城市森林植物群落的多样性评价方法研究

王耀萱,兰思仁,陈燕艺,林仙淋,魏萧萧

（福建农林大学,福建福州350002）

当前,中国城镇化进程不断加快,而城市发展与环境之间的矛盾也日益突出.在城市发展中,如何通过城市森林建设关注生态安全,加强生态文明建设已成为全社会共同关注的问题.在这样的背景下,研究城市森林植物群落多样性配置问题具有十分重要的理论与现实意义.生物多样性评价是收集各种生物多样性现状,通过各种定性与定量方法,对植物群落配置的多样性进行分析和判断,并提出城市森林多样性配置的具体建议.城市森林多样性评价反映了生物的多样性在复杂环境下表现出的总体状况和特征.城市森林植物群落的多样性评价有助于城市建设与管理者掌握城市森林的生存环境,减少由于生物多样性消极作用所带来的威胁.目前,我国城市森林植物群落多样性配置整体形势严峻,存在城市森林无搭配或乱搭配问题,在此形势下,研究城市森林植物群落多样性评价方法显得尤其必要.

1 城市森林与生物多样性概述

1.1 城市森林概述

广义上说,城市森林是指城市区域为改善城市生态环境,促进人与自然的和谐,适应社会发展的需要,由以树木为主体的植被及其所处的人文自然环境所构成的森林生态系统,它是城市生态系统的重要组成部分；狭义上说,城市森林指的是城市范围内所有林木群落之和.城市的布局优化是在森林景观生态格局优化理论的基础上发展而来的.景观生态规划的发展是随着地理科学和计算机科学的发展而不断完善的,但由于其产生时间短,目前并没有明确的定义,其主要内容是通过景观生态学原理为指导,以景观格局的调整和合理分配为基础,即通过景观元素的数量、比例和时空配置有效规划和管理植物群落,在结构和功能上使景观资源的组合接近或达到优化,提高系统的稳定性和提高城市森林系统的整体功能[1].

1.2 生物多样性概述

生物多样性是一个内涵丰富的概念,涉及众多学科相关知识.生物多样性包括地球上所有的植物、动物和微生物物种以及它们之间相互作用的生态系统,是各生物物种与栖息环境之间动态演进的过程.对一个区域的生物多样性进行研究,一般集中在2个方面：一是物种的丰度,二是生物物种的优势度和均匀度.生物群落多样性特征越明显的生态系统,一般生态系统越活跃,也越稳定[2].

2 城市森林植物群落多样评价的范畴

城市森林植物群落多样性评价应从生物多样性现状、生物多样性所具有的价值和生物多样性受到的威胁以及生物多样性保护工作开展等方面进行评价.

2.1 多样性现状评价

城市森林植物群落多样性现状评价的内容包括城市森林植物群落多样性评估的不同层次,如遗传多样性水平、物种多样性水平、生态系统多样性水平、景观的多样性水平等方面,也包括对不同城市森林植物群落的多样性评价,如动物的多样性和微生物多样性,不仅包括森林生态系统,也包括对湿地生态系统的多样性和其他生态系统多样性的评估[3].

2.2 多样性价值评价

城市森林植物群落多样性价值评价包括对城市森林植物群落多样性的直接使用价值、间接使用价值、潜在价值和存在价值的评价,以及可持续利用价值评价,还包括对生物多样性的科学价值、社会价值、经济价值、生态价值等角度的评价[4].

2.3 多样性威胁评价

城市森林植物群落多样性威胁评价主要包括5个方面：栖息地的丧失、生态系统的破坏和退化,生态社区转为其他用途,野生资源的过度使用,外来物种入侵,土壤、水和空气污染和气候变化.这些因素的存在使城市森林植物群落多样性受到一定程度上的威胁.

2.4 多样性保护评价

城市森林植物群落多样性保护评价主要包括植物群落多样性保护相关法律、制度、人力资源、政策、保护设施、科研水平、宣传教育、公众参与、国际合作和可持续利用等方面,其既包括对相关对国家管理机构及其职能的评价,也包括地方政府在城市森林多样性保护方面所做的贡献及存在问题的评价[5].

3 城市森林植物群落多样性评价的指标

城市森林植物群落的多样性评价指标的建立是一个非常复杂的过程,需要科学地实现各选取指标之间的平衡,并能达到良好的评价效果.城市森林多样性评价需要监测数据的支持,但目前森林植物群落多样性监测数据仍十分缺乏.

3.1 遗传多样性

遗传多样性是指遗传信息的总和,代表着生物的最主要特征.由于基因的构成十分复杂,所以对其进行科学测量,并在此基础上进行合理的评价也相对比较困难.因此,在进行植物群落多样性评价时,往往注重考虑生物基因的多种表现[6].

3.2 物种多样性

物种多样性是生物在地球上存在的复杂性和多样性的表现,主要包括物种数量的多样性、生物群落的个体数、物种丰富度和均匀度.因此,对物种多样性进行评价主要根据物种丰度、物种的相对丰度、物种的濒危程度、植物种群稳定性等指标[7].

3.3 生态系统多样性

生态系统多样性是指生物圈内生物及其环境的多样性,包括生物多样性和生态过程及生态系变化的多样性,生态系统多样性是生物群落的多样性和生物多样性形成的基本条件,包括群落组成、结构和动态.对生态系统多样性评价的指标有稀有性、自然性、适宜性、生态系统的稳定性及人类威胁[8].

3.4 景观多样性

城市森林景观多样性指斑块数量的大小、形状、破碎化景观的测定、分维数（斑块多样性）等,其评价指标包括多样性指数、优势度、丰富度、聚集度、连接度、连通性、修改的分维数等[9].

4 城市森林植物群落多样性评价的体系

生物多样性是现代生态学的重点和热点,包括多个层次和维度,主要有遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性,可以基于以上分析建立城市森林植物群落多样性评价的评价体系（见表1）.

表1 城市森林植物群落多样性评价的体系Tab.1 Evaluation system ofurban forest plant community diversity

4.1 遗传多样性

城市森林植物群落的遗传多样性评价的内容主要为该植物群落等位基因多样性、稀有等位基因的现状,具体采用等位酶电泳分析、染色体分析等方法进行试验观测.对植物群落的遗传多样性评价可以分析该植物群落近亲繁殖的缺陷及其基因变异速率.

4.2 物种多样性

城市森林植物群落的物种多样性评价的内容主要为对该植物群落绝对丰度、频度和优势度的评价,具体采用普查、遥感技术进行试验观测.对植物群落的物种多样性评价可以及时掌握种群动态变化以及该植物群落的生理特征.

4.3 生态系统多样性

城市森林植物群落的生态系统多样性评价的内容主要有植物群落的相对丰度、频度、富集度、均匀度评价,具体可根据植物群落照片等进行监测.对植物群落的生态系统多样性评价可以掌握该植物群落生物量及资源生产力.

4.4 景观多样性

城市森林植物群落景观多样性评价的主要包括斑块、丰度和景观类型,具体可通过航拍或者照片观测收集数据.对植物群落的景观多样性评价可以掌握植物群落的干扰过程以及养分循环速率.

5 小结

合理选取城市森林植物群落评价指标,并利用城市森林植物群落多样性评价方法,对城市典型的植物群落的等级进行评价,可以真正地、客观地判定城市森林植物群落多样性的现状及问题.本文所述的评价方法与体系基本上能满足城市森林植物群落多样性评价的要求.通过城市森林植物群落多样性的合理评价,可以发现城市森林植物群落多样性搭配存在的问题,对城市森林植物群落配置体系的建立提供理论依据.

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