南寧市相思湖公園人工植物群落結構及其多樣性特征

徐鵬輝 李林 和太平

（1. 廣西大學林學院 廣西南寧 530004；2. 廣西藝術學院建筑藝術學院 廣西南寧 530004）

植物群落是城市綠地的基本單位，也是發(fā)揮城市公園生態(tài)功能的基礎[1-2]，在保護城市生物多樣性、改善城市生態(tài)環(huán)境、促進城市可持續(xù)發(fā)展等方面起著關鍵作用。植物群落多樣性是評價城市綠化水平的重要指標之一，是塑造城市景觀特色的關鍵性元素，更是維護城市生態(tài)穩(wěn)定的前提[3-4。近年來，南寧市城市公園綠地植物研究主要集中于物種調查[5-7]及其景觀評價[8-10]，對植物群落結構及其多樣性特征研究較少，開展南寧市相思湖公園綠地植物群落結構及其多樣性特征研究，以期為南寧市城市公園綠化建設提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

以南寧市相思湖公園為研究對象，南寧市（107°45′e～108°51′E, 22°13′N～23°32′N）地處南亞熱帶，雨熱同期，年均氣溫21.6℃，有霜期4.3 d，屬盆地地形，平均海拔76 m，素有“中國綠城”之美譽[11-13]，榮庸2021 國際“花園城市”全球總決賽金獎。相思湖公園位于南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)，南為江北大道，東臨相思湖東路，西靠相思湖西路，北接可利大道（圖1），公園總面積412 hm2，其中水域面積278 hm2，是南寧市生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)重要的組成部分。

圖1 南寧市相思湖公園示意圖

1.2 方法

1.2.1 樣地選擇以南寧市相思湖公園相思湖中線為界線，將公園綠地劃分為東、西2 個片區(qū)，以園路為調查路線，采用典型樣地法，對公園每個片區(qū)具有代表性的人工植物群落進行調查，考慮到公園植物群落人工設計等因素對樣方設置的影響，本次研究將樣地大小設置為20 m×20 m 和40 m×10 m 兩種類型。

1.2.2 調查設計對樣地內植物群落實行分層（喬木層、灌木層和草本層）調查。喬木層分別記錄樹木種類、胸徑、株數(shù)和生長狀況等；灌木層和草本層分別記錄植物種類、株高、蓋度或冠幅及其生長狀況等。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理以植物群落α-多樣性的測度方法，結合Excel 2010 軟件，測算南寧市相思湖公園人工植物群落多樣性指數(shù)，相應的計算公式如下[14]：

（1）豐富度指數(shù)Patrick 指數(shù)（R）：R=S

（2）辛普森（Simpson）多樣性指數(shù)（D）：

（3）香農-維納（Shannon-wiener）指數(shù)（H）：

（4）均勻度指數(shù)（Pielou）指數(shù)（J）：

式中Pi為i物種的重要值，S為物種數(shù)，Pi為相對重要值其計算公式為Pi=Ni/N，Ni為物種i的重要值，N為樣地內所有植物重要值之和。

（5）重要值計算[15]：

喬木層重要值=（相對頻度+相對密度+相對顯著度）/3；

灌木層和草本層重要值=（相對頻度+相對高度+相對蓋度）/3。

其中：相對頻度=某一物種頻度/同一生活型植物的總頻度之和×100%；

相對密度=某一物種株數(shù)/同一生活型植物的總株數(shù)之和×100%；

相對顯著度=某一物種總胸徑面積/同一生活型植物的總胸徑面積之和×100%；

相對蓋度=某一物種總覆蓋面積/同一生活型植物的總覆蓋面積之和×100%；

相對高度=某一物種平均高度/同一生活型植物的平均高度之和×100%。

2 結果與分析

2.1 群落物種組成

根據(jù)對98 個樣地的調查統(tǒng)計，共有維管束植物140 種，隸屬于58 科111 屬。其中蕨類植物3科3 屬3 種；裸子植物4 科4 屬4 種；被子植物51 科104 屬133 種，其科、屬和種在群落中具有絕對優(yōu)勢，分別占87.93%、93.69%和95.00%；蕨類植物和裸子植物應用比例較小，物種數(shù)分別僅占2.14%和2.86%（表1）。

表1 南寧市相思湖公園植物群落科、屬和種的統(tǒng)計

在植物群落中，熱帶和南亞熱帶地區(qū)常見的?？疲∕oraceae）和棕櫚科（Arecaceae）等種類[16]被廣泛應用于植物群落造景中。其中桑科有3 屬13 種，棕櫚科7 屬8 種；其次，禾本科（Gramineae）、蘇 木 科（ Caesalpiniaceae ）、 含 羞 草 科（Mimosaaceae）、桃金娘科（Myrtaceae）、天南星科（Araceae）等物種應用頻率也較高，種數(shù)均在5 個以上，上述7 科在植物群落中共有37 屬53 種，分別占總屬數(shù)的33.33%和總種數(shù)的37.86%（表2）。

表2 南寧市相思湖公園植物群落≥5 種的科一覽表

本地木本植物指數(shù)是國家園林城市評價重要指標之一。公園人工植物群落中鄉(xiāng)土植物與外來植物整體比例為1∶1，均為70 種；其中，喬木層鄉(xiāng)土種35 種，占53.03%，外來種31 種，占46.97%；灌木層鄉(xiāng)土種18 種，占45%，外來種22 種，占55%；草本層鄉(xiāng)土種與外來種比例與公園植物群落整體一致，均為17 種（表3）。

表3 南寧市相思湖公園植物群落物種來源統(tǒng)計

在98 個樣地中計有木本植物106 種，其中喬木66 種，灌木40 種。常綠樹種數(shù)量占優(yōu)，共82種（常綠喬木45 種，常綠灌木37 種），占77.36%；落葉樹種應用比例較低，僅24 種（落葉喬木21種，落葉灌木3 種），占22.64%；常綠樹種與落葉樹種比例為1∶0.29（表4）。

表4 南寧市相思湖公園植物群落常綠/落葉植物統(tǒng)計

2.2 植物群落垂直結構特征分析

重要值是物種在群落中所處地位和生態(tài)適應能力的綜合指標，其大小是確定優(yōu)勢種和建群種的重要依據(jù)，物種的重要值越大，表明其在群落中作用越大[17]。將本次調查98 個樣地群落垂直結構分為喬木層、灌木層和草本層3 層。喬木層中，重要值排名前10 位分別是洋紫荊、小葉榕（Bauhinia variegata）、南洋楹（Falcataria moluccana）、斑葉高山榕（Ficus altissima‘Variegata’）、杧果（Mangifera indica）、臺灣相思（Acacia confusa）、大王椰（Roystonea regia）、垂葉榕（Ficus benjamina）、大花紫薇（Lagerstroemia speciosa）和高山榕（Ficus altissima）；其中洋紫荊重要值最大，達8.31；其次是小葉榕，為6.55，二者為群落中的優(yōu)勢種；重要值4～5 的有南洋楹（4.63）和斑葉高山榕（4.48）；其余6 種喬木重要值均為3～4，在群落中分布較均勻（表5）。

表5 南寧市相思湖公園植物群落喬木層重要值排名前10 的物種

灌木層中，重要值排名前10 的分別為葉子花、鵝掌柴（Schefflera heptaphylla）、小琴絲竹（Bambusa multiplex‘Alphonse-Karr’）、棕 竹（Rhapis excelsa）、黃素梅（Duranta repenscv. Gold leaves）、灰莉（Fagraea ceilanica）、朱蕉（Cordyline fruticosa）、臺瓊海桐（Pittosporum pentandrumvar.formosanum）、雞蛋花（Plumeria rubra‘Acutifolia’）和紅花檵木（Loropetalum chinensevar.rubrum）；其中，葉子花重要值最大，達9.26；其次是鵝掌柴，重要值為9.01，二者重要值在灌木層中遠高于其他灌木，被廣泛應用于群落中；小琴絲竹、棕竹、黃素梅重要值相分別為5.94、5.61和5.33；灰莉、朱蕉、臺瓊海桐、雞蛋花、紅花檵木重要值在2～4 內，差值均小于1（表6）。

表6 南寧市相思湖公園植物群落灌木層重要值排名前10 的物種

草本層中，重要值前10 的分別是沿階草、溝葉結縷草（Zoysia matrella）、翠蘆莉（Ruellia simplex）、海芋（Alocasia odora）、蘆葦（Phragmites australis）、水鬼蕉（Hymenocallis littoralis）、再力花（Thalia dealbata）、風車草（Cyperus involucratus）、美人蕉（Canna indica）和腎蕨（Nephrolepis cordifolia）。其中沿階草和溝葉結縷草為優(yōu)勢種，重要值分別為16.17 和15.13，翠蘆莉、海芋、蘆葦、水鬼蕉、再力花重要值分別為7.40、6.89、5.94、5.88、5.09；風車草、美人蕉和腎蕨的重要值均小于5，分別為4.43、3.05、2.65（表7）。

表7 南寧市相思湖公園植物群落草本層重要值排名前10 的物種

2.3 植物群落多樣性指數(shù)

植物群落多樣性是植物群落中所含的不同物種數(shù)及其多度的函數(shù)[18]，是群落內物種組成、多樣性和均勻度的綜合表現(xiàn)，反映了群落各層特征、發(fā)展階段和生境[17]。對南寧市相思湖公園綠地人工植物群落多樣性指數(shù)進行分析可知：公園植物群落各α-多樣性指數(shù)排序均為喬木層＞灌木層＞草本層；而東片區(qū)、西片區(qū)植物群落各α-多樣性指數(shù)排序略有差異，東片區(qū)植物群落各α-多樣性指數(shù)排序與公園整體一致；西片區(qū)植物群落Patrick 指數(shù)與Shannon-wiener 指數(shù)排序一致，為喬木層＞灌木層＞草本層，Simpson 指數(shù)與Pielou指數(shù)排序一致，為喬木層＞草本層＞灌木層；東片區(qū)植物群落各層Patrick 指數(shù)（喬木層48、灌木層32 和草本層21）均低于西片區(qū)植物群落各層Patrick 指數(shù)（喬木層57、灌木層40 和草本層24）；東片區(qū)植物群落喬木層和灌木層Simpson 指數(shù)分別為0.648 和0.581，高于西片區(qū)相應層次Simpson指數(shù)（0.624 和0.487）；東片區(qū)植物群落草本層Simpson 指數(shù)為0.434，低于西片區(qū)植物群落草本層Simpson 指數(shù)（0.517）；東片區(qū)喬木層、灌木層、草本層Shannon-wiener 指數(shù)分別為1.313、1.110 和0.803，西片區(qū)喬木層、灌木層、草本層Shannon-wiener 指數(shù)分別為1.153、0.921 和0.914，東片區(qū)群落喬木層和灌木層Shannon-wiener 指數(shù)高于西片區(qū)，而草本層Shannon-wiener 指數(shù)反之；在Pielou 指數(shù)方面，東片區(qū)喬木層（0.834）和草本層（0.590）小于西片區(qū)喬木層（0.845）和草本層（0.756），東片區(qū)群落灌木層（0.769）高于西片區(qū)群落灌木層（0.673）（表8）。

表8 南寧市相思湖公園植物群落α-多樣性指數(shù)

3 討論與建議

3.1 討論

南寧市相思湖公園植物資源豐富，本文調查的98 個人工植物群落樣地共有維管束植物140 種，隸屬于58 科111 屬。被子植物是公園植物群落主要組成物種，占95%；蕨類植物和裸子植物占比較小。公園植物呈南亞熱帶性質，?？?、棕櫚科、蘇木科、天南星科等熱帶或南亞熱帶地區(qū)常見科種廣泛應用于植物群落中。常綠樹種與落葉樹種之比為8 : 2，符合南寧地帶性植被特征，群落四季常青，季相變化不明顯。植物群落中本地木本植物指數(shù)為0.5，遠低于國家園林城市標準的0.8，喬木層鄉(xiāng)土種比例略高于外來種，灌木層外來樹種占優(yōu)。

南寧市相思湖公園人工植物群落喬木層洋紫荊和小葉榕為優(yōu)勢種；其中洋紫荊相對密度、相對頻度和重要值均位居喬木層首位；小葉榕作為優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種，植株粗壯高大，相對顯著度最為突出，在群落中常起主導作用。灌木層葉子花和鵝掌柴為優(yōu)勢種，重要值均在9 以上，習見于植物群落中，二者相對頻度和相對覆蓋度優(yōu)勢明顯；草本層沿階草和溝葉結縷草為優(yōu)勢種，重要值各為16.17 和15.13，相對頻度、相對重要值和重要值遠高于其他草種，主要由于這些物種習性較強健、景觀佳、易管理等特點而被人們廣泛作為目的物種來應用，這也導致公園植物搭配和景觀單一、某些物種應用過多、空間分布過于集中[19]等現(xiàn)象，造成視覺審美疲勞。

南寧市相思湖公園人工植物群落層次豐富，喬木層在群落層次中占優(yōu)勢，各項α-多樣性指數(shù)均高于灌木層和草本層。西片區(qū)植物群落Patrick指數(shù)高于東片區(qū)群落，表明西片區(qū)植物群落物種豐富度優(yōu)于東片區(qū)群落；喬木層和灌木層Simpson指數(shù)和Shannon-wiener 指數(shù)低于東片區(qū)群落，表明東片區(qū)單個植物群落物種豐富度高于西片區(qū)群落；西片區(qū)植物群落喬木層和草本層Pielou 指數(shù)優(yōu)于東片區(qū)群落，灌木層反之，表明西片區(qū)植物群落喬木層和草本層物種空間分布均勻度優(yōu)于東片區(qū)群落，東片區(qū)植物群落灌木層物種空間分布均勻度優(yōu)于西片區(qū)群落。

3.2 建議

通過對南寧市相思湖公園人工植物群落物種資源及其多樣性分析，提出以下建議。

（1）合理調整樹種結構，擴大鄉(xiāng)土樹種應用比例。鄉(xiāng)土樹種具有較強的適應性和抗逆性，對維持群落穩(wěn)定和維護生物多樣性等作用重大，建議多應用諸如扁桃（Mangifera persiciforma）、蜆木 （Excentrodendron tonkinense）、 格 木（Erythrophleum fordii）、陰香（Cinnamomum burmannii）、觀光木（Michelia odora）等鄉(xiāng)土喬木及朱槿（Hibiscus rosa-sinensis）、龍船花（Ixora chinensis）、九里香（Murraya exotica）、山茶（Camellia japonica）、含笑（Michelia figo）等鄉(xiāng)土灌木，充分發(fā)揮鄉(xiāng)土植物功能作用，塑造城市綠化景觀地域特色。

（2）優(yōu)化常綠與落葉樹種比例，豐富季相變化?？蛇m當引入紅葉石楠（Photinia × fraseri）、紅枝蒲桃（Syzygium rehderianum）、雞爪槭（Acer palmatum）等春色葉或常年彩色葉樹種及苦楝（Melia azedarach）、楓香（Liquidambar formosana）、烏桕（Triadica sebifera）、南天竹（Nandina domestica）等秋色葉樹種，豐富群落景觀色彩，增添植物群落趣味性。

（3）提高物種豐富度的同時提高物種應用數(shù)量，減少某物種單一且重復密植的種植方式，實現(xiàn)物種間空間分布均勻，尊重種間優(yōu)良競爭規(guī)律，維持群落穩(wěn)定，提升植物群落景觀質量[20]。

（4）加強公園植物景觀養(yǎng)護管理。植物景觀需“三分種，七分養(yǎng)”，其營建需堅持因地制宜原則，減少人力物力財力浪費；及時補栽枯死植株，同時提高園林植物病蟲害的監(jiān)測防治水平，減少植物病蟲害發(fā)生，確保植物景觀持續(xù)性，滿足廣大市民綠色體驗的需要。

4 總結

對南寧市相思湖公園人工植物群落結構及多樣性的研究，不僅是探討植物資源量、生境分布等問題，并且為南寧市城市公園綠地樹種結構優(yōu)化、生物多樣性保護、景觀營造或改造等提供參考依據(jù)。近年來，隨著南寧市城市化進程加快，城市生態(tài)問題也日益突顯，人們開始反思高強度的社會活動對城市生態(tài)環(huán)境的影響，如南寧市國際“花園城市”“海綿城市”建設，筆者通過查閱文獻資料[6,7,9,21-22]，南寧市城市公園綠地同質化現(xiàn)象依然明顯，恢復鄉(xiāng)土樹種的配置，構建結構復雜、物種豐富的近自然植物群落，營造良好的視覺景觀與生態(tài)功能相結合的復合植物群落，實現(xiàn)城市園林綠地的綜合效益，仍是今后城市生態(tài)建設必須考慮的問題。