尹新新,田學(xué)根，王定躍，王 輝，謝佐貴，王賢榮*

(1.南京林業(yè)大學(xué) 森林資源與環(huán)境學(xué)院,江蘇 南京 210037； 2.深圳市公園管理中心,廣東 深圳 518000； 3.深圳市深圳灣公園管理處,廣東 深圳 518000)

植物群落是組成公園的最基本要素，形成了適合多數(shù)人游賞的藝術(shù)空間，是發(fā)揮公園景觀價(jià)值和生態(tài)效應(yīng)的基礎(chǔ)[1].Freedman[2]認(rèn)為世界人口數(shù)量已經(jīng)對(duì)城市公園綠地植物多樣性產(chǎn)生嚴(yán)重影響.目前對(duì)植物群落多樣性的研究主要集中在自然群落中,如森林[3]、島嶼[4]、沙漠[5]、高原[6]、盆地[7]等，雖然對(duì)人工群落如公園[8]、居住區(qū)[9]等植物群落多樣性的研究也在不斷提高,但是在樣方設(shè)置和選擇上仍存在較大爭論.有些研究者認(rèn)為經(jīng)典的法瑞派作為人工群落調(diào)查方法是缺乏科學(xué)性的[10]，僵硬的套用10 m×10 m或20 m×20 m的樣方對(duì)園林綠地而言沒有分析意義，因?yàn)槌鞘泄珗@由大小不等、形狀各異的景觀單元構(gòu)成,人工構(gòu)建的綠地沒有均質(zhì)性可言[11].同樣，關(guān)于Simpson指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)對(duì)物種豐富度與均勻度的影響以及群落類型劃分標(biāo)準(zhǔn)，都是一種定性的判斷，缺乏具體的定量描述.針對(duì)這些問題，本研究以深圳6個(gè)主要城市公園為例,在建立公園功能分區(qū)的基礎(chǔ)上，定量描述公園綠地的物種多樣性、物種豐富度、均勻度、群落類型等現(xiàn)狀及其相互關(guān)系，為保護(hù)和建設(shè)城市生物多樣性提供重要的理論基礎(chǔ).

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

深圳市位于廣東省南部沿海地帶,位于東經(jīng)113°52′～114°21′,北緯22°27′～22°39′,全市總面積1 953 km2.6個(gè)城市公園分別是大沙河公園、蓮花山公園、中山公園、梅林公園、荔枝公園和皇崗公園.

1.2 研究方法

1.2.1 樣地調(diào)查方法 按公園不同功能分區(qū)將公園分為入口區(qū)、休息區(qū)、娛樂區(qū)、服務(wù)區(qū),用數(shù)字對(duì)每個(gè)功能區(qū)進(jìn)行標(biāo)注.調(diào)查綠地時(shí),借助公園道路、綠籬、圍墻等圍合框定調(diào)查樣地范圍，樣地面積通過CAD軟件(2007)計(jì)算而來.每個(gè)功能區(qū)選擇2個(gè)樣地，6個(gè)公園共調(diào)查了48個(gè)樣地(見表1).對(duì)喬木層胸徑大于4 cm的樹木進(jìn)行每木檢尺，記錄物種名、數(shù)量、高度、冠幅；灌木層記錄物種名、數(shù)量、高度、蓋度，地被層記錄物種名、高度和面積.

表1 公園樣地狀況表

注：字母D、H、Z、M、L和N分別為6個(gè)公園的縮寫，R、X、Y、F分別是四個(gè)功能區(qū)的首字母縮寫.

1.2.2 數(shù)據(jù)分析 本研究選擇Gleason指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)和Pielou指數(shù)等指標(biāo)[12],從物種豐富度、物種多樣性、生態(tài)優(yōu)勢(shì)度和均勻度來描述深圳城市公園植物群落多樣性特征.所有數(shù)據(jù)均采用Excel 2003軟件完成.

上式中：S為研究區(qū)域內(nèi)物種總數(shù)；A為研究區(qū)域內(nèi)樣方總面積；Pi=Ni/N,Ni為調(diào)查區(qū)域第i個(gè)物種的相個(gè)體數(shù)；N為群落中全部物種的個(gè)體總數(shù).在實(shí)際調(diào)查過程中，地被層的草本型植物個(gè)體計(jì)數(shù)難度大，若選擇植物個(gè)體測(cè)度多樣性指標(biāo)，可能會(huì)導(dǎo)致誤差較大.因此地被層選擇物種Gleason指數(shù)，其他指標(biāo)不做計(jì)算與處理.

2 結(jié)果分析

2.1 公園物種組成分析

通過對(duì)48個(gè)調(diào)查樣地內(nèi)植物分析,共有295種植物(包括亞種和變種),隸屬于85科220屬.蕨類植物3科3屬3種，裸子植物6科8屬8種,被子植物76科209屬284種.其中喬木130種，隸屬于42科96屬，灌木116種，隸屬于38科97屬，草本49種，隸屬于26科47屬.

2.2 公園樣地植物多樣性特性分析

從表2中可以看出，就Gleason指數(shù)而言，MF1樣地豐富度最高為7.25，而DY1樣地內(nèi)植物豐富度最低為1.78，說明單位面積內(nèi)MF1樣地內(nèi)物種種數(shù)最多，而DY1樣地內(nèi)物種種數(shù)最少.同樣, 由Simpson指數(shù)可以看出MF1樣地植物多樣性最高為0.97，DY1樣地最低為0.80.作為計(jì)算物種多樣性的兩個(gè)指數(shù)，Simpson指數(shù)與Shannon-Wiener指數(shù)整體趨勢(shì)大致相同，但臨界值卻不同，Shannon-Wiener指數(shù)值表明MY2樣地內(nèi)最高為3.72，NX1樣地最低為2.12，說明MF1樣地內(nèi)物種個(gè)體出現(xiàn)的紊亂和不確定性大，相反NX1樣地內(nèi)物種較單一，部分種群較集中.Pielou指數(shù)表明MY2樣地最高為0.99，NX1樣地最低為0.75，說明DX1樣地中物種分部均勻，個(gè)體數(shù)量較高，而NX1樣地內(nèi)喬木層和灌木層植物種類單一.

表2 公園樣地植物群落植物多樣性特征分析

2.3 Simpson指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)對(duì)物種豐富度與均勻度的影響

多樣性指數(shù)是反映物種豐富度和均勻性的綜合指標(biāo)，但低豐富度高均勻度的群落與高豐富度低均勻度的群落，可能得到相同的多樣性指數(shù).從表2中可以看出Simpson指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)的臨界值分別屬于不同樣地，因此，這兩種α多樣性指數(shù)存在一定的局限性.通過繪制四個(gè)指標(biāo)折線圖，根據(jù)數(shù)值的變化趨勢(shì)，判斷Simpson指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)對(duì)物種豐富度與均勻度的影響.由圖1可知，Shannon-Wiener指數(shù)的變化趨勢(shì)與Gleason指數(shù)的變化趨勢(shì)最為吻合，Simpson指數(shù)的變化趨勢(shì)與Pielou指數(shù)最為吻合.因此Shannon-Wiener指數(shù)與豐富度關(guān)系密切，而Simpson指數(shù)對(duì)Pielou指數(shù)更為敏感.

圖1 四種多樣性指標(biāo)的變化趨勢(shì)Fig.1 The tendency of the four types of diversity index

圖4 深圳城市公園植物多樣性聚類樹形圖Fig.4 Cluster analysis tree diagram of plant diversity in urban parks in lake wetlands inWuhan

2.4 不同公園和不同功能區(qū)內(nèi)植物多樣性特征分析

由圖2可知，6個(gè)公園物種Gleason指數(shù)差距比較明顯，大致呈現(xiàn)梅林公園(5.85)>中山公園(4.50)>皇崗公園(4.48)>蓮花山公園(4.29)>荔枝公園(4.05)>大沙河公園(3.46).從功能和區(qū)域上分析，梅林公園是深圳市重點(diǎn)建設(shè)的綜合性公園,毗鄰梅林一村、二村，是居民休憩的重要場(chǎng)地，公園經(jīng)過多次改造,植物經(jīng)過多次補(bǔ)種,所以Gleason指數(shù)最高.而大沙河公園面積小,毗鄰廣深高速公路，是深圳市草地滾雪球重要比賽地，大多數(shù)為草地群落,植物單一,所以Gleason指數(shù)最低.就Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)和Pielou指數(shù)而言,整體變化趨勢(shì)保持一致,不同功能區(qū)差異不大.

圖3反應(yīng)的是不同功能區(qū)植物多樣性特征, Gleason指數(shù)變化明顯,大致呈現(xiàn)娛樂區(qū)(4.94)>入口區(qū)(4.60)>服務(wù)區(qū)(4.59)>休息區(qū)(3.61).娛樂區(qū)是公園最重要的功能區(qū)，發(fā)達(dá)的喬木層具有很好的遮陰效果，

圖2 深圳城市公園植物多樣性特性圖3 不同功能區(qū)內(nèi)植物多樣性特性

同時(shí)多種類灌木配置，使人們?cè)趭蕵返耐瑫r(shí)也能夠欣賞植物，所以Gleason指數(shù)最高.休息區(qū)Gleason指數(shù)最低，因?yàn)樾菹^(qū)為提供足夠休息空間，鋪裝、板凳和涼亭等硬質(zhì)景觀代替了植物，使得植物種類較低.與圖2相似，Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)和Pielou指數(shù)變化趨勢(shì)保持一致，不同功能區(qū)差異.

2.5 基于植物多樣性特征的群落類型分層聚類

植物群落類型的不同,產(chǎn)生的生態(tài)效益有較大的區(qū)別.根據(jù)生物多樣性分析原理,利用SPSS18.0軟件分別對(duì)48個(gè)樣地的Gleason指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)、Pielou指數(shù)、喬灌木個(gè)體數(shù)、喬灌草物種數(shù)、草本植物面積等指標(biāo)按組間進(jìn)行層次法聚類(如圖4).當(dāng)聚類類數(shù)為5時(shí)，城市公園植物群落可以分為5類：草坪群落型、疏林群落型、密林群落型、復(fù)層群落型、濱水群落型，為群落結(jié)構(gòu)劃分提供定量描述.其中LX1、LF1、NX2、NX1、DY1為草坪群落型，DF2、HR1、DF1、HX1、HX2、DR2、ZY1、ZX2、LF2、ZF1、LX2、HF2、ZR1、LY1、DR1、ZX1、DX2為疏林群落型，DX1、MR2、MY1、MF1為密林群落型，HF1、NF2、HR2、MX1、MR2、MX2、DY2、MR1、HY1、NY1、LY2、MF2、NY2、HY2、ZR2、ZF2、LR2、LR1、MR1為復(fù)層群落型，ZY2、NF1、MY2為濱水群落型.

3 討論

在進(jìn)行城市公園人工植物群落調(diào)查時(shí),在樣方選取和樣地面積上不應(yīng)簡單的套用自然植物群落的方法，根據(jù)公園景觀單元的空間分布展開調(diào)查會(huì)更加科學(xué).本研究通過比較不同公園及不同功能區(qū)植物多樣性特征 ,結(jié)果表明物種豐富度、植物多樣性、優(yōu)勢(shì)度和均勻度指數(shù)變化趨勢(shì)較為一致.同時(shí)，通過定量描述，將深圳市公園綠地群落分為5個(gè)群落類型，為群落類型分類確定劃分標(biāo)準(zhǔn).另外，本研究對(duì)四個(gè)多樣性指數(shù)的特征進(jìn)行分析論證，證明兩種多樣性指數(shù)對(duì)物種豐富度和均勻度的影響是有差別的.因此，在城市發(fā)展的過程中,利用好和保護(hù)好城市園林植物多樣性十分重要.

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