōu)勢種，但有關(guān)交通綠地、廣場綠地和防護(hù)綠地植物多樣性及其優(yōu)勢植物種類仍有待進(jìn)一步研究。

從種間關(guān)聯(lián)分析結(jié)果看，雖然樣地中多數(shù)草本種對(duì)的關(guān)聯(lián)性并未達(dá)到顯著水平（P>0.05），但幾乎全部種對(duì)均具有不同程度的關(guān)聯(lián)關(guān)系，原因是植物群落是城市生物多樣性的基本保障[22-23]，因此，在園林造景中，設(shè)計(jì)師為豐富植物群落層次，確保創(chuàng)造的植物景觀更加立體飽滿，植物群落的生態(tài)效益更加明顯，通常將形態(tài)色調(diào)搭配協(xié)調(diào)、生態(tài)功能互補(bǔ)的草本種類成片栽植，使植物群落關(guān)系相對(duì)穩(wěn)定和生境豐度相對(duì)完善[24-29]。這一結(jié)果與李軍玲等[14]對(duì)草本植物優(yōu)勢種種間關(guān)聯(lián)性的報(bào)道相似，后者研究中所有種對(duì)都表現(xiàn)出了一定的相關(guān)關(guān)系，其中有122個(gè)種對(duì)呈顯著相關(guān)，占所有種對(duì)的25%。關(guān)聯(lián)結(jié)果較高的種對(duì)為美人蕉和大麗花、臥莖景天和玉簪，表明種對(duì)中的2種植物被高頻率搭配于各樣地的植物景觀，意味著它們相比其他草本組合更能營造出具有層次感、觀賞性的空間效果，這在太原[13]、大同[30]等山西省內(nèi)主要城市的綠地建設(shè)中也有體現(xiàn)。由此可見，在城市綠地群落中，草本植物的關(guān)聯(lián)性越強(qiáng)，其相互搭配構(gòu)成的景觀效果越好。

種-面積關(guān)系是生物多樣性尺度轉(zhuǎn)換的重要依據(jù)，常被用于反映某一范圍內(nèi)的物種多樣性[31]。有學(xué)者認(rèn)為，利用種-面積曲線來預(yù)測實(shí)際的物種數(shù)似乎不具備可行性，但預(yù)估值仍能作為反映植物種類數(shù)量的相對(duì)指標(biāo)[16]。本研究中，種與面積呈顯著相關(guān)（P<0.01），但從該群落擬合的種-面積曲線方程得到的預(yù)期值和實(shí)測值仍有一定差距，這是由于個(gè)別小面積綠地也配置了較多植物種類所致，因此計(jì)算得到的數(shù)值僅可為預(yù)測草本應(yīng)用種數(shù)提供參考。這與要元媛關(guān)于種-面積模型不能準(zhǔn)確預(yù)估實(shí)際物種數(shù)的觀點(diǎn)一致[16]。還有研究表明，通過計(jì)算種-面積關(guān)系曲線拐點(diǎn)處的樣方面積可確定調(diào)查樣方的大小[32]。本研究結(jié)果顯示：在運(yùn)城綠地草本植物群落中，隨樣方面積的增大，物種數(shù)量呈“低-高-低”的分布趨勢，樣方面積達(dá)到20 hm2后，物種數(shù)量略有下降且趨于平穩(wěn)。由此可見，在調(diào)查運(yùn)城綠地草本植物時(shí)，樣方面積至少應(yīng)設(shè)置在20 hm2以上，以確保得到的數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確。但在調(diào)查樣方面積低于20 hm2園林綠地時(shí)，能夠代表樣地植物多樣性的面積選擇，仍值得進(jìn)一步研究。

典范對(duì)應(yīng)分析（CCA）作為分析植物群落生態(tài)關(guān)系的重要手段，能夠解釋植物分布與環(huán)境特征的因果關(guān)系[33]。本文的研究結(jié)果表明，樣地面積和景觀類型對(duì)蘆葦（Phragmites communis，13）的分布影響較大，原因主要是作為水生或濕生高大禾草，蘆葦多見于景觀類型豐富的大型園林綠地。而臥莖景天（Sedum sarmentosum，14）、玉簪（Hosta plantaginea，15）、香蒲（Typha orientalis，16）和美人蕉（Canna indica，11）、松果菊（Echinacea purpure，19）、石竹（Dianthus chinensis，20）、鼠尾草（Salvia japonica，21）、菊花（Dendranthema morifolium，22）的位置相近，甚至存在重合，說明這幾種植物常在樣地中搭配使用，這與草本種間關(guān)聯(lián)分析結(jié)果一致，相互印證也證實(shí)了結(jié)論的可靠性。

4結(jié)論

運(yùn)城綠地共記錄草本植物22種12科19屬，優(yōu)勢科、優(yōu)勢屬分別為百合科（Liliaceae）、鳶尾屬（Iris）和萱草屬（Hemerocallis）。其中，藍(lán)蝴蝶（Iris tectorum）作為樣方內(nèi)的絕對(duì)優(yōu)勢種，被廣泛應(yīng)用于園林綠地草坪當(dāng)中。在城市綠地群落中，草本植物的關(guān)聯(lián)性與其搭配構(gòu)成的景觀效果成正相關(guān)。在4個(gè)環(huán)境特征中，周邊環(huán)境、景觀類型與草本植物分布存在較強(qiáng)的相關(guān)性，而樣地面積和景觀類型對(duì)蘆葦、大麗花等草本植物的分布影響較大。由于樣方面積達(dá)到20 hm2后，調(diào)查植物種類趨于平穩(wěn)。因此，為了得到較為準(zhǔn)確的調(diào)查數(shù)據(jù)，樣方面積應(yīng)設(shè)置在20 hm2以上。

參考文獻(xiàn)

[1]何桂芳.西寧地區(qū)野生地被植物應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)查[J].北方園藝，2010（8）：52-55.

[2]竇劍，周雙云，許再富.滇南鄉(xiāng)土地被植物資源及在園林中的應(yīng)用[J].浙江林學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，21（1）：56-62.

[3]劉永金，葉自慧，李許文，等.深圳市野生觀賞地被植物資源調(diào)查與評(píng)價(jià)[J].中國園林，2013（11）：115-119.

[4]Waide R B， Willig M R， Steiner C F， et al. The Relationship between productivity and species richness [J]. Annual Review of Ecology and Systematics，1999，30（1）：257-300.

[5]劉暉，王晶懋，吳小輝.生境營造的實(shí)驗(yàn)性研究[J].中國園林，2017， 33（3）：19-23.

[6]楊曉燕，張世雄，徐滿厚，等.呂梁山森林群落草本層植物物種多樣性的空間格局及其對(duì)模擬增溫的響應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2018，38（18）： 6642-6654.

[7]趙鳴飛，邢開雄，王宇航，等.蘆芽山寒溫性針葉林冠層下植被beta多樣性格局及其成因[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2017，37（10）：3327-3334

[8]葛兆軒，孫國龍，袁業(yè)，等.河北省森林草原區(qū)草本植物物種多樣性和功能多樣性[J].草業(yè)學(xué)報(bào)，2017，26（7）：35-44.

[9]任斌斌，李薇薇，劉興，等.北京城市綠道植物多樣性特征研究[J].中國園林，2015，31（8）：10-14.

[10]賈生平，王惠利.運(yùn)城市園林綠化中彩葉植物的配置與應(yīng)用[J].現(xiàn)代園藝，2013（11）：72-73.

[11]劉冰珍.山西運(yùn)城市生態(tài)園林綠化工程中的植物配置[J].中國園藝文摘，2013（11）：75-76.

[12]師守國，任佳佳.運(yùn)城城區(qū)行道樹調(diào)查及發(fā)展建議[J].運(yùn)城學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，29（5）：53-56.

[13]陳曉梅.運(yùn)城市鹽湖區(qū)綠色通道景觀化建設(shè)評(píng)析[J].山西林業(yè)， 2017（2）：10-11.

[14]崔東亞，楊美玲，裴廣仁.山西省運(yùn)城鹽湖植物資源調(diào)查[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（22）：11877-11879.

[15]張海燕，李琪，單玉蓉，等.運(yùn)城鹽湖群落生物生態(tài)學(xué)特征研究[J].植物研究，2003，23（4）：449-452.

[16]付寶春，李志娟，劉琛彬，等.太原市城區(qū)園林植物應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)查與分析[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（6）：594-598，649.

[17]李軍玲，張金屯.太行山中段植物群落草本植物優(yōu)勢種種間聯(lián)結(jié)性分析[J].草業(yè)科學(xué)，2010，27（9）：119-123.

[18]徐珊.川西林盤植物多樣性調(diào)查研究[D].雅安：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2010.

[19]要元媛，閆明，畢潤成.山西霍山植物群落種-面積曲線與物種多樣性的關(guān)系[J].生態(tài)學(xué)雜志，2013，32（1）：39-44.

[20]高志英，呂云英，樊蕾，等.運(yùn)城地區(qū)常見園林雜草調(diào)查[J].遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，20（1）：9-11.

[21]莊樹宏，王克明，陳禮學(xué).昆崳山老楊墳陽坡與陰坡半天然植被植物群落生態(tài)學(xué)特性的初步研究[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào)，1999，23（3）： 47-58.

[22]Mitchell M G E， Wu D， Johansen K， et al. Landscape Structure Influences Urban Vegetation Vertical Structure[J]. Journal of Applied Ecology， 2016， 53（5）： 1477-1488.

[23]Dobbs C， Nitschke C， Kendal D. Assessing the Drivers Shaping Global Patterns of Urban Vegetation Landscape Structure[J]. Science of the Total Environment，2017，592（15）：171-177.

[24]克勞迪婭·韋斯特，吳竑，王鑫.下一次綠色革命：基于植物群落設(shè)計(jì)重塑城市生境豐度[J].風(fēng)景園林，2020（4）：8-24.

[25]Hitchmough J. Sowing Beauty： Designing Flowering Meadows from Seed[M]. Portland： Timber Press， 2017.

[26]Hansen R， Stahl F. Perennials and Their Garden Habitats[M]. Portland： Timber Press， 1993.

[27]Grime J P. The C-S-R Model of Primary Plant Strategies-Origins， Implications and Tests[M]// Gottlieb L D， Jain S K. Plant Evolutionary Biology. Dordrecht： Springer， 1988.

[28]Khn N. Neue Staudenverwendung[M]. Stuttgart： Ulmer Eugen Verlag， 2011.

[29]Luz H. Stauden im Technologiepark West. Less is More im Oval[J]. grünFORUM.LA， 2005： 10.

[30]薄偉，王松，付寶春，等.山西大同城區(qū)觀賞地被植物應(yīng)用調(diào)查與評(píng)價(jià)分析[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，47（7）：1222-1226.

[31]Sarr D A， Hibbs D E， Huston M A. A hierarchical perspective of plant diversity [J].The Quarterly Review of Biology，2005，80（2）：187-212.

[32]楊青，丁暉，方炎明，等.武夷山大安源甜櫧常綠闊葉林群落物種組成及多樣性分析[J].植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2014，23（1）：44-50.

[33]胡俊，龔成，夏緯，等.天鵝洲長江段浮游植物群落季節(jié)演替及環(huán)境因子研究[J].海洋與湖沼，2018，49（1）：70-77.