吳光洪,敬 婧,吳雙躍,鄧夢楚,余黎俠,來伊楠,陳 波
(1. 杭州市園林綠化股份有限公司,浙江 杭州 310020;2. 浙江理工大學建筑工程學院風景園林系,浙江 杭州 310018)
南暖溫帶城市公園植物群落結構研究
——以青島、徐州為例
吳光洪1,敬 婧1,吳雙躍1,鄧夢楚1,余黎俠1,來伊楠2,陳 波2
(1. 杭州市園林綠化股份有限公司,浙江 杭州 310020;2. 浙江理工大學建筑工程學院風景園林系,浙江 杭州 310018)
選取我國南暖溫帶區(qū)山東省青島市與江蘇省徐州市典型的18個城市公園內60個植物群落進行調查,分析研究群落的物種組成和結構、空間布局、季相變化等,并對其中2個公園的植物群落的配置方式、物種多樣性進行分析。結果表明,2個城市公園植物群落類型均較多樣,物種豐富度較高,都以落葉樹種為主,具有較為明顯的四季季相差異,但重要值最高的均為常綠樹種;兩地的鄉(xiāng)土樹種所占比例均超過45%;青島植物群落喬木層多樣性指數高于灌木層,但差異不大,徐州的則相反;青島草本植物運用較少;青島的以針闊混交型為主,徐州的以常綠落葉闊葉混交型為主,二地群落垂直結構基本是以喬-灌-草型為主的復合群落;空間上,兩地均以半開敞空間為主,覆蓋空間的運用也較多。
風景園林;城市公園;植物群落;生態(tài)結構;南暖溫帶
城市公園作為當代城市的綠色之肺,在現代城市生活中發(fā)揮著重要的作用。它在為人們提供休憩娛樂場所的同時,還能凈化空氣,減少汽車尾氣、噪音等不良影響,供游人欣賞的同時又帶來巨大的效益。植物群落作為公園綠化建設的主要內容之一,應從符合生態(tài)城市公園建設的要求,從參與者角度出發(fā),創(chuàng)造植物群落優(yōu)化模式,使參與者不僅得到視覺上的滿足,而更能在精神層面與城市公園設計的本意達到一致。構建科學合理、生態(tài)的群落結構是城市公園穩(wěn)定健康發(fā)展的基礎,對建設生態(tài)城市及城市的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
本研究以青島和徐州兩個城市為研究區(qū)域,對兩地主要公園60個典型的植物群落進行調查,對其物種組成、群落結構、多樣性等進行分析研究,提出群落植物配置方式及合理性,為生態(tài)的植物群落構建提供參考。
1.1 研究對象
山東省青島市、江蘇省徐州市同處于我國南暖溫帶濕潤、半濕潤區(qū)域,地勢均為西高東低,屬暖溫帶南部落葉櫟林亞地帶。該區(qū)域夏季炎熱多雨,冬季寒冷少雪,以晴日為主,-2℃≤最冷月均溫<0℃,年均降水量≥500 mm,最暖月均溫≥18℃,地帶性植被均以落葉闊葉林為主[1~2]。青島市(119°30′~121°00′ E,35°35′~37°09′ N)位于黃海西岸,山東半島南部,空氣濕潤,降水適中,雨熱同期,以落葉闊葉林為主,建成區(qū)綠化覆蓋率為44.7%,人均公園綠地面積14.6 m2;徐州市(116°22′~118°40′ E、33°43′~34°58′ N)地處江蘇西北部、華北平原東南部,四季分明,光照充足,雨量適中、雨熱同期,建成區(qū)綠化覆蓋率為43%,人均公園綠地面積17 m2[3~4]。
本研究選取調查了青島市與徐州市不同年代、不同地理位置、不同功能類型和大小的城市公園,包括青島市的百花苑、中山公園、棧橋公園、魯迅公園、青島水族館、櫸林公園、小青島公園、八大關綠地、青島山公園、李滄文化公園、唐島灣濱海公園;徐州市的云龍公園、湖濱公園、快哉亭公園、奎山公園、彭祖園、東坡養(yǎng)生廣場、珠山公園,各類群落共計60個,其中青島市30個,徐州市30個,基本反映各自城市公園植物群落概況。
1.2 研究方法
群落調查時,詳細記錄每個樣地的公園名稱、群落位置、時間、天氣、生境條件和樣地面積,群落中植物種類、數量、高度、冠幅、胸徑、生長勢、病蟲害情況,同時繪制群落平面圖,多角度拍攝群落照片。喬木層和灌木層植物以是否有明顯主干區(qū)分。
2.1 物種組成
2.1.1 科、屬、分布型 調查顯示,青島市的30個群落中共有種子植物133種(包括種以下級別),隸屬46 科87屬,其中鄉(xiāng)土樹種63種,占總樹種數的47.37%。薔薇科11屬20種、木犀科6屬10種、豆科6屬7種、忍冬科6屬6種、松科4屬8種、柏科2屬8種,主要以世界分布和溫帶性科為主。薔薇科、木犀科、松科、柏科、豆科、忍冬科、槭樹科7個科占科總數的15.22%,共有植物65種,占種總數的50.98%。出現頻度最高的喬木依次為黑松(Pinus thunbergii)、雪松(Cedrus deodara)、樸樹(Celtis sinensis),數量最多的依次為黑松、刺槐(Robinia pseudoacacia)、樸樹;灌木頻度最高的依次為大葉黃楊(Buxus megistophylla)、紫葉小檗(Berberis thunbergii cv. atropurpurea)、連翹(Forsythia suspensa)。
徐州市的30個群落中共有種子植物153種(包括種以下級別),隸屬60科112屬,其中鄉(xiāng)土樹種64種,占總樹種數的41.83%。徐州調查園林植物主要分布在薔薇科15屬25種、木犀科7屬11種、豆科5屬6種、禾本科4屬5種、百合科4屬5種、忍冬科3屬5種、槭樹科2屬5種,主要以世界分布和溫帶性科為主。薔薇科、木犀科、豆科、禾本科、百合科、忍冬科、槭樹科7個科占科總數的11.67%,共有植物62種,占種總數的40.52%。出現頻度最高的喬木依次為女貞(Ligustrum lu cidum)、木犀(Osmanthus f ragrans)、雞爪槭(Acer palmatum var. palmatum),數量最多的依次為木犀、雞爪槭、女貞;灌木頻度最高的依次為紅葉石楠(Photinia×fraseri)、海桐(Pittosporum tobira)、紅花檵木(Loropetalum chinense var. rubrum)。
同處南暖溫帶的青島與徐州主要科均有薔薇科、木犀科、豆科、忍冬科、槭樹科,其中薔薇科作為北半球溫帶分布最廣的科,優(yōu)勢明顯,在兩地均超過了20種。說明兩城市都較為重視利用本土園林植物,鄉(xiāng)土植物比例也較為相似,均在45%以上,對引種馴化也較為重視,徐州較青島高了約3%,這與青島曾為殖民地也有一定關系,當時在青島引進了大量的植物,經長期馴化已適應當地條件并廣泛栽植。兩城市溫帶性科優(yōu)勢明顯,主要與兩地均處南暖溫帶地區(qū)有關,熱帶、亞熱帶成分較為豐富,反映了該區(qū)系的過渡性特點[5],主要是因為兩地處南暖溫帶向北亞熱帶過渡區(qū)。
2.1.2 重要值分析 在一個群落中,個體數量大、投影蓋度大、體積大、生物量高且生活能力強的個體,對其結構和群落環(huán)境起主要作用的植物是優(yōu)勢種。重要值表示某個種在整個群落中的地位和作用的綜合數量指標,最早是美國的J. T. Curtis和R. P. McIntosh(1951)在威斯康新州研究森林群落時使用的,多用在自然植物群落中[6]。綜合考慮城市植物群落特點,本研究以相對頻度(物種出現的樣方數與總樣方數的百分比)、相對高度(樹種高度之和與樣方面積百分比)和相對冠幅(樹種冠幅之和與樣方面積百分比)來計算重要值(相對頻度+相對高度+相對冠幅)。
青島喬木樹種重要值排序前十位為:黑松(74.890)>雪松(49.374)>樸樹(40.480)>龍柏(Sabina chinensis cv. Kaizuca)(32.089)>東京櫻花(Cerasus yedoensis)(27.748)>水杉(Metasequoia glyptostroboides)(26.235)>垂柳(Salix babylonica)(25.533)>日本晚櫻(C. serrulata var. lannesiana)(24.986)>紫薇(Lagerstroemia indica)(21.041)>刺槐(20.992),重要值大于20的就這10種;徐州喬木樹種重要值排序前十位為:女貞(67.513)>木犀(49.058)>雞爪槭(46.562)>石楠(Ph. serrulata)(39.956)>樟(Cinnamomum camphora)(32.591)>樸樹(22.505)>毛白楊(Populus tomentosa)(20.395)>水杉(19.545)>紫葉李(Prunus cerasifera f. atropurpurea)(18.292)>繡球莢蒾(Viburnum macrocephalum)(17.240),重要值大于20的只有7種。青島、徐州重要值最高的兩種樹種均為常綠樹種。樸樹是兩地重要值均較高的樹種。青島重要值較高喬木,以鄉(xiāng)土、落葉樹種為主,最高的黑松和雪松雖為外來引種樹種,但在青島市栽培已久,已適應當地氣候環(huán)境生長良好,黑松為著名的海岸綠化樹種,具有較為明顯的地帶性特征,雪松是從日本引進的常綠針葉喬木,也是青島市的市樹。重要值最高的落葉樹種為樸樹。徐州外來、落葉樹種比例略高,最高的女貞和木犀也是外來引種樹種,雞爪槭是重要值最高的落葉樹種,其市樹銀杏重要值為14.386,應用頻率較低。
青島灌木樹種重要值前十位為:大葉黃楊(55.451)>連翹(44.607)>紫葉小檗(44.277)>紅葉石楠(35.103)>匍地龍柏(S. chinensis cv. Kaizuca Procumbens)(34.442)>海桐(27.249)>山茶(Camellia japonica)(27.160)>金葉女貞(L. vicaryi)(23.998)>火棘(Pyracantha fortuneana)>龜甲冬青(Ilex crenata ‘Convexa’)(20.228),重要值大于20的有10種;徐州灌木樹種重要值前十位為:紅葉石楠(101.121)>海桐(80.658)>紅花檵木(75.543)>金邊黃楊(Euonymus japonicus var. aurea-marginatus)(48.584)>小葉女貞(L. quihoui)(48.371)>金森女貞(Ligustrum japonicum ‘Howardii’)(46.823)>花葉青木(Aucuba japonica var. variegata)(38.778)>八角金盤(Fatsia japonica)(38.295)>連翹(35.172)>大葉黃楊(31.522),重要值大于20的有12種,占據了下層主導地位。連翹、大葉黃楊和紅葉石楠在兩地重要值均較高,青島、徐州重要值較高灌木樹種以外來、常綠樹種為主,重要值最高的落葉灌木分別為連翹和小葉女貞。
2.1.3 多樣性分析 物種多樣性通常從兩方面來衡量:種的數目或豐富度;種的均勻度[7]。常用的群落內生物多樣性指數即:
式中,S為群落中物種數目,種i的個體數占群落中總個體數的比例為Pi(Pi=ni/N,ni為第i個種的個體數,N為群落中所有種的個體數)。
根據以上公式,對青島和徐州的群落物種相關指數進行計算,結果見表1。從表1中可看出,青島市植物群落多樣性指數、均勻度指數為喬木層>灌木層,但較為相近,上層和中層豐富度差異不大;徐州市植物群落多樣性指數、均勻度指數為灌木層>喬木層,灌木層豐富度略高于喬木層。徐州市較青島市喬木層樹種更加豐富,均勻度也更高,灌木層則為青島市更加豐富,均勻度也更高,多樣性指數與均勻度指數呈正相關。城市園林植物群落中的喬木、灌木大多是人工栽培的,人為配置其種類和數量,因此配置均較為均勻[8]。
表1 青島、徐州城市公園物種多樣性比較Table 1 Species diversities of urban parks in Qingdao and Xuzhou
2.2 群落結構
2.2.1 水平結構 群落的水平結構指群落在水平空間上的配置狀況和格局,基本可以劃分為兩大類型:純林式群落和混交式群落[9]。純林式群落以單一樹種構建植物群落,混交式群落喬木層以兩種或兩種以上樹種構建。在調查的青島市30個植物群落中,多以混交式群落為主,共有28個,純林式群落僅2個。純林式群落出現在棧橋公園和魯迅公園內,均以黑松為單一喬木成片栽植的濱水公園,植物群落物種多樣性較低,但形成了較有濱海特色的植物景觀?;旖皇饺郝浞植加谡{查的各公園綠地和附屬綠地中。徐州30個植物群落全為混交式群落。
2.2.2 垂直結構 從表2可以看出,青島市植物群落中,喬木種類最多,灌木次之,喬灌木比例為1∶0.903 2,草本、藤本種類較少,許多群落土壤裸露,無植被覆蓋,草本植物在青島市城市園林植物群落設計中還有很大發(fā)展?jié)摿Γ恍熘菔兄参锶郝渲?,喬木種類最多,灌木次之,喬灌木比例為1:0.838 7,草本最少,但相比青島豐富了很多,達到了31種,使得下層植物景觀更加豐富。
表2 青島、徐州城市園林植物群落生活型統(tǒng)計Table 2 Life forms of plant communities in urban parks of Qingdao and Xuzhou
2.3 空間布局
根據青島與徐州調查的實際情況,植物群落可分為半開敞空間、開敞空間、封閉空間和覆蓋空間4種,其中覆蓋空間與其他三種空間類型相結合,構成了更加豐富的空間類型。半開敞空間有部分視線被植物阻擋,借助園路、建筑、地形、景石、溪流,與植物結合,層次感強,體驗性豐富;開敞空間則視線通透,外向;封閉空間邊緣用植物材料圍合,視線不通透,視距短,內向;覆蓋空間通過樹冠大、分支點高的植物來營造冠下空間,有一定的隱蔽性和私密性。其中覆蓋空間與其他三種空間類型相結合,構成了更加豐富的空間類型。青島市30個調查群落中,開敞空間4個(其中開敞覆蓋空間2個)、半開敞空間20個(其中半開敞覆蓋空間9個)、封閉空間6個(其中封閉覆蓋空間3個)。徐州30個調查群落中,開敞空間4個、半開敞空間23個(其中半開敞覆蓋空間7個)、封閉空間3個(其中封閉覆蓋空間1個)。半開敞空間因其層次豐富、能夠為人們提供游憩活動空間,同時具有一定的私密性,在青島與徐州城市園林中運用最多。調查中半開敞空間主要有兩種類型,一種是空間的一面植物層次多、較為密集,阻擋視線,在空間的另一面為水面或草坪,形成了單方向的開敞;另一種是空間的四周較為均勻的分布了植物,實現部分被阻擋,人可以通過稀疏的枝葉看到遠方。覆蓋空間在青島與徐州城市園林中也運用較多,其形成的林下空間為人們提供了行走與活動空間,夏季也具有非常好的遮蔭效果[10]。
2.4 季相變化
2.4.1 常綠落葉、針闊葉比 青島和徐州的公園綠化樹種均以落葉樹種為主,常綠樹種在冬季常常成為北方地區(qū)的焦點,落葉樹種在不同的季節(jié)呈現出不同的姿態(tài),有較為明顯的四季差異,景觀效果更加豐富妙趣。春夏植物枝葉茂盛,枝條交織成網,葉片相互重疊,空間圍合感也較強,秋冬落葉,枝條葉子稀疏,視線穿透性增強,空間圍合感也減弱。青島調查群落中常綠樹種與落葉樹種比為1∶1.509 8,落葉樹種占57.89%,高于常綠樹種,闊葉與針葉樹種比為1∶0.156 5。徐州調查群落中常綠樹種與落葉樹種比為1∶1.301 6,落葉樹種占53.59%,略高于常綠樹種,闊葉與針葉樹種比為1∶0.069 9。
2.4.2 群落類型 青島、徐州運用較多的群落類型有針闊混交型和常綠落葉闊葉混交型,在青島所調研的30個群落中,有針闊混交型24個,常綠針葉型4個,落葉闊葉型2個。其中針闊混交型比例最高,達到了80%,以雪松、黑松、龍柏為代表的針葉樹種和以樸樹、刺槐為主的闊葉樹種組成。東京櫻花、日本晚櫻、垂柳等也在群落構成中起到了重要的作用。針闊混交型群落林冠線更加起伏而有變化,季相效果豐富多變。比例最少的落葉闊葉型群落在植物落葉后,景觀效果較為單調,主要以觀賞其枝干為主。徐州30個群落中,常綠落葉闊葉混交型17個,針闊混交型12個,常綠針葉型1個。其中常綠落葉闊葉型比例最高,達到了57%,以木犀、女貞、石楠、樟為代表的常綠闊葉樹種和以雞爪槭、樸樹為主的落葉闊葉樹種組成。蠟梅(Chimonanthus praecox)、紫葉李、旱柳(Salix matsudana)、繡球莢蒾等也在群落構成中起到了重要作用。比例最少的常綠針葉型群落,一年四季景觀無變化,較為單一。
3.1 青島市典型群落案例分析
青島中山公園玉蘭大草坪區(qū)域(圖 1),面積較大,有一定的地形變化,南部地勢較高,北部較低,開闊而有氣勢。該群落面積2 303 m2,為一個純植物的空間,共有植物23種,為針闊混交型群落,植物種類較為豐富,物種多樣性較高,但灌木草本應用較少,草坪面積較大,在節(jié)約度方面欠佳。常綠落葉樹種比為 1∶1.75,針葉闊葉樹種比為1∶2.29,喬灌草樹種比為1∶0.47∶0.07,鄉(xiāng)土樹種百分比為39.1%,耐旱性樹種百分比為52.2%。樹木高度與草坪寬度之比約為1∶6,顯得遼闊而有氣勢。路南側草坪的中心部分沒有樹木的栽植,形成了一個較為完整而整潔的空間,地形微微向南傾斜增高,南側樹木的立面形成了一個綠色屏障,冠幅較大,分支點高,形成覆蓋式空間,配以花灌木,不同季節(jié)呈現不同的色彩。春季木蘭科植物花大潔白或紫紅,可賞性高,紫葉李、鄒皮木瓜(Chaenomeles speciosa)也花開繁茂;夏季黃刺玫(Rosa xanthina)開黃花,樸樹、櫸樹(Zelkova serrata)和榔榆(Ulmus p arvifolia)等枝繁葉茂、冠幅大,遮蔭效果好,適宜短暫避暑;秋季櫸樹、榔榆、水杉葉色變褐紅,樸樹葉色變黃;冬季黑松、雪松、龍柏、圓柏(S. chinensis)和匍地龍柏蒼翠欲滴,四季景觀較好。樣地南側邊緣種植了多種木蘭科植物,如玉蘭(Magnolia denudata)、紫玉蘭(M. liliflora)、二喬玉蘭(M. soulangeana)和望春玉蘭(M. biondii),玉蘭花大,與空曠的草坪相宜得當,不顯突兀。路北側草坪中心形成一處特色景觀,以當地應用頻率最高、濱海特色鮮明的黑松與景石的結合,營造青島特色鮮明的山海景觀。
圖1 青島中山公園植物群落平面圖Figure 1 Plan of plant communities in Qingdao Zhongshan Park
3.2 徐州典型群落案例分析
該樣地(圖2)位于徐州彭祖園建筑旁濱湖綠地,南側臨湖,面積160 m2,共有植物17種,為常綠落葉闊葉混交型。常綠落葉樹種比為1:0.7,喬灌草樹種比為1:1.14:0.29,鄉(xiāng)土樹種百分比為64.7%,耐旱性樹種百分比為52.9%。群落的長勢良好,樹冠豐滿,基本無病蟲害,物種多樣性高,植物之間生境和諧程度也較好,生態(tài)性、經濟性均較高。群落的生長狀況優(yōu)良,球形灌木修剪整齊,散置玲瓏剔透的太湖石,古典韻味濃厚,植物造景較為精致。群落鄉(xiāng)土樹種及耐旱樹種比例較高,喬灌木覆蓋度高,節(jié)約度好。群落以小喬木-灌木-草本為配置模式,層次豐富,群落穩(wěn)定性高。色葉樹種有雞爪槭、三角槭(Acer buergerianum)、紅花檵木,開花植物較多,春季的紅花檵木、連翹、杜鵑(Rhododendron simsii)、海桐,夏季的紫薇、石榴(Punica granatum),秋季的木犀,冬季有紅色果子的枸骨(I. cornuta),色彩豐富,四季有花可觀,極大地豐富了群落的景觀風貌。游人在亭中休憩,可觀賞西側植物群落,從對岸觀賞,該群落又成為亭子的背景,群落面積不大,卻展現出蓬勃生機。
圖2 徐州彭祖園植物群落平面圖Figure 2 Plan of plant communities in Xuzhou Pengzu Park
本文以景觀生態(tài)學、景觀設計理論、植物規(guī)劃設計理論和植物群落設計理論,結合青島、徐州二地南暖溫帶植物分布特點,選擇兩個城市中發(fā)展較為成熟的18個城市公園,共計60個植物群落為研究對象,進行調查分析。結果表明,青島、徐州城市公園植物群落類型均較多樣,物種豐富度較高,都以落葉樹種為主,具有較為明顯的四季季相差異,但重要值最高的均為常綠樹種。兩地善于運用鄉(xiāng)土樹種,其所占比例均超過45%。溫帶性科優(yōu)勢明顯,熱帶、亞熱帶成分較為豐富,反映了該區(qū)系的過渡性特點,主要與兩地均處南暖溫帶地區(qū)有關,其中薔薇科作為北半球溫帶分布最廣的科,在兩地均超過20種,優(yōu)勢明顯。其它應用較多的還有木犀科、豆科、忍冬科和槭樹科等。青島植物群落喬木層豐富于灌木層,但差異不大,徐州為灌木層豐富度高于喬木層,青島草本植物運用較少,在設計上還具有較大的發(fā)展?jié)摿?,應加大草本植物的使用,豐富地被層景觀的多樣性。青島、徐州群落可分為針闊混交型、常綠針葉型、落葉闊葉型、常綠落葉闊葉混交型,青島以針闊混交型為主,徐州以常綠落葉闊葉混交型為主,兩地群落垂直結構基本是以喬-灌-草型為主的復合群落,層次豐富,群落更加穩(wěn)定??臻g上,兩地均以半開敞空間為主,覆蓋空間的運用也較多。
城市公園植物群落的構建,要以當地的氣候、土壤、植被特征及城市建設的狀況為基礎,結合當地的歷史文化及經濟基礎,合理利用喬木、灌木、草本、以及藤本、竹類植物構建科學的植物群落。鄉(xiāng)土植物和耐旱性植物是城市公園植物群落的首選,它對當地的環(huán)境具有很強的適應性,并且運輸成本低、病蟲害少、對水資源的需求也少,并能展現當地特色。其次,構建復層植物群落比單一層次的植物群落更加易于生存,景觀效果更佳。提高群落物種豐富度,使植物群落本身趨于穩(wěn)定,自己完成群落內部的相互補給。城市公園植物群落的管理,要從群落設計與群落結構入手,合理生態(tài)的公園植物群落為公園的管理減少了成本與工作。
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Study on Plant Community Structure in Urban Parks in Qingdao and Xuzhou
WU Guang-hong1, JING Jing1,WU Shuang-yue1, DENG Meng-chu1,YU Li-xia1,LAI Yi-nan2,CHEN Bo2
(1. Hangzhou Landscaping Incorporated, Hangzhou 310020, China; 2. Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)
Investigations were implemented on 60 plant communities of 18 urban cities in Qingdao of Shandong province and Xuzhou of Jiangsu province both in the southern warm temperate zone. Studies on species composition and community structure, spatial distribution and seasonal aspects demonstrated that there were many community types with rich species diversity and seasonal aspects, dominated by deciduous species, but the highest importance value was evergreen species. Indigenous tree species in surveyed communities occupied more than 45%. Species richness index of arbor layer in Qingdao was a little higher than that of shrub layer, but that in Xuzhou was the opposite. Community lives in Qingdao were dominated by mixed forest of coniferous and broad leaf, while that in Xuzhou by mixed forest of evergreen and deciduous broad leaf. Spatial distribution was arbor-shrub-herb in the two cities.
landscape architecture; urban park; plant community; structure
S718.54+2;S731.2
:A
1001-3776(2016)03-0036-07
2016-02-08;
2016-03-28
浙江省自然科學基金(LY12E08023)
吳光洪(1967-),男,浙江杭州人,高級工程師,從事植物群落生態(tài)、園林工程施工工作。