劉潤(rùn)華 王升正

摘 要： 環(huán)城景觀林帶作為武漢環(huán)城森林生態(tài)工程的主要成果，是武漢市城市森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。通過(guò)樣地調(diào)查方法，分析了武漢市環(huán)城林帶主要林分的生物多樣性，結(jié)果表明林帶樹(shù)種較少，喬木多樣性非常單一，林下灌木、草本生物多樣性單一，有些樣地?zé)o任何草本植物，武漢市環(huán)城林帶生物多樣性水平總體較低。建議對(duì)現(xiàn)有林分應(yīng)開(kāi)展林分質(zhì)量改造，促進(jìn)林下灌草層的生長(zhǎng)，提高林帶生物多樣性。

關(guān)鍵詞： 武漢市;環(huán)城林帶;生物多樣性

中圖分類(lèi)號(hào)：S731.2?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? 文章編號(hào)：1004-3020（2021）01-0052-04

環(huán)城林帶通常指通過(guò)政策或立法方式，在城市周邊地區(qū)建設(shè)一定規(guī)模、連續(xù)或基本連續(xù)的、永久性的綠色開(kāi)放空間，也稱(chēng)為環(huán)城綠帶[1]。環(huán)城林帶是城市森林的一個(gè)特殊種類(lèi)，不僅具有涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、保持水土、凈化空氣等一般森林生態(tài)服務(wù)功能，還具有高速路段的隔音、降噪、構(gòu)建城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)廊道、控制城市無(wú)序擴(kuò)張等多種特殊作用。我國(guó)北京、上海、貴陽(yáng)、西安等城市相繼開(kāi)展了環(huán)城林帶建設(shè)應(yīng)用[2-4]，武漢市于2002年啟動(dòng)了環(huán)城高速兩側(cè)各100 m的森林生態(tài)工程的建設(shè)，建成了188 km外環(huán)生態(tài)風(fēng)景林帶。由于武漢市環(huán)城林帶建設(shè)初期本著“先快速綠起來(lái)”的原則，以及長(zhǎng)期以來(lái)的“重造輕管”，林帶的后期生長(zhǎng)、群落穩(wěn)定性、景觀效果等存在不確定性[5]。為開(kāi)展環(huán)城林帶質(zhì)量評(píng)估，為后期林帶質(zhì)量提升提供依據(jù)，作者采用樣地調(diào)查方法，對(duì)武漢市環(huán)城林帶喬木物種多樣性、灌木物種多樣性和草本物種多樣性進(jìn)行了研究。

1 研究區(qū)概況

武漢市位于湖北省東部、長(zhǎng)江與漢水交匯處，地理位置為北緯29°58′～31°22′，東經(jīng)113°41′～115°05′。武漢市地貌屬鄂東南丘陵經(jīng)漢江平原東緣向大別山南麓低山丘陵過(guò)渡地區(qū)，全市低山、丘陵、壟崗平原與平坦平原的面積分別占土地總面積的5.8%、12.3%、42.6%和39.3%，海拔高度在19.2～873.7 m之間，大部分在50 m以下。武漢市屬北亞熱帶季風(fēng)性（濕潤(rùn)）氣候，武漢年平均氣溫15.8～17.5 ℃，年降水量1 150～1 450 mm。環(huán)城林帶建設(shè)區(qū)域?qū)贇埱鹦院雍_積平原，大多數(shù)地段為農(nóng)田和旱地，農(nóng)田土壤類(lèi)型為水稻土和潮土;旱地和崗地土壤多為紅壤和黃紅壤;丘陵地區(qū)一般為黃棕壤，局部有黃紅壤分布。

武漢環(huán)城林帶于2002年開(kāi)始建設(shè)，2005年完工，主要是沿武漢市188 km外環(huán)高速公路兩側(cè)各建設(shè)100 m寬的生態(tài)公益林綠化帶，并與綠帶附近的12處森林公園、林場(chǎng)風(fēng)景林及歷史人文景觀（遺址）“一線(xiàn)穿珠”，形成集生態(tài)、旅游、觀光、休閑和綠色產(chǎn)業(yè)等多功能于一體的環(huán)城綠色屏障。工程設(shè)計(jì)新造林面積0.29萬(wàn)hm2，加上與綠帶相連的風(fēng)景林改造0.11萬(wàn)hm2，合計(jì)建設(shè)森林綠地面積0.39萬(wàn)hm2。樹(shù)種主要包括香樟Cinnamomum camphora、水杉Metasequoia glyptostroboides、杜英Elaeocarpus decipiens、復(fù)羽葉欒樹(shù)Koelreuteria? bipinnata等喬木樹(shù)種及紅葉石楠Photinia×fraseri、夾竹桃Nerium indicum等灌木樹(shù)種。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置

根據(jù)環(huán)城林帶的特點(diǎn)，每種林分類(lèi)型分別設(shè)置6塊標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)樣地，其中擬撫育樣地3塊，對(duì)照樣地3塊，每類(lèi)監(jiān)測(cè)樣地設(shè)置具體為鄰近林帶外側(cè)（靠近高速環(huán)路一側(cè)）1塊，林中1塊，林帶內(nèi)側(cè)（靠近農(nóng)田或居民區(qū)一側(cè)）1塊。標(biāo)準(zhǔn)樣地面積為20 m×20 m，樣地不跨河流、道路或伐開(kāi)的調(diào)查線(xiàn)。主要調(diào)查林地樣地基本情況見(jiàn)表1。

2.2 調(diào)查方法

林下植被調(diào)查采用樣方調(diào)查法。在每塊20 m×20 m的樣地內(nèi)胸徑大于1 cm的林木（記為喬木層）進(jìn)行每木調(diào)查，記錄其種名、胸徑、樹(shù)高等。在每塊樣地內(nèi)沿對(duì)角線(xiàn)的兩個(gè)角落和中心分別設(shè)置3塊2 m×2 m的灌木樣方，在灌木樣方內(nèi)再設(shè)置1 m×1 m的草本樣方，調(diào)查樣方內(nèi)灌木層（包括胸徑小于1 cm的木本植物和層外藤本植物，便于統(tǒng)計(jì)分析，將藤本植物納入灌木層）和草本層植物的種類(lèi)、個(gè)體數(shù)、高度和覆蓋度等。

2.3 數(shù)據(jù)分析

采用重要值分析群落結(jié)構(gòu)，重要值為相對(duì)頻度、相對(duì)密度和相對(duì)優(yōu)勢(shì)度3者之和。

灌木草本相對(duì)重要值=相對(duì)密度+相對(duì)蓋度+相對(duì)頻度

喬木的相對(duì)重要值=相對(duì)密度+相對(duì)顯著度+相對(duì)頻度

其中：

相對(duì)密度=（某個(gè)物種的株數(shù)/所有物種的總株數(shù)）×100%

相對(duì)蓋度=（某個(gè)物種的蓋度/所有物種的蓋度）×100%

相對(duì)顯著度=（某個(gè)物種的斷面積/所有物種的斷面積）×100%

相對(duì)頻度=（某個(gè)物種的頻度/所有物種的總頻度）×100%

頻度：指任一個(gè)樣方中出現(xiàn)某物種的可能性。密度：指單位面積內(nèi)植物個(gè)體數(shù)量。

種的頻率=含有某種的樣方總的樣方×100%

采用物種豐富度（樣方內(nèi)物種總數(shù)）、Shannon-Wiener指數(shù)（H）、Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（D）和Pielou均勻度指數(shù)（E）對(duì)林下灌木層和草本層物種多樣性進(jìn)行定量分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 欒樹(shù)林分樣地

（1）喬木層：樣地內(nèi)喬木層僅有欒樹(shù)一個(gè)樹(shù)種，此處不計(jì)算喬木層的物種多樣性。

（2）灌木層：欒樹(shù)林分灌木層各樣地物種相對(duì)重要值情況見(jiàn)表2，物種多樣性情況見(jiàn)表3。

（3）草本層：目前該樣地內(nèi)草本層未調(diào)查到草本物種。

在欒樹(shù)林中，各樣地喬木層皆?xún)H有欒樹(shù)一個(gè)樹(shù)種，物種多樣性十分單一。在林下灌層，各樣地均以欒樹(shù)幼樹(shù)幼苗為主要物種，重要值在157～271之間;此外存在少量桑樹(shù)（重要值21～55）和構(gòu)樹(shù)（重要值19～53）的幼樹(shù)幼苗。僅在L4樣地出現(xiàn)極少數(shù)垂序商陸，重要值為31。灌木層物種豐富度在2～3之間，Shannon-Wiener指數(shù)在0.05～0.32之間，Pielou均勻度指數(shù)在0.08～0.29之間，Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)在0.02～0.15之間。各個(gè)樣地內(nèi)林下無(wú)任何草本物種。

3.2 水杉林分樣地

（1）喬木層：樣地內(nèi)喬木層僅有水杉一個(gè)樹(shù)種，此處不計(jì)算喬木層物種多樣性。

（2）灌木層：樣地S1、S3、S6無(wú)灌木物種，樣地S2、S4、S5僅有一種灌木，此處不計(jì)算喬木層物種多樣性。

（3）草本層：水杉林草本層各樣地物種相對(duì)重要值情況見(jiàn)表4，物種多樣性情況見(jiàn)表5。

在水杉林中，各樣地喬木層皆?xún)H有水杉一個(gè)樹(shù)種，物種多樣性十分單一。各樣地林下灌層中僅有一種灌木或無(wú)灌木出現(xiàn)，灌層物種多樣性十分單一。在林下草本層中，劍葉鳳尾蕨、沿階草和絞股藍(lán)的數(shù)量最多，重要值分別為55～127、30～72、25～62;還有較多的毛蕨和栝樓，重要值分別為181～195、105～142;此外還少量分布極不均勻的草本，如苧麻、天胡荽、蛇莓等。草本層物種豐富度在2～6之間，Shannon-Wiener指數(shù)在0.56～1.67之間，Pielou均勻度指數(shù)在0.73～0.93之間，Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)在0.37～0.79之間。各個(gè)樣地內(nèi)林下無(wú)任何草本物種。

3.3 樟樹(shù)林分樣地

（1）喬木層：樟樹(shù)林喬木層各樣地物種相對(duì)重要值情況見(jiàn)表6，物種多樣性情況見(jiàn)表7。

（2）灌木層

樟樹(shù)林灌木層各樣地物種相對(duì)重要值情況見(jiàn)表8，物種多樣性情況見(jiàn)表9。

（3）草本層：樟樹(shù)林草本層數(shù)據(jù)部分樣地?cái)?shù)據(jù)有缺失，僅Z6樣地?cái)?shù)據(jù)完整，物種相對(duì)重要值和物種多樣性情況分別見(jiàn)表10和表11。

在樟樹(shù)林中，除樟樹(shù)（重要值為214～269）占絕對(duì)主體地位以外，還伴生有少量杜英、女貞、構(gòu)樹(shù)、欒樹(shù)和楝樹(shù)，重要值分別在6～59、11～58、9～28、4～6和9。喬木層物種豐富度在2～6之間，Shannon-Wiener指數(shù)在0.46～1.03之間，Pielou均勻度指數(shù)在0.44～0.71之間，Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)在0.23～0.54之間。在林下灌層中，分布有較多杜英、構(gòu)樹(shù)、女貞、樸樹(shù)和欒樹(shù)的幼樹(shù)幼苗，重要值分別為34～173、22～113、24～116、18～58和19～136;此外還存有海桐、花椒、絡(luò)石、衛(wèi)矛等植被。灌層物種豐富度在4～7之間，Shannon-Wiener指數(shù)在0.98～1.72之間，Pielou均勻度指數(shù)在0.54～0.88之間，Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)在0.43～0.79之間。草本層中主要為沿階草和臭雞矢藤，物種豐富度為2，Shannon-Wiener指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和Simpson優(yōu)勢(shì)度分別為0.45、0.65和0.27。

4 結(jié)論與討論

（1）武漢市環(huán)城林帶林分樣地都是人工純林，喬木多樣性非常單一，林下灌木、草本生物多樣性單一，有些樣地?zé)o任何草本植物。同國(guó)內(nèi)其他環(huán)城林帶相比，武漢市環(huán)城林帶生物多樣性水平總體較低。

（2）我國(guó)很多城市環(huán)城林帶建設(shè)均已進(jìn)入成林養(yǎng)護(hù)管理階段，現(xiàn)有研究表明[6，7]，城市林帶的樹(shù)種單一，植物群落層次簡(jiǎn)單，大多數(shù)群落都只有一個(gè)林冠層，生物多樣性較低，灌木與草本植物稀少。結(jié)合本文研究，建議環(huán)城林帶建設(shè)應(yīng)盡量選擇具有一定觀賞性的鄉(xiāng)土樹(shù)種，考慮樹(shù)種的多樣性和喬灌草配置，合理配置初植密度，營(yíng)造混交林。對(duì)現(xiàn)有林分應(yīng)開(kāi)展林分質(zhì)量改造，促進(jìn)林下灌草層的生長(zhǎng)，提高林帶生物多樣性。

參考文獻(xiàn)

[1]張凱旋，凌煥然，達(dá)良俊.上海環(huán)城林帶景觀美學(xué)評(píng)價(jià)及優(yōu)化策略[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，32（17）：5521-5531.

[2]夏均魁，郭蔭槐.赴津考察情況及建設(shè)沈陽(yáng)市環(huán)城林帶初步設(shè)想[J].遼寧林業(yè)科技，1992（3）：55-57.

[3]張凱旋，商侃侃，達(dá)良俊.上海環(huán)城林帶不同植物群落土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015（3）：71-77.

[4]王瑋璐.北京城市綠化林帶降噪效果的四季變化研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2012.

[5]彭楚才，佃袁勇，周志翔，等.武漢環(huán)城林帶質(zhì)量評(píng)價(jià)及影響因素分析[J]，林業(yè)資源管理，2019（6）：75-83，131.

[6]常二梅.保定市環(huán)城林帶群落結(jié)構(gòu)與生態(tài)功能研究[D].保定：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[7]胡婷.基于1 hm2樣地的上海環(huán)城綠帶群落結(jié)構(gòu)特征研究[D].長(zhǎng)沙：中南林業(yè)科技大學(xué)，2017.

（責(zé)任編輯：唐 嵐）