合肥市野生地被植物种类构成研究
2012-12-09刘雪梅
刘雪梅,张 玲,汪 天*,陈 程
地被植物[1]是指自然生长高度或者是修剪后高度在1 m以下,最下分枝较贴近地面,成片种植后枝叶密集,能较好覆盖地面,形成一定的景观效果,并具较强扩展能力的植物,包括木本、草本、藤本及多肉植物(广义的地被植物还包括草坪植物)[2]。
野生地被植物是指未经人类驯化的地被植物,其不仅具有地被植物的优点,还具有适应能力强,管理粗放,引种方便,种植成活率高,对土壤要求不严格,费用低等优点,且野生地被植物都具有自繁能力[3]。
近几年来,合肥市在园林绿化方面应用地被植物越来越多,主要是引种地被,野生地被的应用很少,考虑到稳定性的应用更少,缺少本地特色,且养护成本大。为此,笔者对合肥市的野生地被植物资源进行了系统调查,并通过数据分析不同类型的野生地被植物的种类构成,以期望在野生地被应用时能更好的考虑野生地被植物多品种的选择,为合肥市的野生地被资源的开发和合理利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 研究地概况
合肥位于安徽省中部,地处长江、淮河之间的华东丘陵地区中部,江淮分水岭南侧,巢湖北岸,北纬31°52'、东经 117°14',为亚热带季风性湿润气候。年平均气温15.7℃,无霜期约227 d。年平均降水量982.6 mm,年平均日照2 218 h,年平均蒸发量835 mm。土壤为黄棕壤[4]。
1.2 研究方法
采用强胜和李扬汉提出的七级目测法[5,6],在五点随机取样调查的基础上,以野生地被植物的相对高度、相对盖度和多度为综合指标,以目测的方式,记录每一个样方中所有野生地被的种类及其相对应的优势度级数。此外,还对调查点野生地被植物数量、分布类群、生长环境等予以同时记录,并对其种类拍摄照片、收集标本并查阅文献加以鉴定。
1.3 调查对象与范围
调查对象为合肥市的园林绿地、苗圃等。于2010年3月至2011年3月分别对合肥市环城公园、合肥市生态公园、安徽农业大学、政务新区、滨湖新区、亚新苗圃、西园小区、大蜀山八个样地的野生地被植物资源进行调查。
1.4 数据处理及分析
采用如下公式处理各个样方中所得每种杂草的优势度级数,将其转化成综合值[7]:
每种野生地被植物在每个样地获得一个综合值数据和发生的频率,选取发生频率大于30% 的野生地被植物作为统计分析的对象。选用组间连接聚类法,应用SPSS10.0统计软件对计算获得的综合值进行聚类分析,确定每个聚类群代表的主要野生地被植物种类构成,并分析野生地被植物的发生特点。
2 调查结果
2.1 合肥市野生地被植物资源
根据野外调查和收集的统计资料分析,表明合肥市野生地被植物种类有119种,涉及43科,105属,其中被子植物是合肥市野生地被的主要类群。资源比较集中的有:菊科(Asteraceae)16种,禾本科(Gramineae)10种,蓼科(Polygonaceae)9种,十字花科(Cruciferae)8种。
表1 合肥市野生地被植物类群的统计
表2 合肥市的主要野生地被植物
(续表2)
从野生地被植物的生境分析,分布在空旷地、路边和苗圃等地的野生地被植物,一般喜光、耐干旱,主要包括马齿苋科、菊科等科的植物;分布在阔叶林下、林缘、山林灌木丛中等处的野生地被植物,一般喜荫蔽湿润的环境,主要包括蓼科、唇形科、十字花科、伞形科、茜草科等科的植物。
从野生地被植物的生活型分析,合肥市的野生地被植物资源中灌木、半灌木或木质藤本地被植物有5种;多年生草本植物(包括草质藤蔓类植物)有54种;一、二年生草本植物有60种。从总体上看,草本植物是合肥市野生地被植物的主体,尤其是一、二年生草本植物。
2.2 合肥市不同类型野生地被植物的种类构成特点
由于野生地被植物的抗性强、适应性强,且在调查中发现在群落的地被层中单种野生地被植物存在的可能性很小(侵占性很强的野生地被植物除外),大部分是多种野生地被植物互生在一起,有优势种和亚优势种之分。针对这种情况,根据合肥市野生地被植物的调查结果,每种野生地被植物在每个样地获得一个综合值数据和发生的频率,选取发生频率大于30%的野生地被植物作为统计分析的对象。用SPSS10.0软件聚类分析[8]后,可将冬春型野生地被植物分为4大类,夏秋型的野生地被分为5大类,全光照型的分为4大类,蜀山森林生态系统型的野生地被分为3大类。
2.2.1 冬春型野生地被植物种类构成特点
图1 冬春型野生地被植物聚类分析树状图
由图1可知,冬春型野生地被植物种类构成主要分为4大类。第一类包括马兰头、刺儿菜、附地菜(Trigonotis peduncularis)、黄鹌菜、早熟禾、野老鹳草、蒲公英、野豌豆,其中以附地菜、马兰头、刺儿菜、黄鹌菜为优势种,其他为亚优势种。从所处的环境分析,多处于半荫环境下,一般位于乔木+灌木或灌丛[9]的林下,处于群落垂直结构的底层,结构稳定,群落丰富,起到了地被植物的作用。第二类包括优势种荔枝草(Saluia plebeia),其它主要是偶见种(即发生频率低于30%的物种)如筋骨草等。第三类包括牛繁缕、猪殃殃、车前、鸡矢藤,其中车前、鸡矢藤为优势种,牛繁缕和猪殃殃为亚优势种,多处于乔木、灌丛林下,且密度、覆盖度大,主要是由植物的形态特征所决定的。牛繁缕和猪殃殃繁殖速度快并带有匍匐茎,接触地面即可生根,蔓延面广。鸡矢藤为藤本,侵占性较强,能与其互生的野生地被并不多。第四类包括波斯婆婆纳、一年蓬、蛇莓,优势种为蛇莓,其他为亚优势种,多发生于乔木、灌丛、乔木+灌木林下,长势较好。综合分析:冬春型野生地被植物的种类主要是以上4大类互生种构成,单种野生地被植物存在的可能性很小。冬春季它们多处于出苗期,竞争力小,密度大,群落丰富,稳定性强,抗寒性也较强,如早熟禾、波斯婆婆纳等,且多数可以顺利越夏,成为过渡型野生地被,如蒲公英、黄鹌菜、野老鹳草、刺儿菜等。
2.2.2 夏秋型野生地被植物种类构成特点
图2 夏秋型野生地被植物聚类分析树状图
由图2可知,夏秋型野生地被植物种类构成分为5大类,第一类包括小飞蓬(Erigeron canadensis)、刺儿菜、蒲公英、狗尾草(Setaira viridis)、马兰头、野老鹳草,其中马兰头、狗尾草为优势种,其他为亚优势种。从发生环境分析,该类群的野生地被植物多处于灌木丛、乔木+灌木+低矮地被、乔木林下,物种丰富,稳定性强,且各种野生地被植物的花果期不同,蒲公英、马兰头花期一般在初夏,刺儿菜、狗尾草花果期一般在夏末,观赏时间较长。从小环境分析,野生地被植物在地被层中的垂直分布较明显,刺儿菜、小飞蓬处于地被层中的上层,野老鹳草、狗尾草处于中层、蒲公英、马兰头处于下层。第二类包括鸭舌草、一年蓬,鸭舌草为优势种。多发生于草坪上或灌木丛旁,喜阳,抗瘠薄能力较强,物种较单一,主要是因为鸭舌草的蔓延性较强,繁殖速度快,导致其他物种在竞争中处于劣势。第三类包括车前、牛筋草、猪殃殃、牛繁缕、蔊菜,其中优势种为蔊菜,其它为亚优势种。多发生于乔木林下或草坪上,较稳定。第四类包括水花生、黄花酢浆草、莎草、马唐、波斯婆婆纳,其中马唐、莎草为优势种,多发生于光照充足的草坪上,发生量大,覆盖度高。第五类仅狗牙根一种,其他为偶见种或伴生种,多发生于草坪或乔木林下,侵占性强,能与其互生的野生地被较少。综合分析:夏秋型野生地被植物种类主要有以上5大类互生种构成,且各种野生地被植物对环境的适应性较强,尤其是抗旱和抗热性。与冬春型野生地被相比,水花生、蔊菜和禾本科的一些野生地被出现在夏秋型主要野生地被中,表明它们在夏秋型野生地被中为优势种,在夏秋季发生量大,冬春季相对较小。调查中发现水花生适应性广,抗性强,水陆皆能生长。马唐、狗牙根等禾本科植物一般在4月下旬以后出现,8-10月结籽,生活力强。蔊菜适应能力广,从初春到晚秋均可生长。
2.2.3 全光照型野生地被植物种类构成及发生特点
在本研究中全光照型的野生地被主要指生长在坡地和草坪上,每天平均日照时数不少于10 h的野生地被植物。
图3 全光照型野生地被植物聚类分析树状图
由图3可知,全光照型的野生地被植物的种类构成分为4大类,第一类包括狗牙根、波斯婆婆纳、莎草、刺儿菜、马唐,其中禾本科狗牙根、马唐为优势种。从发生环境分析,该群落多发生于光照较强的草坪或坡地,且处于不同的季节群落优势种有很大变化,初春波斯婆婆纳发生量大,为该群落的优势种,春末夏初刺儿菜为优势种,此时波斯婆婆纳已处于生长过程的衰老阶段,或以种子的形式存在。调查中发现波斯婆婆纳在3~5月长势较旺,6月份基本上以种子的形式存在,9~10月大量出苗。有两次萌发高峰,分别在11月底和3~4月。但花期一般在3~5月。夏秋季狗牙根、马唐为优势种,而波斯婆婆纳此时长势较差,仅贴近地面覆能发现其依然存在,其它种转为亚优势种。第二类包括醴肠(Eclipta prostrata)、凹头苋(Amaranthus ascendens)、黄花酢浆草,多发生于土壤贫瘠、光照强的坡地。醴肠为优势种,覆盖面大,长势旺。第三类包括地锦草(Euphorbia humifusa)、鸭舌草、水花生、齿果酸模(Rumex dentatus)、野老鹳草、车前,其中水花生为优势种,其他为亚优势种,草坪和坡地均常见该类互生种。第四类包括牛筋草,为优势种,其他为偶见种如黄花酢浆草等。多发生于坡地和苗圃空旷地,结构单一。综合分析:全光照型野生地被植物的种类主要有以上四大类互生种构成,与冬春型相比,主要为抗逆性较强野生地被植物,植物种类构成差别较大。与夏秋型相比,表明光照和温度直接影响喜阳型的野生地被植物的种类构成。
2.2.4 蜀山森林生态系统型野生地被植物种类构成特点
与所调查的其它地点相比,大蜀山风景区为群落结构较为完好的次生林,人为因素影响较少,其中的野生地被植物较具代表性。大蜀山的植物种类丰富,稳定性较强,土壤养分充足,湿度大,更适合半荫型的野生地被植物生长。
图4 合肥市蜀山森林生态系统型野生地被植物聚类分析树状图
由图4可知,野生地被的种类构成发生了很大的变化,如小毛茛、淡竹叶、鸡矢藤等在该类型中发生。由聚类分析结果可将蜀山森林生态系统型野生地被植物种类构成分为三类,第一类包括淡竹叶、鸡矢藤、络石,络石为优势种,鸡矢藤、淡竹叶为亚优势种,多发生于乔木+灌木、乔木林下,且受地域性影响较大。第二类包括小毛茛、猪殃殃、蛇莓,多处于半荫的乔木、灌丛林下,受季节的影响较大,春季发生量大。第三类包括全缘贯众(Cyrtomium falcatum)、茜草、井栏边草、荔枝草、一年蓬,其中一年蓬为优势种,其他为亚优势种,多发生于山坡荫湿的乔木或灌丛中。综合分析:蜀山森林生态系统型野生地被植物的种类主要有以上3大类互生种构成。野生地被植物的种和分布也发生了较大的变化,生长环境和温湿度与其它样地差异较大,因此研究结果受地域性影响可能较大。
3 结论与讨论
(1)合肥市野生地被植物种类丰富,总计为有43科,105属,119种。半荫环境下的野生地被植物种类丰富,稳定性强,但已被利用的野生地被植物较少。
(2)为了保证聚类分析结果的准确性,根据聚类树状图和调查时对野生地被植物发生情况的记录,将合肥市野生地被植物种类构成主要分为16种,分别是冬春型4种,夏秋型5种,全光照型4种,蜀山森林生态系统型3种。这些野生地被植物的种类构成并没有完全重合,但有些是过渡型的野生地被植物,在夏秋或冬春均可见其很好生长,如马兰头+蒲公英+野老鹳草,蔊菜+牛繁缕+猪殃殃+车前,莎草+马唐+波斯婆婆纳等。因此在分析了野生地被植物的生长规律、抗逆性、园林观赏价值后,可以考虑将其应用于园林绿化。
(3)为了保证试验结果的全面性,将其分为四个类型(冬春型、夏秋型、全光照型、蜀山森林生态系统型)来研究。根据野生地被植物的发生特点可以将其划分为冬春型和夏秋型野生地被植物。但因野生地被植物多喜半荫,为了突出光照对野生地被植物种类构成的影响,确保一些利用价值高、喜阳型的野生地被植物不被剔除,所以单列出全光照型一类进行比较。此外,为了突出地域性对野生地被植物种类构成的重要影响,根据合肥市野生地被植物的分布情况,将蜀山森林生态系统型单列一类,以更好的保证研究的全面性和准确性。研究的最终结果是期望找到更多利用价值较高的野生地被植物,将其合理的应用于园林绿化中。
(4)调查中发现一些在园林中应用价值较高的野生地被植物:①观花型的草本野生地被植物如蒲公英、野豌豆、波斯婆婆纳、宝盖草、刺儿菜等,花、果兼观的蛇莓,悬钩子等,根据花期的不同,可以将其和草坪搭配,形成缀花草坪或用于林下、路边,形成乡野气息。②藤蔓型的野生地被如马兜铃、鸡矢藤、千金藤、络石、乌蔹莓等,可以将其应用于园林垂直绿化,观赏效果并不逊色与外来种,更体现本地特色。③适应能力很强的一些野生地被如葎草、牛筋草、马唐等可以将其用于环境恶劣的地方,如垃圾场绿化、边坡绿化等,成本低,增加城市的绿化率。
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