深圳市公园绿地植物群落多样性特征分析

尹新新,田学根，王定跃，王 辉，谢佐贵，王贤荣*

(1.南京林业大学 森林资源与环境学院,江苏 南京 210037； 2.深圳市公园管理中心,广东 深圳 518000； 3.深圳市深圳湾公园管理处,广东 深圳 518000)

植物群落是组成公园的最基本要素，形成了适合多数人游赏的艺术空间，是发挥公园景观价值和生态效应的基础[1].Freedman[2]认为世界人口数量已经对城市公园绿地植物多样性产生严重影响.目前对植物群落多样性的研究主要集中在自然群落中,如森林[3]、岛屿[4]、沙漠[5]、高原[6]、盆地[7]等，虽然对人工群落如公园[8]、居住区[9]等植物群落多样性的研究也在不断提高,但是在样方设置和选择上仍存在较大争论.有些研究者认为经典的法瑞派作为人工群落调查方法是缺乏科学性的[10]，僵硬的套用10 m×10 m或20 m×20 m的样方对园林绿地而言没有分析意义，因为城市公园由大小不等、形状各异的景观单元构成,人工构建的绿地没有均质性可言[11].同样，关于Simpson指数和Shannon-Wiener指数对物种丰富度与均匀度的影响以及群落类型划分标准，都是一种定性的判断，缺乏具体的定量描述.针对这些问题，本研究以深圳6个主要城市公园为例,在建立公园功能分区的基础上，定量描述公园绿地的物种多样性、物种丰富度、均匀度、群落类型等现状及其相互关系，为保护和建设城市生物多样性提供重要的理论基础.

1 研究地区与研究方法

1.1 研究区域概况

深圳市位于广东省南部沿海地带,位于东经113°52′～114°21′,北纬22°27′～22°39′,全市总面积1 953 km2.6个城市公园分别是大沙河公园、莲花山公园、中山公园、梅林公园、荔枝公园和皇岗公园.

1.2 研究方法

1.2.1 样地调查方法 按公园不同功能分区将公园分为入口区、休息区、娱乐区、服务区,用数字对每个功能区进行标注.调查绿地时,借助公园道路、绿篱、围墙等围合框定调查样地范围，样地面积通过CAD软件(2007)计算而来.每个功能区选择2个样地，6个公园共调查了48个样地(见表1).对乔木层胸径大于4 cm的树木进行每木检尺，记录物种名、数量、高度、冠幅；灌木层记录物种名、数量、高度、盖度，地被层记录物种名、高度和面积.

表1 公园样地状况表

注：字母D、H、Z、M、L和N分别为6个公园的缩写，R、X、Y、F分别是四个功能区的首字母缩写.

1.2.2 数据分析 本研究选择Gleason指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数等指标[12],从物种丰富度、物种多样性、生态优势度和均匀度来描述深圳城市公园植物群落多样性特征.所有数据均采用Excel 2003软件完成.

上式中：S为研究区域内物种总数；A为研究区域内样方总面积；Pi=Ni/N,Ni为调查区域第i个物种的相个体数；N为群落中全部物种的个体总数.在实际调查过程中，地被层的草本型植物个体计数难度大，若选择植物个体测度多样性指标，可能会导致误差较大.因此地被层选择物种Gleason指数，其他指标不做计算与处理.

2 结果分析

2.1 公园物种组成分析

通过对48个调查样地内植物分析,共有295种植物(包括亚种和变种),隶属于85科220属.蕨类植物3科3属3种，裸子植物6科8属8种,被子植物76科209属284种.其中乔木130种，隶属于42科96属，灌木116种，隶属于38科97属，草本49种，隶属于26科47属.

2.2 公园样地植物多样性特性分析

从表2中可以看出，就Gleason指数而言，MF1样地丰富度最高为7.25，而DY1样地内植物丰富度最低为1.78，说明单位面积内MF1样地内物种种数最多，而DY1样地内物种种数最少.同样, 由Simpson指数可以看出MF1样地植物多样性最高为0.97，DY1样地最低为0.80.作为计算物种多样性的两个指数，Simpson指数与Shannon-Wiener指数整体趋势大致相同，但临界值却不同，Shannon-Wiener指数值表明MY2样地内最高为3.72，NX1样地最低为2.12，说明MF1样地内物种个体出现的紊乱和不确定性大，相反NX1样地内物种较单一，部分种群较集中.Pielou指数表明MY2样地最高为0.99，NX1样地最低为0.75，说明DX1样地中物种分部均匀，个体数量较高，而NX1样地内乔木层和灌木层植物种类单一.

表2 公园样地植物群落植物多样性特征分析

2.3 Simpson指数和Shannon-Wiener指数对物种丰富度与均匀度的影响

多样性指数是反映物种丰富度和均匀性的综合指标，但低丰富度高均匀度的群落与高丰富度低均匀度的群落，可能得到相同的多样性指数.从表2中可以看出Simpson指数和Shannon-Wiener指数的临界值分别属于不同样地，因此，这两种α多样性指数存在一定的局限性.通过绘制四个指标折线图，根据数值的变化趋势，判断Simpson指数和Shannon-Wiener指数对物种丰富度与均匀度的影响.由图1可知，Shannon-Wiener指数的变化趋势与Gleason指数的变化趋势最为吻合，Simpson指数的变化趋势与Pielou指数最为吻合.因此Shannon-Wiener指数与丰富度关系密切，而Simpson指数对Pielou指数更为敏感.

图1 四种多样性指标的变化趋势Fig.1 The tendency of the four types of diversity index

图4 深圳城市公园植物多样性聚类树形图Fig.4 Cluster analysis tree diagram of plant diversity in urban parks in lake wetlands inWuhan

2.4 不同公园和不同功能区内植物多样性特征分析

由图2可知，6个公园物种Gleason指数差距比较明显，大致呈现梅林公园(5.85)>中山公园(4.50)>皇岗公园(4.48)>莲花山公园(4.29)>荔枝公园(4.05)>大沙河公园(3.46).从功能和区域上分析，梅林公园是深圳市重点建设的综合性公园,毗邻梅林一村、二村，是居民休憩的重要场地，公园经过多次改造,植物经过多次补种,所以Gleason指数最高.而大沙河公园面积小,毗邻广深高速公路，是深圳市草地滚雪球重要比赛地，大多数为草地群落,植物单一,所以Gleason指数最低.就Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数而言,整体变化趋势保持一致,不同功能区差异不大.

图3反应的是不同功能区植物多样性特征, Gleason指数变化明显,大致呈现娱乐区(4.94)>入口区(4.60)>服务区(4.59)>休息区(3.61).娱乐区是公园最重要的功能区，发达的乔木层具有很好的遮阴效果，

图2 深圳城市公园植物多样性特性图3 不同功能区内植物多样性特性

同时多种类灌木配置，使人们在娱乐的同时也能够欣赏植物，所以Gleason指数最高.休息区Gleason指数最低，因为休息区为提供足够休息空间，铺装、板凳和凉亭等硬质景观代替了植物，使得植物种类较低.与图2相似，Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数变化趋势保持一致，不同功能区差异.

2.5 基于植物多样性特征的群落类型分层聚类

植物群落类型的不同,产生的生态效益有较大的区别.根据生物多样性分析原理,利用SPSS18.0软件分别对48个样地的Gleason指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数、乔灌木个体数、乔灌草物种数、草本植物面积等指标按组间进行层次法聚类(如图4).当聚类类数为5时，城市公园植物群落可以分为5类：草坪群落型、疏林群落型、密林群落型、复层群落型、滨水群落型，为群落结构划分提供定量描述.其中LX1、LF1、NX2、NX1、DY1为草坪群落型，DF2、HR1、DF1、HX1、HX2、DR2、ZY1、ZX2、LF2、ZF1、LX2、HF2、ZR1、LY1、DR1、ZX1、DX2为疏林群落型，DX1、MR2、MY1、MF1为密林群落型，HF1、NF2、HR2、MX1、MR2、MX2、DY2、MR1、HY1、NY1、LY2、MF2、NY2、HY2、ZR2、ZF2、LR2、LR1、MR1为复层群落型，ZY2、NF1、MY2为滨水群落型.

3 讨论

在进行城市公园人工植物群落调查时,在样方选取和样地面积上不应简单的套用自然植物群落的方法，根据公园景观单元的空间分布展开调查会更加科学.本研究通过比较不同公园及不同功能区植物多样性特征 ,结果表明物种丰富度、植物多样性、优势度和均匀度指数变化趋势较为一致.同时，通过定量描述，将深圳市公园绿地群落分为5个群落类型，为群落类型分类确定划分标准.另外，本研究对四个多样性指数的特征进行分析论证，证明两种多样性指数对物种丰富度和均匀度的影响是有差别的.因此，在城市发展的过程中,利用好和保护好城市园林植物多样性十分重要.

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