沈阳市公园绿地植物群落物种多样性分析

李　娟, 苏宝玲, 张　茜, 杨　萌

(沈阳大学 生命科学与工程学院, 辽宁 沈阳　110044)



沈阳市公园绿地植物群落物种多样性分析

李娟, 苏宝玲, 张茜, 杨萌

(沈阳大学 生命科学与工程学院, 辽宁 沈阳110044)

摘要:以沈阳市典型人工植物群落南湖公园为例,采用典型样地法对南湖公园进行物种多样性调查和分析,结果表明,南湖公园绿地共有种子植物132种,隶属31科60属.所测样地中,乔木层物种中银杏数量最多,其重要值也最大.灌木层物种相对较少,主要是木犀科植物数量较多,占有较大比例,其中水蜡的重要值最大,同时还有忍冬科、蔷薇科和小檗科植物.草本层禾本科占有较大比例,早熟禾的重要值最大,同时伴有堇菜科、酢浆草科、菊科等.

关键词:植物群落; 物种多样性; 沈阳南湖公园; 多样性指数

物种多样性研究是目前国际学术界重点研究的领域之一,受到各国学者、政府和有关国际组织的高度重视[1-2].植物群落物种多样性不仅是绿地生态系统、组织结构水平的一种反映,而且是衡量生态系统功能的重要指标[3].随着城市化进程的加快、人口数量的急剧增加,城市森林、绿化用地面积不断减少,让位于工业、商业和人民居住用地,此过程中,伴随着绿地生物多样性的锐减,大型公园成为高度城市化区域生物多样性较高的地方,因地制宜的建设和保护显得尤为重要[4].南湖公园是沈阳市南部区域的城市公园,也是沈阳市植物种类非常丰富的城市绿地,在市区的绿地系统功能中发挥着重要的作用[5].本文通过实地调查研究,对南湖公园的物种多样性指数进行分析,对增加城市生物多样性提出一些建议.

1研究地点与研究内容

1.1　研究地点

沈阳市地处辽宁省中部(41°11′51″~43°02′13″N,122°25′09″~123°48′24″E),是辽宁省省会、东北地区的中心城市以及全国重要的东北老工业基地.沈阳市地处长白山余脉与辽河冲积平原的过渡地带,由东北向西南缓慢倾斜,东部属于低山丘陵区,海拔70~200 m,西部和中部为浑河和辽河冲积平原,海拔20~40 m.研究区属暖温带季风气候,年均气温7.0~8.1 ℃,气温由西南向东北递减,最多相差约1.9 ℃,>10 ℃年均活动积温3 527 ℃,年均日照时数2 550~2 750 h,年均降水量510~680 mm,降水主要集中在6~8月.地带性植被为暖温带落叶阔叶林,华北植物区系、长白植物区系和蒙古植物区系在此交汇.原生地带性土壤为棕壤,发育为棕壤、草甸土、水稻土、风沙土、碱土、盐土和沼泽土7个土类[6].

南湖公园位于沈阳市和平区南部,占地约520 km2,始建于1938年,经过全面的规划和建设,南湖公园已成为具有北方园林艺术风格的重点公园之一.南湖公园地处东经123°～124°、北纬41°～43°之间,属于受季风影响的温带半湿润大陆性气候,全年气温在-29～36 ℃之间,平均气温6.7~8.4 ℃,极端气温最高34.6 ℃,最低-30.6 ℃.全年降水量600~800 mm,全年无霜期150~170 d.降水集中,温差较大.冬季时间较长,夏季时间较短,春秋两季气温变化迅速.

1.2　研究内容

1.2.1选取样地

采用典型样地调查法对南湖公园绿地进行调查.在南湖公园选取50 m×50 m不同郁闭度,不同景观效果的乔木样地3个,然后采取棋盘式取样法,在每个乔木样地的四个边角处及中心位置选取10 m×10 m的灌木样方5个,同样方法,在灌木样地基础上选取1 m×1 m的草本样方25个.

1.2.2调查内容

植物群落的调查数据:① 乔木层:植物种名、株数、高度、胸径、分种频度.② 灌木层:植物种名、株数、高度、分种盖度、分种频度.③ 草本层:植物种名、株数、分种盖度、分种频度.

1.2.3研究指标及数据分析方法

(1) 物种重要值.物种的重要值是指植物群落中每一树种的相对重要的程度.研究重要值是为了确定群落内的优势种,即在群落中地位最高、发挥作用最大的种.根据调查数据,按下式分别计算种的重要值:

其中,相对显著度、相对密度、相对频度、相对盖度的计算公式见《陆地生物群落调查观测与分析》[7].

(2) 植物多样性指数.通过查阅相关资料,本文选取了物种多样性指数Simpson指数(D)、Shannon-Wiener指数(H)和物种均匀度指数Pielou指数(J)共3个多样性指数.

采用Pielou均匀度指数(J),用以反映城市绿化物种的均匀程度;物种多样性指数Simpson指数(D)和Shannon-Wiener指数(H),是物种丰富度和各物种均匀程度的综合反映,值越大,物种多样性越高.本文选取的各物种多样性指数的计算公式如下:

②Shannon-Wiener指数:H=-∑pilnpi;

其中:pi=Ni/N,Ni为第 i 个种的个体数;N 为群落中各层次所有物种的个体数;S 为群落的总物种数.

2结果与分析

2.1　重要值分析

重要值是表示某个物种在群体中的地位和作用的综合数量指标,反映其优势程度.结果见表1、表2及表3.

表1　南湖公园样地乔木层植物种类及其数量特征

续表1

植 物 名 称中文名拉 丁 名相对密度%相对显著度%相对频度%重要值%山皂荚 GleditsiajaponicaMiq.0.891.962.171.67稠李 PrunuspadusLinn.0.441.822.171.48垂柳 SalixbabylonicaL.0.890.792.171.28榆树 UlmuspumilaLinn.0.440.772.171.13山丁子 Malusbaccata(Linn.)Borkh.0.440.692.171.10华山松 pimusarmandiiFranch.0.440.642.171.09臭椿 AilanthusaltissimaSwingle.0.440.502.171.04桃叶卫矛EuonymusbungeanusMaxim.0.440.332.170.98龙爪柳 Salixmatsudanacv.Aureotortuosa0.440.312.170.98桑树 MorusalbaL.0.440.282.170.97垂榆 Ulmuspumilacv.Pendula.0.440.232.170.95花曲柳 FraxinusrhynchophyllaHance.0.440.212.170.94大山樱 PrunussargentiiRehd.0.440.212.170.94紫玉兰 MagnolialilifloraDesr.0.440.152.170.92

表2　南湖公园样地灌木层植物种类及其数量特征

表3　南湖公园样地草本层植物种类及其数量特征

经调查研究,发现南湖公园样地共有种子植物61种,隶属28科43属.乔木层物种中银杏最多,其次是水曲柳;灌木层物种相对较少,其中主要以木犀科植物为主,同时还有忍冬科、蔷薇科和小檗科植物.草本层禾本科植物占有较大比例,早熟禾的重要值最大,同时伴有堇菜科、酢浆草科、菊科等植物.

由表1~表3可知,乔木层中银杏和油松是主要的优势种,其重要值分别为9.14%、7.30%,同时伴有刺槐、梓树、圆柏、水曲柳等;南湖公园重要值大于10%的灌木有3种,分别为紫丁香、金钟连翘和水蜡,其中水蜡的重要值最大,为32.02%,灌木树种的应用集中在少数几种上;草本层物种较丰富,其优势种为早熟禾,其次是平车前占有较大比例.

2.2　植物多样性分析

为了定量描述某一物种或群落的多样性,可以用多样性指数来测定.种的多样性包括种的丰富性和均匀性(异质性)两方面的内容.丰富度是指群落中物种数目的多少;均匀度是指每个种个体数间的差异,Simpson指数(D)和Shannon-Weiner指数(H)是物种丰富度和各物种均匀程度的综合反映,与二者的增加与减少正相关.各种之间,个体分配越均匀,H值越大.如果每个个体都属于不同的种,多样性指数就大;如果所有个体均属同一物种,多样性就最小[8].

经对南湖公园样地植物各层次指标的测定,计算,结果见表4.

表4　南湖公园植物多样性指数

由表4平均值可知:南湖公园乔木层的Simpson指数(D)和Shannon-Weiner指数(H)高于灌木层和草本层,说明乔木层的物种相对丰富,主要原因可能是在构建城市公园绿地时,为了达到视觉上的美观,只是盲目的增加树木的种类而忽视了沈阳市地带性植被的规律,以至于一些树种的长势非常不好;灌木层的Simpson指数(D)和Shannon-Weiner指数(H)是最低的,说明灌木层的物种相对单一,主要原因是人为因素的干扰,在这个样方中存在一个人为的休闲场地,灌木遭到破坏,种类也少; 草本层的Pielou均匀度指数(J)最低,说明草本层的物种均匀程度很低,主要原因是人为因素的干扰,草坪的随意践踏,人为破坏等.

3讨论

南湖公园是沈阳市的一片绿色宝地,在市区的绿地系统功能中发挥着重要的作用.采用典型样地调查法对南湖公园植物群落进行物种调查及对其多样性进行分析,这对增加城市生物多样性具有现实意义.南湖公园样地共有种子植物61种,隶属28科43属.乔木层物种中银杏最多,其次是水曲柳;灌木层物种相对较少,其中主要以木犀科植物为主,同时还有忍冬科、蔷薇科和小檗科植物.草本层禾本科植物占有较大比例,早熟禾的重要值最大,同时伴有堇菜科、酢浆草科、菊科等植物.乔木层中银杏和油松是主要的优势种,其重要值分别为9.14%、7.30%,同时伴有刺槐、梓树、圆柏、水曲柳等;南湖公园重要值大于10%的灌木有3种,分别为紫丁香、金钟连翘和水蜡,水蜡的重要值最大,为32.02%,灌木树种的应用集中在少数几种上;草本层物种较丰富,其优势种为早熟禾,其次是平车前占有较大比例.由表4平均值可知:南湖公园乔木层的Simpson指数(D)和Shannon-Weiner指数(H)高于灌木层和草本层,说明乔木层的物种相对丰富,主要原因可能是在构建城市公园绿地时,为了达到视觉上的美观,只是盲目的增加树木的种类而忽视了沈阳市地带性植被的规律,以至于一些树种的长势非常不好;灌木层的Simpson指数(D)和Shannon-Weiner指数(H)是最低的,说明灌木层的物种相对单一,主要原因是人为因素的干扰,在这个样方中存在一个人为的休闲场地,灌木遭到破坏,种类也少; 草本层的Pielou均匀度指数(J)最低,说明草本层的物种均匀程度很低,主要原因是人为因素的干扰,草坪的随意践踏,人为破坏等.

在实地调查过程中,笔者也发现了几个问题就此提出几个建议:①彩叶树种及观花、观果、观枝干种类缺乏亟待丰富.景观规划设计在生物多样性保护中起着决定性的作用,较高的物种多样性能使园林相对于环境具有更好的适应调整能力,如中华金叶榆、紫叶李、灯台树、红瑞木等都可以应用.②应该多种植本土植物,因为其对环境的适应性相对较强,符合沈阳市地带性植被规律.这样既增加了物种的多样性同时也保证了物种的成活率.③公园绿地的灌木层也可以多采用一些本土植物,为了增加城市生物多样性也可以种植一些适合在沈阳地区生长的外来植物.④实地调查后发现南湖公园除了人为建筑景观对整个自然景观的破碎化外,更严重的是游客私自在各林间践踏出的小路径极度加大整个植物群落破碎化的程度,游客较为无序践踏必定在一定程度上影响其生态功能的发挥和自然更新演替的过程.因此建议在非游览和行走的林区应树立醒目的标志,劝诫游客不要私自践踏植被,这样会使草本层的均匀度指数上升.

参考文献:

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[8] 李俊清,李景文. 保护生物学[M]. 2版.北京:中国林业出版社, 2006:31-35.

【责任编辑: 王颖】

(Li Junqing, Li Jingwen. Conservation Biology[M]. 2ndEdition. Beijing: China Forestry Publishing House, 2006:31-35.)

Species Diversity of Park Green Space’s Plant Communities in Shenyang

LiJuan,SuBaoling,ZhangQian,YangMeng

(College of Life Science and Bioengineering, Shenyang University, Shenyang 110044, China)

Abstract:Biodiversity survey and analysis were carried on in Nanhu Park by using typical sampling plot method. The results show that, there are 132 kinds of spermatophyte in the green space of Nanhu Park, belonging to 31 genera and 60 families. In the sampling plot, Ginkgo biloba has the largest number and important value in arborous layer; the number of species in the shrub layer is relatively few, Oleaceae has the largest number and Border Privet has the largest important value, and honeysuckle, Rosaceae and Berberis plants are also found in this layer; Gramineae family occupies the highest proportion in herb layer, in which Poa annua L. has the largest importance value, followed by Violaceae, Oxalis corniculata, and compositae, etc.

Key words:plant community; species diversity; Nanhu Park of Shenyang; diversity index

收稿日期:2014-11-07

中图分类号:S 718.54+2

文献标志码:A

作者简介:李娟(1989-),女,山西朔州人,沈阳大学硕士研究生; 苏宝玲(1971-),女,黑龙江讷河人,沈阳大学教授,博士.

基金项目:国家林业公益性行业科研专项(201304216).

文章编号:2095-5456(2015)02-0130-05