呼和浩特市５個住宅區綠地空間結構指標的比較

馬秀梅　徐銀祥　張國盛　王林和　安　靖　韓麗紅

摘要對呼和浩特市5個住宅區綠地的密度、間距、覆蓋度3項水平結構指標，喬灌草比例、林層比2項垂直結構指標，樹種豐富度、多樣性、均勻度和單調度4項樹種組成結構指標進行測定。樹種豐富度、多樣性、均勻度和單調度分別采用Margalef指數（R）、Shannon－Wiener指數（H）、Pielou指數（J）和Simpson指數（M），從整個樣地、樣地喬木層和灌木層3個方面分別計算。結果表明：5個樣地的植株密度較為合理；聚集指數R表明各樣地植株都屬于均勻分布；橋華紫花園和名仕園的覆蓋度較好；各樣地喬灌草比例不盡合理；橋華紫花園和芳汀花園的林層比較好；各樣地的R值為2.697 7～4.820 8，H值為1.920 8~2.802 4，J值為0.834 2~0.969 6，M值為0.065 7~0.212 6。

關鍵詞呼和浩特住宅區綠地；水平結構；垂直結構；樹種組成結構

中圖分類號TU985.12+5文獻標識碼A文章編號 1007-5739（2009）02-0009-03

住宅區綠地建設水平的高低與城市居民的生活質量息息相關，前人對城市綠地空間結構的研究，主要是針對公園、風景名勝區、道路等大型公共場所的區系成分、植被特點以及其他的植物群落空間結構進行探討，該文嘗試通過調查和測算住宅區綠地的水平結構、垂直結構和樹種組成結構指標，來比較和揭示呼和浩特市住宅區綠地植物群落的空間結構特征。

1樣地選擇與概況

呼和浩特市位于東經111°30′～111°52′，北緯40°48′～40°53′。樣地選擇呼和浩特市建筑規模較大、綠地建設較好的橋華紫花園、芳汀花園、名仕園、東樂花園和內蒙古農業大學東區宿舍區5個中高檔住宅區綠地，小區規模15~30棟樓，綠化面積在1hm2以上。

住宅區綠地大多以塊狀分布，而且均為人工配置，根據各樣地的規模和植物分布的特點，采用典型樣方法進行調查，選取面積較大、樹種較多、能反映各住宅區主要綠化結構特點的綠地設置樣方。根據以上實際情況，橋華紫花園（Q）、芳汀花園（F）、名仕園（M）、東樂花園（D）和內蒙古農業大學東區宿舍區（N）5個住宅區的樣地面積分別設置成400m2、360m2、621m2、252m2、620m2。在樣地內進行每木（喬木、灌木）調查，記錄樣地內喬灌木的株數、樹種總數、樹高、冠幅、枝下高、參照樹的總株數等內容。外業調查于2008年8月完成。

2研究內容與方法

根據外業調查的數據，分別測算出各樣地的密度、間距、覆蓋度、喬灌草比例、林層比、樹種豐富度、多樣性、均勻度和單調度9項指標的值，然后進行比較分析。

2.1水平結構指標的計算方法

密度（D）是指喬灌木株數與樣方面積的比例。即：D=N/S，式中：N為喬灌木株數，S為樣方面積。

間距用聚集指數R來反映。聚集指數R是相鄰最近單株距離的平均值與隨機分布下期望的平均距離之比。R的計算公式為：R=ri/，式中：ri為第i單株到其最近相鄰單株的距離；N為每公頃株數；n為樣地林木株數。若R=1，則林木為隨機分布；R＞1，林木為均勻分布；R＜1，則林木為聚集分布；R趨向于0，表明樹木之間的距離越來越密集。

覆蓋度(C)是林木樹冠的垂直投影面積與樣地面積的比例。計算公式為：C=Sl/S，式中：Sl為某一樹種覆蓋面積，S為樣方面積。

2.2垂直結構指標的計算方法

喬灌草比例的計算公式為：喬灌草比例＝樣方內喬木株數∶灌木株數∶草坪面積∶樣方面積。

林層比（Si）：定義為參照樹i的n株最近相鄰樹木中與參照樹不屬同層的林木所占比例。即：Si=Sij，式中：n為相鄰木的株數。Sij的取值定義是：如果參照樹i與相鄰木j不屬于同一層，那么Sij的取值就是1；如果參照樹i與相鄰木j屬于同一層，那么Sij的取值就是0。根據呼和浩特市住宅區綠地的實際情況，結合前人的研究方法，該研究按照樹高＜3m、3~6m、6~9m、9~12m、＞12m共5個水平劃分林層，比較參照樹與相鄰木所在林層的異同。

林層比的平均值計算式：S=Si，式中：N為參照樹的總株數；Si為第i株參照樹的林層比。其中，參照樹的選擇方法是：以每株樹木（i）為對象，根據該對象與標準地4條邊的最近距離d0以及與周圍樹木間的距離Dy選取n＝4株最近相鄰木；當n株最近相鄰木與該對象的距離Dy均小于或等于該對象與標準地4條邊的最近距離d0＋0.3，即Dy≤d0＋0.3時，則該樹木將作為考察對象，稱為參照樹，否則不予考察。

2.3樹種組成結構指標的計算方法

樹種豐富度：樹種豐富度采用Margalef指數（R），用以反映綠地中綠化樹種的豐富程度。計算公式為：R=，式中：S表示樹種數，N表示個體總數。

樹種多樣性：樹種多樣性采用Shannon-Wiener指數（H），主要反映綠化樹種類型豐富的程度，是樹種豐富度和各樹種均勻程度的綜合反映。計算公式為：H=-pilnpi，式中：Pi=ni/N；ni為第i個樹種的個體數，i＝1，2，3，…S；N為個體總數。H值越大，樹種多樣性越高。

樹種均勻度：樹種均勻度采用Pielou指數（J），用以反映綠化樹種中各種個體數量比例的均勻程度，其值越大，樹種均勻度越高。計算公式為：J=，式中：H為Shannon－Wiener指數，S為物種數。

樹種單調度：樹種單調度采用Simpson指數（M），單調度是樹種個體集中分布的程度，除表示分布的不均勻程度外，受樹種數量影響較大。計算公式為：M=（ni/N）2，式中：S、ni、N含義同上。

3結果與分析

3.1水平結構指標的比較分析

在進行樣地水平結構指標比較分析時，采用密度、間距、覆蓋度3個指標。

3.1.1群落密度的比較分析。根據調查計算（圖1），5個樣地的群密度在435～1 508株/hm2。大小順序為：D＞Q＞N＞F＞M。喬木高大、冠幅較大且灌木較多的M樣地密度最小，喬灌木生長中等的D樣地密度最大。

根據報道，群落密度保持在300~1 500株/hm2較為合理；密度＜300株/hm2，群落過分稀疏，無法形成基本的群落結構，也不能發揮其應有的生態功能；密度＞1 500株/hm2，群落紛繁雜亂且植株大多矮小，空間堵塞感較強，給人極大的心理壓力。

3.1.2間距的比較分析。韓軼等報道，R值在0.2~0.5時，綠地觀賞效果相對較好，聚集分布（R＜1）比均勻分布（R＞1）、隨機分布（R＝1）的景觀效果好，所以群落的平面結構應以聚集分布為主，均勻分布為輔，減少隨機分布。通過對調查樣地聚集指數R的計算，結果表明（圖2），5個樣地的R值為1.243 5~1.573 1，R值全部大于1，5個樣地群落全為均勻分布。其中，5個樣地的R值大小順序是：F＞N＞D＞Q＞M。

3.1.3覆蓋度的比較分析。根據調查計算（圖3），5個樣地的覆蓋度為0.3814～0.6279，大小順序是：N＞F＞D＞Q＞M。其中，F、D和N樣地的覆蓋度分別是0.596 2、0.568 0和0.627 9，都大于0.5。而覆蓋度在0.5以上的群落稍顯雜亂，景觀效果普遍較差。所以Q和M樣地比F、D和N樣地的景觀效果要好一些。

3.2垂直結構指標的比較分析

在進行樣地垂直結構指標比較分析時采用喬灌草比例和林層比2個指標。

根據北京市園林科學研究所古潤澤等研究指出：北京市綠地中喬灌草合理種植比例約是1∶6∶20∶29，也就是說在29m2的綠地上應設計1株喬木、6株灌木、20m2草坪。而根據調查結果（表1），5個樣地中除了M樣地以外，其余4個樣地中，喬木數量都大于灌木數量，灌木數量明顯偏低。另外，F、M、D 3個樣地的草坪雜草叢生，即使如此，草坪面積也覆蓋不到地面的50%，地表裸露現象比較嚴重。5個樣地的林層比由大到小的順序是Q＞F＞M＞D＞N，說明5個樣地的群落錯落有致的效果依次降低。

3.3樹種組成結構指標的比較分析

在進行樹種組成結構指標比較分析時采用指數R、H、J和M，按照整個樣地、樣地喬木層和樣地灌木層3個水平分別計算。

3.3.1樹種豐富度指數R的比較分析。計算得出（圖4），5個樣地的R值為2.697 7~4.820 8，大小順序是：F＞D＞Q＞M＞N。其中，喬木層的R值為1.526~3.459 8，大小順序為：F＞Q＞D＞M＞N；灌木層的R值為0.721 4~2.164 0，大小順序為：F＞N＞D＞Q＞M。前4個樣地的R值全是整個樣地＞喬木層＞灌木層，只有N樣地有所區別，是整個樣地＞灌木層＞喬木層。說明各樣地大多以喬木樹種為主，灌木樹種較少。而N樣地灌木層的R值大于喬木層的主要原因，可能是因為某幾種喬木樹種多重復造成的。總體上說，F樣地的樹種豐富度最好，Q和D樣地次之，N和M樣地較低。

3.3.2樹種多樣性指數H的比較分析。計算得出（圖5），5個樣地的H值為1.920 8~2.802 4，大小順序是：F＞D＞Q＞N＞M。其中，喬木層的H值為1.711 7~2.322 2，大小順序是：F＞D＞Q＞M＞N；灌木層的H值為0.831 4~1.873 5，大小順序是：F＞D＞N＞Q＞M。總體上說，F樣地的樹種多樣性最高，D和Q樣地的次之，N和M樣地的較低。且5個樣地H值的變化趨勢都是整個樣地＞喬木層＞灌木層，與豐富度結果類似。

3.3.3樹種均勻度指數J的比較分析。計算得出（圖6），5個樣地的J值為0.834 2~0.969 6，大小順序是：F﹥D﹥Q﹥N﹥M。其中，喬木層的J值為0.883 0~0.968 4，大小順序是：F＞M＞D＞N＞Q。灌木層的J值為0.756 8~0.962 8，大小順序為：F＞N＞Q＞D＞M，但差距都不大。說明無論在哪個水平上，F樣地的樹種均勻度都最好。在整體上，D和Q樣地的均勻度較好；在喬木層上，M和D的樹種均勻度較好；而在灌木層上，N和Q的樹種均勻度較好。

3.3.4樹種單調度指數M的比較分析。計算得出（圖7），5個樣地的M值為0.065 7~0.212 6，大小順序是：M＞N＞Q＞D＞F。其中，喬木層的M值為0.104 9~0.204 1，大小順序是：N＞M＞Q＞D＞F；灌木層的M值為0.164 1~0.523 5，大小順序是：M＞Q＞N＞D＞F。說明無論在哪個水平上，F樣地的樹種單調度均最低，也就是樹種個體配置最好；在整體和喬木層上，M和N樣地的樹種較單調；在灌木層上，M和Q樣地的樹種較單調。而且5個樣地的M值大致的變化趨勢是：灌木層＞喬木層＞整個樣地，說明灌林層的樹種設置比喬木層單調，這是由于各樣地的灌木樹種太少造成的。

4結論

水平結構上，5個樣地的植株密度較為合理，只有D樣地的稍大一些；從間距上看，5個樣地的植株都是均勻分布，今后在綠地建設中應以聚集分布為主，均勻分布為輔，減少隨機分布；從覆蓋度上看，Q和M樣地的景觀效果要好于F、D和N樣地，后三者的群落稍顯雜亂，應注意及時修剪。

垂直結構上，5個樣地的灌木數量明顯偏低，應加大灌木的種植數量，而且部分草坪也沒有起到美化綠地的作用。Q、F、M、D和N的林層比表明，5個樣地的群落錯落有致的效果依次降低。

樹種組成結構上，從整體上看，在樹種豐富度、多樣性、均勻度方面，F樣地的3項指數值最高，樹種豐富度、多樣性、均勻度也最好，Q和D樣地次之，N和M樣地則較低。在樹種單調度方面，F樣地樹種單調度指數最低，也就是說其樹種個體配置最好，其次是Q和D樣地，而M和N樣地的單調度指數則較高，所以樹種單調度較大。

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