太原市汾河湿地公园植物配置方式和物种多样性分析

钟盛升

(山西省国有林管理局,山西 太原 030012)

湿地是全球三大生态系统之一,具有涵养水源、净化水质、调蓄洪水、调节气候、维系生物多样性等生态功能。为保护太原市多样性资源及汾河水系的生态平衡,太原市于2008年9月建立了1个集休闲、观赏和生态防护为一体的汾河湿地公园。该公园南起胜利桥北 1号橡胶坝,北至森林公园西门北侧500 m,全长 2.4 km,占地面积 120 hm2,其中:水域面积 60 hm2,绿地面积 50 hm2,广场道路面积近10 hm2。

1 太原市自然概况和研究方法

1.1 太原市的自然概况

太原市地理位置为东经 111°30′～ 113°09′,北纬37°27′～ 38°25′,位于山西省境中央 ,东、西、北 3面环山,中、南部为河谷平原。平均海拔约800 m;年平均降水量 442 mm;年平均气温 9.5°C,1月份最冷,平均气温-6.8°C,7月份最热,平均气温 23.5°C;无霜期116 d～165 d。太原市土壤整体呈微碱性或碱性,褐土是该市的地带性土壤,在市内面积最大、分布最广。

1.2 研究方法

采用群落调查的方法,在汾河湿地公园共取38个乔木样方 (10 m× 10 m),72个灌木样方(2 m× 2 m),72个草本样方(1 m×1 m)。调查内容有:乔木的名称、株数、高度和地径,灌木和草本的名称、盖度和生长状况等。

1.2.1 重要值的计算

计算每块样地内单个物种的重要值。

乔木重要值=(相对多度+相对高度+相对频度)×100/3,

灌木和草本重要值=(相对频度+相对盖度)×100/2,

相对频度=某个种出现的样方数 /总样方数。

1.2.2 物种多样性的测度

依据马克平等多样性测度指标,用以下几个指数分析太原市城市绿地的物种多样性。

物种丰富度指数:R=S;

Pielou均匀度指数:EP=H′/lnS。

式中:S为每一样方中的物种总数;

Pi为第 i个种的重要值。

2 结果与分析

2.1 汾河湿地公园的植物配置模式

汾河湿地公园由中间的湿地景观区和两侧的运动休闲区组成,下面主要分析各功能区植物的配置模式。

2.1.1 运动休闲区

运动休闲区植物配置模式自东向西由防护林带、行道树和绿地景观组成。

1)在防护林区内,紧邻滨河东路配置的是一些根系发达、生长迅速、萌芽力强、耐干旱、喜光、对土壤适应强且株形较为低矮的水土保持植物,乔木层有火炬树(Rhus typhina)和紫穗槐(Amorpha f ruticosa),灌木层是抗逆性强的小叶扶芳藤(Euonymus fortunei var.radicans)。

防护林带的其他植物主要有:银白杨(Populus alba)、青杨 (Populus cathayana)、毛白杨 (Populus tomentosa)、油松 (Pinus tabulaeformis)、白皮松 (Pinus bungeana)、国槐 (Sophora japonica)、旱柳 (Salix matsudana)、栾树 (Koelreuteria paniculata)、白榆 (Ulmus pumila)、臭椿 (Ailanthus altissima)、毛泡桐(Paulownia fortunei)等,其中数量较少的白榆、臭椿、旱柳和栾树为原有的乡土树种,其他为人工栽植。这些树种都喜光、耐寒、抗风、耐干旱、耐贫瘠,根系深且发达,作为防护林带植于公园的外围,可以起到防风、净化空气和消除噪音的作用。

2)在运动休闲区的中间配置了一些行道树:可选垂柳 (Salix babylonica)、复叶槭 (Acer negundo)、油松、国槐、华山松(Pinus armandii)和桃叶卫矛球(Euonymus bungeanus)等树形高、树冠大,有一定的遮荫效果的树种;也有选用特殊叶形、叶色的树种,如:五角枫 (Acer mono)、银杏 (Ginkgo biloba);或选已有特殊冠形且枝叶分布较规则的针叶树种作为行道树,既庄重又可使视野开阔,如:油松、塔柏 (Sabina chinensis cv. ‘ Pyramidalis’)。

3)运动休闲区内的绿地景观大量使用了色块、花灌木和地被植物。色块部分主要由耐修剪、常绿或半常绿的灌木组成。如:紫叶小檗(Berberis thunbergii var.atropurpurea Chenault)、金叶女贞(Ligustrum vicaryi)、胶东卫矛 (Euonymus diautschovicus)构成的大片模纹色块,线条简洁流畅,简单的紫、黄、绿 3色构图,俯瞰给人以端庄大气的视觉效果。

花灌木的配置主要考虑了季节的变化,使花期接替有序,从早春到深秋不乏可观赏的植物。早春有连翘 (Forsythia suspensa)、山桃 (Prunus davidiana),初春有碧桃 (Prunus persica f.duples)、丁香(Syringa L.)、榆叶梅(Prunus triloba),暮春有蔷薇 (Rosa L.)、珍珠梅 (Sorbaria sorbifolia),夏季有木槿 (Hibiscus syriacus)、紫薇 (Lagerstroemia indica),秋末有红瑞木 (Cornus alba)、忍冬 (Lonicera japonica)。花灌木多成片栽植于路边、园中及山水旁。另外,一些较高的小乔木,如:西府海棠(Malus micromalus Makino)、紫叶李 (Prunus cerasef era f.atropurpurea)、木槿,多用作园中小路的行道树。

地被植物以早熟禾和多年生黑麦草为主,点缀有矮牵牛 (Petunia hybrida Vilm.)、萱草 (Hemerocallis fulva)、扶 芳 藤 (Euonymus fortunei)、 薄荷(Mentha piperita)等。这些地被花卉以带状镶于草地边缘,或以片状嵌于草坪之中,打破了一成不变的绿色,丰富了色彩,体现出植物的多样性。

2.1.2 湿地景观区

湿地景观区主要由水生植物芦苇(Phragmites communis)和香蒲(Typha L.)组成。人工小溪边和岩石旁配置的植物有:连翘、沙地柏(Sabina vulgaris)、多花蔷薇 (Rosa multif lora)、鸢尾 (Iris tectorum)、 萱 草、 波 斯 菊 (Cosmos bipinnatus)、 蜀葵 (Althaea rosea)、千屈菜 (Lythrum salicaria)、红蓼(Polygonum orientale),山水与植物相互掩映,增加了植物的活性与山水的灵性。

2.2 汾河湿地公园植物的多样性特征

2.2.1 植物资源

依据宋永昌(2001)对植物生长型的划分,将这次调查的植物分为乔木、灌木、草本、藤本和水生植物 5类。其中乔木、灌木占到较大的比例,分别为43.3%和40.3%,草本占12%,藤本和水生植物所占比例比较小。

2.2.2 垂直结构和多样性特征

根据植物群落的垂直结构,把汾河湿地公园人工植物群落分为乔灌草型、乔木型、乔灌型、乔草型、灌草型 5种结构类型,见表1。

表1 公园人工植物群落的垂直结构

从表1看出,在汾河湿地公园绿地垂直结构中,具有乔、灌、草 3层结构的人工群落占有较大比例(59%),其次是乔草型 (25.6%),再次是乔木型(7.7%),这 3种结构的绿地类型占全部绿地的92.3%,乔灌型和灌草型占的比例较少,这表明太原市汾河湿地公园绿地建设中很重视复层群落结构的营造。

各结构类型的多样性指数,见表2。

表2 各结构类型的多样性指数

从表2中可以看出,乔灌草型人工绿地的丰富度指数、Shannon-Winner指数和 Simpson指数都较高,其次是乔草型,乔木型、乔灌型和灌草型 3种指数较低;从均匀度来看,乔木型、乔灌型和灌草型最高,乔灌草型和乔草型相对较低。

3 结论与讨论

从整体上看,汾河湿地公园是按照湿地特性因地制宜地进行了规划设计,实现了由规则式向自然式的转换,体现了人与自然的和谐相处,保护了湿地的生态平衡。

从汾河湿地公园各功能区植物配置模式来看,汾河公园在努力营造乔灌草的复合人工群落,目的是保护城市的生物多样性、改善城市的生态环境。

从各层的植物配置来看,乔木和灌木的种类较丰富,藤本和地被植物一般,地被花卉使用偏少。在汾河湿地公园的绿地中,作为骨架的乔木层和中层的灌木相对比较完善,下层的地被仍需要进一步改善。在今后的建设中,各层应适当使用乡土植物,如:乔木层可使用槭树 (Acer spp.)、黄栌 (Cotinus coggygria var.pubescens)、紫椴 (Tilia amurensis)、栎类(Quercus L.)等;地被花卉可使用美人蕉(Canna indica)、大丽花 (Dahlia pinnata)、玉簪 (Hosta plantaginea)、菊花 (Dendranthema morifolium)、紫茉莉 (Mirabilis jalapa)、紫菀 (Aster tataricus)、石竹(Diranthus chinensis)、地被菊、景天、紫 花地丁(Viola philippica)、旋覆花等;水生植物可使用睡莲 (Ngmphaea tetragona)、荷花 (Nelumbo nucifera)等。此外,调查中发现藤本植物的使用较少,建议使用爬山虎(Parthenocissus tricuspidata)、五叶地锦(Parthenocissus quinquefolia)做为护坡植物,在木质回廊边可种植紫藤 (Wisteria sinensis)、南蛇藤(Celastrus orbiculatus)等藤本。

从汾河湿地公园植物的多样性特征来看,引起多样性指数变化的主要原因是由多样性指数本身的含义所致,Shannon-Winner指数和 Simpson指数同时包含了丰富度和均匀度的信息。而均匀度指数在一定程度上与物种种类无关,在物种数目一定的情况下,均匀度与个体数目或生物量等指标在各物种中分布的均匀程度有关。由此可见,在人工绿地中Shannon-Winner指数和 Simpson指数主要受丰富度的影响。

[1]张 峰,上官铁粱 .山西翅果油树群落的多样性研究[J].植物生态学报,1999,23(5):471-474.

[2]张金屯 .数量生态学 [M].北京:科学出版社,2005.

[3]马克平,黄建辉 ,于顺利,等 .北京东灵山地区植物群落多样性的研究 [J].生态学报,1995,15(3):268-277.

[4]雷淑慧,卢爱英,张先平,等 .丰富度、均匀度和物种多样性指数[J].生态学报,2009,28(12):2 431-2 436.