大同古城墙萱草应用调查与分析

刘昌胜，王金耀，李 森，邢国明

（山西农业大学园艺学院，山西太谷 030800）

0 引言

大同古城墙修建于明洪武五年，2008—2016年大同市人民政府对其进行了全面复建。复建后的大同古城墙，略呈方形，东西长1.8 km，南北长1.82 km，周长7.24 km，面积3.28 km2，是国内现存较为完整的一座古代城垣建筑[1-2]。在距墙约40 m处修有宽10 m、深5 m护城河。护城河两岸是带状绿地，绿化面积约100万m2。关于大同古城墙带状绿地的植物配植，尤其是萱草应用斑块植物配植情况还未见报道[3-8]。大同地区植物配植应用的萱草主要包括‘大同’黄花、北黄花菜、大花萱草、‘金娃娃’、‘红运’萱草、大苞萱草[9]。笔者对大同古城墙带状绿地的萱草应用进行调查分析，以期更好地营造大同古城墙植物景观，展示大同古城形象和城市文化内涵。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

大同位于山西省北部大同盆地的中心、晋冀蒙三省区交界处、黄土高原东北边缘，东经122°33'—114°34'，北纬39°01'—40°45'，海拔1000～1500 m，属温带大陆性季风气候，四季分明。按照习惯划分方法，3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，12月—翌年2月为冬季，其特点是冬季漫长且寒冷干燥，夏季短暂且温热多雨，春秋凉爽，温差较大。年均气温5.5℃，极端最高气温37.7℃，极端最低气温-29.1℃，全年雨量集中在7—9月，年平均降雨量约400 mm；无霜期100～156天。温差较大，干旱多风，自然条件差，植物选择范围非常有限[3-8]。

1.2 研究方法

本次调查范围是大同古城墙带状绿地，因为古城墙内环带状绿地没有萱草应用，所以只调查大同古城墙外环即护城河两岸的带状绿地，包括东西南北4个方位。由于带状绿地植物群落受景观设计影响，呈斑块状分布，因此只对有萱草应用的斑块进行调查。

借助奥维地图对调查范围内有萱草种植的斑块进行勘察记录，并进行拍照打卡记录经纬度，记录斑块面积、萱草种类、种植面积、种植形状。同时记录与萱草配植的乔灌草园林植物种类、位置、数量及观赏特征，还有群落垂直结构类型等。以频度分析萱草应用植物配植情况[10]。乔灌木记录株数、高度、冠荫，绿篱记录长宽高及密度；对于草本地被植物，记录萱草及其他草本的种植密度、盖度，并如实记录植物一般生长情况。为减少误差，下载百度识图、花伴侣、形色等软件辅助识别花草。

为了便于分析比较，小斑块如实记录，大斑块则采用抽样调查。根据萱草应用斑块的形状与面积，样方面积20 m×20 m、10 m×40 m、60 m×4 m不等，一般控制在400 m2左右，具体方法是选植物生长良好、异质性高、计算方便的区域进行抽样调查。草本植物样方单位是1 m×1 m。

1.3 数据分析

采用Microsoft Excel 2010软件对调研数据进行统计分析、作图，并参照任斌斌等[11]的方法，计算大同古城墙带状绿地中有萱草配植斑块的植物乔木层、灌木层和地被层的Shannon-Wiener指数(H)、Simpson指数(C)、Pielou均匀度指数(E)、重要值，如式(1)～(10)。

式中，Pi表示样地中第i种植物的重要值，S表示样地总的物种数。重要值是用于确定群落中植物种的优势度或显著度的一种综合性指标[12]，乔灌层与草本层的特征不同，所以计算其重要值亦不同。多度表示某物种的个体数，密度指单位面积或单位空间内的个体数。一般对乔木、灌木和丛生草本以植株或株丛计数，根茎植物以地上枝条计数。盖度指植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比，即投影盖度。频度指某物种出现的样方数占总样方数的百分比[10]。

由于所调查的带状绿地为新建的绿地，建设年限10年以内，大型乔木均为移植而来，在移植过程中，不可避免有人为选择的过程，挑选易于存活的植株，在调查中发现，乔木胸径、基面积差别不大，用胸径或基面积不能表示优势度[13]，所以，乔木层计算重要值时以相对盖度表示相对优势度。

2 结果与分析

2.1 样地分布

东城墙和阳门以南护城河外侧带状绿地大同黄花样地16个。南城墙护城河内侧带状绿地大同黄花样地10个、北黄花菜样地2个，南城墙西南（永泰西门西）护城河外侧带状绿地大同黄花样地15个‘、大同’黄花+‘金娃娃’4个、北黄花菜样地1个。西城墙展览馆对面护城河内侧带状绿地大花萱草‘、金娃娃’‘、红运’萱草样地各1个，西城墙展览馆以南护城河外侧带状绿地大花萱草样地9个‘、金娃娃’样地1个。北城墙护城河外侧带状绿地武定东门西‘金娃娃’样地1个、武定东门以东‘金娃娃’样地2个、大花萱草样地4个（图1）。

图1 大同古城墙萱草种植分布

2.2 斑块面积及形状

2.2.1 斑块面积 大同古城墙带状绿地为古城墙附属绿地，东西南北由不同的园林设计公司规划设计。因为植物群落景观设计受历史、文化、教育等诸多因素影响，所以东西南北城墙带状绿地特色各异。东城墙、南城墙萱草呈大片种植，东城墙是‘大同’黄花，南城墙是‘大同’黄花以及‘金娃娃’、北黄花菜，样本斑块面积较大。北城墙、西城墙只种植大花萱草和‘金娃娃’（西城墙有1处‘红运’萱草），斑块面积较小，异质性较高。本次调查有萱草应用的斑块样地68个，调查有萱草种植的斑块总面积19808 m2（表1），约占古城墙绿地总面积的2%。

表1 大同古城墙带状绿地萱草应用调查斑块面积

大同古城墙带状绿地萱草应用调查总面积16883m2（表2），‘大同’黄花14930 m2，占88.43%，‘金娃娃’、大花萱草、北黄花菜占比相当分别是3.05%、4.60%、3.84%，‘红运’萱草最少，仅占0.71%(12 m2)。

表2 大同古城墙带状绿地调查斑块的萱草面积

2.2.2 斑块形状 由图2可知，调查斑块萱草种植形状以矩形、自然带状最多(53%)，其次是三角形、梯形(21%)，其余如月牙形、波浪形、箭尾形、不规则形等占26%。

图2 大同古城墙各种萱草斑块形状情况

2.3 萱草斑块的植物种类及其应用方式

2.3.1 植物种类的定义及应用频率 树体高大，具有明显的主干的树称为乔木，为了方便实地统计，一般3 m以上乔木记为乔木，而3 m以下的乔木以灌木计。灌木主干不明显，常在基部发出多个枝干的木本植物称为灌木，1 m以下的灌木或小乔木又称矮灌木。

多度（密度）是群落的定量测度方法之一，优势种往往具有最大的密度（多度）或者最大的盖度[10]。国内多采用DRUDE的七级制多度等级划分标准，单位面积(1 m×1 m)个体数大于75%（植株极多）称为优势种[12]。本次调查为专项调查，‘大同’黄花个体数超过75%，是绝对优势种，其次是大花萱草、‘金娃娃’、北黄花菜，‘红运’萱草最少仅在1个样地中出现。

根据各种植物在萱草斑块中的景观应用不同，可列为乔木风景树、灌木风景树、绿篱和草本地被4种类型。依植物应用频率为序其丰富度列于表3。

表3 大同古城墙萱草斑块的植物种类

应用频率只能代表该种植物的应用普遍程度，不代表该植物的应用数量，即频率越高代表该植物在大同古城墙萱草应用斑块中应用越广泛。对大同古城墙与萱草配植的58种植物的应用频率(P)[14]进行计算[式(11)]，应用频率前10位是油松、铺地柏、山杏、山桃、山楂、丁香、水蜡、丝棉木、八宝景天、三七景天。参照张雯等[15]的方法将应用频率分为4个区间，低频率区间(0＜P＜25%)的有55种，占总种数的94.82%；较低频率(25%≤P＜50%)2种（铺地柏、山杏），占总种数的3.45%；中等频率(50%≤P＜75%)仅含1种（油松）；无高频率(75≤P＜100%)（图3）。可见，大同古城墙带状绿地与萱草配植的植物在应用上呈现不普遍不均匀的情况，绝大多数植物仅在14个（山桃）及以下的样地中应用，普遍应用的植物仅有3种（油松、铺地柏、山杏，占5.26%）。

图3 大同古城墙萱草植物配植应用频率分布

2.3.2 萱草应用方式 大同古城墙带状绿地的萱草应用方式有花境栽植、花丛点缀、花池密植3种形式，如图4所示，68个样地中，花境62个(91.18%)、花丛5个(7.35%)、花池仅1个(1.47%)。‘大同’黄花、北黄花菜、‘红运’萱草应用方式均为花境，‘金娃娃’应用方式为花境、花丛，大花萱草应用于3种形式中。

图4 大同古城墙萱草应用方式

2.3.3 萱草种植方式

（1）片植。‘大同’黄花叶宽苗高，植株肥壮，花色淡黄鲜亮，在东城墙、南城墙大片种植，与其他植物搭配，密植于路边或者护城河岸边，形成地被花境，6月底—8月初景观效果独特而壮观，尤其是东城墙花大、花多，甚是喜人。

北黄花菜植株虽然较‘大同’黄花小，但开花时间较‘大同’黄花早。在城墙西南角特别是护城河内侧呈自然带状大片种植，配以油松、山杏、白沙蒿、铺地柏等植物，每年春天和初夏（6月初）观花效果较好。

（2）丛植。大花萱草植株挺拔，花色橙红，艳丽迷人，花期较长（在大同为6月下旬—8月初），具有较高的园艺观赏价值。‘金娃娃’植株虽然矮小，但花期长达三季，花色金黄，也颇受欢迎。这2种萱草在大同北城墙、西城墙小面积丛植，几十株到几百株不等，与其他植物镶嵌，形成花境、花丛。

在北城墙武定东门西护城河外侧，大花萱草丛植于稀疏林地，与八宝景天、三七景天、秋英等草本植物组成混合花丛。在北城墙武定门东护城河外侧，‘金娃娃’点缀于山石之间，配以丁香、水栒子等，形成独特的萱草应用景观。

在西城墙展览馆前，大花萱草点缀于山石之间，与马兰花、海棠、油松、铺地柏配植形成特别景观。在西城墙护城河外侧西南角，大花萱草密植于三角形花池，线性丛植于石阶两旁，景观风雅别致。

‘红运’萱草仅有1处，位于西城墙展览馆对面护城河内侧，植株稀疏，长势较差。但花朵硕大红艳，特别美丽。

2.4 萱草应用斑块配植植物观赏特点

2.4.1 观赏季相特征 通过调查，与萱草配植的植物春季具有观赏特征的18种，夏季27种，秋季20种，冬季13种（图5）。其中，有些植物如金叶榆、紫叶李‘、金焰’绣线菊等在2个及以上季节中都有良好的观赏效果。

图5 大同古城墙萱草应用植物观赏季相

2.4.2 观赏部位特征 按照观赏部位的不同，与萱草配植的植物可分为观花、观果、观叶、观干4种类型。在观赏特征的组成上，观花植物占45.61%，观果植物占17.54%，观叶植物占33.33%，观干植物仅占3.51%。

2.4.3 观赏色系特征 对大同古城墙萱草植物配植观赏色系进行分析，红黄绿三色系最多，紫色、白色系较少，即春天的红色花和秋天的红色果占主导地位（图6），景观效果较丰富；夏季以绿色系为主；秋季以黄色（秋季叶色树、黄色花）系为主色调；冬季绿色植物仅有铺地柏、平头松、油松，表现效果最差。

图6 大同古城墙萱草应用植物观赏色系

2.5 萱草应用斑块的植物配植方式及植物群落结构

2.5.1 植物配植方式 68处样地的群落结构及配植方式见表4。

东城墙的优势物种是油松、山桃、山杏、山楂、刺槐，主要配植方式有油松+刺槐+山桃+山杏—铺地柏—‘大同’黄花+草坪、油松+刺槐+山楂—丁香球—‘大同’黄花+草坪。

西城墙的优势物种是海棠、油松、铺地柏，主要配植方式有油松—‘亚当’海棠—铺地柏—大花萱草、油松+八棱海棠+喜洋洋海棠—榆叶梅球—铺地柏—大花萱草+马兰花。

南城墙优势物种是油松、山杏、水蜡、丝棉木、丁香、三七景天，主要配植方式有油松+国槐—山杏+丝棉木—‘大同’黄花、油松—山杏—水蜡篱—‘大同’黄花+‘金娃娃’、油松—丝棉木+山杏—丁香篱—北黄花菜+三七景天+八宝景天。

北城墙优势物种是珍珠梅、油松、白蜡、金叶槐、元宝枫、三七景天，主要配植方式有油松—珍珠梅—‘金娃娃’+八宝景天、金叶槐+元宝枫+山楂—白蜡+山杏—大花萱草+八宝景天+三七景天。

2.5.2 植物群落结构 由表4可知，大同市古城墙萱草应用植物群落以乔—灌—草构成最多，有25处，占萱草应用植物配植群落类型的36.76%；乔—灌—矮灌—草形式21处，占30.88%；乔—草形式8处，占11.76%；乔—矮灌—草形式7处，占10.29%；灌—草、灌—矮灌—草形式较少，在整个配植群落类型中的所占比例仅10%。

表4 大同古城墙萱草植物群落结构及配植方式

续表4

大同市古城墙萱草植物配植群落垂直结构主要有2、3、4层3种形式，东城墙乔—草2层结构相对较多，北城墙乔—灌—草3层结构较多，西城墙乔—灌—矮灌—草4层结构较多，南城墙乔—灌—草3层、乔—灌—矮灌—草4层结构最多。总之，最常见的是乔—灌—草3层结构和乔—灌—矮灌—草4层结构。

2.6 大同古城墙萱草应用植物多样性基本特征分析

表5表明，大同古城墙萱草应用绿地物种Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数均呈现出灌木层＞乔木层＞草本层的趋势。由此可见，在大同古城墙萱草应用绿地中，灌木层和乔木层物种构成较为复杂，生态效益明显；草本层生态功能表现较差，仅有萱草、八宝景天、三七景天等部分植物应用频度较高，多数草本品种未得到广泛应用。

表5 古城墙萱草斑块植物Shannon-Wiener、Simpson、Pielou指数

3 结论

3.1 大同古城墙周边萱草种类、斑块情况

笔者调查大同古城墙[16]周边萱草种植应用情况，涉及萱草种植斑块样地68个，‘大同’黄花斑块数最多，斑块形状以‘大同’黄花的自然带状为最多，斑块各种形状中自然带状占53%；南城墙种植萱草面积最大(11642 m2)；斑块总面积19808 m2，萱草总面积16883 m2，其中‘大同’黄花面积最大(14930 m2)、斑块数最多为优势物种；北黄花菜、大花萱草、‘金娃娃’和‘红运’萱草种植面积较小。各萱草斑块植物种类以灌木风景树为最多，丰富度30。

3.2 萱草配植方式

与萱草配植的58种植物应用频率前10位是油松、铺地柏、山杏、山桃、山楂、丁香、水蜡、丝棉木、八宝景天、三七景天。低频率区间(0＜P＜25%)的有55种，占总种数的94.82%，明显不均匀。萱草应用有花境栽植、花丛点缀、花池密植3种形式，68个样地中花境62个(91.18%)，为主要应用方式。萱草种植方式为片植、丛植。

3.3 萱草配植的观赏特点

与萱草相配植的植物观赏季节主要在春、夏、秋三季；从观赏部位看，植物占比观花＞观叶＞观果＞观干；从观赏色系看，春季以红色系为主，夏季以绿色系为主，秋季以黄色系为主。萱草应用植物群落垂直结构有2、3、4层，最常见的是3层“乔—灌—草”结构和4层“乔—灌—矮灌—草”结构，植物层次自然丰富。

3.4 萱草应用群落分层多样性分析

萱草应用植物多样性结果显示，物种丰富度灌木层＞乔木层＞草本层，物种Simpson指数、Shannon-Wiener指数为灌木层＞乔木层＞草本层的趋势，Pielou均匀度指数乔木层＞灌木层＞草本层。

4 问题和建议

4.1 加强对萱草的引种及推广应用工作

调查发现，大同市古城墙萱草的品种单一，除‘大同’黄花大片种植外，北黄花菜、大花萱草、‘金娃娃’，尤其是‘红运’萱草应用规模不足。国内萱草种质资源丰富，今后需要选育适宜于大同干旱多风温差大的生长环境，并具有一定观赏特性的萱草品种推广应用。

4.2 适当增加小品和雕塑设施，强化大同黄花文化品牌效应

‘大同’黄花在东城墙南城墙大片种植，形成了一定规模的园林景观效应。但‘大同’黄花作为大同市花，其蕴含的文化内涵没有很好地彰显，需要通过一些小品、雕塑甚至专类宣传栏加以强化，让人们游览大同古城墙的同时更加了解‘大同’黄花，了解大同边塞文化[17-19]，宣传萱草文化[20-21]。助力大同经济发展。

4.3 优化植物配植

萱草作为绿地的点缀和补充，在春夏秋三季都具有观赏效果。但是萱草在冬季会枯萎，景观效果不佳。大同冬季寒冷漫长，建议加大常绿树木的种植力度，并与萱草巧妙设计，交叉镶嵌，尽量避免观赏期断层。改善景观观赏性[22-23]。

4.4 加强养护管理

本次调查多数地方的萱草管理到位，景观效果好；而东城墙少数萱草斑块中发现虫害，北城墙东北角萱草斑块杂草较多，景观效果欠佳，甚至有些萱草种植斑块土地较多裸露，视觉观赏效果极差。萱草需要养护管理才能保证其园艺景观效果，为此要加大人力物力，每年按时间节点做好病虫害防治、修剪、施肥、分株更新等管理工作，保证萱草等草本植物的整齐度和绿视率。