華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園綠地自生植物研究

鄭焯玲 廖舒茗 歐倩鷺 官政婧 陳曉婉 馮志堅(jiān)

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院 廣東廣州 510642)

隨著城市化進(jìn)程加快，環(huán)境、資源等問(wèn)題日益凸顯，人與自然和諧共生越來(lái)越受人們所重視。相比人工栽植園林植物，自生植物（Spontaneous vegetation，泛指自然定居生長(zhǎng)的植物群體）［1］在生長(zhǎng)過(guò)程中鮮有人為干擾，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性更強(qiáng)，具有更突出的生態(tài)意義。20 世紀(jì)70 年代，最早被國(guó)外生態(tài)學(xué)者所使用。在我國(guó)，李曉鵬［2-4］等對(duì)北京自生草本植物進(jìn)行研究；許維強(qiáng)［5］等對(duì)杭州城市建成區(qū)自生植物進(jìn)行調(diào)研；劉瑞雪［6］對(duì)于深圳墻體自生植物進(jìn)行研究；但目前對(duì)華南地區(qū)的綠地自生植物的園林適生性未見(jiàn)有報(bào)道。本研究通過(guò)觀察研究自生植物生長(zhǎng)規(guī)律，探究其生態(tài)習(xí)性及自生植物物種之間、物種與環(huán)境之間的關(guān)系，以期在植物設(shè)計(jì)中為科學(xué)應(yīng)用自生植物、協(xié)調(diào)群落關(guān)系提供參考依據(jù)，促進(jìn)節(jié)約型園林建設(shè)。

1 材料與方法

1.1 材料

廣州屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫21.4～21.9℃，年平均降水量1 623.6～1 899.8 mm，年平均日照時(shí)數(shù)1 820～1 960 h。本次調(diào)研選取廣州華南農(nóng)業(yè)大學(xué)作為樣地，校園位于廣州市區(qū)，校內(nèi)有5 個(gè)湖泊、4 個(gè)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、5 個(gè)教學(xué)區(qū)、多個(gè)試驗(yàn)農(nóng)田、栽培基地、畜牧農(nóng)場(chǎng)和一個(gè)樹(shù)木園，是廣東高校中單體校區(qū)最大的大學(xué)。長(zhǎng)期以來(lái)，校內(nèi)植物群落已形成較高的穩(wěn)定性，其豐富的植物資源和多樣的地理因素，為自生植物調(diào)查提供了有利條件。

1.2 方法

按生境特點(diǎn)，筆者于校園內(nèi)水邊、道路兩側(cè)、林地、草地，通過(guò)等距取樣法，每種樣地類(lèi)型各選取10 個(gè)樣點(diǎn)，以每個(gè)調(diào)研樣點(diǎn)為中心設(shè)置一個(gè)2 m 以?xún)?nèi)的樣方，共計(jì)40 個(gè)樣方。自2019 年4 月～12 月每月上旬對(duì)樣方進(jìn)行調(diào)研，記錄植物種類(lèi)、冠幅、高度、蓋度、群聚度、物候期及生活力等信息。通過(guò)對(duì)單個(gè)植物采用簡(jiǎn)化重要值，對(duì)群落采用物種多樣性Shannon-Weiner指數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（1）簡(jiǎn)化重要值（SIV）［7］：

式中：n為某一樣地內(nèi)的物種數(shù)；Hi為某一樣地內(nèi)種i的平均高度，cm或m；Ci為某一樣地內(nèi)種i的覆蓋面積，cm2或m2。

（2）物種多樣性Shannon-Weiner指數(shù)［8］：

式中，P為某一樣地內(nèi)種i 個(gè)體數(shù)占樣地內(nèi)物種總量的比例。

2 結(jié)果與分析

2.1 自生植物的概況

本次調(diào)研共調(diào)查到自生植物119種，單子葉植物34 種，雙子葉植物81 種，隸屬于111 屬42 科。其中，蕨類(lèi)植物3 種，一年生或二年生草本34 種，多年生草本54 種，木本植物28 種。在物種組成方面，各科所含物種數(shù)量差異較大，優(yōu)勢(shì)科顯著，禾本科植物種類(lèi)最多，共13 種；其次為菊科植物種類(lèi)，共9 種。在物種來(lái)源方面，鄉(xiāng)土植物75種［9-10］，如海芋、三點(diǎn)金、弓果黍、葉下珠；入侵植物27 種［11-12］，如三裂葉蟛蜞菊、白花鬼針草、豐花草、勝紅薊。

2.2 自生植物的物種組成

從2019 年4 月份至12 月份，全園記錄到的物種數(shù)共119 種，各樣地物種數(shù)分別為：林地56 種、道路48 種、水邊47 種、草地45 種（圖1），4 種樣地類(lèi)型均出現(xiàn)的植物有14種。

在各類(lèi)樣地中，鄉(xiāng)土植物種類(lèi)更占優(yōu)勢(shì)，林地類(lèi)型樣地和草地類(lèi)型樣地中種類(lèi)數(shù)量差距明顯。在水邊和草地兩類(lèi)生境中，以多年生草本植物為主；林地類(lèi)型樣地中木本植物種類(lèi)數(shù)量最多，共觀察到10 種。入侵植物物種數(shù)與物種總數(shù)的變化基本保持一致，占比例在24%～34%，以菊科植物為主，如三裂葉蟛蜞菊、白花鬼針草、豐花草、勝紅薊等往往表現(xiàn)出較強(qiáng)的長(zhǎng)勢(shì)。

從科屬組成上看，全園禾本科和菊科植物物種數(shù)量明顯多于其他科，多數(shù)可適應(yīng)廣州一年四季的氣候變化，像三裂葉蟛蜞菊、白花鬼針草，不僅在各類(lèi)型樣地內(nèi)能夠見(jiàn)到，全年長(zhǎng)勢(shì)都較好，花果期從5 月至12 月，長(zhǎng)達(dá)半年之久；菊科植物在道路類(lèi)型與林地類(lèi)型生境中的數(shù)量均有9種，而水邊類(lèi)型生境中僅有2種（三裂葉蟛蜞菊、白花鬼針草）；禾本科植物在各類(lèi)型樣地中種類(lèi)分別為草地10 種、水邊9 種、林地6 種、道路6 種，以鋪地黍、兩耳草、馬唐、雀稗為常見(jiàn)種類(lèi)。此外，莎草科、茜草科、玄參科、唇形科、大戟科、天南星科的物種數(shù)量也相對(duì)較多，分別有5種、4種、4種、4種、4種、4種，其中莎草科、茜草科、天南星科植物分布廣泛，各生境中均有發(fā)現(xiàn)。

2.3 自生植物的群落多樣性

2.3.1 各樣地類(lèi)型中簡(jiǎn)化重要值

圖1 自生植物物種組成

各樣地類(lèi)型中簡(jiǎn)化重要值排名前10 的植物如表1 所示，共涉及植物種類(lèi)30 種。各樣地類(lèi)型中植物的重要性指數(shù)都較高，水邊樣地和草地樣地中各植物種類(lèi)的重要性指數(shù)差距相對(duì)較小。從科屬組成上看，禾本科種類(lèi)數(shù)量最多，共10 種；其次為菊科和天南星科，均為3 種，與全園植物總體科屬組成規(guī)律基本一致，說(shuō)明禾本科、菊科、天南星科植物更能適應(yīng)各種各樣的生存環(huán)境。三裂葉蟛蜞菊在草地、道路、水邊3 種樣地類(lèi)型中的重要性均位于前十，且其簡(jiǎn)化重要值都較高（表1），在道路類(lèi)型中甚至排第一，簡(jiǎn)化重要值為67.08，是園林綠地中分布最廣、最主要的自生植物之一。林地樣地類(lèi)型中，弓果黍的重要值明顯高于其他種類(lèi)，且其頻度在該樣地類(lèi)型中最高，可見(jiàn)其更能適應(yīng)半陰甚至全陰的環(huán)境。

表1 各樣地類(lèi)型植物簡(jiǎn)化重要值排名

2.3.2 各樣地多樣性指數(shù)

如圖2所示，各類(lèi)型樣地每月的多樣性指數(shù)穩(wěn)定，10 月之后有明顯的下降趨勢(shì)，除道路類(lèi)型以外，其余3種樣地類(lèi)型每月的多樣性指數(shù)數(shù)值位于1.5～3.0。相比于其他樣地類(lèi)型，水邊樣地全年的多樣性指數(shù)最為穩(wěn)定；道路樣地的多樣性指數(shù)明顯低于其他類(lèi)型樣地。各樣地中植物群落多樣性指數(shù)最高月份集中于5～7 月，亞熱帶夏季溫暖濕潤(rùn)的氣候?yàn)橹参锏纳L(zhǎng)提供了優(yōu)越條件，一年生植物在此時(shí)蓬勃生長(zhǎng)；5～9 月份各樣地群落多樣性指數(shù)表現(xiàn)為：水邊＞林地＞草地＞道路；10月份植物多樣性指數(shù)出現(xiàn)第二個(gè)高峰，林地類(lèi)型樣地10 月的多樣性指數(shù)高于其他樣地，且到達(dá)該樣地類(lèi)型全年的峰值。

2.4 自生植物月度變化

在各個(gè)類(lèi)型樣地中，草地生境中自生植物生長(zhǎng)出現(xiàn)了2 個(gè)高峰（6 月份和10 月份）（圖3）；水邊類(lèi)型樣地物種數(shù)量呈單峰變化，在7 月達(dá)到最高；道路類(lèi)型樣地與林地類(lèi)型樣地物種數(shù)量變化則相對(duì)穩(wěn)定。各組成的變化趨勢(shì)與所在樣地的植物種數(shù)總量變化趨勢(shì)基本一致。

圖2 Shannon-Weiner指數(shù)

春季自生植物類(lèi)型以禾本科為主（圖3），4～5 月份，物種數(shù)量有明顯的增長(zhǎng)，大部分自生植物在此期間萌發(fā)；6～10 月份為各自生植物成長(zhǎng)期和開(kāi)花期，以菊科植物為主要類(lèi)型。此期間常見(jiàn)的群落類(lèi)型有：葉下珠＋三點(diǎn)金＋紅馬蹄草；豐花草＋藿香薊；藿香薊＋金鈕扣＋葉下珠；酢漿草＋一點(diǎn)紅＋含羞草；白花鬼針草＋鋪地黍＋豐花草；空心蓮子草＋竹葉草＋三裂葉蟛蜞菊；弓果黍＋鉆形紫苑；弓果黍＋海芋＋腎蕨等。直至10 月份，一些二年生植物、冬季型一年生植物才繁殖出新幼苗，如葉下珠、霧水葛、三裂葉蟛蜞菊等。11 月份，隨降水量增加和氣溫下降，植物逐漸凋亡，物種數(shù)量減少，這時(shí)主要自生植物為三裂葉蟛蜞菊、白花鬼針草、豐花草、葉下珠、三點(diǎn)金、一點(diǎn)紅、酢漿草、弓果黍，這類(lèi)植物多能延續(xù)至次年繼續(xù)生長(zhǎng)。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

3.1.1 自生植物的景觀效果

相較于傳統(tǒng)的園林植物景觀配置，自生植物群落表現(xiàn)出更加自然的生態(tài)景觀效果。自生植物中不乏有觀賞價(jià)值較高的種類(lèi)，例如銅錢(qián)草、蔥蓮、三裂葉蟛蜞菊等，無(wú)論是從葉形、花色，或是整體植株的形態(tài)、大小，都具有獨(dú)特的觀賞特性。自生植物之間相互作用，又形成多層次、變化豐富的群落景觀。如在草地、道路類(lèi)型樣地中，葉下珠、三點(diǎn)金、紅馬蹄草形成了變化豐富的地被群落；在水邊類(lèi)型樣地中，巴西鳶尾、旱傘草、三裂葉蟛蜞菊、竹葉草群落形成多層次的植物景觀；在林地類(lèi)型樣地中，弓果黍、海芋、腎蕨形成了林下特色植物群落。自生植物群落的生長(zhǎng)演替，往往受到較少的人為干擾，經(jīng)自然選擇而形成的，充分體現(xiàn)了植物群落的自然屬性，最大程度上展現(xiàn)群落景觀自然美。

3.1.2 影響自生植物群落多樣性的因素

相較于北方自生植物群落多樣性在各月份表現(xiàn)出顯著差異，本次調(diào)研的各類(lèi)型樣地中群落多樣性在全年都處于一個(gè)較高的水平。如水邊類(lèi)型樣地和林地類(lèi)型樣地，其自生植物群落多樣性在全年雖有先增后減的變化趨勢(shì)，但12月的數(shù)值與5月的數(shù)值差距并不明顯。受到廣州良好的水熱環(huán)境影響，自生植物的發(fā)生更加特殊［13］。由于夏季臺(tái)風(fēng)多發(fā)，部分樣地出現(xiàn)水淹的情況，一些不耐澇的植物在此時(shí)凋亡，而冬季降水減少時(shí)，水邊的生境則為植物提供了充足的水分；林地類(lèi)型樣地多有高大喬木的遮擋，土壤水分充足，以竹葉草、弓果黍等耐陰植物組成的群落長(zhǎng)勢(shì)較好；一部分一年生草可以越冬，形成越年生植物，其更替演變不明顯，表現(xiàn)為四季常綠，全年長(zhǎng)勢(shì)良好，在冬季也有較高的優(yōu)勢(shì)度。

另一方面，人為因素對(duì)自生植物群落多樣性也有較大的影響。在校園內(nèi)師生較多、周末游客量較大，以及學(xué)校后勤養(yǎng)護(hù)管理的干預(yù)下，道路類(lèi)型樣地和部分常受師生游客踩踏的草地類(lèi)型樣地的群落多樣性明顯低于其他類(lèi)型樣地。道路類(lèi)型樣地土層較薄，土壤涵養(yǎng)水分能力不足，植物在冬天出現(xiàn)枯萎現(xiàn)象，因此在進(jìn)行園林的管養(yǎng)時(shí)應(yīng)當(dāng)更加注重冬季的灌溉頻率。

3.1.3 基于自然景觀的自生植物園林應(yīng)用

對(duì)自生植物群落進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用，首先要保證植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，以植物生長(zhǎng)特征為依據(jù)，根據(jù)生境不同特點(diǎn)進(jìn)行配置，形成多層次結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性強(qiáng)的復(fù)合生態(tài)群落。草地與道路類(lèi)型多為全陽(yáng)至半陰環(huán)境，人的干擾強(qiáng)度較大，多年生地被植物，例如三點(diǎn)金［14-15］、母草葉形小巧精致，具有綠期長(zhǎng)、成坪快、管理粗放的特點(diǎn)，并且可維持較低矮的生長(zhǎng)高度。在水邊類(lèi)型樣地中，銅錢(qián)草、紅馬蹄草更能適應(yīng)陰濕的環(huán)境，與竹葉草、旱傘草等搭配，可用于溝邊、河岸、河灘等隱蔽的濕地，形成多層次的自然綠化。一些禾本科植物易成片狀景觀，形成野趣效果，如林地類(lèi)型出現(xiàn)頻率極高的弓果黍，具有耐陰性強(qiáng)、花期長(zhǎng)的特點(diǎn)，其花穗輕盈，花小而白，成片開(kāi)花時(shí)具有較好的觀賞效果。

其次，觀賞性仍是園林植物配置的主要目的。園林中地被植物的配置往往采用較為單一的配置方式，而調(diào)研中觀察發(fā)現(xiàn)，一些形態(tài)各異的自生植物能為地被景觀帶來(lái)不少意趣。以酢漿草、一點(diǎn)紅為主的開(kāi)花地被群落，使綠色草坪增添了色彩；蔥蓮之類(lèi)無(wú)花時(shí)觀賞性不強(qiáng)，不引人注意，但其開(kāi)花之快、花色之淡雅，能給人帶來(lái)意想不到的驚喜。所記錄的自生植物中，觀花效果較佳的有蔓花生、黃鵪菜、三裂葉蟛蜞菊、酢漿草、香膏萼距花、圓錐花遠(yuǎn)志、勝紅薊、蔥蓮、母草、紫花地丁、巴西鳶尾等；觀葉效果較好的有葉下珠、三點(diǎn)金、紅馬蹄草、銅錢(qián)草、龜背竹、玉葉金花等。

3.2 結(jié)論

本次共調(diào)查到自生植物119種，其中鄉(xiāng)土植物75 種，各科所含物種數(shù)量差異較大，優(yōu)勢(shì)科顯著。群落多樣性全年處于較高水平，相比于受人為干擾較強(qiáng)的道路、草坪綠地，水邊、林下綠地群落穩(wěn)定性更強(qiáng)。廣東地區(qū)得天獨(dú)厚的氣候條件為植物的生長(zhǎng)提供了優(yōu)越條件，自生植物種類(lèi)豐富，并形成了獨(dú)特的自然群落景觀。在應(yīng)用自生植物時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意植物的生長(zhǎng)特性和群落特點(diǎn)，更好地發(fā)揮自生植物的優(yōu)勢(shì)，形成富有特色和生態(tài)安全的園林植物景觀。