廣西貴港園博園貴港園人工植物群落結構及其多樣性特征

梁 婷，唐世斌*，韋崇軍,2，李江華，梁 敏，覃盟琳,4

（1.廣西大學 林學院，廣西 南寧 530004；2.貴港市園林綠化中心，廣西 貴港 537100；3.廣西大明山國家級自然保護區管理局，廣西 南寧 530114；4.廣西大學 土木建筑工程學院，廣西 南寧 530004）

植物群落是城市綠地的基本單位，在發揮生態功能、提供豐富的綠地景觀、展示城市綠化發展水平等方面起著重要作用。由于城市綠地植物群落經過人為規劃設計，植物種類通過人工栽培養護，且大多數人工植物群落規模偏小，所以其在植物組成、群落結構、功能和動態等方面，與自然植物群落具有較為明顯的差異性［1］。目前，關于人工植物群落的結構和物種多樣性等的研究還不夠完備，相關文獻多側重于研究綠化植物種類、綠地群落類型及群落景觀評價等［2］。

廣西園林園藝博覽會是廣西壯族自治區在構建生態建設上的一大舉措。貴港園博園即第十一屆廣西園博園在豐富城市文化內涵、推進廣西地區園林綠化發展方面有著承前啟后的作用。然而，貴港市的城市綠地發展嚴重滯后，關于人工植物群落及植物景觀等方面的研究起步較晚。與此同時，貴港市的城市綠地格局正在發生翻天覆地的變化，多處綠地正在規劃建設中。因此，對貴港市園博園的人工植物群落特征及植物群落景觀進行研究對于貴港市城市綠地建設來說具有重要參考價值。

1 研究區概況

本研究選擇廣西貴港市園博園貴港園（以下簡稱貴港園）作為研究對象。廣西貴港園博園位于貴港市西部片區，地理位置在東經109°11′～110°40′，北緯22°39′～24°02′。該區地處桂東南的潯郁平原，地勢為西北高東南低，屬亞熱帶季風氣候區，溫暖濕潤，雨量充沛，主要集中在夏季。年平均氣溫為21 ℃，年平均降雨量為1500 mm。廣西貴港園博園規劃范圍總用地面積約為83.06 hm2，其中貴港園規劃用地面積約為9.53 hm2，是第十一屆廣西園博園（貴港園博園）的主展園。

2 研究方法

2.1 樣地調查

對貴港園的植物群落進行了全面系統的調查。前期對貴港園綠地進行現場踏勘，確定各個群落的劃分原則及范圍，其中陸地植物群落根據群落的外貌特征結合園路、建筑等進行劃分，濕生植物群落根據駁岸的形式及位置，結合相鄰園路的分布和水體內植物的分布情況，以含駁岸橫斷面的4～7 m范圍作為濕生植物群落的調查范圍，即以設計駁岸線為基準，向水面1～2 m，向駁岸外面3～5 m的距離［3-10］。然后通過ARCGIS計算群落的面積，對面積大于100 m2的群落進行樣方調查，采取系統取樣法共設置129塊100 m2的樣地，在喬木樣方內設置4塊25 m2的灌木樣地及草本樣地。調查的群落不包括水生植物群落和難以進入的陸地及濕生群落。記錄群落的郁閉度、垂直結構類型、垂直結構中每層的植物種類，喬木層記錄其株數、胸徑、高度、枝下高度、冠幅、生長狀況等；灌木層及草本層記錄本層總覆蓋度、各種植物的覆蓋度、高度（包括最高高度、最低高度、平均高度等）和生長狀況等［11-13］。

2.2 數據處理

通過查閱文獻，并結合調查數據的具體情況，采用目前較為普遍的計算方式［14-17］。

2.2.1 重要值計算方法 喬木層重要值=相對密度+相對高度+相對優勢度

灌木層重要值=相對頻度+相對高度+相對蓋度

草本層重要值=相對頻度+相對高度+相對蓋度

2.2.2 多樣性計算方法 物種豐富度指數（R）計算公式如下：

Simpson指數（D）計算公式：

Shannon-Wiener多樣性指數（H′）計算公式：

Pielou均勻度指數（J）計算公式：

其中，S為物種數目，i為第i個種，pi為種i的相對重要值，pi=樣地內某個種的重要值/樣地內所有種的重要值總和。

3 結果與分析

3.1 群落物種組成

物種組成是群落最基本的特征，是形成群落結構的基礎［18］。由表1可知，被調查的129個樣方內共有植物245種，隸屬于82科191屬236種，其中包含蕨類植物6科6屬共6種，裸子植物6科6屬共6種，被子植物70科179屬共224種，被子植物種類占全園植物種類總量的94.92%。根據統計可知，植物種類較多的科：禾本科（27屬，共34種）、豆科（16屬，共19種）、菊科（14屬，共17種）、桑科（4屬，共12種）、茜草科（6屬，共7種）、桃金娘科（4屬，共6種）。單科單屬單種的科數為40科，占全園總科數的48.78%。

表1 貴港園植物組成分析

通過對喬木層及灌木層植物來源進行分析，將其分為鄉土植物和外來植物兩大類，結合表2可知，貴港園植物群落的喬木層含有31種鄉土喬木，在種類上占喬木層總數的56.36%；外來喬木有24種，占該層植物種類總數的43.64%；喬木層中鄉土樹種和外來樹種的比例約為1.3∶1。灌木層中的鄉土植物共45種，占灌木層植物種類總數的48.39%；外來植物共48種，占該層植物種類總數的51.61%；灌木層中鄉土樹種和外來樹種的比例接近1∶1。

表2 貴港園植物物種來源分析

由表3可以看出，貴港園內常綠喬木36種，占喬木種類的65.45%；落葉喬木19種，占34.55%；喬木層常綠植物與落葉植物之比為1.9∶1。灌木層中含常綠灌木75種，所占比例為80.65%；落葉灌木有18種，所占比例為19.35%；灌木層常綠植物與落葉植物之比為4.2∶1。

表3 貴港園常綠/落葉植物統計

將調查到的植物分為目標種及非目標種。目標種為人工栽培植物，具有明顯的觀賞特性及人工種植模式，非目標種為自然生長的植物。灌木層種的非目標種包括表現為自然生長的園林植物種類，比如秋楓（Bischofia javanica）、羊蹄甲（Bauhinia purpurea）等林下更新能力強的速生植物。由表4可知，喬木層中的植物均為經人工種植的樹木。灌木層中目標種有83種，占灌木種類總數的89.25%；非目標種有10種，占10.75%；灌木層中目標種與非目標種的比例8.3∶1。草本層中目標種為30種，占草本層植物種類總數的25%；非目標種有90種，占草本層植物種類總數的75%；草本層目標種與非目標種之比為1∶3。

表4 貴港園植物目標種、非目標種組成分析

3.2 廣西貴港園博園貴港園植物數量特征分析

植物種類及其對應的重要值是區分不同群落的重要體現。在129個標準喬木樣方中共統計出喬木55種。由表5可知，貴港園中喬木相對重要值排第1位的是香樟（Cinnamomum camphora），其次是小葉榕（Ficus concinna）和高山榕（Ficus altissima）。池杉（Taxodium distichumvar.imbricatum）雖然只在2個樣地有分布，但是由于其株數較多，所以相對重要值排到了第8位。在相對重要值排名前十的喬木中有8種常綠樹種，2種落葉樹種，常綠樹種與落葉樹種之比為4∶1。喬木層相對重要值排名前十的植物的相對重要值之和為0.49，占該層所有物種相對重要值的49%。

在調查的516個灌木樣方中統計出灌木種類93種，從表5可知，貴港園中灌木應用頻次最多的是亮葉朱蕉（Cordyline fruticosa'Aichiaka'），其相對重要值也排在第1位，其次是朱槿（Hibiscus rosa-sin-ensis）和黃金榕（Ficus microcarpa' Golden Leaves'），10種灌木均為具有優良觀賞特性的園林品種。灌木層相對重要值排名前十的植物的相對重要值之和為0.51，占該層所有物種相對重要值的51%。

在調查的516個草本樣方中統計出草本種類120種，由表5可知，貴港園中應用頻次最多且重要值排在第1位的是馬尼拉草（Zoysia pacifica），其在草本層中處于絕對優勢地位，其次是花葉良姜（Alpinia zerumbet'Variegata'），然后是鬼針草（Bidens pilosa）和白茅（Imperata cylindrica），芭蕉（Musa basjoo）雖然只在1個灌木樣方中出現，但是因為其蓋度及高度優勢相對較大，所以排在該層第5位。在重要值排名前十的草本中有6種目標種，4種非目標種，均為常見雜草。草本層相對重要值排名前十的植物的相對重要值之和為0.50，占該層所有物種相對重要值的50%。

表5 貴港園各層次植物相對重要值排名前十位的物種一覽表

3.3 廣西貴港市園博園貴港園植物群落結構

群落的垂直結構是群落在空間上的垂直分化，反映樹種在群落中的分層結構。從表6可知，貴港園內植物群落類型主要為喬-灌-草類型，該類型占群落總數的78.79%；其次是灌-草類型及喬-草類型，均占群落總數的9.09%；群落占比最少的為單一草本類型，僅占群落總數的3.03。復合型植物群落結構在貴港園中占比96.97%。

表6 貴港園植物群落類型

3.4 廣西貴港園博園貴港園植物群落多樣性分析

物種多樣性是一個群落結構和功能復雜性的度量，它可以反映群落或生境中物種的豐富度［19］。由表7 可知，在不同垂直結構的群落中，Simpson 指數最高為灌-草結構，最低為喬-草結構，Simpson 指數表現為灌-草結構＞喬-灌-草結構＞草本結構＞喬-草結構；Shannon-Wiener多樣性指數最高為喬-灌-草結構，最低為草結構，Shannon-Wiener 多樣性指數表現為喬-灌-草結構＞灌-草結構＞喬-草結構＞草本結構；Pielou 均勻度指數最高為草本結構，最低為喬-草結構，Pielou 均勻度指數表現為草結構＞灌-草結構＞喬-灌-草結構＞喬-草結構；物種豐富度最高為喬-灌-草結構，最低為草結構，物種豐富度表現為喬-灌-草結構＞灌-草結構＞喬-草結構＞草結構。貴港園內植物66 個群落Simpson 指數、Shannon-Wiener多樣性指數、Pielou均勻度指數及豐富度的平均值分別為0.8694、2.5084、0.8486、21。

表7 貴港園植物群落多樣性統計情況

不同層次植物的Simpson指數表現為草本層＞灌木層＞喬木層；Shannon-Wiener多樣性指數表現為草本層＞灌木層＞喬木層；Pielou均勻度指數表現為為灌木層＞草本層＞喬木層；豐富度表現為草木層＞灌本層＞喬木層，喬木層、灌木層和草本層豐富度之比接近1∶2∶4。

4 結論與建議

通過對廣西貴港園博園貴港園的人工植物群落進行樣方調查和數據統計分析得到以下結論：（1）貴港園129個樣地內共有植物245種，隸屬于82科191屬。鄉土樹種占優勢地位，含多種具有良好觀賞特性的外來樹種，常綠喬木所占比重大，充分反映了亞熱帶地區四季常綠的景觀特點，然而落葉植物無論是在種類還是數量上都不能滿足游客對于富有季相變化的景觀需求。（2）盡管園內植物種類豐富，但其在數量上還是集中于少數樹種。草本層中馬尼拉草占絕對優勢地位，其余人工栽培草本需要耗費一定的人力物力去維持其良好的觀賞效果，而雜草對土地的適應性極強，在園區持續進行除草的情況下，雜草在種類和數量上仍然占有一定地位。（3）貴港園內植物群落以喬-灌-草此類復合結構為主，為林下植物提供了良好的生存環境。不同結構的群落的Shannon-Wiener多樣性指數與物種豐富度成正相關；草本層的物種豐富度指數、Simpson指數、Shannon-Weinner指數以及均勻度 Pielou 指數的平均值都高于喬木層和灌木層。喬木為優勢建群種，物種數單一，所以喬木層多樣性指數較低［19］。

針對上述結論提出建議：（1）對鄉土樹種進行更深入的研究，挖掘鄉土樹種的景觀潛能，同時要對具有優良觀賞特性的鄉土樹種進行積極宣傳，推動鄉土樹種在當地得到進一步利用。尤其要注重鄉土灌木及草本的研究及應用，使林下植物具有更強的競爭力去和雜草爭奪生存資源，營造更加生態、穩定的人工植物群落。除此之外，經過長期的自然選擇，動物更傾向于在鄉土樹種上取食、棲息和停留，所以鄉土樹種的果實能為當地動物提供穩定的食物和棲息地，在反映植物景觀地域性的同時增加動物給景觀帶來的趣味性［20］。（2）提高群落的物種豐富度應從植物種類及相應植物的應用數量這兩個方面進行，縮小同一綠地上種與種在數量上的差距，改變單一物種密植的種植方式，尊重種間的優良競爭規律，有利于提高植物景觀的質量，同時也能使人工植物群落更加穩定，增強其所在生態系統的恢復力穩定性和抵抗力穩定性［21］。（3）增加落葉植物的種類和數量，貴港市位于亞熱帶地區，擁有大量地域性的觀花、觀果植物資源，應該加大對此類植物的應用，形成四季有花，四季有景的植物景觀特點，使人工植物群落在季相變化上更具觀賞性。