云南昆明四所高校校园绿地植物组成及特征分析

2014-11-03张慧芳关文灵张青华

亚热带植物科学 2014年1期

张慧芳，关文灵，任健，张青华

（1.云南农业大学后勤集团，云南昆明 650201；2.云南农业大学园林园艺学院，云南昆明 650201；3.云南农业大学动物科学技术学院，云南昆明 650201)

植物区系是合理利用植被资源的基础，它的形成一方面受到系统发育的制约，同时受环境条件的影响也很大，其中最主要的因素是温度和水分等因素[1]。高校校园绿化植物区系成分既受自然条件的影响，又受人为因素的影响，是自然和人为的共同产物，相对比较复杂，其植物群落的区系组成是群落的关键性特征，决定着群落的外貌、结构的动态等[2]。校园植物区系是植物区系研究的一个重要组成部分，在植物多样性保护、生态环境、景观生态以及经济建设中发挥着重要作用。高校校园植物群落是校园绿地的基本构成单位，其区系特征决定着高校校园的植物景观质量及生态功能的发挥，区系成分的研究可以为校园规划、绿化建设提供科学依据。

乡土植物又称本土植物，是产地在当地或起源于当地的植物。这类植物在当地经历漫长的演化过程，最能够适应当地的生活环境条件，其生理、遗传、形态特征与当地的自然条件相适应，具有较强的适应能力，是对某一特定地区有高度生态适应性的自然植物区系成分的总称，其内涵随地理区域的不同而异[3]。从园林植物的范畴来看，依据城市所辖区域而界定的乡土植物最具体，也最有指导意义和应用价值。

1 研究地概况

昆明位于云南省中部的滇池盆地内，地理位置为东经103°，北纬25°。地势北高南低，三面环山，南濒滇池，属于低纬度高原山地季风气候，日照长、霜期短；年平均气温14.5 ℃，年温差12～13 ℃；全年相对湿度为74%，全年无霜期年均在240 d以上；日照数年均2445.6 h，日照率56%，素以“春城”而享誉中外。

2 研究方法

2010～2011年对四所高校校区绿地面积在400 m2以上的区域进行取样，所有调查样地统一设置为正方形样地，调查对象为成片林：在长、宽大于20 m的成片植被中，设定20 m×20 m标准样方，对乔木层、灌木层和草本层的植物组成进行调查，记录样方内乔木、灌木、草本植株的种类，编写植物名录确定植物区系。由于各高校绿地面积不同，取样量以最大量为依据，校园概况见表1。

表1 昆明市四所高校绿地概况Table1 Overview of greenland of four universities in Kunming

（1）属种系数计算公式：属种系数=属总数/种总数×100%。

（2）植物地理成分分析方法：根据吴征镒等[4-5]的科、属地理成分划分标准，对科、属的地理成分数量特征进行统计。

（3）典型样地分析方法：根据李景文等[2]和赵志模等[6]对科、属、种的区系特征进行统计分析。

（4）中国（世界）植物区系重要值[VFIC(CW)][7]：VFIC(CW) =本区种数/世界种数。

3 结果与分析

3.1 植物组成区系分析

调查表明，在120个样方中，共有281种维管束植物，分属于97科172属，其中蕨类植物1科1属1种，裸子植物8科18属29种，双子叶植物85科150属247种，单子叶植物仅3科3属4种。由表2可见，双子叶植物构成了昆明市四所高校校园绿地植物群落区系的主体。从调查中可以看出，昆明高校校园群落区系植物中，蕨类植物十分贫乏，在调查的科、属、种中分别仅占1.03%、0.58%、0.36%；单子叶植物也较少，科、属、种分别占 3.09%、1.73%、1.42%；裸子植物则略丰富，科、属、种分别占 8.25%、10.41%、10.32%；双子叶植物最丰富，科、属、种分别占87.63%、87.28%、87.9%。

表2 昆明市四所高校校园绿地植物区系组成Table2 Flora composition of plant on the campus of four college in Kunming

3.2 种类组成分析

统计表明，云南大学有维管植物74科118属159种；云南农业大学有90科153属237种；云南财经大学有80科131属208种；西南林业大学有70科120属191种（表3）。四所高校均以蔷薇科 Rosaceae、柏科 Cupressaceae、豆科Leguminosae、棕榈科Palmae、木兰科Magnoliaceae、禾本科Poaceae、樟科Lauraceae、松科Pinaceae、桑科Moraceae等科的属种数较多，均为世界范围内种类最多的科之一，这一特点与其适应性强有关。

资料显示，榆科Ulmaceae、壳斗科Fagaceae、紫草科Boraginaceae、紫葳科Bignoniaceae、荨麻科Urticaceae等种类为昆明主要地区性植被树种[8]。然而，本调查仅发现云南大学绿地中壳斗科1属1种，紫草科1属1种，紫葳科2属2种；云南农业大学绿地中壳斗科1属2种，紫葳科2属2种，荨麻科1属1种；云南财经大学绿地中榆科1属2种，壳斗科1属1种，紫葳科1属1种；西南林业大学绿地中榆科1属3种，壳斗科2属2种，紫葳科2属2种。以上数据表明，昆明高校校园绿地中对地带性植物的重视程度不高。

表3 昆明市四所高校校园绿地植物优势科Table3 Dominant families of plant community of four college campus in Kunming

3.3 科的区系组成分析

3.3.1 科的数量结构在120个调查样方中，种数≥20的科仅有蔷薇科（10属20种）。含10～19种的科有木兰科（4属18种）、桑科（3属15种）、柏科（8属14种）、樟科（4属11种）、豆科（8属10种）、禾本科（7属10种）等6个。含5～9种的科有4个，即棕榈科（7属8种）、松科（3属6种）、槭树科Aceraceae（1属5种）、杜鹃花科Ericaceae（1属5种）。含2～4种的科有36个，即金缕梅科Hamamelidaceae（4属4种）、紫葳科（3属4种）、五加科Aealiaceae（3属4种）、夹竹桃科Apocynaceae（2属4种）、百合科Liliaceae（2属4种）、杨柳科Salicaceae（2属4种）、苏铁科Cycadaceae（1属4种）、锦葵科Malvaceae（1属4种）、杉科Taxodiaceae（3属3种）、石蒜科Amaryllidaceae（3属3种）、壳斗科（2属3种）、榆科（2属3种）、山茱萸科Cornaceae（1属3种）、罗汉松科Podocarpaceae（1属 2种）、杨梅科Myricaceae（1属2种）、海桐花科Pittosporaceae（1属 2种）、芸香科Rutaceae（1属2种）、楝科Meliaceae（1属2种）等。含1种的科有50个，即肾蕨科Nephrolepidaceae、银杏科Ginkgoaceae、南洋杉科Araucariaceae、红豆杉科Taxaceae、柽柳科Tamaricaceae、胡桃科Juglandaceae、桦木科 Brtulaceae、鼠李科 Rhamnaceae、苦木科 Simaroubaceae、秋海棠科 Begonianeae、安息香科Styracaceae、木麻黄科 Casuarinaceae、腊梅科 Calycanthaceae、悬铃木科 Platanaceae、含羞草科Mimosaceae、苏木科Caesalpiniaceae等。

统计显示，种数≥10种的科有7个，占总科数的7.2%，包括44属98种，分别占总属数、种数的25.58%、34.88%。说明物种集中度不高，植物物种丰富。含3种以上科的植物区系重要值[VFIC(CW)]相对较高（≥0.02）的有9科，表征科为：蔷薇科、木兰科、桑科、柏科、樟科等。在这些表征科中，8个为中国特有分布，占89%，体现了植物区系与中国特有种关系密切。

3.3.2 科的分布区类型由表4可知，植物区系97科划分为15个类型和12个变型，将其归并为世界广布2科，热带分布38科，温带分布30科，中国特有27科，分别占本区系总科数的2.06%、39.17%、30.93%、27.84%。可见热带分布科有明显的优势，其中泛热带分布和热带亚洲分布最为丰富，占热带分布的18.56%、11.34%；温带分布及中国特有分布科丰富多样。

3.4 属的区系组成特征

3.4.1 属的数量结构属在分类学上所包含的种常具有同一的起源和相似的进化趋势。属的分类学特征也相对稳定，占有稳定的分布区，同时在进化过程中，随着地理环境的变化而发生分异，具有比较明显的地区差异[9]。植物组成中出现的171属植物，分属15种地理成分（表4）。植物以北温带、泛热带分布最多，其中北温带为29属，泛热带为28属。北温带分布类型的松属Pinus、刺柏属Juniperus、罗汉松属Podocarpus、柳属liushu、朴属Celtis、木兰属Magnolia、梨属Pyrus、李属Prunus、樱桃属Ceraras、槭树属Acer、报春花属Primula、鸢尾属Iris，泛热带分布类型的榕属Ficus、杜英属Elaeocarpus、冬青属Ilex、木槿属Hibiscus、鹅掌柴属Schefflera、栀子皮属Itoa、芭蕉属Musa、文殊兰属Crinum等，均为昆明当地的优势属。其次为东亚分布20属、中国特有分布18属、东亚和北美间断分布13属、热带亚洲11属、世界分布10属等五种类型。

3.4.2 属的分布区类型根据吴征镒[5]关于中国种子植物属分布的划分方案，对 172属植物进行归类统计（表4）。调查的植物所有属共分15个分布区系类型和18个变型，温带成分植物是构成校园植物属的主体，其中世界广布10属，热带分布68属，温带分布75属，中国特有19属，分别占本区系总属数的5.81%、39.53%、43.6%、11.05%。结果表明，植物区系地理成分表现出从北温带、泛热带向热带过渡的性质，并具有一定的特有成分，如地涌金莲属Musella、油杉属Keteleeria、油麻藤属Caulis Mucunae、润楠属Machilus、厚皮香属Ternstroemia等。

表4 昆明市四所高校校园绿地种子植物属、种地理成分分析Table4 Geographical elements analysis of genera and species of seed plants of four college campus in Kunming

3.5 种的区系组成特征

在取样校园绿地281种植物中，地理成分以北温带分布比例最高，有61种（占总种数的21.71%）；泛热带分布有47种（16.73%）；东亚分布有31种（11.03%）；中国特有分布有28种（9.96%）；热带亚洲分布21种（7.47%）；东亚和北美间断分布18种（6.41%）；热带亚洲和热带美洲间断分布有14种(4.98%)；世界分布13种（4.62%）；旧世界热带分布12种（4.27%）（表4）。结果表明，植物种的地理成分表现出温带性植物地理成分和热带性植物地理成分相互交汇的过渡性特征。四所高校绿地面积不大，却分布众多特有、濒危种，校园绿地系统能为物种的保存、分化提供必要条件。

3.6 植物的乡土性分析

从表 5可以看出，样地乡土植物有 177种（占调查物种数的 62.99%），其中乔木为 106种（68.39%）；灌木为36种（60.00%）；草本地被为21种（45.65%）；藤本为6种（50%）；竹类为8种（100%），8种竹类植物均为乡土植物。乔木、灌木、藤本、竹类中乡土植物所占比例均超过半数，反映出校园绿地植物组成有一定的地带性特征。由于昆明属北纬亚热带，境内夏无酷暑，冬无严寒，气候宜人，引至澳大利亚的桃金娘科红千层Callistemon rigidus、白千层Melaleuca leucadendra、蓝桉Eucalyptus globules，含羞草科金合欢属银荆Acacia dealbara、苏木科决明属黄槐Cassia surattensis、山龙眼科银桦属银桦Grevillea robusta等植物在昆明长势较好，已成为昆明绿地景观的常见树种。从引种类型上分析，校园绿地中引入的草本地被所占比例最高，占调查物种数的54.35%，主要是被子植物草本地被植物 46种中有 25种是引种及载培，如天南星科Araceae、美人蕉科Cannaceae、竹芋科Marantaceae、莎草科Cyperaceae、雨久华科Pontederiaceae等均为引种植物。

表5 昆明市四所高校校园绿地植物组成乡土性分析Table5 Native feature analysis of plant community of four college campus in Kunming

综上所述，昆明市高校校园绿地植物景观的地域特色仍需加强，进一步开发利用乡土植物，特别是加强乡土草本地被的开发力度。本次调查的蕨类植物仅肾蕨1种，但昆明地区蕨类资源丰富，仅西山就有31科64属133种[8]。植物生活型的构造应以自然植被为蓝本，恢复地带性植被，从而创造出具有浓郁春城特色的高校校园绿色空间。

3.7 昆明高校植物区系气候类型与其他省份高校比较

任何植物区系的形成和发展都不是孤立的，它们都受所属气候类型的直接影响，与相同生镜下的植物区系间存在着这样或那样的联系。孤立地研究某一地域的植物区系不能深刻揭示其内在规律，应与其他的高校植物区系所属气候类型生镜进行比较研究才能深入地揭示其特征，并从更高的角度去把握该气候类型下高校植物区系的空间分布及演化规律。为此，本文选择了6大城市高校的植物区系与昆明高校植物区系进行比较。同时，还对相同的亚热带季风气候生镜下的高校植物区系特征等进行比较研究，与不同气候类型的高原山地气候、温带季风气候、温带大陆性气候地区生镜下的高校植物区系特征等进行比较研究。

3.7.1 与相同气候地区高校植物区系的比较昆明、福州、武汉、南昌高校所属地均为亚热带季风气候，昆明高校植物的总属数虽然仅172属，但其北温带分布型属数与该区总属数的比值却达16.86% ，仅次于武汉23.76% ，泛热带和东亚分布与其他3个地区一样，都占有很重要的地位，分别占16.28%、11.63%，表明昆明与福州、武汉、南昌高校植物区系一样均具有较强的热带性质，是亚热带季风气候地区内北温带、泛热带、和东亚分布的重要区系带（表6）。此外，昆明高校植物区系的中国特有属分布达19属，占总属数的11.05%，明显高于福州的27属，占总属数的3.2% ，说明昆明高校植物绿地是中国特有属的重要分布区。

表6 昆明高校与其他省份6所高校种子植物属的分布类型统计Table6 Distribution type of genera of seed plants on four colleges in Kunming and six colleges in other provinces

3.7.2 与不同气候类型城市高校植物区系比较由表6可知，昆明所属亚热带季风气候，与重庆的高原山地气候、开封的温带季风气候、保定的温带大陆气候的高校植物区系相比，昆明高校植物组成中北温带分布为16.86%，显著低于保定的33.62%，开封的31.96%；昆明泛热带分布为16.28%，略低于重庆（19.82%）和开封（16.49%），显著高于保定（10.34%）；昆明东亚分布为11.63%，与保定（12.93%）较为接近，却显著高于重庆（9.46%）、开封（7.22%）；但昆明中亚分布最低，仅占总属数的0.58%，略高于重庆的0.23%，但明显高于开封、保定；昆明中国特有分布占总属数的11.05%、热带亚洲分布占总属数的 6.39%，均高于重庆、开封、保定。以上比较说明，亚热带季风气候与高原山地气候、温带季风气候、温带大陆性气候三大类型均具有一定共性，但其独特的区系组成则反映出昆明高校植物分布型的特殊性。昆明高校植物属较其他气候类型的城市高校植物属占有绝对优势，植物组成属的地理成分表现出从温带、亚热带向热带过渡的性质，并具有较多的特有成分，较能体现昆明的地域特征。