广西贵港园博园贵港园人工植物群落结构及其多样性特征

梁 婷，唐世斌*，韦崇军,2，李江华，梁 敏，覃盟琳,4

（1.广西大学 林学院，广西 南宁 530004；2.贵港市园林绿化中心，广西 贵港 537100；3.广西大明山国家级自然保护区管理局，广西 南宁 530114；4.广西大学 土木建筑工程学院，广西 南宁 530004）

植物群落是城市绿地的基本单位，在发挥生态功能、提供丰富的绿地景观、展示城市绿化发展水平等方面起着重要作用。由于城市绿地植物群落经过人为规划设计，植物种类通过人工栽培养护，且大多数人工植物群落规模偏小，所以其在植物组成、群落结构、功能和动态等方面，与自然植物群落具有较为明显的差异性［1］。目前，关于人工植物群落的结构和物种多样性等的研究还不够完备，相关文献多侧重于研究绿化植物种类、绿地群落类型及群落景观评价等［2］。

广西园林园艺博览会是广西壮族自治区在构建生态建设上的一大举措。贵港园博园即第十一届广西园博园在丰富城市文化内涵、推进广西地区园林绿化发展方面有着承前启后的作用。然而，贵港市的城市绿地发展严重滞后，关于人工植物群落及植物景观等方面的研究起步较晚。与此同时，贵港市的城市绿地格局正在发生翻天覆地的变化，多处绿地正在规划建设中。因此，对贵港市园博园的人工植物群落特征及植物群落景观进行研究对于贵港市城市绿地建设来说具有重要参考价值。

1 研究区概况

本研究选择广西贵港市园博园贵港园（以下简称贵港园）作为研究对象。广西贵港园博园位于贵港市西部片区，地理位置在东经109°11′～110°40′，北纬22°39′～24°02′。该区地处桂东南的浔郁平原，地势为西北高东南低，属亚热带季风气候区，温暖湿润，雨量充沛，主要集中在夏季。年平均气温为21 ℃，年平均降雨量为1500 mm。广西贵港园博园规划范围总用地面积约为83.06 hm²，其中贵港园规划用地面积约为9.53 hm²，是第十一届广西园博园（贵港园博园）的主展园。

2 研究方法

2.1 样地调查

对贵港园的植物群落进行了全面系统的调查。前期对贵港园绿地进行现场踏勘，确定各个群落的划分原则及范围，其中陆地植物群落根据群落的外貌特征结合园路、建筑等进行划分，湿生植物群落根据驳岸的形式及位置，结合相邻园路的分布和水体内植物的分布情况，以含驳岸横断面的4～7 m范围作为湿生植物群落的调查范围，即以设计驳岸线为基准，向水面1～2 m，向驳岸外面3～5 m的距离［3-10］。然后通过ARCGIS计算群落的面积，对面积大于100 m2的群落进行样方调查，采取系统取样法共设置129块100 m2的样地，在乔木样方内设置4块25 m2的灌木样地及草本样地。调查的群落不包括水生植物群落和难以进入的陆地及湿生群落。记录群落的郁闭度、垂直结构类型、垂直结构中每层的植物种类，乔木层记录其株数、胸径、高度、枝下高度、冠幅、生长状况等；灌木层及草本层记录本层总覆盖度、各种植物的覆盖度、高度（包括最高高度、最低高度、平均高度等）和生长状况等［11-13］。

2.2 数据处理

通过查阅文献，并结合调查数据的具体情况，采用目前较为普遍的计算方式［14-17］。

2.2.1 重要值计算方法 乔木层重要值=相对密度+相对高度+相对优势度

灌木层重要值=相对频度+相对高度+相对盖度

草本层重要值=相对频度+相对高度+相对盖度

2.2.2 多样性计算方法 物种丰富度指数（R）计算公式如下：

Simpson指数（D）计算公式：

Shannon-Wiener多样性指数（H′）计算公式：

Pielou均匀度指数（J）计算公式：

其中，S为物种数目，i为第i个种，pi为种i的相对重要值，pi=样地内某个种的重要值/样地内所有种的重要值总和。

3 结果与分析

3.1 群落物种组成

物种组成是群落最基本的特征，是形成群落结构的基础［18］。由表1可知，被调查的129个样方内共有植物245种，隶属于82科191属236种，其中包含蕨类植物6科6属共6种，裸子植物6科6属共6种，被子植物70科179属共224种，被子植物种类占全园植物种类总量的94.92%。根据统计可知，植物种类较多的科：禾本科（27属，共34种）、豆科（16属，共19种）、菊科（14属，共17种）、桑科（4属，共12种）、茜草科（6属，共7种）、桃金娘科（4属，共6种）。单科单属单种的科数为40科，占全园总科数的48.78%。

表1 贵港园植物组成分析

通过对乔木层及灌木层植物来源进行分析，将其分为乡土植物和外来植物两大类，结合表2可知，贵港园植物群落的乔木层含有31种乡土乔木，在种类上占乔木层总数的56.36%；外来乔木有24种，占该层植物种类总数的43.64%；乔木层中乡土树种和外来树种的比例约为1.3∶1。灌木层中的乡土植物共45种，占灌木层植物种类总数的48.39%；外来植物共48种，占该层植物种类总数的51.61%；灌木层中乡土树种和外来树种的比例接近1∶1。

表2 贵港园植物物种来源分析

由表3可以看出，贵港园内常绿乔木36种，占乔木种类的65.45%；落叶乔木19种，占34.55%；乔木层常绿植物与落叶植物之比为1.9∶1。灌木层中含常绿灌木75种，所占比例为80.65%；落叶灌木有18种，所占比例为19.35%；灌木层常绿植物与落叶植物之比为4.2∶1。

表3 贵港园常绿/落叶植物统计

将调查到的植物分为目标种及非目标种。目标种为人工栽培植物，具有明显的观赏特性及人工种植模式，非目标种为自然生长的植物。灌木层种的非目标种包括表现为自然生长的园林植物种类，比如秋枫（Bischofia javanica）、羊蹄甲（Bauhinia purpurea）等林下更新能力强的速生植物。由表4可知，乔木层中的植物均为经人工种植的树木。灌木层中目标种有83种，占灌木种类总数的89.25%；非目标种有10种，占10.75%；灌木层中目标种与非目标种的比例8.3∶1。草本层中目标种为30种，占草本层植物种类总数的25%；非目标种有90种，占草本层植物种类总数的75%；草本层目标种与非目标种之比为1∶3。

表4 贵港园植物目标种、非目标种组成分析

3.2 广西贵港园博园贵港园植物数量特征分析

植物种类及其对应的重要值是区分不同群落的重要体现。在129个标准乔木样方中共统计出乔木55种。由表5可知，贵港园中乔木相对重要值排第1位的是香樟（Cinnamomum camphora），其次是小叶榕（Ficus concinna）和高山榕（Ficus altissima）。池杉（Taxodium distichumvar.imbricatum）虽然只在2个样地有分布，但是由于其株数较多，所以相对重要值排到了第8位。在相对重要值排名前十的乔木中有8种常绿树种，2种落叶树种，常绿树种与落叶树种之比为4∶1。乔木层相对重要值排名前十的植物的相对重要值之和为0.49，占该层所有物种相对重要值的49%。

在调查的516个灌木样方中统计出灌木种类93种，从表5可知，贵港园中灌木应用频次最多的是亮叶朱蕉（Cordyline fruticosa'Aichiaka'），其相对重要值也排在第1位，其次是朱槿（Hibiscus rosa-sin-ensis）和黄金榕（Ficus microcarpa' Golden Leaves'），10种灌木均为具有优良观赏特性的园林品种。灌木层相对重要值排名前十的植物的相对重要值之和为0.51，占该层所有物种相对重要值的51%。

在调查的516个草本样方中统计出草本种类120种，由表5可知，贵港园中应用频次最多且重要值排在第1位的是马尼拉草（Zoysia pacifica），其在草本层中处于绝对优势地位，其次是花叶良姜（Alpinia zerumbet'Variegata'），然后是鬼针草（Bidens pilosa）和白茅（Imperata cylindrica），芭蕉（Musa basjoo）虽然只在1个灌木样方中出现，但是因为其盖度及高度优势相对较大，所以排在该层第5位。在重要值排名前十的草本中有6种目标种，4种非目标种，均为常见杂草。草本层相对重要值排名前十的植物的相对重要值之和为0.50，占该层所有物种相对重要值的50%。

表5 贵港园各层次植物相对重要值排名前十位的物种一览表

3.3 广西贵港市园博园贵港园植物群落结构

群落的垂直结构是群落在空间上的垂直分化，反映树种在群落中的分层结构。从表6可知，贵港园内植物群落类型主要为乔-灌-草类型，该类型占群落总数的78.79%；其次是灌-草类型及乔-草类型，均占群落总数的9.09%；群落占比最少的为单一草本类型，仅占群落总数的3.03。复合型植物群落结构在贵港园中占比96.97%。

表6 贵港园植物群落类型

3.4 广西贵港园博园贵港园植物群落多样性分析

物种多样性是一个群落结构和功能复杂性的度量，它可以反映群落或生境中物种的丰富度［19］。由表7 可知，在不同垂直结构的群落中，Simpson 指数最高为灌-草结构，最低为乔-草结构，Simpson 指数表现为灌-草结构＞乔-灌-草结构＞草本结构＞乔-草结构；Shannon-Wiener多样性指数最高为乔-灌-草结构，最低为草结构，Shannon-Wiener 多样性指数表现为乔-灌-草结构＞灌-草结构＞乔-草结构＞草本结构；Pielou 均匀度指数最高为草本结构，最低为乔-草结构，Pielou 均匀度指数表现为草结构＞灌-草结构＞乔-灌-草结构＞乔-草结构；物种丰富度最高为乔-灌-草结构，最低为草结构，物种丰富度表现为乔-灌-草结构＞灌-草结构＞乔-草结构＞草结构。贵港园内植物66 个群落Simpson 指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数及丰富度的平均值分别为0.8694、2.5084、0.8486、21。

表7 贵港园植物群落多样性统计情况

不同层次植物的Simpson指数表现为草本层＞灌木层＞乔木层；Shannon-Wiener多样性指数表现为草本层＞灌木层＞乔木层；Pielou均匀度指数表现为为灌木层＞草本层＞乔木层；丰富度表现为草木层＞灌本层＞乔木层，乔木层、灌木层和草本层丰富度之比接近1∶2∶4。

4 结论与建议

通过对广西贵港园博园贵港园的人工植物群落进行样方调查和数据统计分析得到以下结论：（1）贵港园129个样地内共有植物245种，隶属于82科191属。乡土树种占优势地位，含多种具有良好观赏特性的外来树种，常绿乔木所占比重大，充分反映了亚热带地区四季常绿的景观特点，然而落叶植物无论是在种类还是数量上都不能满足游客对于富有季相变化的景观需求。（2）尽管园内植物种类丰富，但其在数量上还是集中于少数树种。草本层中马尼拉草占绝对优势地位，其余人工栽培草本需要耗费一定的人力物力去维持其良好的观赏效果，而杂草对土地的适应性极强，在园区持续进行除草的情况下，杂草在种类和数量上仍然占有一定地位。（3）贵港园内植物群落以乔-灌-草此类复合结构为主，为林下植物提供了良好的生存环境。不同结构的群落的Shannon-Wiener多样性指数与物种丰富度成正相关；草本层的物种丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Weinner指数以及均匀度 Pielou 指数的平均值都高于乔木层和灌木层。乔木为优势建群种，物种数单一，所以乔木层多样性指数较低［19］。

针对上述结论提出建议：（1）对乡土树种进行更深入的研究，挖掘乡土树种的景观潜能，同时要对具有优良观赏特性的乡土树种进行积极宣传，推动乡土树种在当地得到进一步利用。尤其要注重乡土灌木及草本的研究及应用，使林下植物具有更强的竞争力去和杂草争夺生存资源，营造更加生态、稳定的人工植物群落。除此之外，经过长期的自然选择，动物更倾向于在乡土树种上取食、栖息和停留，所以乡土树种的果实能为当地动物提供稳定的食物和栖息地，在反映植物景观地域性的同时增加动物给景观带来的趣味性［20］。（2）提高群落的物种丰富度应从植物种类及相应植物的应用数量这两个方面进行，缩小同一绿地上种与种在数量上的差距，改变单一物种密植的种植方式，尊重种间的优良竞争规律，有利于提高植物景观的质量，同时也能使人工植物群落更加稳定，增强其所在生态系统的恢复力稳定性和抵抗力稳定性［21］。（3）增加落叶植物的种类和数量，贵港市位于亚热带地区，拥有大量地域性的观花、观果植物资源，应该加大对此类植物的应用，形成四季有花，四季有景的植物景观特点，使人工植物群落在季相变化上更具观赏性。