柳小春,李國(guó)亮,潘銘心,綦順英,張 震*
合肥城市公園陸生植物物種的組成分析
柳小春1,李國(guó)亮2,潘銘心1,綦順英1,張 震1*
(1. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,合肥 230036;2. 蚌埠市圻潤(rùn)環(huán)境工程科技有限公司,蚌埠 233000)
為了解合肥市公園植物群落物種組成現(xiàn)狀,通過(guò)樣方法對(duì)合肥市包河公園、銀河公園、杏花公園和古逍遙津4個(gè)城市公園的園林陸生植物進(jìn)行了植物多樣性分析。研究結(jié)果表明:(1)合肥市城市公園中共有園林植物70科140屬152種,其中薔薇科、禾本科、菊科等在合肥市公園應(yīng)用較多;在屬的地理分布類(lèi)型上,合肥市園林植物以溫帶地理分布為主,溫帶性分布77屬,占總屬數(shù)的55%。(2)喬、灌、草植物種類(lèi)比約為1: 0.67:1.22。喬木層中常綠和落葉比約為1:1.75,灌木層中常綠和落葉比約為1: 0.68,草本層中一、二年生草本與多年生草本比為1: 2.05;喬木層優(yōu)勢(shì)種依次為棕櫚()、香樟()、女貞()、桂花()等,灌木層優(yōu)勢(shì)種為十大功勞()和錦繡杜鵑(),草本層優(yōu)勢(shì)種為沿階草()。(3)合肥市園林植物中共發(fā)現(xiàn)外來(lái)植物22科39屬40種,入侵植物13科26屬27種,其中入侵菊科植物最多(7種),其次為禾本科(5種)。(4)合肥市公園物種豐富度表現(xiàn)為草本層>喬木層>灌木層,Simpson多樣性指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)表現(xiàn)為喬木層>灌木層>草本層的分布規(guī)律。該研究可為合肥城市公園植物選擇及群落結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論依據(jù)。
城市公園;植物多樣性;區(qū)系分布;外來(lái)植物
植物物種組成是城市綠地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ),對(duì)城市生態(tài)和景觀功能的穩(wěn)定性具有重要作用,是城市綠化發(fā)展水平的重要標(biāo)志[1]。合理的城市植物群落是城市經(jīng)濟(jì)綠色空間系統(tǒng)形成穩(wěn)定、多級(jí)別和可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ),因此研究公園植物群落物種組成對(duì)保持城市公園的可持續(xù)發(fā)展和綠化景觀營(yíng)建具有重要的意義。
國(guó)外對(duì)城市公園植物群落開(kāi)展了相關(guān)研究[2],闡明了維持公園植物種類(lèi)多樣性的機(jī)制[3]、植物種類(lèi)多樣性影響因素[4]、植物多樣性和植物群落結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系[5-6]等相關(guān)科學(xué)問(wèn)題。國(guó)內(nèi)對(duì)城市公園植物群落多樣性的研究始于20世紀(jì)50年代,研究方向主要是多樣性的特性[7]、多樣性的研究方法[8]以及影響物種多樣性的因素等[9-11]。吳良早等[12]對(duì)昆明市綠地植物組成開(kāi)展了研究,共發(fā)現(xiàn)維管植物143科448屬716種,其中被子植物129科419屬663種,這與云南省復(fù)雜的地理環(huán)境密切相關(guān)。鄭愛(ài)芬[13]發(fā)現(xiàn)青島公園綠地植物中木本植物52科32屬161種,優(yōu)勢(shì)科柏科(Cupressaceae)、薔薇科(Rosaceae)、木犀科(Oleaceae)、豆科(Fabaceae)等,黑松()、刺槐()、樸樹(shù)()等植物應(yīng)用最廣。宋香靜等[14]調(diào)查渤海濕地草本群落,發(fā)現(xiàn)草本植物23科62屬83種,植物多為世界分布和泛熱帶分布性植物。劉高慧等[15]研究不同綠地類(lèi)型與城市化梯度之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)喬灌層植物物種多樣性隨著城市化梯度的遞增呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢(shì),而草本植物多樣性變化不明顯。
目前,合肥市正在積極創(chuàng)建生態(tài)園林城市,大力發(fā)展公園建設(shè)。作者以合肥城市公園陸生植物群落為研究對(duì)象,通過(guò)實(shí)地調(diào)查,研究陸生植物物種組成、區(qū)系分布和來(lái)源構(gòu)成,以期為今后合肥市城市公園群落結(jié)構(gòu)優(yōu)化及植物配置提供理論依據(jù),為科學(xué)營(yíng)建和管理城市綠地提供參考。
合肥市位于江淮丘陵,117°11′~117°22′ E,31°48′~31°58′ N;屬亞熱帶濕潤(rùn)性季風(fēng)氣候,四季分明,氣候溫和、雨量適中,年平均氣溫 15.7 ℃,夏季極端氣溫 41 ℃,冬季極端氣溫–20.6 ℃。相對(duì)濕度 76%,多年平均降水量1 000 mm左右,雨量主要集中在 5—6月的梅雨季節(jié)[16]。
1.2.1 樣地設(shè)置 于2019年8—9月對(duì)合肥市主城區(qū)包河公園、銀河公園、杏花公園和古逍遙津進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)。參考劉統(tǒng)高[17]調(diào)查采用的樣方法,以各公園中心點(diǎn)向外擴(kuò)展,共選取80塊典型植物群落樣地進(jìn)行調(diào)查(圖1)。
圖 1 調(diào)查公園及群落樣地圖
Figure 1 Survey parks and community map
1.2.2 園林植物多樣性調(diào)查 植物群落調(diào)查[17]時(shí),主要記錄如下。
(1)喬木層(胸徑> 3 cm起測(cè))記錄項(xiàng)目有:植物種名、株數(shù)、胸徑、冠幅、樹(shù)高和蓋度,其中胸徑用胸徑尺測(cè)量,高度用測(cè)高儀測(cè),蓋度用目測(cè)法估計(jì)。
(2)灌木層樹(shù)種(胸徑< 3 cm的喬木幼苗)記錄種名、株叢數(shù)、冠幅、高度、蓋度等。
(3)草本植物記錄種名,株數(shù)/株叢,高度,蓋度和頻度。
1.2.3 植物科型分類(lèi) 參照劉統(tǒng)高[17]的方法,根據(jù)科所含種數(shù)數(shù)量對(duì)科型進(jìn)行分類(lèi),劃分出較大型科(10~19種)、中型科(4~9種)、小型科(2~3種)和單種科(1種)4個(gè)等級(jí)。
1.2.4 外來(lái)植物確定 依據(jù)《中國(guó)植物志》、《中國(guó)外來(lái)入侵物種編目》和《中國(guó)外來(lái)入侵種》等有關(guān)文獻(xiàn)[18-21]分析確認(rèn)調(diào)查公園外來(lái)入侵植物名錄。
1.2.5 植物屬區(qū)系成分劃分 每種植物都有自己的地理分布,不同植物的分布地域可以相互交叉或相互疊加,而植物一般生長(zhǎng)在適宜的棲息地,根據(jù)環(huán)境的變化,植物會(huì)發(fā)生相應(yīng)的位移改變,擴(kuò)張或縮小范圍來(lái)適應(yīng)環(huán)境的變化。植物屬相比較科可以更具體地反映植物的區(qū)系特征[17]。根據(jù)《中國(guó)植物志》和吳征鎰[23-24]植物區(qū)系分析方法,以植物屬的地理分布區(qū)為主要依據(jù),統(tǒng)計(jì)調(diào)查區(qū)植物的地理成分。
1.2.6 定量計(jì)算公式 (1)重要值[16]。
喬木層重要值()=(相對(duì)多度+相對(duì)頻度+相對(duì)顯著度)/3
灌木層重要值()=(相對(duì)頻度+相對(duì)多度)/2
草本層重要值()=(相對(duì)頻度+相對(duì)蓋度)/2
相對(duì)頻度=該種的頻度/所有種的頻度
相對(duì)多度=某種植物個(gè)體數(shù)/全部植物個(gè)體數(shù)
相對(duì)蓋度=某個(gè)植物種的分蓋度/全部種的總蓋度
相對(duì)顯著度=樣方中該種個(gè)體胸?cái)嗝娣e和/樣方中全部個(gè)體胸?cái)嗝娣e總和
(2)物種多樣性指數(shù)[13]。
物種豐富度指數(shù):=;
Shannon-Wiener指數(shù)(H):
式中:為物種數(shù);為屬于種的個(gè)體數(shù)與總個(gè)體數(shù)的比例,為總個(gè)體。
1.2.7 數(shù)據(jù)處理 利用Microsoft Excel 2010對(duì)調(diào)查區(qū)內(nèi)喬灌草層植物進(jìn)行處理并統(tǒng)計(jì)歸類(lèi),采用SPSS 22.0對(duì)各公園植物多樣性進(jìn)行方差分析。
由表1可知,合肥市調(diào)査區(qū)域內(nèi)共有植物70科140屬152種,其中蕨類(lèi)植物1科1屬1種,裸子植物4科7屬8種,被子植物65科132屬143種,合肥市調(diào)查公園植物種類(lèi)以被子植物為主,約占調(diào)查區(qū)植物種的94.08%,裸子植物占5.26%;被子植物中雙子葉植物56科108屬118種,分別占調(diào)查區(qū)內(nèi)植物科、屬、種的80%、77.14%和77.63%,單子葉植物有9科24屬25種,分別占調(diào)查區(qū)內(nèi)植物科、屬、種的12.86%、17.14%和16.45%,可見(jiàn)合肥城市公園中植物以雙子葉植物為主。
對(duì)植物科型進(jìn)行分類(lèi)(表2和表3),合肥城市公園共有植物70科,其中較大型科(10~19)有3種,分別是薔薇科、禾本科和菊科,包含36屬37種。占調(diào)查公園植物科、屬、種的4.29%、25.71和24%;中型科(4~9)有6種,包含23屬28種,分別是木犀科、百合科、大乾科、柏科、豆科和莧科,占調(diào)查公園植物科、屬、種的8.57%、16.43%和18.00%;小型科(2~3)有21種,包含41屬47種,占調(diào)查公園植物科、屬、種的30%、29.29%和31%;單種科有40種,占調(diào)查公園植物科、屬、種的57.14%、28.57%和26.00%,說(shuō)明合肥市植物主要集中在單種科和小型科類(lèi)。
從表4可以看出,合肥市公園植物覆蓋14個(gè)地理分布區(qū)類(lèi)型。植物以溫帶地理為主,占研究區(qū)植物屬的55%。在各類(lèi)屬地理成分分布中,世界分布16屬,占總屬數(shù)的11.43%,如車(chē)前屬(L.)、冬青屬(L.)、飛蓬屬(L.)、金絲桃屬(L.)、拉拉藤屬(L.)、蓼屬((L.) Mill.)、馬唐屬()、茄屬(L.)、薹草屬(L.)、莧屬(L.)和酢漿草屬(L.)等。
表1 合肥城市公園維管植物組成
熱帶性分布(2~7類(lèi))有43屬,占總屬數(shù)的30.71%,其中泛熱帶分布有26屬,如大乾屬(L.)、杜英屬(L.)、狗尾草屬(P. Beauv.)、狗牙根屬(Rich.)、含羞草屬(L.)、黃楊屬(L.)、積雪草屬(L.)、蓮子草屬(Forssk.)、馬鞭草屬(L.)、馬蹄金屬()、地毯草屬(P. Beauv.)、馬兜鈴屬(L.)、木槿屬(L.)、牛膝屬(L.)、樸屬(L.)、秋楓屬(Blume)、秋海棠屬(L.)、穇屬(Gaertn.)、素馨屬(L.)、天胡荽屬(L.)、鐵莧菜屬(L.)、衛(wèi)矛屬(L.)、烏桕屬(Lour.)、鴨跖草屬(L.)、仙茅屬(Gaertn.)和苧麻屬(Jacq.)等。熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布有4屬,如絞股藍(lán)屬(Blume)、爵床屬(L.)、木棉屬(L.)和無(wú)患子屬(L.)。舊世界熱帶分布有3屬,分別是海桐花屬(Banks ex Gaertn.)、楝屬(L.)和合歡屬(Durazz.)。熱帶亞洲至熱帶大洋洲分布4屬,是構(gòu)屬(L'Hér. ex Vent.)、雞失藤屬(Linn)、樟屬(Schaeff.)和紫薇屬(L.)。熱帶亞洲至熱帶非洲分布是3屬,分別是常春藤屬(Hedera L.)、芒屬(Miscanthus Andersson)和箬竹屬(Nakai)。熱帶亞洲(印度-馬來(lái)西亞)分布3屬是蛇莓屬(J. E. Smith.)、木荷屬(Reinw.)和棕竹屬(L.)。
表2 各科含屬種數(shù)量
表3 植物科型分析
表4 植物屬區(qū)系分布分析
表5 喬木層植物數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)(前10種)
溫帶性分布(8~14類(lèi))77屬,占總屬數(shù)的55%,其中北溫帶分布28屬,如稗屬(P.)、梣屬(L.)、槭樹(shù)屬(L.)、刺柏屬(L.)、杜鵑花屬(L.)、杜鵑屬(L.)、枸杞屬()、薊屬(Mill.)、莢蒾屬(L.)、苦苣菜屬(L.)、李屬(L.)、柳屬(L.)、蘋(píng)果屬(Mill.)、蒲公英屬(F.)、槭屬(L.)、薔薇屬(L.)、松屬(L.)、桃屬(L.)、繡線(xiàn)菊屬(L.)、懸鈴木屬(L.)、雪松屬(Trew)、楊屬(L.)、櫻屬(Mill.)、榆屬(L.)、鳶尾屬(L.)、圓柏屬(Mill.)、紫荊屬(L.)和紫菀屬(L.)。東亞和北美洲間斷分布14屬,是菖蒲屬(L.)、刺槐屬(L.)、楓香屬()、金光菊屬(L.)、絡(luò)石屬(Lem.)、木蘭屬((Magnolia L.)、木犀屬(Lour.)、十大功勞屬(Nutt.)、石楠屬(Lindl.)、絲蘭屬(L.)、萱草屬(L.)、一枝黃花屬(L.)、玉蘭屬(Spach)和繡球?qū)伲↙.)。舊世界溫帶分布12屬,主要是白酒草屬(Moench)、大丁草屬(Cass.)、大吳風(fēng)草屬(Lindl.)、黑麥草屬(L.)、火棘屬(M.)、夾竹桃屬(L.)、錦葵屬(L.)、連翹屬(Vahl)、蔓長(zhǎng)春花屬(L.)、女貞屬(L.)、石榴屬(L.)和石竹屬(L.)。溫帶亞洲分布4屬是雞眼草屬(Schindl.)、金發(fā)草屬()、馬蘭屬()和杏屬(Mill.)。地中海區(qū)、西亞至中亞分布1屬是竹屬()。東亞分布18屬,如八角金盤(pán)屬()、側(cè)柏屬(Spach)、蔥蓮屬(Herb.)、楓楊屬(Kunth)、黃鵪菜屬(Cass.)、吉祥草屬(Kunth)、檵木屬(R.)、欒樹(shù)屬()、木瓜屬()、南天竹屬(Thunb.)、枇杷屬(Lindl.)、求米草屬(P.)、酸藤子屬()、桃葉珊瑚屬(Thunb.)、梧桐屬(Marsili)、沿階草屬()、玉簪屬(Tratt.)和棕櫚屬(H.)。
中國(guó)特有分布4屬,占總屬數(shù)的2.86%,如珙桐屬(Baill.)、水杉屬()、喜樹(shù)屬(Decne.)和銀杏屬(L.)。
表6 灌木層植物數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)(前10種)
表7 草本層植物數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
對(duì)合肥城市公園80個(gè)植物群落統(tǒng)計(jì)分析(表5),喬木層中相對(duì)多度占優(yōu)勢(shì)的是棕櫚(15.211)、香樟(10.000)、女貞(8.451)和桂花(8.169);相對(duì)頻度占優(yōu)勢(shì)的主要有桂花(0.086)、棕櫚(0.071)和女貞(0.067);相對(duì)顯著度占優(yōu)勢(shì)的主要有棕櫚(0.132)、香樟(0.104)和女貞(0.091);重要值占優(yōu)勢(shì)的主要是棕櫚(5.138)、香樟(3.387)和女貞(2.869)。喬木層植物的多度、頻度、顯著度與重要值規(guī)律并不完全一致,棕櫚、香樟和女貞相對(duì)多度和相對(duì)顯著度都很高,是群落中的先鋒植物;而珊瑚樹(shù)雖然重要值較高,但其相對(duì)頻度和相對(duì)顯著度卻很低,說(shuō)明珊瑚樹(shù)種植比較集中。
表8 植物生活型分析
表6顯示,灌木層中相對(duì)多度占優(yōu)勢(shì)的是十大功勞(18.022)、錦繡杜鵑(16、846)、散尾葵(9.109)和海桐(7.542);相對(duì)頻度占優(yōu)勢(shì)的主要有海桐(0.129)、石楠(0.121)和散尾葵(0.112);重要值占優(yōu)勢(shì)的主要是十大功勞(9.019)、錦繡杜鵑(8.427)和散尾葵(4.610)。散尾葵和海桐相對(duì)多度、相對(duì)頻度和重要值都很高,在灌木層中具有優(yōu)勢(shì)地位。
由表7可知,草本層中沿階草和麥冬相對(duì)頻度、相對(duì)蓋度和重要值都很高,在草本層中占有優(yōu)勢(shì)地位,草本層種植植物種類(lèi)單一,草本花卉種植較少,主要是以多年生草本為主。
植物生活型分析(表8)顯示:?jiǎn)棠?5種,約占調(diào)查公園植物種的36.18%;灌木37種,約占調(diào)查公園植物種的24.34%;草本植物67種,約占44.08%;藤本只有7種,主要是常春藤和花葉蔓長(zhǎng)春。在喬木類(lèi)植物中,常綠喬木20種,占調(diào)查公園植物種的13.16%,落葉喬木35種,占比為23.03%;灌木類(lèi)植物中常綠灌木22種,占調(diào)查公園植物種的14.47%,落葉灌木15種,占比為9.87%;草本類(lèi)植物中以多年生草本為主,有45種,占調(diào)查公園植物種的29.61%,一、二年生草本22種,占比為14.47%。喬灌草植物種類(lèi)比約為1:0.67:1.22。喬木層中常綠和落葉比約為1:1.75,灌木層中常綠和落葉比約為1:0.68,草本層中一、二年生草本與多年生草本比為1:2.05,調(diào)查區(qū)內(nèi)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)常綠喬木類(lèi)植物的應(yīng)用,提高植物景觀的綜合效益。
表9 合肥市調(diào)查公園外來(lái)植物分類(lèi)組成
表10 合肥市調(diào)查公園外來(lái)植物生活型分布
2.6.1 外來(lái)植物概況 如表9所示,合肥城市公園中共有外來(lái)植物公園22科39屬40種,占調(diào)查植物總科、屬、種數(shù)的31.43%、27.86%和26.32%,其中裸子植物2科2屬2種,被子植物20科37屬38種。合肥城市公園外來(lái)植物以被子植物為主,占外來(lái)植物種的95%,主要是因?yàn)樽匀唤缰斜蛔又参飻?shù)量本身要多于裸子植物,而且作為園林植物引種的被子植物的觀賞價(jià)值差異性要高于裸子植物,大量引種被子植物有利于營(yíng)造多樣化的景觀。
由表10可知,合肥市城市公園鄉(xiāng)土植物有112種,占植物總種數(shù)的73.68%,說(shuō)明合肥城市公園中鄉(xiāng)土植物比較占優(yōu)勢(shì)。在40種外來(lái)植物中,大部分種類(lèi)為草本,共25種,占外來(lái)植物總數(shù)的62.50%;其次為喬木,有8種,占外來(lái)植物種類(lèi)的20%;再次為灌木,有7種,占外來(lái)植物種類(lèi)的17.50%,而藤本類(lèi)植物中未見(jiàn)外來(lái)植物。
表11 合肥市調(diào)查公園外來(lái)入侵植物名錄
注: 蒲公英和薺菜原產(chǎn)地參考《江西桃紅嶺自然保護(hù)區(qū)外來(lái)植物入侵種的分析》[16]。
2.6.2 外來(lái)入侵植物分析 外來(lái)入侵植物名錄(表11)顯示:合肥城市公園中入侵植物13科26屬27種,其中菊科入侵植物最多,有7種,占入侵植物總數(shù)的25.9%;其次是禾本科有5種,占入侵植物總數(shù)的18.5%;然后為豆科、石蒜科、莧科、夾竹桃科等。
根據(jù)引進(jìn)目的和方式分析,無(wú)意引進(jìn)有10種,占入侵植物總數(shù)的37%,有意引進(jìn)的為17種,占入侵總數(shù)的62.96%。其中,作為觀賞植物引進(jìn)的有7種,分別是八角金盤(pán)、蔥蓮、廣玉蘭、合歡、加拿大一枝黃花、酢漿草和黑心金光菊;作為藥用植物引進(jìn)的有7種,主要是夾竹桃、劍麻、龍葵、蒲公英、薺菜、喜旱蓮子草、澤漆等;作為牧草引進(jìn)的主要是黑麥草和地毯草;作為木材引用的是刺槐。可見(jiàn)大部分入侵植物都是人為有意引進(jìn)的,因此在引進(jìn)外來(lái)植物時(shí),要對(duì)其進(jìn)行安全評(píng)估。
根據(jù)入侵植物原產(chǎn)地分析,在27種入侵植物中,原產(chǎn)地是美洲的有18種,占入侵植物總數(shù)的66.67%,其中北美14種,占比51.85%,南美4種,占比14.81%,其次為歐洲(6種)和亞洲(3種),分別占22.22%和11.11%,說(shuō)明來(lái)自美洲的外來(lái)植物容易成為入侵種,其次為歐洲和亞洲。
圖2 合肥城市公園物種豐富度指數(shù)分布
Figure 2 Distribution of species richness index in Hefei city parks
圖3 合肥城市公園Simpson多樣性指數(shù)分布
Figure 3 Distribution of Simpson diversity index in Hefei city parks
2.7.1 物種豐富度指數(shù)(S)分析 由圖2可知,合肥城市公園物種豐富度指數(shù)在草本層存在差異(< 0.05)。喬木層物種豐富度指數(shù)最高的是包河公園(3.70),最低的是銀河公園(2.23),兩者之間相差約2倍。灌木層物種豐富度指數(shù)最高的是包河公園(2.60),最低的是杏花公園(1.76),兩者相差約1.5倍。草本層物種豐富度指數(shù)最高的是杏花公園(4.79),最低的是銀河公園(1.73),兩者相差約3倍。包河公園和杏花公園物種均豐富度表現(xiàn)為草本層>喬木層>灌木層。這可能是由于草本植物生長(zhǎng)周期短,繁殖能力強(qiáng),易于種植,因此草本層豐富度大于喬木層和灌木層。
總體而言,合肥城市公園物種豐富度指數(shù)表現(xiàn)為草本層(3.42)>喬木層(2.23)>灌木層(2.00),喬木層的豐富度指數(shù)顯著高于灌木層和草本層,說(shuō)明公園植物群落中野生雜草植物較多,而喬灌層植物一般多采用成片種植,且耐修剪、易存活的植物,種類(lèi)相對(duì)單一。
2.7.2 Simpson多樣性指數(shù)的比較分析 由圖3可知,合肥各調(diào)查公園Simpson多樣性指數(shù)在喬、灌、草三層差異不顯著(> 0.05)。喬木層中,Simpson多樣性指數(shù)排序?yàn)楣佩羞b津(0.60)>包河公園(0.57)>杏花公園(0.55)>銀河公園(0.46);灌木層中,Simpson多樣性指數(shù)排序?yàn)殂y河公園(0.48)> 包河公園(0.46)> 杏花公園(0.41)> 古逍遙津(0.39);草本層中,Simpson多樣性指數(shù)排序?yàn)樾踊ü珗@(0.39)> 古逍遙津(0.25)> 包河公園(0.24)>銀河公園(0.22)。對(duì)各公園喬灌草層Simpson多樣性指數(shù)進(jìn)行比較得出,銀河公園表現(xiàn)為灌木層> 喬木層> 草本層,其他均表現(xiàn)為喬木層> 灌木層> 草本層。
總體而言,合肥市調(diào)查公園的Simpson多樣性指數(shù)表現(xiàn)為喬木層(0.54)>灌木層(0.44)>草本層(0.28),喬灌層Simpson多樣性指數(shù)顯著高于草本層(< 0.05)。
圖4 合肥城市公園Shannon-Wiener多樣性指數(shù)分布
Figure 4 Distribution of Shannon-Wiener diversity index in Hefei city parks
圖5 合肥城市公園Pielou均勻度指數(shù)分布
Figure 5 Distribution of Pielou evenness index in Hefei city parks
2.7.3 Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)比較分析 由圖4可知,合肥城市公園各公園Shannon-Wiener多樣性在喬灌草層無(wú)明顯差異(> 0.05),喬木層Shannon-Wiener多樣性指數(shù)最高的包河公園(0.49),最低的是銀河公園(0.33),兩者相差0.16;灌木層Shannon-Wiener多樣性指數(shù)最高的是銀河公園(0.48),最低的是古逍遙津(0.27),兩者相差0.21;草本層Shannon-Wiener多樣性指數(shù)最高的是杏花公園(0.33),最低的是包河公園(0.19),兩者相差0.14。對(duì)各公園Shannon-Wiener多樣性指數(shù)比較得出,包河公園和古逍遙津均表現(xiàn)為喬木層>灌木層>草本層,杏花公園分布規(guī)律為喬木層>草本層>灌木層,銀河公園表現(xiàn)為灌木層>喬木層>草本層。
總體而言,合肥市公園Shannon-Wiener多樣性指數(shù)具體表現(xiàn)為喬木層(0.42)>灌木層(0.35)>草本層(0.25),喬灌層Shannon-Wiener多樣性指數(shù)高于草本層。
2.7.4 Pielou均勻度指數(shù)比較分析 由圖5可知,合肥各公園Pielou均勻度指數(shù)在喬灌層各層之間差異不顯著(> 0.05)。喬木層Pielou均勻度指數(shù)最高的是包河公園(0.86),最低的是古逍遙津(0.79),兩者相差0.07;灌木層Pielou均勻度指數(shù)最高的是銀河公園(0.79),最低的是杏花公園(0.71),兩者相差0.08;草本層Pielou均勻度指數(shù)最高的是杏花公園(0.49),最低的是包河公園(0.30),兩者相差0.19。對(duì)各公園 Pielou均勻度指數(shù)比較得出, Pielou均勻度指數(shù)均表現(xiàn)為喬木層>灌木層>草本層。
總體而言,合肥市公園植物群落Pielou均勻度指數(shù)表現(xiàn)為喬木層(0.82)>灌木層(0.74)>草本層(0.40),與各公園表現(xiàn)一致。顯著性分析表現(xiàn)為喬木層和灌木層的均勻度顯著高于草本層。說(shuō)明合肥城市公園植物群落喬木和灌木種類(lèi)繁多,分布廣泛,而草本相對(duì)較少,這說(shuō)明人為因素對(duì)合肥城市公園植物群落的影響較大。
本研究對(duì)合肥市4個(gè)公園的調(diào)查,共發(fā)現(xiàn)有園林植物70科140屬152種,被子植物65科132屬143種,裸子植物4科7屬8種,蕨類(lèi)植物1科1屬1種,常綠與落葉樹(shù)種比值約為1:1.2,與枝江市[25]、棗莊市[26]、武漢市[27]等的調(diào)查結(jié)果相比,合肥市調(diào)查公園植物種類(lèi)相對(duì)較少。根據(jù)生活型分析,合肥市城市公園草本植物多,喬灌樹(shù)木少,其中,喬木55種,約占調(diào)查公園植物種的36.18%;灌木37種,約占調(diào)查公園植物種的24.34%;草本植物67種,約占44.08%;藤本只有7種,約占4.71%。草本植物在公園植物中比例較重,這與其他城市植物生活型分布基本一致[12, 28]。
合肥市調(diào)查公園中鄉(xiāng)土植物有112種,占植物總數(shù)的73.68%,外來(lái)植物有40種,占植物總數(shù)的26.32%,鄉(xiāng)土植物指數(shù)符合國(guó)家生態(tài)園林建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)0.7[29],這說(shuō)明合肥市生態(tài)園林建設(shè)植物選種多引用本土植物。
致力于打造鄉(xiāng)土風(fēng)情景觀,可有效規(guī)避外來(lái)引種植物入侵風(fēng)險(xiǎn)。所以在選擇植物時(shí)應(yīng)充分了解不同植物和花卉的習(xí)性、生命周期、特點(diǎn)及當(dāng)?shù)氐纳瞽h(huán)境,科學(xué)、合理地設(shè)計(jì)配置方案,使得所選植物能夠在生長(zhǎng)地保持良好的生長(zhǎng)狀態(tài)。同時(shí),也應(yīng)注意彰顯城市的地域及人文特點(diǎn),因地制宜。植物區(qū)系是植物地理、氣候等因素共同作用的結(jié)果,研究園林植物區(qū)系的地理分布有利于充分了解植物來(lái)源,為植物引種提供理論依據(jù)[30]。研究合肥市公園植物區(qū)系分布,發(fā)現(xiàn)合肥市公園植物區(qū)系以溫帶地理為主,其次為熱帶地理成分,而引種植物也多源于是熱帶和溫帶區(qū)系,說(shuō)明熱溫帶植物對(duì)合肥地區(qū)自然環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)。
物種多樣性指數(shù)表示群落內(nèi)物種種類(lèi)多樣性水平的指標(biāo)[31-32]。本研究中,草本層中物種的豐富度指數(shù)明顯高于喬灌層,這可能是由于草本層植物生長(zhǎng)周期短,繁殖能力強(qiáng),易于種植,因此草本層豐富度大于喬木層和灌木層。Simpson多樣性指數(shù)與Shannon-Wiener多樣性指數(shù)均表現(xiàn)為喬木層優(yōu)于灌草層,這是因?yàn)榭紤]到公園的休閑娛樂(lè)功能,趨向性地進(jìn)行植物配置,充分滿(mǎn)足游客們遮陰避陽(yáng)、降噪等需求,同時(shí)草本層廣泛地應(yīng)用麥冬,以大面積的麥冬種植覆蓋裸地,而狗牙根、牛筋草、馬唐等以雜草形式局部出現(xiàn)在林下。Pielou均勻度指數(shù)(E)反映植物群落樹(shù)種中各種個(gè)體數(shù)量比例的均勻程度[33]。均勻度太低會(huì)導(dǎo)致植物群落的不穩(wěn)定,養(yǎng)護(hù)成本等會(huì)相應(yīng)地增加,而且植物群落不穩(wěn)定也會(huì)導(dǎo)致植物多樣性不穩(wěn)定。合肥城市公園Pielou均勻度指數(shù)平均值為0.65,各層次的均勻度指數(shù)都比較低,植物分配不均勻,不利于群落的穩(wěn)定構(gòu)建。因此,要增加物種的豐富度,提高群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,并結(jié)合不同的生境類(lèi)型,選擇合適的植株與當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土植物結(jié)合,打造出凸顯當(dāng)?shù)氐赜蚺c自然風(fēng)光的美景;另一方面,由于公園內(nèi)養(yǎng)護(hù)管理頻繁,人為影響植物生長(zhǎng)過(guò)程,植物景觀效果趨于一致,所以應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)植物群的生態(tài)養(yǎng)護(hù)。
本研究以合肥市 4個(gè)城市公園的80個(gè)典型植物群落為研究對(duì)象,測(cè)定物種組成數(shù)量特征、物種多樣性指數(shù)等指標(biāo),進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理與分析,得出結(jié)論如下。
(1)合肥城市公園共有陸生園林植物70科140屬152種, 種類(lèi)較少,多為常見(jiàn)品種,且灌木層和草本層成片種植,分布不均勻,應(yīng)多引進(jìn)珍稀和保護(hù)樹(shù)種,提高物種多樣性,增添合肥市的文化底蘊(yùn)。
(2)合肥城市公園陸生植物中存在入侵物種,草本層中數(shù)量最多,主要是菊科,然后為禾本科、豆科、石蒜科、莧科、夾竹桃科等。建議加強(qiáng)對(duì)公園內(nèi)外來(lái)植物的管理、監(jiān)測(cè)和控制,同時(shí)在進(jìn)行新物種選擇時(shí),做相關(guān)調(diào)查并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,建立一個(gè)長(zhǎng)期有效的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)制。
本研究只進(jìn)行了短期的數(shù)據(jù)調(diào)查,不能全面反映植物群落的動(dòng)態(tài)變化,建議對(duì)相關(guān)公園進(jìn)行長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè),每隔3~5年進(jìn)行1次樹(shù)木調(diào)查,有利于公園的科學(xué)管理。
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Analysis on species composition of terrestrial plants in Hefei city parks
LIU Xiaochun1, LI Guoliang2, PAN Mingxin1, QI Shunying1, ZHANG Zhen1
(1. School of Resources and Environment, Anhui Agricultural University, Hefei 230036; 2. Bengbu Qirun Environmental Engineering Technology Co. Ltd., Bengbu 233000)
In order to understand the status quo of plant community species composition in Hefei parks, the plant diversity of terrestrial plants in four urban parks, including Baohe Park, Yinhe Park, Xinghua Park and Guxiaoyaojin Park, was analyzed by sampling method. The results showed that: (1) There were 152 species, 140 genera and 70 families of garden plants, among which,Rosaceae, Gramineae, Compositae and so on were used more in Hefei parks. In terms of the geographical distribution type of the genus, the garden plants in Hefei were mainly distributed in the temperate zone with 77 genera, accounting for 55% of the total number of genera. (2) The species ratio of arbor, shrub and grass was about 1: 0.67:1.22. The ratio of evergreen to deciduous was 1:1.75 in the tree layer and 1:0.68 in the shrub layer, and the ratio of annual and biennial to perennial was 1:2.05 in the herb layer. The dominant species in the tree layer were,,,, etc., and the dominant species in shrub layer wereandwhile the dominant species in herb layer was. (3) A total of 40 species of exotic plants were found in 39 genera, 22 families and 27 species of invasive plants were found in 26 genera,13 families, among which, the most invasive plants were Compositae (7 species), followed by Gramineae (5 species). (4) The species richness of Hefei park was herb layer>arbor layer>shrub layer, and the Simpson diversity index, Shannon-Wiener diversity index and Pielou evenness index were expressed as the tree layer>shrub layer>herb layer. This study can provide a theoretical basis for plant selection and community structure optimization in Hefei city parks.
urban park; plant diversity; flora distribution; exotic plants
S731.2
A
1672-352X (2021)06-0923-11
10.13610/j.cnki.1672-352x.20220106.020
2022-1-7 7:30:07
[URL] https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1162.S.20220106.1254.040.html
2021-02-07
國(guó)家自然科學(xué)基金 (31772235)和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2017YFD0200604)共同資助。
柳小春,碩士研究生。E-mail:2409157298@qq.com
通信作者:張 震,博士,教授。E-mail:xjzhangzhen@163.com