城市森林公—园—景观环保型林相改造模式比较及评价以老山国家森林公园为例

祝遵凌，何 伟，张光宁

〔1.南京林业大学风景园林学院，江苏 南京 210037；2.江苏省·中国科学院植物研究所（南京中山植物园），江苏 南京 210014〕

森林公园是一处受特殊保护的、以森林景观为主体的生态型多功能旅游场所［1］。随着城市的发展，城市森林公园成为城市绿地系统的重要组成部分，除具有良好的景观美化功能外，还为人们提供高效的生态服务、为城市提供一道绿色的风景［2-3］和一片生态环境优良的“绿肺”。原始的森林自然群落远离人类居住地，而不合理的人工植物群落并不能满足人们融入自然、呼吸清新空气、休闲游乐及欣赏优美景观的需求。因此，合理配置城市森林公园的人工植物群落、使其接近自然，是需要深入研究的复杂课题［4］。景观环保型群落模式是在森林自然群落的基础上进行改造，以生态性为原则，注重一定的美景度和环保树种的应用，构建多功能、多样化的稳定近自然森林植被群落，达到最佳的生态价值和美学效果。

作者选择南京老山国家森林公园为样地，对林相改造前后的群落模式进行评价，为城市森林公园的建设及改造提供依据和参考。

1 研究区概况和研究方法

1.1 研究区概况

研究区位于长江北岸、南京西北郊的南京老山国家森林公园内，地理坐标为东经118°25′～118°40′、北纬32°03′～32°09′。该区域地貌属低山丘陵，为淮阴山余脉；东北—西南走向，中部略向南凸出，微呈新月型；有大小山峰近百座，山峦起伏，平均海拔200～400 m。地带性土壤为黄棕壤，地域性土壤有黄褐土、石灰岩土、紫色土、基性岩土和老红土等。属北亚热带季风气候，夏季炎热、冬季寒冷，四季分明；年均气温为15.3℃，年均无霜期约228 d，年均降水量为1000～1200 mm。

该森林公园植被保存较好，森林资源丰富，森林覆盖率高达80％，素有“南京绿肺”和“天然氧吧”之美誉。2006年以来，对老山国家森林公园分期进行了林相改造。

1.2 样地设置与调查方法

2010年4月至11月，对老山国家森林公园在2006年至2007年间进行林相改造的区域进行了调查（每月1次，共8次）。根据不同的地形、地貌及海拔和生境的典型位置，在该区域内选取具有一定的植物群落特征且具有代表性的针叶林、单纯林、针叶混交林和以落叶树为主的阔叶混交林，分别相应改造为针叶林加地被群落、混交林、针阔叶混交林和以常绿树为主的阔叶混交林；将改造前后的林相记为1组，共4组；每种林相设置1块面积50m×50m样地。详细记录各样地的植物群落模式类型、树种组成及数量、植物形态及生理特性［5］、林木树冠郁闭度［6］、物种丰富度［7］、构景层次、常绿落叶比、树冠水平投影重叠面积、季相变化、景观优美度（植物树形、叶、花及果特征）［8］、有无道路和小品等特征。

1.3 评价方法

1.3.1 森林群落模式评价层次结构模型 综合考虑多种因素，通过约束层的2个方面（群落结构和群落效益）和指标层的10个评价指标（郁闭度、物种丰富度、构景层次、树冠水平投影重叠面积、常绿落叶比、吸收有害气体能力、滞尘与杀菌能力、季相变化、景观优美度、游憩资源）构成老山国家森林公园景观环保型林相改造模式综合评价的结构模型（图1）。

图1 老山国家森林公园景观环保型林相改造模式综合评价的层次结构图Fig.1 Hierarchy structure diagram of comprehensive evaluation of im provementmodel of forest form for landscape and environmental protection in Laoshan National Forest Park

1.3.2 评价因子权重 通过对同一层次各评价因子关于上一层中某一准则的重要性进行两两比较，构建两两比较的判断矩阵；由判断矩阵计算各指标的相对权重，并通过了一致性检验；最后计算各层指标的组合权重，并满足一致性检验要求。通过计算将组合权重ωi={0.0391，0.1026，0.1741，0.0405，0.0437，0.0837，0.0837，0.0527，0.2426，0.1373}确定为最终的决策依据。老山国家森林公园林相改造模式的研究评价指标及其权重见表1。

运用层次分析法（AHP）对老山国家森林公园林相改造前后的群落模式进行综合评价，其关键在于构建评价指标及其权重。在指标层中，以景观优美度、构景层次、游憩资源、物种丰富度、吸收有害气体能力、滞尘与杀菌能力、季相变化的权重较大，是研究植物群落景观和环保功能的重要指标。

1.3.3 评价指标分级 根据样地调查数据，将10个评价指标各划分为5个等级，并相应赋值。按照100分制，以0～20、21～40、41～60、61～80、81～100分别赋值，级别越高，分值越大。通过不同群落类型的详细说明、相关调查数据及相应照片材料对相关专业专家进行问卷调查，对4组植物群落模式样地进行打分，共收到50份问卷，整理得到各指标的平均值，最终确定为各指标值。

各指标值5级评价标准如下：郁闭度（CD）的5个等级为CD≤70％、70％＜CD≤75％、75％＜CD≤80％、80％＜CD≤85％和 CD＞85％5；物种丰富度（SR）的5个等级为SR≤10、11≤SR≤15、16≤SR≤20、21≤SR≤25和26≤SR≤30；构景层次的5个等级为单层、两层、三层、四层和多于四层；树冠水平投影重叠面积（S）的5个等级为S≤50％、51％≤S≤65％、66％≤S≤75％、76％≤S≤85％和S＞85％；常绿落叶比（R）的5个等级为R≤0.05∶1、0.05∶1＜R≤0.2∶1、0.2∶1＜R≤0.5∶1、0.5∶1＜R≤1∶1和R＞1∶1；根据吸收有害气体能力的强弱、是否为抗性树种以及抗性的强弱，将吸收有害气体能力分为很弱、弱、中等、较强、强5级；根据植物的叶面积大小、叶面的粗糙程度、有无油脂和汁液分泌以及总叶量等因子，将滞尘与杀菌能力分为很弱、弱、中等、较强、强5级；季相变化的5个等级为单一、两季、三季、四季以及四季加时序；根据树冠形状、叶形、叶色、花型、花色、花期长短、花香、果型及果色的优美度等因子，将景观优美度分为差、较差、一般、较好、好5级；根据群落绿地参与功能的强弱，将游憩资源分为很弱、弱、中等、较强、强5级。

表1 老山国家森林公园景观环保型林相改造模式的评价指标及其权重Table1 Evaluation indexes and their weights of improvementmodel of forest form for landscape and environmental protection in Laoshan National Forest Park

2 结果和分析

依据上述评价标准，获得了4组植物群落模式样地的各指标值，将各指标值与各自的相应权重之积总和后得出综合评分（表2）。由表2可见：改造后的群落模式综合评分均高于未改造的植物群落，总体效果良好。

表2 老山国家森林公园不同群落林相改造前后各评价指标的得分值及综合评分1）Table2 Scores of different evaluation indexes and com prehensive score of forest form for different communities of Laoshan National Forest Park after and before improvement1）

2.1 针叶林改造为针叶林加地被群落模式

改造前为马尾松（Pinusmassoniana Lamb.）纯林群落（A1），通过增加灌木地被植物改造为马尾松-锦绣杜鹃（P.massoniana-Rhododendron pulchrum）群落（A2）。由表2可见：与马尾松纯林群落相比，除群落郁闭度和常绿落叶比这2个指标无变化外，马尾松-锦绣杜鹃群落的其余8项指标的得分值均明显提高，综合评分也提高，景观和环保效果增加。

在马尾松纯林下配植了成片的锦绣杜鹃（Rhododendron pulchrum Sweet），不仅具有一定的景观层次性，而且开花季节烂漫似锦，群落季相变化增加，提升了景观效果；同时，锦绣杜鹃具有一定的抗污染性，对生态环境的改良起到了一定的作用。因此，在针叶林下种植茶〔Camellia sinensis（L.）O.Ktze.〕和锦绣杜鹃等低矮灌木类地被植物，或石蒜〔Lycoris radiata（L′Hérit.）Herb.〕和阔叶山麦冬（Liriope platyphylla Wang et Tang）等草本地被植物，增加了群落的郁闭度与物种丰富度，形成层次丰富、花期优美的景观。

2.2 单纯林改造为混交林模式

改造前为朴树（Celtis sinensis Pers.）纯林群落（B1），改造后形成了朴树-乌桕-桂花-枸骨-红叶石楠-绵枣儿（C.sinensis-Sapium sebiferum-Osmanthus fragrans-Ilex cornuta-Photinia×fraseri‘Red Robin’-Scilla scilloides）混交林群落（B2）。由表2可见：改造后群落B2的综合评分明显高于改造前的群落B1，说明群落B2更好地发挥了生态功能和景观功能；改造后群落B2的各项指标得分值均高于改造前的群落B1，特别是构景层次的得分值差异幅度最大，表明经过林相改造后群落的景观层次丰富度得到极大改善。

在群落B2中，彩叶植物红叶石楠（Photinia×fraseri‘Red Robin’）与秋色叶树种乌桕〔Sapium sebiferum（L.）Roxb.〕赋予群落色彩美与季相美；绵枣儿〔Scilla scilloides（Lindl.）Druce〕则是8月至9月开花的多年生草本地被植物；常绿树种桂花〔Osmanthus fragrans（Thunb.）Lour.〕、枸骨（Ilex cornuta Lindl.et Paxt.）和红叶石楠都具有一定的净化空气的能力，林相改造之后，结构模式和群落效益均有所优化。老山国家森林公园分布着杜仲（Eucommia ulmoides Oliv.）林、朴树林、枫香树（Liquidambar formosana Hance）林、鹅掌楸〔Liriodendron chinense（Hemsl.）Sarg.〕林和麻栎（Quercus acutissima Carr.）林等单纯林模式，林下灌木稀疏，草本层较繁茂，乔木层和草本层均杂乱无章，因此，如果按照群落B2的模式进行一定的林相改造，将极大地改善景观效果及生态功能。

2.3 针叶混交林改造为针阔叶混交林模式

改造前为水杉-侧柏（Metasequoia glyptostroboides-Platycladus orientalis）针叶混交林群落（C1），改造后为水杉-侧柏-枫香树-构树-棕榈-阔叶山麦冬（M.glyptostroboides-P.orientalis-Liquidambar formosana-Broussonetia papyrifera-Trachycarpus fortunei-Liriope platyphylla）针阔叶混交林群落（C2）。由表2可见：改造后的群落C2各项指标的得分值均高于改造前的群落C1。其中，群落C2在群落郁闭度、构景层次、游憩资源等指标的得分值明显高于群落C1，在常绿落叶比、滞尘与杀菌能力、景观优美度等指标的得分值也较高。群落C2的综合评分也明显高于群落C1，群落C2的树种构成较群落C1丰富，明显改善了群落的景观和环保功能。

在改造后的群落C2中，入秋后叶色金黄的水杉（Metasequoia glyptostroboides Hu et Cheng）、枫香树的秋季红叶、构树〔Broussonetia papyrifera（L.）L′Hérit.ex Vent.〕的橘红色果实、棕榈〔Trachycarpus fortunei（Hook.）H.Wendl.〕的奇特树形及阔叶山麦冬较长的花期均提高了群落的美感，每个季节各具特色，增加了景观效果；侧柏〔Platycladus orientalis（L.）Franco〕、构树和棕榈等树种的净化环境能力均较强，具有一定的环境净化作用。在老山国家森林公园中针阔叶混交林的结构比较复杂，多种类型树木镶嵌分布，相互交织在一起，是林相改造的重点之一。针叶树种主要包括马尾松、黑松（Pinus thunbergii Parl.）和湿地松（P.elliottii Engelm.）等，通过适当改造，增加一些阔叶树种及灌木、地被种类，进行混交，可形成较好的森林景观。

2.4 以落叶树为主的阔叶混交林改造为以常绿树为主的阔叶混交林模式

改造前是以落叶树为主的麻栎-朴树（Quercus acutissima-Celtis sinensis）阔叶混交林群落（D1），改造后是以常绿树为主的麻栎-朴树-香樟-女贞-桂花-凤尾丝兰-海桐-阔叶山麦冬-络石（Q.acutissima-C.sinensis-Cinnamomum camphora-Ligustrum lucidum-Osmanthus fragran-Yucca gloriosa-Pittosporum tobira-Liriope platyphylla-Trachelospermum jasminoides）阔叶混交林群落（D2）。由表2可见：改造后群落D2的综合评分明显高于群落D1。在10个评价指标中，常绿落叶比和游憩资源2个指标的提升幅度很大，构景层次、滞尘与杀菌能力、季相变化和景观优美度4个指标的提升幅度也较大。

在以落叶树为主的麻栎-朴树阔叶混交林群落的改造过程中，增加常绿树种的比例，如香樟〔Cinnamomum camphora（L.）Presl〕、女贞（Ligustrum lucidum Ait.）和桂花，将其改造为以常绿树种为主的阔叶混交林，同时增加了凤尾丝兰（Yucca gloriosa L.）及海桐〔Pittosporum tobira（Thunb.）Ait.〕等抗性种类，并且种植了阔叶山麦冬和络石〔Trachelospermum jasminoides（Lindl.）Lem.〕等地被植物，既可以缓和落叶期大面积干枯的景象，同时还极大地改善了环境、提升了群落的景观丰富度，使其在群落结构和群落效益上进一步优化，给人们提供了更大的观景空间及游憩资源。在以落叶树为主的阔叶混交林中，群落有明显的季相变化；在落叶树种的落叶期间，林冠线间断、枝条裸露，景观效果欠佳，因而冬季景观主要由常绿植物来营造。因此，在林相改造的过程中，有必要适当增加常绿植物的比例。在常绿植物的选择过程中，以常绿阔叶树种为主，叶大色浓，既能增加景观的优美度，又能增加植被覆盖率。

3 讨论和结论

根据老山国家森林公园林相改造的需求，按照景观环保型林相改造模式，选取具有代表性的针叶林、单纯林、针叶混交林和以落叶树为主的阔叶混交林，分别相应改造为针叶林加地被群落、混交林、针阔叶混交林和以常绿树为主的阔叶混交林。从4组样地的综合分析来看，改造后的群落模式均优于改造前，景观环保型林相改造成果显著，其中，以群落D2的综合评分最高。群落D2的植物种类最多，因而植物构景层次最为丰富，季相变化与景观优美度最佳，同时吸收有害气体能力及滞尘与杀菌能力最好，能提供的游憩资源也最为丰富，做到了景观与环境保护的有机结合，无论在群落结构还是群落效益方面都达到了改造的目的。万志洲等［9］认为：香樟等常绿阔叶树种的引进，能提高森林生态系统稳定性和森林质量，还能形成生态保健植物群落；罗英等［10］认为：乔-灌-草型多层配置植物群落的抑菌率最佳。这与本文的研究结论相互印证。

在老山国家森林公园林相改造过程中，不仅应考虑植物的生理生态特征，还应注意植物配置在色彩、层次及韵律上的变化，才能充分体现植物群落模式的环保功能与景观功能。根据景观环保型林相模式，改造后的林相群落结构主要表现在2个方面：其一为景观型结构模式，主要表现在植物种类多样，采用乔木-花灌木-地被的群落模式，层次美、色彩美与季相美较丰富，同时其配置单体与群体都有较高的观赏价值；其二为环保型结构模式，主要表现在通过抗污染植物的应用，提高森林公园的生态环境质量。

植物群落具备自身的生态功能，在城市森林公园的林相改造过程中要充分利用植物净化空气的能力，同时兼顾植物搭配的层次性与季相性等景观效果［11］，因而，采用乔-灌-草的搭配模式，可有效发挥植物的群体效能，避免树种单一，丰富林相景观。森林植物群落涉及城市林业、森林美学、生物学、土壤学、植物造景、经济及人文等众多学科［12］，在林相改造过程中，如何优化配置群落，使群落的生态效益、景观效果、美学价值和文化内涵等达到最大值?且如何进行有效的量化评价?均有待于进一步研究探讨。

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