东湖太渔山植物多样性研究

何　 浩，胡宗辉，戴　 欢

（武汉设计工程学院，湖北　武汉　430205）

东湖太渔山植物多样性研究

何 浩，胡宗辉，戴 欢

（武汉设计工程学院，湖北武汉430205）

用典型抽样法，对武汉东湖太渔山植物的树种组成、多样性指数等进行了调查统计与分析。结果表明：东湖太渔山18个样方中统计共有30科41属47种植物，其中乔木20科26属29种，灌木11科11属12种，草本5科6属6种；乔木中植物重要值最高的为樟树和马尾松，灌木植物重要值最高的为小蜡和山茶；植物多样性指数（Simpson指数与Shannon-wiener指数）和均匀度（Pielou指数）表现为乔木层＞灌木层＞草本层。

东湖太渔山；植物重要值；植物多样性

如今，随着外来有害生物入侵、越来越频繁的人类活动和气候变迁等问题不断加剧，生物多样性情况正受到愈来愈严重的挑战。植物多样性是生物多样性的重要组成部分（黄富祥等，2001），植物不仅能创造优美舒适的环境，而且与人的生命健康息息相关。正是因为这样，国际社会越来越重视全球范围内的植物多样性保护。为了防止植物多样性的不断锐减，我国已经颁布了多项有关生物多样性保护的法律法规，比较完善的植物保护机制已经初步形成，植物多样性调查研究工作开展的如火如荼。武汉市作为国家园林城市之一，2001年时市园林局就已经下达“武汉市植物多样性调查及发展规划”的课题任务，历时近4个多月，调查树木882种，并建立资料库，根据资料库已初步形成了以城市森林为基础、道路绿化为骨架、环城林带为依托，各种植物相互交融，乔、灌、藤、花、草搭配有致，点、线、面、环协调发展的生态型城市（陈波等，2003）。正是因为国内外对植物多样性研究的重视，本文特意挑选了作为武汉标志的5A级景区——东湖，选择其中的太渔山作为案例来研究和分析东湖植物多样性及植物多样性的保护情况，既是为了调查东湖太渔山植物生长的真实情况，更是为了在调查研究的基础上提出其以后植物多样性规划建议，促进太渔山景区的可持续发展。

1　东湖太渔山概况

太渔山位于武汉著名的东湖风景区马鞍山森林公园北部，濒临东湖，因姜太公在此钓鱼而得名，东经114°26′，北纬30°31′，地处亚热带季风性湿润气候，降雨量丰富、年均降水量达1 200 mm；日照充足、年均日照时数1 856.3 h。夏季长达130 d，且高温多雨、雨量集中，积温在5 000～5 300 ℃之间；冬季月平均气温均在0 ℃以上，年无霜期可达250 d左右。得天独厚的气候条件加上优越的生态坏境使得武汉不仅拥有众多适宜的本土植物种类，一些华北、华南的植物也能够在武汉很好的生长，极大地丰富了武汉植物的多样性。

2　研究方法

2.1样地设置和调查方法

样方法是依据一定的样地设置方式，在所需研究的群落类型中确认若干一定面积的样地作为整个研究区域的代表，以样地调查结果估算群落总体（付必谦主编，2006）。考虑到调查地太渔山面积大，植物排列分散且太渔山主山体不能上山深入调查，因此采取样方法，统一选取10 m x 10 m的100 m2样方面积的18块样方。所选样地避免了太渔山内成片种植的人工栽培植物，原因是这些人工栽培植物成片种植导致株数多且种类单一，不能很好地反映太渔山植物多样性的真实情况，而对于那些出现在样地中且分布较广、密度不集中的人工栽培植物则计入统计数据。调查样地内乔木、灌木、草本植物的名称，科属并估算乔木、灌木、草本的盖度，分别记录乔木和部分灌木的株数、胸径、冠幅、高度和生长健康状况；对于胸径过小的灌木和草本记录株数与平均高度等信息（钱迎倩等，1994）。以18块样方调查统计的资料为基础来开展植物多样性分析。

2.2数据处理方法

采取定量模型对植物重要值、植物多样性指数进行分析（蔡燕等，2007）。

2.2.1重要值计算

相对多度=（某种个体数/全部种的个体数）×100%

相对频度=（某种的频度/全部种的频度）×100%

相对显著度=（某种的胸高断面积之和/全部种胸高断面积之和）×100%

相对盖度=（某个种的盖度/全部种的总盖度）×100%

乔木的重要值=相对多度+相对频度+相对显著度

灌木的重要值=相对多度+相对频度+相对盖度

2.2.2植物多样性指数计算

式中：Ni是第i个种的个体数，N为群落中个层次所有物种的个体数，S为群落的物种数。

3　结果与分析

3.1东湖太渔山植物种类构成分析

很多不同种类的植物共同组成植物群落，其按照自然规律生长发育、演变更新，与环境相互作用（苏雪痕，1994）。各物种对群落的作用因其自身数量的多寡和作用强度的不同而不同（李博主编，2000）。“多样性导致稳定性”是基本的生态学原理（Craine，2006），结构越复杂，种类越多，群落就越稳定（刘青松等，2008）。通过对太渔山植物群落种类构成进行分析，能够更直观地了解太渔山植物多样性情况。

通过对18个样方的调查研究，统计共30科41属47种植物。这其中，乔木20科26属29种，占植物总量的61.7%；灌木11科11属12种，占植物总量的25.5%；草本5科6属6种，占植物总量的12.8%，如表1所示。其中，种类达到3种的有蔷薇科、木兰科、木犀科和无患子科（表2），占植物总科数的13.3%；种类只有1属1种的共有22个科，占植物总科数的73.3%，分别为胡桃科、楝科、山茶花科、乔本科、杜英科、杨柳科、金缕梅科、桑科、石竹科、樟科、悬铃木科、冬青科、榆科、银杏科、苦木科、漆树科、忍冬科、腊梅科、夹竹桃科、千屈菜科、五加科和芙蓉科。

表1　东湖太渔山绿地植物生活型构成情况

表2　含3种植物的科

通过表1和表2可以看出，乔木在东湖太渔山植物中占优势，反映出太渔山以乔木为主的植物类型构成。人工成片栽培植物导致灌木种类减少；人工栽培的植物多占据在平坦地形，太渔山山体较为倾斜，不适宜灌木生长；山上野生乔木冠幅大，导致山体内灌木日照不足、灌木群落较少等现象。在乔木层组成上，出现乔木最多的是木兰科，出现4种树种，分别是深山含笑（Micheliamaudiae）、广玉兰（Magnolia grandifl ora）、鹅掌楸（Liriodendron chinense）和二乔玉兰（Magnolia soulangeana），共占总乔木种数的13.8%；在树种构成上，乔木层优势种是樟树（Cinnamomum bodinieri）和马尾松（Pinus massoniana）；在群落植被类型组成上分为3种：常绿阔叶型占60%，常绿针阔混交型占30%，常绿落叶阔叶混交型占10%。常绿阔叶型树种优势明显，由此得出乔木层林表现为常绿阔叶林相。调查发现乔木样地乔木平均胸径在7～11 cm间，平均高度则在3～7 m间，由此可以看出乔木层的多数树木处在稳步增长期，生长态势良好，但存在一定数量的病树和遭受虫害的树。

灌木和草本层方面，灌木组成的优势科为木犀科，出现2种树种，分别是小蜡（Ligustrum sinense）和女贞（Ligustrum lucidum），共占总灌木种数的16.7%；在树种构成上，灌木层优势种是小蜡和山茶（Camelliajaponica），而在草本层方面则为翻白草（Potentilla discolor）和车轴草（Trifolium repens），优势科为蔷薇科，出现2种草本，分别是地榆（Sanguisorba officnalis）和翻白草。实地调查中发现多数灌木和草本生长态势一般。

3.2东湖太渔山植物重要值分析

重要值能体现某物种在群落中的地位和作用，能够反映其在群落中的优势程度（宋永昌，2001）。东湖太渔山植物重要值大于10%的乔灌木如下表3所示。

表3　东湖太渔山主要植物重要值

通过表3可以看出，在乔木层中，樟树、马尾松、深山含笑、杜英（Elaeocarpus decipiens）、樱花（Cerasus yedoensis） 、雪松（Cedrus deodara）和臭椿（Ailanthus altissima）的重要值大于10%。樟树作为乡土树种，在太渔山分布广泛，占有相对优势；马尾松分布频度大且多为成年马尾松，适应性强，实地调查中发现有马尾松被锯后留下的木桩，推断马尾松为当年荒山造林树种；深山含笑和杜英生长适应性强，重要值比重大；樱花是一种观赏性很强的乔木，第二次实地调查时正逢樱花开花，大大增加了太渔山植物的色彩丰富度和美感度，但其大多胸径小尚处在幼年期，多样性情况受到威胁；雪松作为针叶型树种，多与马尾松伴随一起搭配；臭椿同样也是乡土树种，更是有名的“杂草树”。

在灌木层中，小蜡、山茶、红花檵木、紫薇（Lagerstroemia indica）和腊梅（Chimonanthus praecox）重要值指数大于10%。作为人工栽培种植树种，红花檵木在18块样地中出现9块，而小蜡则在18样地中出现11块，生长态势较好；紫薇作为乡土树种在群落中可以得到很好的生长；腊梅和山茶均为观花型灌木，花型花色优美，美学效应足。

3.3东湖太渔山植物多样性指数与均匀度分析

植物多样性指数能够体现群落的组织水平、结构类型、稳定程度、发展阶段等（谢晋阳等，1994），是衡量植物群落稳定和健康性的重要指标（Bayala et al.，2004）。植物多样性Simpson指数、Pielou指数和Shannon-Wiener指数是植物丰富度和各物种均匀度的综合反映，数值越大，物种多样性越高（王鹏飞等，2009）。表4为东湖太渔山植物多样性指数统计，主要统计其乔木、灌木、草本的Simpson指数（D） 、Shannon-wiener指数（H） 、Pielou指数（J）。

表4　东湖太渔山植物多样性指数

通过表4可以看出，乔木各数据均大于灌木和草本，其Simpson指数（D）为0.646 2，Shannon-wiener指数（H）为0.742 6 ，Pielou指数（J）为0.459 4，其中Shannon-wiener指数（H）最高，Simpson指数（D）其次，原因在于太渔山以乔木为主的植物基调，占总植物数量的61%多达29种乔木，但均匀指数较低。这说明东湖太渔山只有少数种类的乔木普遍大量种植，大多数的乔木只是在样地中少数量的出现，孤种乔木多，很多乔木并没有大量种植，一定程度上反映了东湖太渔山乔木植物种植的单一性。

灌木方面，其Simpson指数（D）为0.412 1，Shannon-wiener指数（H）为0.521 4 ，Pielou指数（J）为0.383 2，都低于乔木多样性指数。虽然丰富度小于乔木丰富度，但灌木均匀指数接近乔木，主要由于灌木种数较少，植物数量和分布比较平均，故其均匀指数接近乔木，反映出东湖太渔山灌木植物多样性的贫乏。

草本方面，Simpson指数（D）为0.298 2，Shannon-wiener指数（H）为0.392 1 ，Pielou指数（J）为0.207 9，体现出草本植物多样性情况不容乐观，其生长土壤受污染较严重，土地地形倾斜且较贫瘠都在一定程度上限制了草本植物的生长。主要以常见的野生草本植物为主，没有人工培育的草本植物。

4　结论与建议

21世纪，城市森林已成为城市建设的重要内容和标志（车生泉等，2002）。“把森林引入城市，让城市拥抱森林”已成为人们的急切需要（王献溥等，2000），城市森林拥有以下3个作用：一是能够改善环境，通过植物的生理作用来调节气候，减缓全球变暖和净化空气污染，维护自然界的可持续发展；二是创造艺术观赏性美景度，通过对环境的绿化来创造适宜人生存的自然景观，为居民提供游览和休憩的空间；三是创造出原生态结构，通过对植物群落的科学合理配置，形成科学合理的时空结构与周围的环境构成和谐统一（李景文，2003）。作为武汉九峰城市森林保护区的一部分，太渔山城市森林群落应该在满足三方面功能的同时，更好地发挥出其自身的优点。

通过对东湖太渔山城市森林的多样性调查研究发现，其乔木以樟树、马尾松等适应力强的乡土树种为基调，乔木种类较多，但除基调树种外，另外一些乔木数量较少，不利于植物多样性的发展；灌木以山茶、小蜡等为主，种类小、数量少，体现出灌木植物多样性情况的不足；草本则以车轴草、翻白草为主，同样反映出种类小、数量少的问题，不仅如此，杂草丛生也很大程度上阻碍了草本植物的生长；受人为活动干扰严重；与没有受到人为干扰的自然植物群落相比，东湖太渔山植物的多样性指数较低；乡土树种受到一定限制，虽然樟树等乡土树种得到了很好的重视，但受到重视的树种类少。

根据实地调查得出结论所反应的问题，为促进东湖太渔山植物多样性可持续发展，对东湖太渔山植物多样性提出以下建议。

第一，充分利用乡土树种，突出武汉地方特色，因地制宜。充分利用如水杉、臭椿、悬铃木、复羽叶栾树、紫薇、紫荆、红叶李等乡土树种，如水杉既具有美学效应又能代表武汉本地特色，形成鲜明的地方特色景观，加强其他林木的引种驯化；优化树种结构配置更要增加树木种类，丰富群落生物多样性，如马尾松在东湖太渔山中占有一定比重，但马尾松的火险性大，且病虫害对马尾松的破坏严重，应该套种如雪松、侧柏等树种。

第二，协调植物种间关系，确保植物多样性平衡。通过考虑物种生物学的特征，来建立林冠郁闭度适中的配置密度，从而避免因密度过大导致植物争抢阳光等恶性竞争而死亡。东湖太渔山乔木冠幅大，生长茂盛，在一定程度上限制了灌木的生长，对此可以提高植物种植密度，选择喜阴的灌木种植。同样，一些尚处于生长期的树木应给予充分的生长空间。

第三，合理配置植物的种类，优化植物群落景观。合理配置乔木、灌木、草本植物的比例，丰富植物层次结构，形成多树种、多层次、多用途的乔木、灌木、草本相结合的科学群落。东湖太渔山以乔木为主，灌木和草本比例较少，在丰富乔木、灌木、草本种类的同时，着重提高灌木和草本的应用比例，在模仿自然群落配置方式的基础上，合理构建人工生态群落。不仅如此，常绿树和落叶树的比例、针叶树和阔叶树的比例、慢生树和快生树的比例都是需要研究的。植物群落的景观效应也是不能忽视的主要因素，通过优化植物配置产生美学效应吸引游人观光，为体现春萌、夏绿、秋实和冬枯的四季变化，可以采用多种植物配置方案，如春天以樱花、垂丝海棠等观花型树木为重点；夏天以紫薇、石榴等为重点；秋天以乌桕、红枫等彩叶树为重点；冬天则以腊梅、山茶等点缀，其色彩效果十分鲜明，也充分体现了春夏秋冬四季不同的景色。

第四，设立相关警示牌，加强对相关工作人员的管理。东湖太渔山受人类活动干扰影响大，很多乔木被游人刻字，不少草本被践踏，人类垃圾遍布植物群落等从而影响到植物生长发育，威胁植物多样性。应在植物集中的位置设立警示牌，减少游人对植物的不良影响。太渔山很多地区杂草丛生、植物病虫害严重，但多次调查均未发现有相关人员被问责，应该增加相关技术人员，加强植物管理，促进园林养护工作及时顺利进行。

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Q948

A

1002-0659（2015）05-0009-05

2015-07-07

武汉设计工程学院校级科学研究项目（K201210）

主要作者简介：何浩（1984—），男，讲师，硕士，主要从事园林生态学与树木栽培学研究。E-mail：42252612@qq.com