关于城市绿地系统植物多样性现状调查分析
摘要：为了对枝江市公园绿地提出改善意见并为周边地区公园绿地的建设提供参考依据,采用典型样方法,以枝江市8个具有代表性的公园绿地为对象,以690个10m×10m样方开展植物多样性现状调查分析.结果表明:8个公园共有77科122属193种,植物多样性总体趋势由多到少为:乔木层,灌木层,草本层;植物多样性指数由大小到为:综合公园,带状公园,专类公园.枝江市与其他城市公园绿地多样性指数相比:综合公园在灌木层、草本层植物异质性偏低,应合理增加植物种类及数量;带状公园的灌木层、草本层植物种类偏少,可增加植物种类应用;乔木层及草本层物种多样性不够丰富,应增加垂直绿化层次的植物种类;专类公园植物种类少,群落结构简单,可增加其他植物种类的应用.
城市植物多样性是一个城市生态环境评价的重要指标之一，是城市景观特色塑造的关键性元素，而公园绿地是现代城市生态系统的主要组成部分，城市景观以人工植物群落为主[1]．它是城市植物多样性的集中表现，是城市植物多样性最具代表性的场所[2]．目前，国内外对于城市植物多样性的研究已经相对成熟，通过植物多样性保护的规划方法[3]，对城市中自然群落进行保护或在城市中创建模拟自然的人工群落[4]，发挥植物的生态功能和景观功能，以实现人与自然的和谐相处[4]．通过对城市植物多样性的研究与分析，掌握植物分布结构及种植水平，从而提出改善意见，提高城市绿地生态性及居民的生活环境水平[5].
目前国内外许多城市已经进行了植物多样性研究，城市植物多样性保护是城市绿地系统可持续发展的需要[6]，枝江市作为国家园林城市在绿地建设方面取得了一定的成就，但还需要不断完善以期取得突破性的进展．因此以枝江市8个公园绿地植物为研究对象，对其多样性进行分析，探讨不同公园的植物多样性特征及差异，进一步巩固枝江市国家园林城市建设成果，为周边地区公园绿地的建设提供参考依据．
1、材料与方法
1.1研究地区概况
枝江市地处江汉平原与鄂西之间的过渡地带，属于长江中上游，土地面积有1310km2．分西北低丘区、中部浅岗平畈区、东南沿江平原区3个地貌单元．枝江市土壤肥沃，共有5种土壤类型，即潮土、紫色土、黄棕壤、石灰石和水稻土．它属于亚热带季风气候区，气候温和，日照充足，热量丰富，雨量充沛．年平均温度为17.0℃，平均年降水量1054.4mm，无霜期为267d[10]．主要灾害性气候为水涝和冻害，市内水资源丰沛，水域总面积204km2，占市域总面积的14.8%．枝江市植物资源共有92科410属，约1256种，其中森林植被47科153种，园艺特产320余种，药材106个品种，市内主要珍稀植物有枝江枫杨、丹桂、疏花水柏枝等[11].
1.2研究方法
1.2.1调查方法
目前枝江市公园绿地有48个,采用典型样方法,根据公园绿地的建设情况、分布区域、建成时间以及养护管理等因素选取枝江市8个具有代表性的公园绿地作为研究对象,包括4个综合性公园、2个带状公园及2个专类公园(表1).在全面踏查比较的基础上,以10m×10m的样方在公园进行选取设置[9],并对乔灌草不同层次植物的种类、数量、高度、胸径等做详细记录.
表1枝江市8个公园绿地基本概况
1.2.2计算方法
植物物种的重要值(IV)计算公式为:IV=(RD+FR+PR)/3,多样性指数测度计算:S=样方的物种数;Shannon-Wiener指数:H=-∑PilnPi;Pielou指数:Jsw=H/lnS[10].
表2枝江市公园绿地植物组成特征
2、结果与分析
2.1植物种类及群落物种特征
2.1.1植物种类
根据对枝江市公园绿地样方的调查,公园绿地植物丰富度高于气候条件相近城市合肥、常德[11,12,13]等城市.公园植物主要分布在蔷薇科(21种)、木犀科(10种)、禾本科(10种)、木兰科(8种)、豆科(7种)和冬青科(6种)中,这些植物基本上构成了枝江公园绿地植物群落.植物种类数量排序为:被子植物>裸子植物>蕨类,总体来看,本土植物种类占53.6%,常绿与落叶种类比为5∶7(表2).
2.1.2群落物种特征
枝江市公园绿地各层次中排序前10位的植物重要值之和均在60%左右(表3),说明枝江市公园绿地植物种植集中于少数几种植物,植物种类的搭配不均衡,优势种明显.其中草本植物前十的重要值之和达到了66%,相比较乔木层和灌木层而言草本植物应用种类较单一.从物种应用来看,多为枝江市本土植物,乔木层主要有樟树、紫薇、桂花等,灌木层主要有红叶石楠、红花檵木等.可以看出这些植物在枝江公园绿地植物群落中占显著优势.
2.2不同公园植物物种多样性比较
为了衡量枝江市在全国的植物物种多样性水平,对全国大中小14个城市中52个公园绿地的植物多样性进行统计[15,16,17,18,19,20,21,22,23,24],可知各类公园中71.5%的公园Pielou(J)>0.6,其中不同植物层次的Patrick(S)和Shannon-
Wiener(H)及其所占比例见表4.将枝江市植物多样性各指数与其他城市公园绿地多样性指数进行比较分析,探讨不同公园的植物多样性特征及差异.
2.2.1物种丰富度Patrick(S)比较
四季港生态公园各层次Patrick(S)最高,处于中上水平,植物种类共76种(表5),原生植被保留完好;五柳公园草本层Patrick(S)偏低,草本层植物种类应用相对单一;丹阳公园、城北新区带状公园、七星体育公园Patrick(S)处于中等水平;江汉大道带状公园在各层次中Patrick(S)偏低,植物种类应用不丰富;步步升文化公园各层次Patrick(S)还处于中下水平,需要增加其他植物种类的种植.
表3枝江市公园绿地植物重要值
注：*枝江市本土化物种[14].
2.2.2物种多样性Shannon-Wiener(H)比较
从不同层次植物来看,枝江市公园绿地植物乔木层Shannon-Wiener(H)多样性指数最高的是丹阳公园和四季港生态公园,物种多样性较高,Patrick(S)均为31,说明这两个公园在乔木种类应用的时候相对较均衡,但与其他城市公园指数相比较,在灌木层和草本层的Shannon-Wiener(H)上偏低;城北新区带状公园的草本层Shannon-Wiener(H)偏低,说明城北新区带状公园在乔木层及灌木层植物种植搭配上相对均衡;江汉大道带状公园在灌木层上Shannon-Wiener(H)偏低;七星体育公园在乔木层上Shannon-Wiener(H)偏低,植物应用相对单一,种类少,多样性不够丰富,但在灌木层及草本层搭配较合理.
表4其他城市公园绿地多样性指数统计
表5枝江市公园绿地植物物种多样性统计
2.2.3物种均匀度Pielou(J)比较
枝江市公园绿地各层次的Pielou(J)均匀度指数平均为0.5,但各个公园的同层次的均匀度不尽相同(表5),根据对其他城市各类公园多样性指数的统计(表4),71.5%的公园Pielou(J)>0.6,说明枝江市公园绿地的分布不均匀,还处于中下水平.乔木层中,两个带状公园的Pielou(J)最低,只有0.35;灌木层Pielou(J)最低的为四季港生态公园,其中大多灌木以片植形式出现,结构单一,与其Shannon-Wiener(H)值呈现一致趋势;草本层中五柳公园均匀度达到了0.85,虽然种类较少,但是分布比较均匀.总的来说,枝江市公园各层次Pielou(J)值都比较低,公园绿地植物分布不均匀,不利于群落的稳定性构建.
2.2.4物种多样性指数显著性分析
针对不同指数设置乔木层、灌木层、草本层3个对照组,每一组设置30个重复量,通过SAS对枝江市不同层次植物的多样性指数进行显著性差异分析(表6),枝江市公园绿地乔木层的Patrick(S)和Shannon-Wiener(H)都显著高于灌木层与草本层,说明相对于乔木层来说,灌木层与草本层植物种类的应用相对缺乏,种植还过于集中单一,乔木在公园中的应用较丰富,种类较多,多样性较高;乔灌草三个层次的Pielou(J)差异性不显著,说明三个层次的植物种类在地理上的分布差异不显著,与表3中均匀度指数呈现的结果一致.
表6枝江市公园绿地植物物种多样性显著性分析
注:不同字母代表公园同一多样性指数在不同层次之间差异显著(P<0.05).
2.2.5不同类别公园植物多样性比较
通过对其他城市公园绿地与枝江市公园绿地各指数的统计比较,以枝江市公园绿地各指数达到各城市公园绿地中等水平为标准进行衡量,对枝江市各类公园绿地的指数进行分析总结.
综合公园各层次Patrick(S)和Shannon-Wiener(H)植物多样性指数均要高于带状公园和专类公园,其中综合公园的Patrick(S)和Shannon-Wiener(H)在乔木层都与带状公园、专类公园表现出差异性.可以看出枝江市在综合公园的植物规划设计上能够充分满足其功能需求,植物多样性较高,管理得当,但是草本层与灌木层中Shannon-Wiener(H)处于中下水平,说明这两个层次植物群落结构相对单一,群落植物的复杂程度不够高.
带状公园的Shannon-Wiener(H),Pielou(J)在各层次上高于专类公园,但是Patrick(S)在各层次上低于综合公园、专类公园.根据表7,枝江市带状公园的灌木层、草本层Patrick(S)偏低,在乔木层、草本层的Shannon-Wiener(H)偏低,是由于枝江市两个带状公园位于主干道一侧,在种植形式上和道路绿化类似,以重复的单元形式出现,多为人工植物群落,结构单一,灌木层、草本层植物也大多以成片的整形形式出现,且受城市化影响较大.
枝江市专类公园Patrick(S)处于中等水平,植物种类应用数量相对合理,Shannon-Wiener(H)在乔木层、灌木层偏低,说明枝江市专类公园在乔灌层的植物配置上不太重视,群落结构简单,不利于公园植物群落的稳定性.
表7枝江市不同类别公园植物多样性比较
注:不同字母代表公园同一多样性指数在不同层次之间差异显著(P<0.05).
3、讨论与结论
3.1讨论
我国各类型公园植物多样性指数大小依次为:综合公园>带状公园>专类公园,这是因为不同类型公园的植物物种多样性与公园的功能相关.综合性公园不管是在使用功能还是景观功能、生态功能上都有着较高的要求,公园面积相对较大,乔灌草植物搭配类型丰富,合理多样化种植以满足不同功能空间的需求[25],这对植物设计的种植密度、种类应用及搭配形式都有着较高的要求.虽然带状公园在使用功能及生态功能上没有综合性公园要求高,相对于综合公园来说在植物物种应用上种类相对较少,然而,带状公园还是城市生态走廊,是公园绿地系统不可缺少的一部分[26].所以在规划设计上应当注重各层次植物的丰富度及多样性,不能只是简单的单元重复.专类公园注重实用性功能,在植物种植上往往忽略了其生态功能及植物多样性[34],所以大部分专类公园在各指数上都低于综合公园和带状公园.
以枝江市各层次多样性指数达到全国中等水平为目标,根据对枝江市8个公园的绿地调查及多样性指数分析可以知道枝江市物种丰富,高于气候条件相近城市合肥、常德等,共有维管束植物86科150属217种,常绿植物与落叶植物的比例为5∶7,但研究表明亚热带季风气候区常绿与落叶比以3∶7或4∶6为宜[28],枝江市未能达到适宜的常绿落叶植物数量比.枝江市绿地系统规划中提出,枝江市远期建设目标要使园林绿化达到国家生态园林城市建设标准,本地植物指数要≥0.7[29],即本土植物比例要达到70%,枝江市本土植物所占比例偏低.枝江市公园各层次Pielou(J)值都比较低,植物分布不均匀,不利于群落的稳定性构建.综合公园植物丰富度较高,植物群落保存较完整,在灌木层、草本层植物种植上虽然种类较多,但是植物搭配不合理,同一种植物种植过于集中,在地理上的分布不够均匀.带状公园的灌木层、草本层植物种类不够丰富,乔木层及草本层物种多样性不够丰富,植物种植及搭配比较单一.专类公园多注重其公园的使用功能,忽略了其生态功能及植物多样性,在植物配置上不太重视,植物种类少,群落结构简单,不利于公园植物群落的稳定性,特别是在乔木层和灌木层.对于单个的公园,江汉大道带状公园乔木层Patrick(S)小,多为种植结构单一,以单元种植形式重复出现,受城市化影响较大.步步升文化公园位于建成区边缘,管理力度不够,植物种类少.
3.2结论
根据对枝江市8个公园的分析,针对枝江市城市公园绿地提出以下建议:
(1)减少落叶植物种类,并增加在公园常绿植物的比例,调整枝江市公园绿地各层次的植物种植密度,尽量避免植物单一集中式地片植,通过不同层次的合理搭配进行植物种植设计,特别是对于综合性公园的灌木层和草本层,应当合理分布,增加两个层次的植物多样性.
(2)带状公园作为一个城市的生态廊道,应当增加本土植物的应用,增加植物种植的异质性,避免单调的重复,特别是灌木层和草本层.减少以大面积的色块形式出现,丰富不同层次的植物种类,特别是江汉大道带状公园,在有限范围内,通过丰富垂直绿化来增加植物层次及植物种类.
(3)对于专类公园不仅要满足公园的使用功能还要充分发挥公园绿地的景观功能及生态功能,通过增加植物种类,丰富植物多样性,营造专类公园所需的氛围.特别是步步升文化公园,应该通过规划设计打造具有特色文化公园,吸引更多的游人,加强对公园的管理.
(4)增加枝江市本土植物的应用,特别是草本层,建议多种植蜀葵、凤仙花、菊花、吉祥草、富贵草等乡土花卉地被植物,增加乡土藤本植物的种植,如金银花、紫藤、凌霄、常春藤等.使其发挥其应有的生态价值和景观价值,突出枝江地域特色.
总的来说,枝江市存在常绿与落叶植物比例不够合理,本土植物应用较少,综合公园植物分布不均匀,带状公园层次单一,专类公园植物种类不够丰富等问题.应减少落叶植物种类,并适当增加在公园常绿植物的比例,对综合公园植物分布进行合理设置,丰富带状公园植物层次,增加专类公园不同层次的植物种类,加大本土树种的应用力度,完成结构复杂、物种多样性丰富的近自然植物群落的构建.通过对枝江市公园绿地各指数的分析及总结,参考枝江市城市公园绿地提出的建议,以指导其他地区公园城市的绿地建设及完善.实现公园绿地的综合效益,这是未来公园绿地建设所必须考虑的问题,也是同质化现象严重背景下,当代城市应当考虑的问题.
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