珠海市香山湖公园一期植物群落特征研究

2020-12-15 06:56李舒淇刘惠
绿色科技 2020年13期
关键词:物种多样性

李舒淇 刘惠

摘要:以珠海市香山湖公园一期为研究了对象,采用实地调查、样方法对公园内植物群落特征进行研究。结果表明:在珠海市香山湖公园一期的3个样地内,有蕨类植物1科,被子植物17科,合计共18科28属31种。公园内植物垂直结构以乔—草结构为主,缺乏灌木層参与,但提供了较好的休闲娱乐功能。乔木层内具有较明显多样性特征,草本层由于优势种地毯草盖度较大,导致多样性指数较小。

关键词:香山湖公园;植物群落结构;物种多样性

中图分类号:Q948.15

文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2020)13-0009-05

1 引言

珠海市位于广东省南部珠江三角洲,珠江出海口西岸,濒临南海,毗邻澳门,处于北纬21°43′31″~22°29′14″,东经113°03′20″~114°24′25″之间,是珠三角区域中心城市。珠海地处低纬度亚热带季风区,北回归线以南,为南亚热带海洋性季风气候[1]。受季风气候影响,具有降水量充足,气温年较差小,太阳辐射充足的特点,水热条件良好,植被生长条件优良。珠海市香山湖公园一期位于凤凰山西南端,北侧临近梅西水库,东侧临近大镜山水库,具有良好的自然环境条件,为种植观赏性植物提供基础。珠海市香山湖公园一期为湖区公园,主体部分是面积为7.4 hm2的人工湖泊。人工湖泊的形状较不规则,伸入各绿地块之间,为绿地提供灌溉水源,同时起到调节香山湖公园局部小气候的作用。

研究植物群落的特征有利于更好地规划园区的植物分布,使其景观和群落结构更为合理。由于公园自身特征的差异,导致公园间植物群落及其物种多样性存在一定差异[2],因地制宜对公园内的植物群落特征进行调查有助于发现公园植物群落的结构、多样性、盖度等方面的不足。分析群落结构特征和林分空间结构各影响因子的贡献率及重要程,对物种组成和结构分析、生态服务功能、树种利用以及维护和管理手段等方面具有重要意义[3,4]。本文试通过分析珠海市香山湖公园一期内的植物群落特征,以为公园后期规划中植物造景提供理论基础。

2 研究方法与指标

2.1 样方法

在实地踏勘基础上,根据珠海市香山湖公园一期植物分布特征,采用样方法对公园植物群落特征进行调查。共设置3个样地,对样方中不同生活层(乔木层、灌木层、草本层)内的植物特征分别进行统计。在每个样地上选取3个10 m×10 m的乔木样方,灌木样方的选择位于乔木样方的四角和中心,大小为4 m×4 m,草本样方位于每个乔木样方四角和中心,大小为1 m×1 m。乔木样方需要记录的数据包括样方中胸径大于9  cm的乔木的名称,以及乔木的株数、高度、胸径处周长以及投影面积等数据。灌木样方及草本样方需要记录植物的名称、株数、高度以及投影面积。

2.2 数据分析指标

2.2.1 重要值

重要值(Important Value)的计算依据为相对密度、相对频度以及相对显著度,是群落评价的综合数量指标, 常用于比较不同群落间某一 物种在群落中的重要性[5]。重要值的计算公式为:

IV=D(%)+F(%)+T(%)300(1)

式(1)中:IV指重要值;D(%)为相对密度;F(%)为相对频度;T(%)为相对显著度,计算草本层重要值时用相对盖度代替。

2.2.2 物种多样性指标

群落物种多样性是指群落在组成、结构、功能与动态方面表现出来的差异性,可体现出群落中种总数与个体在空间上的分配状况[6]。采用Simpson指数、Shannon-Wiener指数、物种丰富度(S)进行群落多样性特征测度。

Simpson指数的公式为:

D=1-Si=1(NiN)2(2)

式(2)中:D为Simpson指数;Ni为群落内第i个物种的个体数;N为群落中各物种个体总数;S为物种种数。在群落研究中,N取重要值、优势度、多度、盖度、密度等数量参数。由于样地中草本层多度统计有难度,采用盖度进行草本层Simpson指数的计算。

Shannon-Wiener公式为:

H=Si=1PilnPi(3)

式(3)中:为Shannon-Wiener指数;Pi为第i个物种的概率;S为物种种数。

物种丰富度体现为群落内的物种数,以物种的存在为基础。

3 结果与分析

3.1 植物种类组成及群落优势种分析

3.1.1 植物种类组成

根据调查结果,在所选取的3个样地内,植物共31种,如表1所示。样地1内植物共8科8属10种。其中乔木层共1科1属2种植物;草本层内的8种植物分别属于7科7属。样地2内统计结果共有20中植物,属于18科18属;草本层内植物共17种。样地3内共11中植物,乔木层内植物为黄花风铃木,属于紫葳科粉铃木属;草本层内共10科10属10种植物。

由于处于亚热带海洋性季风气候区,样地内乔木均为常绿阔叶树种,数量最多的植物为黄花风铃木,样地内共分布23棵,位于珠海市香山湖公园一期沿湖区,具有良好的观赏性以及吸引性。在草本层中,以地毯草为主。由于地毯草的生长特性,是公园内主要的草本层植物,具有良好的覆盖度以及观赏性作用。

3.1.2 优势种分析

对群落结构有重要支配作用的物种为群落内的优势种,对群落环境的形成有重要作用。

香山湖公园一期各群落内乔木层重要值如表2所示。由表2可以看出,乔木层内重要值区别较为明显,根据重要值的差异确定不同样地群落的建群种。样地1内建群种为洋紫荆,重要值65.48%,因此样地1为洋紫荆群落。样地2内建群种为荔枝,重要值为63.71%,为荔枝群落。样地3建群种为黄花风铃木,重要值为74.36%,为黄花风铃木群落。在草本层中,地毯草(Axonopus compressus)种群的优势度明显,在三个群落内均占有较大多度以及相对盖度,是草本层内的优势种。

3.2 植物群落区系特征

香山湖公园一期内植物群落的科属分布区类型如图1所示。由图1可以看出,在公园3个群落内,世界广布型的物种数量在公园内占主导地位;分布较世界广布型少的为泛热带分布型植物;分布最少的为北温带型植物。

珠海市处于亚热带海洋性季风气候区,气候温暖湿润,适合分布的植物种类较为丰富,以世界广布型的植物种类为主,广泛分布于公园3处植物群落内;泛热带分布的植物较少,均为草本层植物;十字花科为北温带分布型,在公园内分布较少,仅分散分布于荔枝群落内。

3.3 生活型分析

Raunkiaer生活型分类体系将植物分为高位芽植物(Ph)、地上芽植物(Ch.)、地面芽植物(H.)、隐芽植物(Cr.)以及一年生植物(T.)珠海市香山湖公园一期内公园植物群落生活型谱如表3所示。由表3可以看出,在珠海市香山湖公园一期内,植物生活型以高位芽植物(Ph.)为主,在个样地内占主导地位,其中以个群落内的乔木以及大型草本植物为主,其次为地上芽植物(Ch.)主要为群落内高度20~30 cm的草本植物;公园内分布最少的为一年生植物(T.),以一年生草本植物为主,在三个群落内均有分布。高位芽植物处于优势地位,反映出珠海市香山湖公園一期温暖湿润的气候特征,更新部位露于外面很少遭到低温和干燥因素的危害。

样地1内地上芽植物占44.44%,以高度较低的草本植物为主;高位芽植物占33.33%,主要为群落内的乔木层植物;群落内还存在一年生植物(T.),占22.22%,在群落内分散分布。样地2内占优势的为高位芽植物(Ph.),在群落内占40%,为群落内乔木层植物以及大型草本植物;群落内占比最小的为一年生植物(T.),占25%。样地3内占优势的为高位芽植物(Ph.),为样地内的乔木层植物、大型草本植物以及亚灌木型草本植物,占55.56%;一年生植物在群落内占比为33.33%,地上芽植物(Ch.)占11.11%。

3.4 香山湖公园一期植物群落垂直结构特征

根据不同高度,将样地内植物划分为乔木层以及草本层2种类型,即乔—草型群落结构。乔木层多选择观赏性较强的树种以及冠幅较大、投影面积大的树种,前者发挥观赏作用,后者投影为市民在公园内休闲娱乐提供更多树荫。根据群落内的重要值为群落命名,样地1为洋紫荆—地毯草群落;样地2为荔枝—地毯草群落;样地3为黄花风铃木—地毯草群落。

在乔木层中,乔木高度范围为2~5 m,其中样地1内洋紫荆平均高度为2.61 m,白花洋紫荆平均高度为2.6 m;样地2内荔枝平均高度为4.14 m,龙眼平均高度为4 m,尾叶樱桃平均高度为5 m;样地3内黄花风铃木平均高度为2.63 m。由于样地内树种较为单一,乔木层内缺乏分层性,外观上具有较高的统一性。

在草本层中,草本高度范围为5~70 cm。其中,高度最高的为青葙,分布于样地1内,最矮为地耳草,分布于样地2内。各样地中分布最多的是地毯草种群,平均高度11.7 cm,平均分布于各样地中。

草本层内的植物生活型主要为地上芽植物以及高位芽植物,少量分布一年生植物,导致草本植物在垂直方向上具有较大的高度差异,同时由于草本层中植物种类较多,在垂直方向上差异较大,具有较为明显的垂直结构特征。

3.5 香山湖公园一期水平结构特征

香山湖公园一期3个植物群落分别为洋紫荆群落、荔枝群落以及黄花风铃木群落,群落内植被种子植物的科、属地理区系分布具有较高的相似性,表现出明显的热带亚热带群落特征。

公园植物群落内植物水平方向分布均匀度较高,生活层内高度差异较小,且植物间距也均匀,使得植物群落在水平分布上具有均匀度较高的特征。不同群落间的过渡性分布不明显,主要原因为公园内植物以人工种植为主,为人工林。镶嵌型群落结构特征的出现主要体现在群落内小群落的存在。植物种类选择与植物传播方式有关。由于草本层植物的种子传播主要依靠风力传播及生物传播,除了人为种植的地毯草外,部分草本层植物的分布具有偶然性和随机性。

3.6 香山湖公园一期植物物种多样性特征

珠海市香山湖公园一期内植物多样性特征如表4所示。

公园内物种丰富度为31,乔木层多样性指数以多度为计算指标,Simpson指数为0.6952,Shannon-Wiener指数为1.3368;草本层多样性指数的计算指标为相对盖度,Simpson指数为0.2443,Shannon-Wiener指数为0.7417。公园内整体植物多样性较高,其中乔木层物种较为单一,草本层具有较多的物种类别。

由表4可看出,乔木层总体多样性指数较高,但各样地内多样性程度较低,样地2的物种丰富度最丰富。在样地2内共分布3种乔木,多度较小但物种数在样地中最大,故Simpson指数以及Shannon-Wiener指数都较大。在样地3中,乔木层为黄花风铃木单一物种,因此Simpson指数、Shannon-Wiener指数计算结果为0。

草本层植物多样性指数整体不高,多样性特征主要体现在物种丰富度上,以样地2最为丰富。样地2内共有27种草本层植物,其中以地毯草为优势种,其余种类草本植物零散分散于样地内。由于草本层多度统计较有难度,采用相对盖度进行多样性指数的统计。在草本层内,Simpson指数较小,主要原因是地毯草的重要值、优势度等指标较大,在样地内占有较大比重,其余草本层植物数量较少、分布较为分散。

4 结论与讨论

通过对珠海市香山湖公园一期的植物群落特征进行调查研究,得出以下结论。

香山湖公园一期样地内共有植物18科28属31种。在公园3个群落的植物区系分布类型中,世界广布的科属占主导地位,泛热带分布物种次之,分布最少的为北温带型。公园内植物生活型以高位芽植物(Ph.)为主,与公园气候特征以及自然条件特征相符。公园内一年生植物(T.)分布较少,草本层中以地上芽以及部分属于高位芽植物(Ch.)的大型草本植物以及亚灌木型草本为主。

在垂直結构上,3处群落均以乔—草结构为主。乔—草结构具有植物层间距较大、垂直方向上富余空间较大的特点,乔木层的投影面积以及冠幅较大;草本层以盖度大、高度低的草本植物为主,提供充足的草地面积,充分发挥公园休闲娱乐的功能。

在水平结构上,乔木层之间的水平结构差异主要出于公园不同区域休闲观赏功能差异的考虑。在沿湖区以及绿道区种植盖度较小、高度适中、具有较好观赏性的乔木。在靠近公园二期的山野公园过渡区种植胸径较大、冠幅较大、具有良好遮蔽作用的乔木,为市民休闲娱乐提供良好遮盖。草本层植物以地毯草为主,主要原因为地毯草生长快速且盖度较大,是良好的公园绿化草本植被。

香山湖公园一期植物多样性特征较为丰富。3处群落内乔木层Simpson指数大小排序为:样地2>样地1>样地3。草本层内植物多样性指数整体不高,多样性特征主要体现在物种丰富度(S)上,其中以样地2内的丰富度最高。

公园内现有植物种类较为单调,垂直结构特征缺乏灌木层的参与,在景观上较为单一,多样性特征仍有较大提高的空间。在公园建设过程中,可适当增加灌木层植物的数量以及其他生活层植物的种类,提高公园植物多样性,丰富植物群落结构特征。

参考文献:

[1]王 颖.城市绿地系统结构的生态学分析[D].北京:北京林业大学,2006.

[2]陈 雷,孙 冰,谭广文,等.广州公园植物群落物种组成及多样性研究[J].生态科学,2015,34(5):38~44.

[3]艾婧文,刘 健,余坤勇,等.群落特征和林分空间结构对森林公园景观美学质量贡献率及影响因子[J].浙江农林大学学报,2017,34(6):1087~1094.

[4]董仕萍,王海洋,吴云霄.重庆城市园林植物群落树木多样性研究[J].西南农业大学学报(自然科学版),2006(2):290~294.

[5]方精云,王襄平,沈泽昊,等.植物群落清查的主要内容、方法和技术规范[J].生物多样性,2009,17(6):533~548.

[6]杨畅福,杨焱冰,余德会,等.贵州丹寨县龙泉山自然保护区典型植物群落结构及多样性研究[J].贵州林业科技,2019,47(3):9~13.

Studies on Plant Community Characteristics in the First

Phase of Xiangshan Lake Park in Zhuhai City

Li Shuqi, Liu Hui

(Guangdong University of Finance and Economy, Guangzhou, Guangdong 510220, China)

Abstract:Studies on the plant community characteristics in the First Phase of Xiangshan Lake Park in Zhuhai City were conducted by field investigation and sampling method. The results showed that there were 31 species, 28 genera and 18 families, including 1 family of pteridophytes and 17 families of angiosperms in 3 sample plots of the park. The vertical structure of plant communities in the park was dominated by arbor-grass structures, which lacks the participation of shrub layer but provides better leisure and entertainment functions. There were obvious diversity characteristics in arbor layer. The diversity index of herbaceous layer was small due to the large coverage of dominant species of broadleaf carpet grass.

Key words: Xiangshan Lake Park; plant community structures; species diversity

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