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平潭综合实验区公路绿地植物群落多样性与绿量影响因子研究

2021-03-01 来源:易榕旅网
CHINESE HORTICUL_TURE ABSTRACTS 平潭综合实验区公路绿地植物群落多样性与绿量影响 因子研究 叶志勇 (平潭综合实验区森林园林有限公司,福建福州550400) 摘要:选取平潭综合实验区坛南湾段的公路绿地具有代表性的1 5个植物群落作为研究对象,对公园植物群落结 构特征21个指标与群落绿量值进行逐步回归分析,研究影响群落绿量变动的特征因子。结果表明:优势种平均冠 幅、Berger—Parker指数、郁闭度与三维绿量有极显著相关性,R2决定系数为0.81 4~0.920。针对平潭公路绿地的 植物群落以及群落绿量的影响因子,提出构建生态效益最大化植物群落的建议。 关键词:植物群落;绿量;多样性;影响因子 植物群落是公路绿地发挥其生态效益的基础,公路绿 冠形状等;对灌木层植物记录植物种类名称、数量、高度、 冠幅、郁闭度等。 地具有净化空气、杀菌、滞尘、调节气候、改善城市环境 等功能[1-51。城市绿地能产生巨大的生态效益,不仅取决于 不同的植物种类和绿地面积,还取决于冠层结构及其生长 2.2数据处理 2.2.1群落结构特征计算方法通过植物的优势度、丰富 度、均匀度等多样性指标,以及重要值、乔木层平均树高、 乔木层平均胸径、乔木层平均冠幅、乔木层平均胸高断面 积、灌木层平均树高、灌木层平均胸径、灌木层平均冠幅、 状况。植物群落三维绿量与初级生产力和生态效益关系密 切 l7J,绿量能较准确地反映植物构成的合理性和生态效应 水平 J。因此,希望通过对公路绿地群落结构的研究,分 析出影响植物群落结构特征及绿量的影响因子。研究结果 将为公路绿地植物群落建设和其生态效益的计量提供参考。 同时,在提高群落生态效益的基础上,也为提高群落多样 性提供了科学依据。 灌木层平均胸高断面积、优势种平均树高、优势种平均 胸径、优势种平均冠幅、优势种平均胸高断面积、郁闭 度、乔灌比等共计21个指标 卜” 进行描述植物群落结构 特征。所有数据采用Excel 2007软件进行处理。相关计算 公式如下: 1研究地概况 平潭综合实验区位于北纬25 16 ~25。44 、东经 119。32 ~120。10 之间,属于南亚热带海洋性季风气 (1)Berger-Parker优势度指数D = r/ⅣI 候。该区年降水量仅1 191.6 rain,年蒸发量l 940.5 mml 多台风大风天气,年均大风(≥8级)日数达100 d以上, 年均风速高达64 m/st ,土壤贫瘠,土壤盐度高,日照充 足,全年日照时间达1 869.5 h;年均温19.6"C,最热月 均温27.9℃,最冷月均温10.2℃。以滨海木麻黄防护林、 (2)Margalef丰富度指数DM:Du=(S—1)/InN I (3)Shannon.Winner多样性指数H,:H = ’=一∑ 1n ; i=1 /=1 丘陵黑松林为主,进行防风固沙、保持水土,对改善生态 环境起着决定性作用[101 ̄ (4)Simpson多样性指数D : =1-∑ , (5)Pielou均匀度指数J:J= yInS. (6)优势种由重要值的大小来判定,重要值最大的物种 为优势种; 2研究方法 2.1样地调查方法 研究样地位于平潭综合实验区坛南湾至山门段环岛 公路。植物群落调查采用样地法。在对环岛公路绿地进行 全面踏查的基础上,选择典型的具有代表性的植物群落为 (7)乔木层平均树高=∑每树种树高X株数/乔木 lzl 层总数, 调查对象。根据道路绿化带的形式,将样方面积大小设置 为20 Ill X 5 m,共计调查样地15个。对样地内高度超过 1.5 m的个体进行逐木调查,记录植物种类名称、高度、 数量、冠幅、枝下高、胸径、冠径、冠高、郁闭度以及树 (8)乔木层平均胸径=∑每树种胸径×株数/乔木 f=l 层总数t n (9)乔木层平均冠幅=∑每树种冠幅X株数/乔木 ,=l 层总数} n 作者简介: 叶志勇(1975一),男,硕士,高级农艺师;从事园林 绿化工作。 (10)乔木层平均胸高断面积=∑每树种胸高断面积 t=l X株数/乔木层总胸高断面积;  项目来源: 海洋公益性行业科研专项经费项目(201505009-4)。-92- (11)重要值IV=(相对多度+相对频度+相对显著度)/3; (12)胸高断面积=该树种的胸高断面积×株数; (13)郁闭度:植物地上部分垂直投影面积占样地的百 分比。 式中:(1)N 为优势种的个体数;N为功能团全部 物种的个体数;(2)-(5)中的N_为第i种的个体数,N为所 有物种个体总数;S为样地中所有物种数,i=l,2,3,…, S=I,2,3,…,PI_Ni/N。(7)-(10)中的i=l,2,3,…, n=1,2,3,…。 2.2.2绿量计算方法通过样地实测群落绿量的方法。乔 木通过相对应的树冠形状,选用对应的绿量计算公式(见表 1)计算单株树木的三维绿量[14]9相加获得乔木层绿量;灌 木层绿量,按照实测灌木面积乘以灌木实际高度来计算 ; 草本层绿量,草坪按照修剪高度约为5 cm,通过草坪平均 高度乘以草坪平面面积得到 。乔木层、灌木层、草本层 绿量相加获得研究样地内的实测三维绿量值。 表1绿量计算公式 注: 为冠幅。Y为冠高。 2.2.3群落结构特征与绿量回归分析选取乔木层Berger- Parker优势度指数(x1)、乔木层Margalef丰富度指数(X2)、 乔木层Shannon-Winner多样性指数(X3)、乔木层Simpson 多样性指数 )、乔木层Pielou均匀度指数( )、灌木层 Berger-Parker优势度指数 )、灌木层Margalef丰富度 指数 )、灌木层Shannon-Winner多样性指数(X8)、灌 木层Simpson多样性指数 )、灌木层Pielou均匀度指数 (X。。)、重要值(X )、乔木层平均树高(x )、乔木层平均胸径 (x,,)、乔木层平均冠幅(x )、乔木层平均胸高断面积(x )、优 势种平均树高(X )、优势种平均胸径(x )、优势种平均冠幅 (X。 )、优势种平均胸高断面积(x )、郁闭度( )、乔灌比(X2 ), 共21个结构特征指标。以样地三维绿量为因变量,21个群 落结构特征指标为自变量,采用SPSS 19.0对三维绿量与 21个指标进行逐步回归分析。若P≤0.05,则变量选入。 中国园艺文摘2015年第5期 3结果与分析 3.1 群落结构特征和物种组成 通过对坛南湾至山门段环岛公路绿地调查,由调查结 果发现,公路绿地内共有44科67属87种。常绿树种与落 叶树种的比值为8.67。乔木层有18科,40种;灌木层有 18科,25种;草本层有25科,32种。乔木和灌木树种运 用比例为1.6。在植物群落调查中,需了解群落的结构特 征和物种组成。研究样地中l5个样方的植物群落见表2。 其中乔木优势建群种有14种:柳叶榕(Ficus binnendijkii)、 木棉(Bombax ceiba)、水翁(Syzygium nervosum)、小叶 榕(Ficus microcarpa)、高山榕(Ficus altissima)、银海枣 (Phoenix sylvestris)、南洋杉 rauearia cunninghamii)、鸡 冠刺桐(Erythrina crista-galli)、秋枫(Bischoifa javanica)、 黄槿(Hibiscus tiliaeeus)、刺桐(Erythrina variegata)、海南 蒲桃(Syzygium hainanense)、华棕(Washingtoniafilfiera)、 盆架木 lstonia scholaris)。灌木层主要优势种有7种: 黄金榕(Ficusmicrocarpa‘Golden Leaves’)、红叶石楠 (Photinia xfraseri)、美丽针葵(Phoenix roebelenii)、印度橡 胶榕(Ficus elastica)、灰莉(Fagraea ceilaniea)、细叶紫薇 (Lagerstroemia indica)、三角梅(Bougainvillea glabra)。 表2 1 5个植物群落 样地 群落名称 样地一 柳叶榕一黄金榕+红叶石楠+印度橡胶榕一狗牙根 样地二 木棉+小叶榕一狗牙根 样地三 华棕一美丽针葵一狗牙根 样地四 小叶榕+水翁一红叶石楠+黄金榕一狗牙根 样地五 高山榕一细叶紫薇+红叶石楠一狗牙根 样地六 小叶榕+华棕一红叶石楠一狗牙根 样地七 华棕一扶桑一狗牙根 样地八 盆架子一红叶石楠一狗牙根 样地九 鸡冠刺桐一狗牙根 样地十 秋枫+水翁一红叶石楠一狗牙根 样地十一 秋枫+黄槿一灰莉一狗牙根 样地十二 刺桐+小叶榕一黄金榕一狗牙根 样地十三 刺桐+秋枫一红叶石楠+黄金榕一狗牙根 样地十四 海南蒲桃+秋枫一灰莉一狗牙根 样地十五 水翁+秋枫一红叶石楠+印度橡胶榕一狗牙根 由表3可知,样地三、八、九植物群落的乔木层 Berger-Parker指数均为1,多样性为0,表明该群落为单 一建群种。样地七、八、十一植物群落的灌木层Berger- Parker指数均为1,多样性为0,表明灌木层为单一建群 种。样地二、九的群落中灌木层多样性指标为0,乔灌比 为0,表明无灌木层植物。样地三、七的群落中华棕的重 要值分别为0.72、0.71,该群落的多样性低,华棕个体数 量多,在群落中占据主要优势。样地六的群落绿量最高为 I14.37;样地三的群落绿量最低为7.65。样地二、样地四、 样地六、样地十一、样地十二的群落的三维绿量较大。 一93— CHINESE HORTICUL-TURE ABSTRACTS 表3植物群落结构特征 注:A:优势树种I B:乔木层Berger-Parker指数l C:乔木层Margalef indexI D:乔木层Simpson indexl E:乔木层Shannon—wiener indexI F:乔 木层Pielou index,G:灌木层Berger—Parker指数l H;灌木层Margalef指数I I:灌木层Shannon—Winner指数l J:灌木层Simpson指数。K:灌木层 Pielou指数,L:乔灌比。M:重要值。N;乔木层平均树高(m),O:乔木层平均胸径(m),P:乔木层平均冠幅(m)。Q:乔木层平均胸高断面积(m ),R: 优势种树高(m),s:优势种胸径(m)I T:优势种冠幅(m)I U:优势种胸高断面积(rn2)I V:郁闭度1 w:绿量(In )。 3.2三维绿量影响因子分析及方程模拟 植物群落的21个结构特征与三维绿量值见表3。通过 表明该群落无灌木。应加强植物群落的乔灌草的合理搭配, 增大灌木植物在群落中运用的比例。样地三、八、九植物 群落的乔木层为单一建群种。样地七、八、十一植物群落 K-S检验植物群落的21个结构特征指标及绿量值,结果 表明:22组数据的显著度均大于0.05,即群落结构特征指 标和绿量服从正态分布规律。将21个结构指标与群落绿量 值进行回归分析,从而模拟方程,判断群落结构指标中对 植物群落绿量具有影响的特征因子。回归结果表明,优势 种平均冠幅、郁闭度、Berger-Parker指数具有极显著相 的灌木层为单一建群种。由单一植物组成的群落绿化群落 生态效益较低,且容易遭受病虫害。样地三、七的群落中 华棕的重要值分别为0.72、0.71,该群落的多样性低,华 棕个体数量多,在群落中占据主要优势。 植物群落是绿地发挥其生态效益的基础,是绿地系统 关(P<O.01)。即这3个指标对植物群落三维绿量的产生贡 献量最大。 组成的一部分;人工植物群落的构建应按照生态学规律进 行乔灌草相结合的多层次的群落结构,从而能有效增强滞 从模拟方程(见表4)看,R 决定系数为0.814~0.920, 拟含优度较高。因此,用优势种平均冠幅、郁闭度、 尘、降躁、荫蔽等能力,起到保护生态环境的作用[1,510在 构建植物群落的过程中,应根据平潭的立地条件,选择适 Berger-Parker指数,这3个指标对植物群落绿量评价和 调控较为吻合。 生乡土树种,对乔灌木进行合理搭配,丰富植物群落,增 加群落结构层次,形成乔灌草复合结构,以增强“风口”抗 风能力和绿地的生态效益 。同时,应充分利用平面和立 表4基于所有因子的三维绿量模拟方程 序号 1 2 体空间,增强藤本和垂直绿化的运用,以提高绿地的叶面 Sig. 模拟方程 Y=14.009+29.104X”Y一11.052+16.067XI3+67.965X”R2 F 积指数,提高植物群落的三维绿量,最大程度地发挥植物 群落的生态效益。 0.814 62.388 0.000 0.883 53.690 0.000 4.2群落绿量影响因子分析 样地六的群落绿量最高为l14.37;样地三的群落绿量 最低为7.65。样地二、样地四、样地六、样地十一、样地 3 Y一19.631+10.654X13+79.049X15+10.181X1 0.920 54.641 0.000 xⅢ优势种平均冠幅I x20:郁闭度I xl:乔木层Berger—Parker指数。 十二的群落的三维绿量较大。由逐步回归分析的结果表明, 4结论 4.1 植物群落多样性分析 在树种的选用上,乔灌比是1.6,但在调查样地内, 样地二、九的群落中灌木层多样性指标为0,乔灌比为0, 公路绿地植物群落三维绿量与Berger-Parker指数、优势 种平均冠幅以及郁闭度有关。 Berger-Parker优势度指数用来表示一个种在群落中 的地位与作用。适当提高群落内优势种的个体数量,能提 (下转124页) 一94一 CHINESE H0RTICULTURE ABSTRACTS [1 1]陈翠玉,杨善云,严莉等.基于AHP的柳州市居住区植物景观评 [12]芦建国,李舒仪.公园植物景观综合评价方法及其应用[J].南 京林业大学学报,2009,33(6):139-142. 价体系构建[J].中南林业科技大学学报,2014,34(6):135. Plant landscape evaluation of Haikou Baishamen Park ZHANG rang,ZU Ruo-chuan,LI Shao-peng Abstract:Based on the plant landscape investigation of Baishamen Park in Haikou,the Analytic Hierarchy Process(AHP)was used to evaluate the landscape effects and study the characteristics of 20 units.The relationship between evaluation criteria with high weights and landscape effect was studied by correlation naalysis.The results showed that ifve species of Cocos nucifera,Ficus alt&sima,Ixora chinensis,Hibiscus rosasinensis and Ficus microcarpa CV.Golden Leaves were better keynote plant.Landscape evaluation results showed that there were 10 units with better landscape effects.Correlation mmlysis results indicated that the more species diversity and native plants diversity,the better effect of plant landscape.The study will provide reference value for the choice of landscape plants, plant landscape design,evaluation criteria selection nd aBaishamen Park renovation. Key words:analytic hierarchy process;Baishamen Park;plant landscape evaluation (上接94页) 高Berger-Parker优势度指数,从而提高植物群落的三维 绿量。样地二、样地四、样地六、样地十一、样地十二的 群落的三维绿量较大,5个样地的优势种均为小叶榕。优 [5]冷平生.园林生态学[砌.北京:中国农业出版社,2003. [6]周坚华.城市绿量测算模式及信息系统[J].地理学报,2001, 56(1):14-23. 势种是对群落的结构和群落环境的形成起主要作用的植物, 优势种对群落具有控制性的作用。如果将优势种去除,必 然导致植物群落性质和环境的变化 。郁闭度是影响城市 森林和公路绿地的三维绿量的关键影响因子[1,171o通过试 验结果表明,当群落的郁闭度达到60%~70%时,对人体 舒适度有改善效果 。张凯旋 指出郁闭度在一定程度上 能体现群落绿量,并能指示群落的生态效益高低。吴云霄 [7]朱文泉,何兴元,陈玮等.城市森林结构的量化研究——以沈阳 树木园森林群落为例[J].应用生态学报,2003,14(12):2090- 2094. [8]刘立民,刘明.绿量——城市绿化评估的新概念[J].中国园林, 2000,16(5):32—34. [9]庄晨辉,张惠光,沈晖.平潭综合实验区植树造林改善海岛生态 环境对策[J].林业勘察设计,201 1,(1):61—63. [10]陈居成.平潭县旅游资源[J].福建地理,1994,9(1):53—56. [11]Berger W H,Parker F L.DiverSity of P1anktonic foraminifera in deep—Sea sediment S[J].Scien 指出相对于不同的群落结构,郁闭度大的乔灌草结构的植物 群落,生态效益最好;草地的生态效益最差。 众多研究表明,群落的三维绿量与生态效益密切相关, 且具有气温调控、滞尘、降躁等作用[1-5]0在平潭公路绿 ce,1970,168(3937):1345—1347. [12]Pielou E C.The measurement of diversity in different typeS of bi0iogiCal COiIections[J].Journa1 of Theoretical Biology,1967,15(1):177. 地建设时,应遵循自然生态规律,选择乡土适生植物,进 行乔灌草的合理搭配,形成多层次的稳定群落结构。因此, 在植物群落构建时,保证植物群落多样性和植物生态适应性 的前提下,应尽量选择绿量较大的树种作为优势种,增大优 势种的个体数,提高优势种的平均冠幅,扩大群落的覆盖面 积,以提高三维绿量的水平,极大程度地发挥植物群落的生 [13]潘桂菱,靳思佳,车生泉.城市公园植物群落结构与绿量相关 性研究——以成都市为例[J].上海交通大学学报(农业科学 版),2012,30(4):56-62. [14]刘常富,何兴元,陈玮等.沈阳城市森林三维绿量模拟及其影 响因子[J].应用生态学报,2008,19(6):1173—1178. [15]王东良,金荷仙,范丽琨等.疗养院人工绿地三维绿量分布特 征及影响因子[J].浙江农林大学学报,2013,30(4):529—535. 态效益,进而起到保护和改善生态环境的作用。 参考文献: [1]宋子炜.公路生态绿化植物群落光环境及绿量研究[D].北京: 北京林业大学,2009. [23李英汉,王俊坚,李贵才等.居住区植物绿量与其气温调控效应 的关系[J].生态学报,201 I,31(3):830—838. 【16]厦门市绿化管理中心,平潭综合试验区森林园林有限公司.平 潭绿化导则[M].厦门:厦门大学出版社,2013. [17]刘常富,商瑜,赵桂玲.基于类型与影响因子的城市森林三维 绿量量化差异分析[J].西北林学院学报,2013,(4):55—60. [18]姜宗香.重庆城市公园植物群落游人舒适度探讨[D].重庆:西 南大学,2011. [3]王东良。金荷仙,唐宇力等.疗养院植物绿化三维量与空气负离 子浓度的关系[J].西北林学院学报,2013,28(4):61—65. [4]任启文,李沽,王成.城市森林三维绿量对空气微生物、颗粒物 浓度的影响[J].林业实用技术,2012,(11):3-6. [19]张凯旋.上海环城林带群落生态学与生态效益及景观美学评 价研究[D].上海:华东师范大学。2010. [2O]吴云霄.重庆市主城区主要绿地生态效益研究[D].重庆:西南大 学,2o06. 一124一 

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