陕北旱区榆林市公园绿地植物群落调查

白晓霞， 郭志军， 李 沛， 高娜莹， 刘翠英

(1.榆林学院， 陕西 榆林 719000； 2.鄂尔多斯市大源煤炭有限责任公司， 内蒙古 鄂尔多斯 010499)

引言

【研究意义】植物群落是在特定环境条件下，由一定的植物种类有规律的有机组合[1]，每种植物都具有其功能和结构上的独特性，能够占据一定的时间与空间，群落的基本特征是植物与植物、植物与环境之间发生相互作用而形成的复杂生态关系[2]。群落结构是识别群落、认识其生态功能、提高生物保护、促进区域环境可持续经营的基础[3]。干旱半干旱地区水资源短缺，不仅限制植物的生长发育，还制约区域生态环境的可持续发展[4]。榆林市位于陕西省北部，地处黄土高原和毛乌素沙漠的过渡地带，区域内气候干旱、降水少，地形地貌复杂多样，形成了特色鲜明的植被环境。近年来，受区域气候环境条件的限制，城市环境绿化建设快速发展，也暴露出不少问题，园林绿化耗水量激增[5]，植物配置不合理、苗木品种单调[6]等。弄清陕北旱区公园绿地植物群落状况，对今后城市绿化过程中树种的科学选择与配置具有重要的现实意义。【前人研究进展】近年来，榆林市致力于创建省级节水型园林城市，在城市绿化建设方面进行了大量的研究与实践。强方方等[7]对榆林近15年城市园林绿化发展动态进行了系统研究。胡锦霞[8]研究提出了基于地域特征的森林公园景观设计方法。杨梅焕[9]研究了毛乌素沙地东南缘沙漠化演变机制与植物的耐胁迫性。王璐等[10-11]对榆林市城市景观设计提出了不同的思路。【研究切入点】鲜见陕北旱区公园绿地植物群落的调查分析报道。为此，以榆林市河滨公园、东沙生态公园等具有代表性的绿地为研究对象，系统调查分析其植物群落的物种组成、配置结构及抗旱植物的选用状况。【拟解决的关键问题】探明陕北旱区公园绿地植物群落的总体特征、水平结构、垂直结构和季相特征，弄清其物种组成、配置结构及抗旱植物选用的科学性与艺术性，找出存在的问题，以期为榆林市及类似旱区绿地植物群落的合理配置与节水型城市绿地建设提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

榆林地处毛乌素沙漠与黄土高原过渡地带，属干旱、半干旱大陆性季风气候，海拔1 080 m，年均日照时数2 593.5～2 914.4 h，是陕西省日照时间最长的城市。区域内四季分明、降雨偏少、光照充足、热量充沛，夏季炎热、冬季寒冷，年均降水量405 mm，年蒸发量1 200～2 000 mm，年均气温9.1℃。春季气温升高快，但稳定差，易发生“倒春寒”，冬季温度低，平均为-7.8～4.1℃。终年西北风盛行，干湿交替明显，降水主要集中在夏季的7-8月。

1.2 调查时间与地点

2019年5-7月植物旺盛生长时期，选择具有代表性的河滨公园、沙河公园和东沙生态公园，对其绿地植物进行全面调查。

1.3 调查方法

1.3.1 样地设置 将河滨公园、沙河公园和东沙生态公园共划分为10块样地，每块样地面积15 m×15 m，分别记录样地内植物名称、数量及郁闭度，并实测树木高度、冠幅、胸径及地径等指标。另外，记录每个样地的经纬度、土壤类型以及植物的整体生长状况等，各样地的基本情况见表1。

表1 调查样地的土壤及植物群落的基本情况

1.3.2 调查指标 包括乔(灌)木的多度、盖度、显著度以及相对频度。乔(灌)木多度采用直接计算法得出；相对频度=植物出现频度/所有种的频度总和×100；乔(灌)木盖度=垂直投影面积×100/样地面积，垂直投影面积=东西冠幅×南北冠幅；乔(灌)木显著度=胸高断面积×100/样地面积，胸高断面积为树木距地面130 cm处树干的横切面面积；乔木重要值=相对多度+相对频度+相对显著度；灌木(草本)重要值=相对频度+相对盖度[12-13]。

1.4 数据处理

采用Excel 2014进行数据统计，并计算各样地植物种的重要值。

2 结果与分析

2.1 样地植物的群落组成

调查结果表明，河滨公园和东沙生态公园的群落分层均为“乔-小乔-灌-草”和“乔-小乔-草”，沙河公园的群落分层为“乔-小乔-灌-草”。10块样地植物的群落组成分属31科53属和58种。其中，乔木植物共计16种，隶属9科13属，占植物总种数的27.59%；灌木植物共计9种，隶属5科9属，占植物总种数的15.52%；草本植物共计33种，隶属17科31属，占植物总种数的56.90%。其中，蔷薇科和菊科植物种类最多，蔷薇科植物14种、菊科植物11种，分别占总数的25%和19%。在10块样地中，乡土树种主要有河北杨(Populus×hopeiensisHu& Chow)、云杉(Piceaasperatamast)、刺柏(JuniperusformosanaHayata)、金叶榆(UlmuspumilaL.“Jinye’)、杏(ArmeniacavulgarisLam.)、柽柳(TamarixchinensisLour.)、桃树(AmygdaluspersicaL.)、旱柳(SalixmatsudanaKoidz.)、刺槐(RobiniapseudoacaciaL.)、白腊(FraxinuschinensisRoxb.)、榆叶梅(Amygdalustriloba)、珍珠梅(Sorbariasorbifolia(L.)A. Br)、刺玫(Rosadavurica)、沙地柏(SabinavulgarisAntoine)、圆柏(Sabinachinensis(L.) Ant.)、地锦(EuphorbiahumifusaWilld. ex Schlecht.)，引种乔木主要有山桃(Amygdalusdavidiana(Carrière) de Vos ex Henry)、紫叶李(PrunuscerasiferaEhrhar f.)、鸡爪槭(AcerpalmatumThunb.)、丁香(Syzygiumaromaticum)、樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolicaLitv.)、垂柳(Salixbabylonica)、水蜡(LigustrumobtusifoliumSieb. et Zucc.)、锦带〔Weigelaflorida(Bunge) A. DC.〕和金山绣线菊(SpiraeajaponicaGold Mound)，乡土树种的使用比例占乔灌木总数的64%，引种树种占36%。另外，常绿树种有5种，常绿树种与落叶树种的种植比例为3∶7。表明，榆林市园林绿地常绿与落叶树种的配比符合北方的常规种植比例[14]。

2.2 样地植物群落树种的水平结构

植物群落的水平格局也称为群落的二维结构，主要是指构成群落的植物在水平面的分布状况，可以直接反映出群落内的光照、水分和空气等生态条件，同时也会影响下层植物的种类、数量及生长发育状况等[13]。

2.2.1 乔木层与灌木层 从表2可知，乔木层树种有云杉、樟子松和垂柳等共计16种树种，其相对多度、相对频度、相对显著度和重要值分别为0.008 475～0.177 966、0.024 390～0.121 951、0.002 226～0.417 887和0.060 301～0.669 024，重要值位于前8位的分别是云杉、樟子松、垂柳、圆柏、紫叶李、刺柏、河北杨和桃树，其中，乡土树种有5种，常绿树种有4种。从表3可知，灌木层有沙地柏、榆叶梅和水蜡等共计9种，

表2 乔木层树种的水平结构

其相对频度、相对盖度和重要值分别为0.055 556～0.222 222、0.042 937～0.255 474和0.100 639～0.366 586，其中，乡土树种有3种，常绿树种有1种。表明，一方面榆林绿地植物树种的选择考虑了适地适树原则，在满足植物生态习性的基础上，因地制宜，确保植物正常生长的同时，提高群落结构的稳定性；另一方面遵循生态园林的多样性原则，既考虑物种的多样性，也注重造景形式的多样性，常绿与落叶相结合，观叶与观花树种相结合，既突出重点、凸显区域基调特色，又实现了人工园林景观的丰富多彩。

表3 灌木层树种的水平结构

2.2.1 草本层 从表4可知，位于草本层重要值前10位的植物分别是高羊茅(Festucaarundinacea)、萱草〔Hemerocallisfulva(L.) L.〕、费菜(SedumaizoonL.)、石竹(DianthuschinensisL.)、草地早熟禾(Poapratensis)、黑麦草(Loliumperenne)、金鸡菊(Coreopsisbasalis)、青蒿(ArtemisiacarvifoliaBuch.-Ham. ex Roxb. Hort. Ben)、紫花地丁(Violaphilippica)和荠菜〔Capsella bursa-pastoris(Linn.) Medic〕。其中，乡土野生植物有青蒿和荠菜2种，草坪草植物有高羊茅、早熟禾和黑麦草3种，均为冷季型草坪草，耐寒性强、绿期长，且具有一定的耐热性，适合北方地区园林绿地利用；观花地被有萱草、费菜、石竹、金鸡菊和紫花地丁5种。表明，在榆林市草本层植物利用过程中，体现了一年生与多年生相结合、草坪草与地被植物相结合的种植原则。

表4 草本层植物的水平结构

2.3 不同群落层植物的垂直结构

分层现象是植物群落最典型的结构特征[15]。依植物物种的高矮及其对生态要求的不同，陕北旱区园林绿地植物形成了不同的垂直结构层次。从表5可知，绿地植物群落主要为“乔-小乔-灌-草”4层和“乔-小乔-草”3层复层结构形态。在“乔-小乔-灌-草”4层结构群落中，H1、S1和S3样地植物的配置模式分别为河北杨+刺槐-紫叶李-锦带+金山绣线菊-费菜+石竹+万寿菊、刺槐-刺柏+紫叶李+云杉+金叶榆+圆柏-水蜡+刺玫和桃树-柽柳+樟子松+紫叶李-沙地柏-萱草+矮牵牛，其植物种类多、优势种突出，群落结构以落叶阔叶乔木为主，各层植物差异明显，以高耸挺拔的树干、自然茂盛的树冠和整齐分明的林相充分展示近自然人工植物群落的美感[16]，形成变化丰富的林冠线与林缘线。上层乔木多选用树形好、高大挺拔的落叶阔叶树种，如河北杨、刺槐、垂柳、白蜡和旱柳等，下层乔木以紫叶李、杏树、桃树、云杉和圆柏为主，突出树形、树势的差异性；灌木层的多选用观花、观叶类植物，如锦带、金山绣线菊、刺玫、水蜡、沙地柏、丁香和珍珠梅等。不仅注重株型优美，更注重观花与观果植物的应用，使其具有更佳的观赏效果。在“乔-小乔-草”3层结构群落中，H2和D1样地植物的配置模式分别为白腊-刺柏+圆柏-萱草+矮牵牛+万寿菊+金鸡菊和垂柳-金叶榆+圆柏-雏菊+万寿菊+白车轴草，其植物配置更强调空间层次感，形成开阔、疏朗的人工绿地环境，以疏林草坪和疏林花地为主，打造以休闲娱乐、观赏游憩为主的功能景观区[17]。

表5 各样地不同群落层植物的配置模式

2.4 不同群落层植物的季相特征

季相是植物生命活动随自然界气候变化而呈现的季节性现象，其是自然环境条件的综合反映，通过植物的返青、开花、果熟和落叶等生命规律的季相变化打造园林植物景观时序。弄清城市绿地植物群落的季相特征，有助于更全面地了解区域植物配置水平[18-19]。从图1看出，调查区域乔灌木可划分为5类植物，Ⅰ类为观花树木，包括桃树、山桃、杏、刺槐、柽柳、榆叶梅、珍珠梅、丁香、刺玫和锦带10种；Ⅱ类为常色叶彩叶植物，包括紫叶李、金叶榆和金山绣线菊3种；Ⅲ类为变色叶彩叶植物，包括鸡爪槭和地锦2种；Ⅳ类为常绿植物，包括云杉、樟子松、刺柏、圆柏和沙地柏5种；Ⅴ类为其他落叶植物，包括垂柳、白腊、旱柳、河北杨和水蜡5种。Ⅰ类观花乔木和

图1 各类乔灌木结构所占比例

灌木在所有样地中占比最高，均为20%左右；其次为Ⅳ类常绿乔木和Ⅴ类其他落叶乔木，均为16%左右，Ⅱ类灌木与乔灌木、Ⅳ类灌木和Ⅴ类灌木占比最小，仅4%左右。可见，榆林绿地植物群落配置更注重观花类植物的应用。

3 讨论

人工栽培群落的营造依赖于区域自然环境与气候条件，在遵循自然群落发展规律的基础上，根据人们的需求，将同种或不同种的植物按一定的法则配置成一个有机的整体，以满足人类改善、美化环境的需求[20]。城市公园作为城市的“绿肺”，承担着改善城市生态环境，为公众提供游览、观赏、休憩和文化场所等多种功能，公园绿地植物群落的营造，在很大程度上体现了人类改善环境的价值与意义[21]。调查结果表明，榆林绿地植物种类相对丰富，蔷薇科、菊科和木犀科是其重要的组成类群，乔木层重要值位居前5的植物分别是云杉、樟子松、垂柳、圆柏和紫叶李，其中，常绿植物3种，常色叶彩叶植物1种，引种植物1种。表明，榆林绿地植物的设计营造以半稳定群落结构为主，但常绿针叶植物的大量重复使用，使各类绿地相似度高，缺乏特色与辨识度。榆林绿地植物中，灌木树种共9种，灌木层重要值位居前5的植物分别是沙地柏、榆叶梅、水蜡、刺玫和地锦，体现了常绿与落叶相结合、观花与观叶相结合的造景原则。整体看，植物种类偏少，丰富度较低。草本层重要值位居前5的植物分别是高羊茅、萱草、费菜、石竹和草地早熟禾，其中，草本植物2种，观花地被植物3种。表明，榆林绿地植物群落兼顾了色彩配置的美学特性，但草坪草属高耗水植物[15]，管理养护成本较高，不符合旱区节约型园林绿地的建设要求。因此，在考虑地域环境条件、植物生态习性的基础上，植物群落配置营造须把握美学原理，应用上需要注重色彩搭配与形态选择，不仅要兼顾夏、冬季节植物的色彩，还要统筹考虑植物的体量、姿态、质感和香味等观赏特性[22]，设计建设符合人居环境可持续发展的园林景观。具体原则：1) 切实把握绿地空间特性，打造层次分明、清晰紧凑的群落结构，群落中不同层次植物的种类不必过多，但须突出特色、明确重点。2) 挖掘野生乡土植物的造景潜力，选择观赏价值高的树种，如胡杨(Populuseuphratica)、臭椿(Ailanthusaltissima)、龙桑(Morusalbacv.Pendula)、北沙柳(SalixpsammophilaC.Wang et Ch.Y.Yang)、柳叶鼠李(RhamnuserythroxylonL)、沙冬青〔Ammopiptanthusmongolicus(Maxim. ex Kom.) Cheng f.〕、长梗扁桃(AmygdaluspedunculataPall.)、蒙古莸(CaryopterismongholicaBunge)、沙葱(Alliummongolicum)、翠雀(Delphiniumgrandiflorum)、沙生冰草〔Agropyrondesertorum(Fisch.) Schult.〕、细叶百合(Liliumpumilum)、千屈菜(LythrumsalicariaL.)，以及补血草属和珍棘豆属植物等，纳入陕北旱区城市绿化建设植物图库，丰富物种，提高园林景观的多样性[23]。3) 兼顾冬季园林景观的观赏性，增加观色、观果、观干和观形类植物的配置应用，如细叶小檗 (BerberispoiretiiSchneid)、南蛇藤(CelastrusorbiculatusThunb.)、酸枣(ZizyphusjujubaMill.)、沙棘(HippophaerhamnoidesL.)、红瑞木(CornusalbaL.)、龙桑(Morusalbacv. Tortuosa)和白桦(BetulaplatyphyllaSuk.)等。

4 结论

榆林市调查区域公园绿地植物群落组成分属31科53属和58种。其中，乔木植物共计16种，隶属9科13属，占植物总种数的27.59%；灌木植物共计9种，隶属5科9属，占植物总种数的15.52%；草本植物共计33种，隶属17科31属，占植物总种数的56.90%。其中蔷薇科和菊科植物种类最多，蔷薇科植物14种、菊科植物11种，分别占总数的25%和19%。总体看，其种类较为丰富，以半稳定群落结构为主，且凸显了旱区地域特色。从不同群落层植物的重要值看，乔木层位居前5的植物分别是云杉、樟子松、垂柳、圆柏和紫叶李，灌木层位居前5的植物分别是沙地柏、榆叶梅、水蜡、刺玫和地锦5种，草本层位居前5的植物分别是高羊茅、萱草、费菜、石竹和草地早熟禾。