人工生态恢复对南宁青秀山植物群落多样性的影响

沈守云，李德祥 ，粱 旺 ，李伟进 ，3，廖飞勇，邢 文 ，蔡思琪 ，夏青芳

（1.中南林业科技大学 风景园林学院，湖南 长沙 410004；2. 南宁青秀山管委会，广西 南宁 530021；3.南宁市水利局，广西 南宁 530001）

人工生态恢复对南宁青秀山植物群落多样性的影响

沈守云1，李德祥2，粱 旺2，李伟进2，3，廖飞勇1，邢 文1，蔡思琪1，夏青芳1

（1.中南林业科技大学 风景园林学院，湖南 长沙 410004；2. 南宁青秀山管委会，广西 南宁 530021；3.南宁市水利局，广西 南宁 530001）

为了探讨人工构建群落与自然群落的差异，对南宁青秀山16类典型植物群落进行了调查。结果表明，与自然群落相比人工群落的的物种和个体数的变化明显。物种数最多的乔木层只有12种，灌木层15种和草本层14种；最少的物种数乔木层只有2种，灌木层0种和草本层0种。物种数量和个体数量的变化受植物种类、生长状况、观赏性及设计师的影响最大。与自然群落相比，人工群落的Gleason指数、Shannon-Weiner指数和Pielou指数变化较大。Gleason指数最高的乔木层为桂花林群落2.091 8、灌木层为粉单竹群落3.257 2、草本层为粉单竹群落0.849 3；最低的是棕榈群落0.321 8、灌木层和草本层为0。Shannon-Weiner指数最高的乔木层为钝叶黄檀-大花紫薇群落2.119 3、灌木层为粉单竹群落2.105 9、草本层为粉单竹群落1.652 6；最低的是桃花植物群落0.182 2、灌木层和草本层为0。与自然群落相比，乔灌草的比例与变化较大，有的接近自然群落，有的与自然群落差异极大；群落中常绿种类偏多，落叶植物较少。

植物多样性；南宁青秀山；植物群落；物种数

随着城市居民对环境质量要求的提高，植被多、面积大的公园成为人们休闲、放松和娱乐的主要场所[1-3]。如何构建城市综合性公园，满足人们的需求是当前公园建设和规划设计中研究的热点之一，受到广泛的关注[3-7]。在公园中构建合适的植物群落更是重点和难点，研究也较多[8-12]。南宁青秀山是广西南宁著名的风景名胜区，2001年被国家旅游局评为全国首批4A级旅游区。从2001年开始，进行了大规模的品质提升工作，经过14 a的建设，景观和环境得到了明显的改善，成为5A景区，年人流量达2.00×106人次，且不断增加；对于青秀山有较多研究[12-13]，但是对其植物群落的变化还没有报道，通过对青秀山不同植物群落的研究，为其它公园的建设和植物群落的构建提供参考。

1 研究地概况

南宁市青秀山风景名胜区兴建于隋唐，湮没于明末清初。1986年南宁市人民政府重建青秀山风景区。秀山旅游风景区位于南宁市中心，坐落在蜿蜒流淌的邕江畔，规划保护面积1.354×103hm2，核心景区面积6.43×102hm2。1989年被定为自治区级风景名胜区，1997年被评为南宁市“十佳旅游景点”之首，2001年被国家旅游局评为全国首批4A级旅游区，2015年被评为5A景区。景区主要景点有：龙象塔、天池、董亭、望江亭、步云门、云天阁、塔影凌云、天外云香、花港晓岚、青秀山房、俩宜亭、盼鹊亭、锦鳞戏波、荷花池、浩浩亭、古道等景点。景观质量也得到了提高，形成了四季有景、三季有花，四季游玩均适宜的景区[14]。

2 实验设置

2.1 样地设置及调查

在初步调查的基础上，选取16个典型的植物群落，2014年4—10月，详细记录植物的种类、数量、树高、冠幅（东西和南北冠幅）等。乔木层的样地面积为25 m×20 m，灌木层的样地面积为10 m×10 m，草本层为25 m×20 m。

植物群落分别是：样地1：杂木林群落（相思湖区），样地2：桂花林群落（香花园景区）， 样地3：棕榈植物群落（棕榈园），样地4：桃花植物群落（桃花岛），样地5：人面子群落（北坡路），样地6：刺桐群落（北坡路），样地7 苏铁植物群落（苏铁园），样地8：粉单竹群落（苏铁路），样地9：秋枫-小叶榕群落（风翼路），样地10：秋枫-拐枣群落（珍稀植物园），样地11：苹婆群落（友谊长廊草坪区），样地12：钝叶黄檀-大花紫薇群落（东盟园拓展区），样地13：古道马尾松林（自然林），样地14：状元泉马尾松林（人工改造林），样地15：格木纯林（龙象塔），样地16：雨林大观稠木林。其中除了样地13为自然林外，其它样地都是人工构建或改造的群落。

2.2 多样性指数的计算

物种丰富度采用Gleason指数，D=S/lnA，其中A为样地面积，S为物种数。Shannon-Weiner（香农 -维纳）指数H=-ΣPilnPi，Pi为第i个物种的个体数占总个体数的比例。Pielou均匀度指数E=H/Hmax，H为实际的物种多样性指数，Hmax为最大的物种多样性指数，Hmax=lnS，S为样地中的总物种数。

3 调查结果

3.1 乔木层的多样性

3.1.1 物种数和个体数的变化

不同群落乔木层个体数和物种数的变化如表1。表1表明，所有样地中物种数最多的是苏铁植物群落（样地7），有篦齿苏铁、福建苏铁、攀枝花苏铁、多岐苏铁、叉叶苏铁、德保苏铁、锈毛苏铁、单羽苏铁、海南苏铁、长叶苏铁、西林苏铁、四川苏铁共12种。其次是秋枫-拐枣群落（样地10），该群落2013年完成，以珍稀植物种类为主，有胭脂树、白桂木、秋枫、降香黄檀、沉香、扁桃、荔枝、桫椤、拐枣、曼陀罗。数量最少的是棕榈植物群落（样地3）和苹婆群落（样地11），只有2种，棕榈群落是王棕和加拿利海枣，苹婆群落只有人面子和萍婆，两个群落下面以草坪和少量地被为主。

表1表明，桃花群落（样地4）的数量最多，达247株，但是其冠幅较小；其次是刺桐群落（样地6）和状元泉马尾松林群落（样地14），分别是110株和104株；个体数量最少的是苹婆群落（样地11），只有6株，但是其冠幅较大，达6.1 m。一般在面积一定的样地中，植物个体数量越少，其平均胸径就越大，但是园林绿地中，由于景观的要求，不同绿地乔木的个体数变化较大，其胸径的变化较，且规律不是很明显。

3.1.2 多样性指数的变化

多样性指数能反映物种数和个体数量的规律，常用Shannon-Weiner指数、Gleason指数、Pielou均匀度指数衡量。乔木层的多样性指数如表2。

Gleason指数为α多样性指数，反映样地中物种的丰富度。表2表明，各样地Gleason指数变化大，最大的多样性指数是桂花林群落（样地2）2.091 8，最小的是棕榈群落（样地3）0.321 8。Gleason指数大于1的有：桂花林群落（样地2）、苏铁植物群落（样地7）、秋枫-拐枣群落（样地10）、杂木林群落（样地1）、钝叶黄檀-大花紫薇群落（样地12）；其余样地的Gleason指数小于1.0。

Shannon-Weiner指数反映了物种数和个体数的比例，不同样地Shannon-Weiner指数如表2。表2表明，Shannon-Weiner多样性指数变化较大，最高是钝叶黄檀-大花紫薇群落（样地12）2.119 3，最小的是桃花植物群落（样地4）0.182 2。多样性指数大于2.0的有2个：钝叶黄檀-大花紫薇群落（样地12）和秋枫-拐枣群落（样地10）。多样性指数大小1小于2的样地有8个：苏铁植物群落（样地7）、桂花林群落（样地2）、杂木林群落（样地1）、雨林大观稠木林（样地16）、秋枫-小叶榕群落（样地9）、粉单竹群落（样地8）、状元泉马尾松林（样地14）、格木林群落（样地15）。其余6个样地的多样性指数小于1。

Pielou指数表明了各物种在样地中的分布情况，不同样地的Pielou指数如表2。表2表明，钝叶黄檀-大花紫薇群落（样地12）的Pielou指数最高，达0.964 5；Pielou指数从高到低依次是秋枫-拐枣群落（样地10，0.882 4）、秋枫-小叶榕群落（样地9, 0.879 6）、粉单竹群落 （样地8，0.856 7）、杂木林群落 （样地1，0.820 9）、棕榈植物群落（样地3，0.802 4）、雨林大观稠木林（样地16，0.801 1）；其余样地的Pielou指数低于0.8，最低的是桃花植物群落（样地4），只有0.113 2。

表1 不同样地乔木层物种数和个体数Table 1 The species and individual of arborescent stratum in different samples

表2 不同样地乔木层多样性指数Table 2 The biodiversity index of arborescent stratum in different samples

3.2 灌木层的多样性

3.2.1 物种数和个体数的变化

灌木层的物种数如表3。表3表明，各样地物种数差异较大，粉单竹群落（样地8）的物种数量为15，棕榈植物群落（样地3）、苹婆群落（样11）、钝叶黄檀-大花紫薇群落（样地12）、格木林群落（样地15）的物种数量为0，灌木层数量为0的样地一般是上层有大的乔木或者地被为草坪，接近自然群落样地的灌木物种往往较多，如状元泉马尾松林（样地14）。

表3表明，各样地灌木层个体数量变化很大，秋枫-拐枣群落（样地10）、雨林大观稠木林（样地16）、杂木林群落（样地1）的个体数分别是69、67、56。棕榈植物群落（样地3）、苹婆群落（样地11）、钝叶黄檀-大花紫薇群落（样地12）、格木林群落（样地15）的个体数为0。其它样地个体数量较少。

3.2.2 多样性指数的比较

不同样地Gleason指数如表3。表3表明，各样地Gleason指数变化较大，最大的粉单竹群落（样地8）指数为3.257 2；棕榈植物群落（样地3）、苹婆群落（样地11）、钝叶黄檀-大花紫薇群落（样地12）、格木林群落（样地15）的Gleason指数为0；Gleason指数大于1的样地有：苏铁植物群落（样地7）和秋枫-拐枣群落（样地10）。

表3表明，粉单竹群落（样地8）的Shannon-Weiner指数最高，为2.105 9，其次是格木林群落（样地15），状元泉马尾松林（样地14）、秋枫-拐枣群落（样地10）、人面子群落（样地5）和古道马尾松林群落（样地13）分别是2.025 3、1.542 7、1.367 7、1.238 6、1.141 2、1.011 4。个体数和物种数为0的样地的Shannon-Weiner指数为0，其它样地指数小于1。

表3表明，不同样地灌木的Pielou指数相差较大，最高的为人面子群落（样地5）指数为0.905 6，棕榈植物群落（样地3）、苹婆群落（样地11）、钝叶黄檀-大花紫薇群落（样地12）、格木林群落（样地15）的Pielou指数为0。Pielou指数小于0.5只有杂木林群落（样地1），其它样地的Pielou指数大小0.5。

表3 不同样地灌木层物种数、个体数和多样性指数Table 3 The species, individual number and biodiversity index of shrub stratum in different samples

3.3 草本地被层的多样性

3.3.1 物种数和个体数的变化

不同样地草本地被层的物种数和个体数如表4。表4表明，不同样地的草本地被层的物种数很大，最多的为秋枫-拐枣群落（样地10），其种类分别是抱茎菝葜、假蒌、红花芦莉、翠云草、含羞草、香附子、雷公根、三点金、猫须草、垂筒花、青葙、白胜蓟、鳞毛蕨、婆婆针。桃花植物群落（样地4）、苹婆群落（样地11）、格木林（样地15）的物种数为0，而人面子群落（样地3）只有1个物种沿阶草，桂花林群落（样地2）只有白蝴蝶和红铁2种。其它样地的物种数都在5种以上。

表4表明不同样地的个体数量变化大。桃花植物群落（样地4）、苹婆群落（样地11）、格木林（样地15）的个体数为0。钝叶黄檀-大花紫薇群落（样地12）的个体数量最多，个体数量最多的原因是大量种置了沿阶草和鸢尾。数量超过1 000株的样地有9个样地，少于1 000的样地有：刺桐群落（样地6）、粉单竹群落（样地8）、状元泉马尾松林（样地14）和雨林大观稠木林群落（样地16）。

3.3.2 多样性指数的比较

不同样地灌木多样性指数如表4。表4表明，Gleason指数变化较大，粉单竹群落（样地8）最大，达0.849 3；棕榈植物群落（样地3）、桃花植物群落（样地4）、苹婆群落（样地11）、格木林群落（样地15）均为0。Gleason指数大于0.5的还有杂木林群落（样地1）、桂花林群落（样地2）、人面子群落（样地5）、刺桐群落（样地6）、秋枫-小叶榕群落（样地9）、秋枫-拐枣群落（样地10）、钝叶黄檀-大花紫薇群落（样地12）；其它样地的值较小。

表4表明Shannon-Weiner指数变化较大。粉单竹群落的Shannon-Weiner指数（样地8）最大，为1.652 6；指数大于1.0的样地还有杂木林群落（样地1）、人面子群落（样地5）、秋枫-小叶榕群落（样地9）、秋枫-拐枣群落（样地10）、钝叶黄檀-大花紫薇群落（样地12）。棕榈植物群落（样地3）、桃花植物群落（样地4）、苹婆群落（样地11）、格木林群落（样地15）均为0，其它样地的指数也较小。

表4表明，Pielou指数变化较大；最高的是人面子群落（样地5），为1.448 2。Pielou指数大于1的有苏铁植物群落（样地7）、粉单竹群落（样地8）、秋枫-小叶榕群落（样地9）、雨林大观稠木林（样地16）。其它样地的指数较小。

表4 不同样地草本地被层物种数、个体数和多样性指数Table 4 The species, individual and biodiversity index of herb layer stratum in different samples

4 结论与讨论

（1）不同样地物种和个体数的变化大，与自然群落相比，人工生态恢复的群落的变化更明显

不同样地物种数量并不多，物种数最多的乔木层只有12种，灌木层15种和草本层14种；最少的物种数乔木层只有2种，灌木层1种和草本层0种。导致青秀山乔木层物种数变化原因有：一是冠幅的大小，调查样地中许多是人工群落，乔木种类也是人工移植，冠幅越大，种植的个体数和物种数也就越少；二是根据功能的需要对种类的选择，功能由结构决定，结构由种类体现，如棕榈园的景观，需要大的且较整齐的个体，导致了物种数不多；三植物本身的观赏性也影响物种数量；灌木层和草本地被层的物种数量除了受乔木层种类、形态的影响外，样地的功能也是主要影响因素。

不同样地个体数量变化较大，数量最多的乔木层、灌木和草本层分别是247株、69株和3 000株；最少的样地则只有6株、灌木层0株和草本层0种。乔木层个体数量的多少受到冠幅的大小、景观的需要及设计师的影响，大的乔木如小叶榕株高达20多米，冠幅达15 m，其个体数量自然少。灌木层和草本层的数量主要受乔木的数量、冠幅、密度、景观和设计师的综合影响，一般而言，乔木数量多且冠幅大的样地，灌木和草本地被层的数量较少；相反而较多。

结果表明，南宁青秀山人工生态恢复群落的物种数量和个体数量的变化受植物种类、生长状况、观赏性及设计师的影响最大，这与园林绿地的变化相一致[9]，但与自然群落的变化不一致[10]。

（2）Gleason指数、Shannon-Weiner指数和Pielou指数变化较大，与自然群落相比，人工群落的这种变化更明显

Gleason指数反映样地中物种的丰富度，指数最高的乔木层为桂花林群落2.091 8、灌木层为粉单竹群落3.257 2、草本层为粉单竹群落0.849 3；最低的是棕榈群落0.321 8、灌木层和草本层为0。与自然古道马尾松林相比，人工构建的群落的指数变化较大，有的较高，有的较低；较高的群落往往是乔灌草种类都较多，分布也较均匀，较低的往往是某层无植被或很少。

Shannon-Weiner指数反映了物种数和个体数的比例，指数最高的乔木层为钝叶黄檀-大花紫薇群落2.119 3、灌木层为粉单竹群落2.105 9、草本层为粉单竹群落1.652 6；最低的是桃花植物群落0.182 2、灌木层和草本层为0。与自然古道马尾松林相比，人工生态恢复过程中构建的人工群落的物种数和个体数比例变化较大，与个体数量、物种数及Gleason指数的变化相一致。

Pielou指数表明了各物种在样地中的分布情况，数最高的乔木层为钝叶黄檀-大花紫薇群落0.964 5、灌木层为人面子群落0.905 6、草本层为人面子群落1.448 2；最低的是桃花植物群落0.113 2、灌木层和草本层为0。与自然群落马尾松林相比，人工生态恢复过程中构建的人工群落的物种数和个体数比例变化较大，与个体数量、物种数及Gleason指数的变化相一致。

（3）乔灌草的比例与自然群落相比，变化较大，有的接近自然群落，有的与自然群落差异极大

自然群落的乔灌草的比例接近1∶1∶1，如古道马尾松林的比例为5∶4∶6；但是人工生态恢复过程中构建的群落的比例变化极大，有的样地无灌木，有的无草本，而且比例也不均衡（表5），其原因一方面是由于景观的需要，另一方面是植物配置不合理。这种构成虽然短时间内无影响，但是在后续养护过程中成本较高。接近自然群落比例的人工群落不多，而且由于景观的需求，往往是乔木层偏高更被人们接受，因而桂花林群落（样地2）、苏铁植物群落（样地7）、秋枫-拐枣群落（样地10）和钝叶黄檀-大花紫薇群落（样地12）受到游人的喜欢。

表5 不同样地乔灌草比例Table 5 The species ratio of arbor, shrub and herb in different samples

（4）群落中常绿种类偏多，落叶植物较少

南宁纬度较低，北纬 22°13′～ 3°32′之间，因而气温较高，植物种类方面，常绿植物多，落叶植物种类较少。不论自然群落和人工群落都一样。

本研究虽然对南宁青秀山典型的植物群落进行了调查，但是经济林群落、非典型的植物群落结构、各物种间的相互关系及生长状况还需要进一步研究，以便为人工生态恢复过程中群落的构建提供指导。

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Effect of arti fi cial ecological restoration on the plant community biodiversity in Nanning Qingxiushan

SHEN Shou-yun1, LI De-xiang2, LIANG Wang2, LI Wei-jin2,3, LIAO Fei-yong1, XING Wen1, CAI Si-qi1, XIA Qing-fang1
(1. College of Landscape Architecture, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, China; 2. Nanning Qingxiushan Management Bureau, Nanning 530021, Guangxi, China; 3. Nanning Water Bureau, Nanning 530001, Guangxi, China)

In order to investigate the difference between arti fi cial communities and natural community, 16 typical plant communities of Nanning Qingxiushan were investigated. The results show that the species and individual numbers of different artificial sample varied compared with the nature community. The maximal species of arbor layer, shrub and grass and ground layer were 12 kinds,15kinds and 14kinds respectively. The minimal species of arbor layer, shrub and grass and ground layer were 2 kinds, 0 kinds and 0 kinds respectively. Changes in species number and individual number are mostly affected by plant species, growth status, ornamental and designer. Compared with the natural community, the Gleason indexes, the Weiner-Shannon indexes and the Pielou indexes of the arti fi cial community changed greatly. The highest Gleason index of arbor layer was 2.091 8, the shrub layer was 3.257 2, and the herb layer was 0.849 3, and the lowest Gleason index of arbor layer was 0.321 8, the shrub layer and the herb layer were 0. The highest Shannon-Weiner index of arbor layer wasDalbergia obtusifolia-Lagerstroemia speciosacommunity 2.1193, shrub layer wasBambusa chungiicommunity 2.105 9, the herb layer wasBambusa chungii1.652 6. The lowest Shannon-Weiner index of arbor layer wasAmygdalus persicacommunity 0.182 2, shrub layer and herb layer were 0. Compared with natural communities, the ratio of arbor, shrub and grass layer changed largely, some over natural communities, some close to natural communities. The species of evergreen species in the community is more than that of the deciduous plants.

plant biodiversity; Nanning Qingxiushan; plant community; species number

S718.54+1

A

1673-923X(2016)12-0085-06

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.12.015

http: //qks.csuft.edu.cn

2015-11-02

湖南省教育厅重点项目（15A195）；湖南省”十二五”重点学科（风景园林学）（湘教发[2011]76号）资助

沈守云，教授，博士，博士生导师；E-mail：shenshouyun@sina.com

沈守云，李德祥，粱 旺，等. 人工生态恢复对南宁青秀山植物群落多样性的影响[J].中南林业科技大学学报，2016,36(12): 85-90.

[本文编校：文凤鸣]