劉 駿 王瑞潔

隨著2021年聯(lián)合國《生物多樣性公約》締約方大會第十五次會議在我國云南昆明舉行，人們意識到了生物多樣性問題的嚴重性。生物多樣性是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，是地球生命共同體的血脈和根基。在國際大力倡導(dǎo)生物多樣性保護的背景下，重慶市城市生態(tài)公園建設(shè)應(yīng)當積極響應(yīng)生物多樣性保護需求。

城市生態(tài)公園是具備自然景觀資源、能夠保障城市生態(tài)安全及滿足市民休閑游憩需求的綠地。保護生物多樣性是保障城市生態(tài)安全、促進人與自然和諧發(fā)展的有效方法，也是建設(shè)城市公園的重要內(nèi)容[1]。其中，植物集中、景觀豐富的城市公園[2]，其生態(tài)效益的發(fā)揮程度普遍認為與植物多樣性有關(guān)；植物多樣性是城市生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)，也是城市可持續(xù)發(fā)展的保證[3]。目前，公園植物多樣性的研究多集中在植物群落及物種多樣性方面。相關(guān)研究表明，植物多樣性受環(huán)境因素影響較大，這會對植物種類、植物多樣性產(chǎn)生一定的影響[4]。此外，城市化進程的加快，對城市公園植物多樣性的影響更為顯著。因此，彭羽等[1]提出通過建設(shè)生態(tài)型綠地恢復(fù)植物多樣性，保護植物多樣性；其中，保護自然生境對維持植物多樣性相當重要。綜上所述，隨著城市生態(tài)保護的重要性被人們逐漸了解，如何保護植物多樣性進而保障生物多樣性，這已是當前亟需解決的問題。而城市生態(tài)公園作為植物多樣性保護的重要載體，如何基于植物多樣性保護進行建設(shè)，這是人們需要關(guān)注的問題。

為了揭示城市生態(tài)公園植物種類、植物群落多樣性特征，解決城市生態(tài)問題，對重慶渝北區(qū)12個城市生態(tài)公園進行植物群落多樣性研究，考慮公園類型、城市生境、公園面積等因素，采用物種豐富度、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、相似性指數(shù)對植物群落多樣性進行研究分析，以期實現(xiàn)城市生態(tài)公園植物多樣性的可持續(xù)發(fā)展，研究結(jié)果旨在為建設(shè)城市生態(tài)公園、打造城市生態(tài)格局、保護城市生態(tài)多樣提供借鑒。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

依據(jù)“重慶市主城區(qū)綠地系統(tǒng)規(guī)劃2014—2020”文件，重慶主城區(qū)約規(guī)劃建設(shè)1997個城市公園，其中城市生態(tài)公園115個。此外，2020年主城區(qū)共規(guī)劃區(qū)域綠地5541.21 hm2，其中4616.57hm2（約83.31%）的區(qū)域綠地被規(guī)劃為城市生態(tài)公園。其次，人均城市生態(tài)公園面積較高，3.95m2/人。由此可見，城市生態(tài)公園在重慶市綠地系統(tǒng)中占據(jù)重要地位。

渝北區(qū)共規(guī)劃建設(shè)43個生態(tài)公園，占主城區(qū)115個城市生態(tài)公園的37.39%，具有顯著優(yōu)勢，因此，選取主城渝北區(qū)的城市生態(tài)公園作為本文研究對象。根據(jù)實地調(diào)研，渝北區(qū)已建成、對外開放的生態(tài)公園有23個，占規(guī)劃建設(shè)總數(shù)比例最大，為53.49%。

1.2 公園選取與調(diào)研方法

依據(jù)城市生態(tài)公園位置及資源特色分類標準[5]，于2020年10月—12月調(diào)研了重慶渝北區(qū)4種類型12個公園（表1）。其中山地森林公園2個；湖泊濕地公園1個；主題游樂公園7個；濱江風(fēng)光公園2個。研究公園數(shù)量占所有已建成公園的52.17%。其中，由于渝北區(qū)內(nèi)山地森林、湖泊濕地、濱江風(fēng)光類公園數(shù)量稀少，導(dǎo)致本研究中調(diào)研的公園數(shù)量也相對較少。

表1 調(diào)研公園概況

在樣地道路基礎(chǔ)上，選擇植物物種豐富度較高，群落較為完整的區(qū)域，設(shè)置典型樣方，樣方總大小為100m2（10m×10m），記錄100m2（10m×10m）中的喬木群落的物種信息，樣方中心的25m2（5m×5m）的灌木群落的物種信息，5個1m2（1m×1m）的草叢群落物種信息，共計設(shè)置樣方數(shù)量116個（圖1）。記錄的主要指標包括：①喬木：種名、株數(shù)、株高、冠幅；②灌木：種名、株數(shù)、高度、冠幅；③草本：種名、株數(shù)、高度、種蓋度。

圖1 重慶市渝北區(qū)城市生態(tài)公園及樣方調(diào)研

1.3 數(shù)據(jù)處理

（1）Margalef物種豐富度指數(shù)[6]（R）：

其中，a、b分別為兩個不同公園的物種數(shù)，c為兩個公園的共有物種數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物種類組成特征

經(jīng)樣方調(diào)查發(fā)現(xiàn)，調(diào)研的重慶市渝北區(qū)12個公園共有植物227種（表1），其中喬木層86種，灌木層58種，草本層83種。其中，照母山森林公園植物種類最多，65種；火鳳山公園與中咀河樟園植物種類最少，7種。這可能是受其公園類型以及公園面積大小的影響，也與樣方數(shù)量有一定關(guān)聯(lián)。山地森林類型的照母山森林公園，其面積巨大，樣方數(shù)較多，植物種類豐富；而主題游樂類型的火鳳山公園與中咀河樟園，其面積相對較小，樣方數(shù)較少，植物種類較少。

各類生態(tài)公園植物種類數(shù)分別為：山地森林74種，湖泊濕地29種，主題游樂84種，濱江風(fēng)光40種（表2）。作為唯一已建成、對外開放面積較大的濕地公園，其物種較為稀少，這表明濕地公園物種較為單一；而主題游樂公園物種最為豐富，這是因為其分布較為分散，導(dǎo)致物種分布在空間上不連續(xù)，呈現(xiàn)出一定的地域偏好，物種重復(fù)較少。

表2 重慶市渝北區(qū)各類生態(tài)公園植物種類組成統(tǒng)計

2.2 公園植物物種多樣性比較

群落層次上Margalef物種豐富度指數(shù)呈現(xiàn)出草本層 ＞ 喬木層 ＞ 灌木層的規(guī)律（圖2a）；這與李明娟等[14]的研究結(jié)果一致。草本層物種豐富度占絕對優(yōu)勢，且跨度較大。

圖2 12個調(diào)研公園的植物多樣性指數(shù)分布（a Margalef指數(shù)；b Simpson指數(shù)；c Shannon-Wiener指數(shù)；d Pielou指數(shù)）

群落層次上Shannon-Wiener多樣性指數(shù)呈現(xiàn)草本層 ＞ 喬木層 ＞ 灌木層的規(guī)律（圖2c），這與Margalef豐富度指數(shù)結(jié)果相同，這表明Shannon-Wiener指數(shù)受物種豐富度影響更為顯著。Simpson指數(shù)趨勢規(guī)律相同，因此，以Shannon-Wiener指數(shù)進行分析（圖2b）。在所有公園中，照母山森林公園物種多樣性指數(shù)最高，其次為重慶市中央公園；中咀河樟園與火鳳山公園最低。城市生態(tài)公園因其自然程度高，人為影響低，所以植物種類較為豐富，呈現(xiàn)出群落各層物種多樣性較高的規(guī)律。

群落層次上Pielou均勻度指數(shù)呈現(xiàn)草本層＞灌木層＞喬木層的規(guī)律（圖2d）。所有公園中，金山公園物種均勻度最高，其次為火鳳山公園；中咀河樟園與金海灣濱江休閑帶最低。均勻度較低的公園，植物種類單一，植物景觀不夠豐富。這可能與部分城市生態(tài)公園對植物的選擇偏好性有關(guān)，導(dǎo)致了部分公園物種單一，均勻度不高，植物群落穩(wěn)定性較低。

2.3 各類公園植物物種多樣性比較

各類公園在各層次上Margalef物種豐富度指數(shù)均呈現(xiàn)出草本層＞喬木層＞灌木層的規(guī)律（圖3a），這與2.2節(jié)研究結(jié)果一致。其中，山地森林公園草本層豐富度指數(shù)顯著高于其他類型公園，這表明該類公園含較多草本種類植物，受人為影響低于其他公園，環(huán)境更趨于自然狀態(tài)。除主題游樂公園外，各類公園Shannon-Wiener指數(shù)草本層均高于喬、灌層（圖3b～c）。這是因為草本層物種相對豐富，植物群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生態(tài)功能與景觀異質(zhì)性較高；主題游樂公園，因其公園較為分散，物種多樣性差異性較大。各類公園Pielou均勻度指數(shù)草本層均高于喬、灌層，且差異性較?。▓D3d）。

圖3 各類公園植物群落各指數(shù)值（a Margalef豐富度指數(shù)； b Simpson多樣性指數(shù)；c Shannon-Wiener多樣性指數(shù)； d Pielou均勻度指數(shù)）

群落總體K上，多樣性指數(shù)由高到低依次為：山地森林公園、主題游樂公園、濱江風(fēng)光公園、湖泊濕地公園，而Pielou指數(shù)最高的則為濱江風(fēng)光公園（圖4）。自然原生環(huán)境良好受人工干擾較低的山地森林公園、分布較廣功能較多的主題游樂公園，二者物種豐富度、物種多樣性指數(shù)呈現(xiàn)出一致的變化趨勢。

圖4 各類公園植物多樣性指數(shù)分布特征

2.4 各類公園植物物種相似性比較

對于植物群落總體而言（表3），主題游樂與濱江風(fēng)光公園的植物物種相似性指數(shù)最高，則相似程度最低，這可能是濱江風(fēng)光公園與其他類型公園植物差異較大導(dǎo)致的[8]。其余公園相似性指數(shù)均在0.7～0.8，這說明各類公園植物物種相似程度較低。

表3 各類公園植物群落Jaccard相似性指數(shù)

灌木層、草本層相似程度最高的為主題游樂與湖泊濕地公園，喬木層相似程度最高的為主題游樂與山地森林公園（圖5）。這反映出各類公園各層次植物受地域環(huán)境差異的影響不同[8]，植物物種生存條件差異明顯；如濱海植物物種多樣性往往比內(nèi)陸較弱，但其物種環(huán)境適應(yīng)性較強[15]，導(dǎo)致植物相似性程度不同。

圖5 各類公園植物群落相似性指數(shù)分布特征

3 討論

3.1 城市生境對植物種類組成的影響

通過樣方調(diào)查，重慶市渝北區(qū)城市生態(tài)公園共記錄植物227種，而重慶市主城區(qū)公園共記錄植物347種[14]，相比之下略有差距，這表明渝北區(qū)植物物種豐富度還有待進一步提升。隨著城市化進程加劇、人為活動影響加深及外來物種的引入，城市生境就此形成[16]；受城市生態(tài)公園地域、土地、歷史等因素的影響，公園植物選擇偏好有所不同，對偏好植物不同程度的引入，已是外來物種增加的重要途徑[17]。城市與人類的雙向物質(zhì)流動會導(dǎo)致物種同質(zhì)化，進而影響公園正常的物種演替與競爭機制[12]，對植物種類組成產(chǎn)生巨大威脅。

城市化進程加快及城市的自我構(gòu)化，導(dǎo)致城市生物多樣性呈現(xiàn)地域差異、無法等價[18]，形成了差異顯著的城市生境。生境差異性對降低植物相似程度有顯著作用，物種間可形成優(yōu)勢互補，植物種類組成多樣化，進而保障生物多樣性功能有效發(fā)揮[12]。

3.2 公園面積與植物物種多樣性關(guān)系

對公園面積與植物群落多樣性各指數(shù)關(guān)系進行分析（圖6），結(jié)果表明，除均勻度指數(shù)外，公園面積與植物物種多樣性指數(shù)近似呈正相關(guān)關(guān)系，即公園面積增加，植物多樣性指數(shù)增大，這與現(xiàn)有研究結(jié)果[19]類似。植物群落存在人為配置的情況，以景觀效果、功能分區(qū)為目標，人為配置形成植物景觀；大面積公園要求其植物景觀豐富、功能分區(qū)多樣，因此，植物群落物種也就對應(yīng)增多，植物物種多樣性指數(shù)相應(yīng)增大（圖6）。同時，公園通常采用一種或多種植物成片應(yīng)用以營造特色植物景觀，植物均勻度指數(shù)相對較低，因此可能導(dǎo)致均勻度指數(shù)與公園面積負相關(guān)關(guān)系不太明顯。公園面積與植物群落多樣性各指數(shù)的擬合程度并不高，這也間接表明了樣方調(diào)查法存在一定的不足與局限性。

圖6 公園面積與植物群落多樣性各指數(shù)關(guān)系曲線

公園面積對植物多樣性的影響往往十分顯著，結(jié)合城市公園斑塊狀特征[20]，城市生態(tài)公園建設(shè)應(yīng)當均衡綠地分布面積，完善城市生態(tài)結(jié)構(gòu)，以便實現(xiàn)城市生態(tài)功能的充分發(fā)揮。

3.3 基于植物多樣性保護的城市生態(tài)公園建設(shè)探討

植物多樣性與公園類型、規(guī)模、地域等因素有關(guān)[19]，城市生態(tài)公園以生態(tài)美觀為目標，植物群落多樣性通常較高。重慶市渝北區(qū)城市生態(tài)公園植物多樣性指數(shù)總體表現(xiàn)為草本層＞喬木層＞灌木層，這表明灌木的應(yīng)用較為匱乏，應(yīng)當充分發(fā)揮植物群落中灌木層的生態(tài)功能，如空間圍合作用[6]，進而豐富植物群落中層多樣性。此外依托于特色山地城市[14]，公園更易出現(xiàn)野生或自生草本植物，草本層植物多樣性較高[21]，這與本研究結(jié)果一致。群落最底層的草本層土壤條件較好，近自然植物群落演替易發(fā)生，這有利于植物多樣性的維護；同時，草本層植物多樣性高低影響著公園生態(tài)功能的發(fā)揮[22]。因此，公園野生草本并不能簡單治理，公園管理者應(yīng)當合理規(guī)劃，重視野生草本植物的生態(tài)效益。

部分公園綠地接近自然，加之外來物種的引入，彌補了本土植物的功能不足，因此植物多樣性較好。這表明，引入外來物種對植物多樣性提高具有重要作用，但過分引入勢必會造成植物群落物種同質(zhì)化現(xiàn)象加劇[14]。因此，建議在建設(shè)城市生態(tài)公園過程中，重視本土物種生態(tài)效益[23]，適當引入外來物種，保障公園生態(tài)服務(wù)功能的正常發(fā)揮。

部分公園為了達到公園美化的效果，人為配置植物種類、數(shù)量，選擇均勻和諧的搭配方式，存在嚴重的人為干擾。在植物選擇上存在嚴重的偏好性和單一性，導(dǎo)致植物分布不均勻，物種多樣性較低，制約了植物群落多樣及穩(wěn)定發(fā)展[7]。

因此，城市生態(tài)公園建設(shè)應(yīng)當考慮以下問題：依據(jù)山地城市特殊地域因素，注重植物多樣與均勻的合理配置方式，管理公園綠地植物演替，構(gòu)建物種豐富、層次多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的植物群落，建設(shè)景觀與生態(tài)效益顯著的生態(tài)園林，以期實現(xiàn)城市生態(tài)公園植物多樣性的長期穩(wěn)定發(fā)展（圖7）。

圖7 基于植物多樣性保護的城市生態(tài)公園建設(shè)探討

結(jié)語

本研究揭示了城市生態(tài)公園植物多樣性特征，并基于研究結(jié)果提出了城市生態(tài)公園建設(shè)應(yīng)當注意的問題。主要結(jié)論如下：①重慶市渝北區(qū)調(diào)研城市生態(tài)公園共有植物227種，其中喬木層86種，灌木層58種，草本層83種。公園植物群落多樣性整體較高，且基本呈現(xiàn)一致的趨勢，草本層＞喬木層＞灌木層。各類公園多樣性指數(shù)由高到低依次為：山地森林、主題游樂、濱江風(fēng)光、湖泊濕地，而Pielou指數(shù)最高的則為濱江風(fēng)光。各類公園植物物種相似程度較低。②生境差異性對降低物種相似程度有顯著作用，物種間形成優(yōu)勢互補，植物種類組成多樣化。植物物種多樣性指數(shù)隨公園面積增加呈增大趨勢，城市生態(tài)公園建設(shè)應(yīng)當均衡綠地分布面積，完善城市生態(tài)結(jié)構(gòu)。③重慶市渝北區(qū)植物群落長期穩(wěn)定發(fā)展前景不足。因此，城市生態(tài)公園建設(shè)應(yīng)當考慮以下問題：依據(jù)山地城市特殊地域因素，注重植物多樣與均勻的合理配置方式，構(gòu)建物種豐富、層次多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的植物群落，建設(shè)景觀與生態(tài)效益顯著的生態(tài)園林。