河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校校園植物多樣性現(xiàn)狀調(diào)查

孫雅群，馬曉宇，朱萬祥，梁桂楠，李順杰，李劍，段艷紅

（新鄉(xiāng)學(xué)院生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南新鄉(xiāng)453003）

高等學(xué)校的校園綠地景觀已經(jīng)成為校園文明建設(shè)的重要組成部分。在校園綠化中，植物資源的豐度和多樣性及其景觀配置直接影響校園綠化品質(zhì)的高低，其校園植物資源的豐度直接影響校園環(huán)境。校園綠化環(huán)境應(yīng)突出維持校園生態(tài)平衡的功能，因此，校園綠化應(yīng)有豐富的植物種類和合理的植物配置。環(huán)境優(yōu)美的校園不僅為師生創(chuàng)建優(yōu)良的工作學(xué)習(xí)環(huán)境，還營(yíng)造出濃厚的校園氣氛，更能創(chuàng)造出人與自然和諧相處的空間。筆者對(duì)河南機(jī)電高等專科學(xué)校進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查研究，對(duì)其校園植物多樣性進(jìn)行了分析，并根據(jù)相關(guān)指標(biāo)，對(duì)其提出可行性的建議。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 調(diào)查地自然狀況

新鄉(xiāng)市位于河南省北部，華北平原的南端，即113°54′E，35°18′N，地勢(shì)走向?yàn)槲鞲邧|低，南鄰黃河，與鄭州、開封隔河相對(duì)；北靠太行，與鶴壁、安陽相鄰；西接焦作，并與陜西接壤；東連濮陽。該地季風(fēng)特征明顯，夏季盛行西南風(fēng)，冬季盛行東北風(fēng)。由于大氣環(huán)流、地理環(huán)境、地勢(shì)等因素的作用，形成了北溫帶大陸性氣候區(qū)，年平均氣溫14℃，年降水量573.4 mm左右，四季分明，春早夏熱，秋涼冬寒。

1.2 研究方法

1.2.1 實(shí)地調(diào)查分析法。在植物種類數(shù)量調(diào)查基礎(chǔ)上，選擇該校的教學(xué)區(qū)、教學(xué)新區(qū)、家屬院區(qū)、生活區(qū)、體育運(yùn)動(dòng)區(qū)等區(qū)域進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。主要進(jìn)行各區(qū)域植物種類調(diào)查記錄，并依據(jù)《中國(guó)植物志》《園林樹木學(xué)》[1]《中國(guó)高等植物圖鑒》[2]對(duì)其進(jìn)行鑒定，并標(biāo)出科、屬、種及其拉丁學(xué)名，針對(duì)所調(diào)查的資料，進(jìn)行逐一整理、分類和統(tǒng)計(jì)[3]，統(tǒng)計(jì)出河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校植物名錄。

1.2.2 校園植物資源豐度調(diào)查和分析方法。選擇河南機(jī)電高等專科學(xué)校教學(xué)區(qū)、教學(xué)新區(qū)、家屬區(qū)、生活區(qū)、體育運(yùn)動(dòng)區(qū)等區(qū)域進(jìn)行群落調(diào)查，依次將群落分為 0～5，5～10，…，45～50 km2若干等級(jí)。在調(diào)查中共出現(xiàn) 10個(gè)面積等級(jí)類型，分別以 1，2，3，…，10表示。在比較不同類型園林植物群落的物種豐度時(shí)，采用的是群落物種數(shù)量基礎(chǔ)上構(gòu)建的各類型植物群落的群落數(shù)量加權(quán)物種數(shù)量平均數(shù)：

式中，St為每一類型園林植物群落物種豐度的加權(quán)平均值；S為群落物種數(shù)量；Ns為物種數(shù)量為S的群落個(gè)數(shù)；N為園林植物群落總數(shù)。

應(yīng)用Gleason提出的物種豐度指數(shù)分析群落面積對(duì)物種豐度的影響。

式中，D為物種豐度指數(shù)；n為群落物種豐富度的加權(quán)平均值；ln A為群落面積，取不同面積等級(jí)的面積中值[4]。

物種多樣性指數(shù)反映群落結(jié)構(gòu)和功能復(fù)雜性以及組織化水平，能比較完善和清楚地表現(xiàn)群落的生態(tài)特性，運(yùn)用反映群落多樣性水平的Shannon-Weiner指數(shù)和反映群落不同物種多度均勻度程度的Pielou均勻度指數(shù)作為群落物種多樣性的測(cè)度指標(biāo)[5-6]。

（1）出現(xiàn)在樣地的植物種類數(shù)目Shannon-Weiner多樣性指數(shù)：

式中，Pi=Ni/N，N為樣地中各植物物種的株數(shù)總和，Ni為第i種植物物種的株數(shù)。

（2）Pielou均勻度指數(shù)反映的是各物種個(gè)體數(shù)目分配的均勻程度。式中，S為樣地中的物種數(shù)；Pi=Ni/N，N為樣地中各植物物種的株數(shù)總和，Ni為第i種的植物物種的株數(shù)[7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物物種組成分析

河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校校園共有72種植物，隸屬于33科53屬，其中以喬木占較大部分，49種，占68%；灌木15種，占21%；草本占8%（表1）；校園藤本植物僅有2種，其中牽?；ㄟ€是草花蔓性，需要每年栽植。在其新建南校區(qū)綠地，小喬木占主要部分。其喬木胸徑較小，灌木生長(zhǎng)較差，地被草本植物恢復(fù)較慢，和其剛剛建成有關(guān)。

表1 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校校園各種植物類型統(tǒng)計(jì)結(jié)果

機(jī)電?？茖W(xué)校的綠化樹種中被子植物數(shù)量占有一定的優(yōu)勢(shì)，裸子植物偏少，以薔薇科、木犀科、楊柳科、豆科植物為主，表明了北方地區(qū)植被的特點(diǎn)（表2）。

表2 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校校園綠地群落物種組成情況

2.2 校園植物綠化結(jié)構(gòu)分析

對(duì)校園總綠化面積采用隨機(jī)取樣的方法，取樣面積為 100 m2，編號(hào) 1、2、3、4、5、…299、300，對(duì)其垂直結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行分類、整理和統(tǒng)計(jì)。校園植物垂直結(jié)構(gòu)有3種形式，分別為4層型：地被、灌木、小喬木及大喬木，有59個(gè)，占18%；3層型：?jiǎn)棠?、灌木、草本，?26個(gè)，占42%；2層型：?jiǎn)棠?、灌木或地被，?20個(gè)，占40%。校園行道樹以懸鈴木（Platanus occidentalis）、女貞（Ligustrum lucidum Ait）為主，種類單一，綠籬主要是小葉女貞（L.quihoui Carr）、紅葉石楠（Photiniax fraseri）、大葉黃楊（Euonymus japonicus），種類不夠豐富。雖然該校的校園綠化面積較大，但綠化結(jié)構(gòu)以3層型和2層型為主，綠化品位低，喬木、灌木是校園綠色的主要資源（圖1）。

圖1 校園綠化垂直類型調(diào)查結(jié)果

另外，灌木在校園綠化中所占比例較大，但對(duì)灌木的養(yǎng)護(hù)和修剪工作做得不到位，有很多灌木由于未及時(shí)修剪，嚴(yán)重影響了校園環(huán)境的美觀程度。而且該校校園內(nèi)種植的常綠樹種很少，冬季校園景觀單調(diào)。在秋冬季樹葉落盡時(shí)，影響了綠化效果，整個(gè)校園顯得毫無生氣，給人以沉悶、抑郁之感。在植物配置上要加大火棘、枸骨等常青樹種的種植。自然群落在維護(hù)管理時(shí)注意色彩搭配、冠形搭配、高低搭配，從而形成群落垂直、水平結(jié)構(gòu)和多姿多彩的外貌。

2.3 校園植物資源豐度分析

依次將該校群落分為 0～5，5～10，…，45～50 km2共10個(gè)面積等級(jí)，利用式（1）計(jì)算各面積等級(jí)群落類型的加權(quán)平均物種數(shù)量，利用式（2）計(jì)算不同面積等級(jí)群落類型的Gleason物種豐度指數(shù)值，結(jié)果見圖 2、3。

圖2 各面積等級(jí)群落加權(quán)平均物種數(shù)

在1～5面積等級(jí)中，即0～25 km2范圍內(nèi)加權(quán)平均物種數(shù)量隨面積增加而增大，而且增幅較明顯。在面積等級(jí)為5，即20～25㎞2時(shí)加權(quán)平均物種數(shù)量達(dá)到最大值，在其后的各面積等級(jí)中，加權(quán)平均物種數(shù)量維持在一個(gè)較大的數(shù)值上波動(dòng)，但二者之間的變化沒明顯規(guī)律（圖2）。

圖3 各面積等級(jí)的物種豐度指數(shù)

校園群落的物種豐度指數(shù)與加權(quán)平均物種數(shù)量的變化均有相近的規(guī)律，在面積等級(jí)1～5，即0～25 km2范圍內(nèi)其數(shù)值隨面積的增加而逐漸增大，在面積等級(jí)為5時(shí)，即20～25 km2群落物種豐度達(dá)到最大值。此后隨面積等級(jí)的遞增，群落物種數(shù)量的變化沒明顯的規(guī)律。理論上校園植物群落為人工管理的群落，在一定的面積范圍內(nèi)，增加校園綠化面積有利于我國(guó)豐富的植物資源的運(yùn)用（圖3）。

2.4 校園群落物種多樣性分析

由圖4可知，不同功能區(qū)物種多樣性指數(shù)存在差異，教學(xué)區(qū)的物種多樣性指數(shù)最高，最低的為體育運(yùn)動(dòng)區(qū)。

圖4 各功能區(qū)物種多樣性指數(shù)

由圖5可知，不同功能區(qū)物種均勻度指數(shù)同樣存在差異。物種多樣性指數(shù)高的教學(xué)區(qū)均勻度指數(shù)也最高，對(duì)應(yīng)的物種多樣性指數(shù)低的體育運(yùn)動(dòng)區(qū)均勻度指數(shù)也最低，說明均勻度指數(shù)與物種多樣性指數(shù)正相關(guān)。

圖5 各功能區(qū)物種均勻度指數(shù)

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校綠化樹種種類比較單一。該校校園植物現(xiàn)共有72種植物，隸屬于33科53屬，其中喬木49種，灌木15種，草本6種，藤本2種。校園行道樹主要是懸鈴木、女貞，種類單調(diào)。綠籬主要有小葉女貞、紅葉石楠和大葉黃楊，不夠豐富。垂直綠化面積少，無屋頂綠化。校園綠化組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，該高校校園植物垂直結(jié)構(gòu)可分為4層，分別為草坪、灌木、小喬木、大喬木，最少僅有1層。校園植物立體空間利用率不高，忽視了大喬木層下立體空間的布置，整個(gè)植物景觀缺少立體感。校園內(nèi)種植的常綠樹種很少，冬季校園景觀單調(diào)。在秋冬季樹葉落盡時(shí)，影響了綠化效果，整個(gè)校園顯得毫無生氣，給人以沉悶、抑郁之感。

3.2 建議

3.2.1 引進(jìn)綠化植物種類，豐富植物和景觀多樣性。校人工培養(yǎng)的觀賞植物很少，加大人工栽培植物力度，因地制宜，培育出更多適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件的觀賞植物。加大引進(jìn)草本植物，尤其是水生花卉資源。引種時(shí)可考慮季相變化分明的種類，來豐富校園植物景觀，使校園綠化體系發(fā)揮更好的生態(tài)效益和景觀效果[8]。

3.2.2 加強(qiáng)現(xiàn)有植物的栽培管理。對(duì)灌木和草本植物要定期進(jìn)行修剪，不得出現(xiàn)疏于管理的現(xiàn)象，從而影響校園園林景觀效果。定期開展病蟲害防治工作，如發(fā)現(xiàn)外來入侵物種必須采取相應(yīng)辦法加以控制。

3.2.3 加強(qiáng)校園景觀設(shè)計(jì)，增加垂直綠化和屋頂綠化面積[9]。根據(jù)植物形態(tài)、色彩的季相變化和觀賞特征的不同合理配置，優(yōu)化植物群落結(jié)構(gòu)設(shè)置，建立從草坪到喬木的復(fù)層結(jié)構(gòu)，增加空間層次感，使校園綠化內(nèi)容更豐富多彩，創(chuàng)造優(yōu)美的校園生態(tài)環(huán)境。增加垂直綠化和屋頂綠化可以對(duì)冷墻灰瓦起到修飾作用，加強(qiáng)了植物對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的維護(hù)，加強(qiáng)空間立體感。

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