劉潤華 王升正

摘 要： 環(huán)城景觀林帶作為武漢環(huán)城森林生態(tài)工程的主要成果，是武漢市城市森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。通過樣地調(diào)查方法，分析了武漢市環(huán)城林帶主要林分的生物多樣性，結(jié)果表明林帶樹種較少，喬木多樣性非常單一，林下灌木、草本生物多樣性單一，有些樣地?zé)o任何草本植物，武漢市環(huán)城林帶生物多樣性水平總體較低。建議對現(xiàn)有林分應(yīng)開展林分質(zhì)量改造，促進(jìn)林下灌草層的生長，提高林帶生物多樣性。

關(guān)鍵詞： 武漢市;環(huán)城林帶;生物多樣性

中圖分類號：S731.2?? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?? 文章編號：1004-3020（2021）01-0052-04

環(huán)城林帶通常指通過政策或立法方式，在城市周邊地區(qū)建設(shè)一定規(guī)模、連續(xù)或基本連續(xù)的、永久性的綠色開放空間，也稱為環(huán)城綠帶[1]。環(huán)城林帶是城市森林的一個特殊種類，不僅具有涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、保持水土、凈化空氣等一般森林生態(tài)服務(wù)功能，還具有高速路段的隔音、降噪、構(gòu)建城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)廊道、控制城市無序擴張等多種特殊作用。我國北京、上海、貴陽、西安等城市相繼開展了環(huán)城林帶建設(shè)應(yīng)用[2-4]，武漢市于2002年啟動了環(huán)城高速兩側(cè)各100 m的森林生態(tài)工程的建設(shè)，建成了188 km外環(huán)生態(tài)風(fēng)景林帶。由于武漢市環(huán)城林帶建設(shè)初期本著“先快速綠起來”的原則，以及長期以來的“重造輕管”，林帶的后期生長、群落穩(wěn)定性、景觀效果等存在不確定性[5]。為開展環(huán)城林帶質(zhì)量評估，為后期林帶質(zhì)量提升提供依據(jù)，作者采用樣地調(diào)查方法，對武漢市環(huán)城林帶喬木物種多樣性、灌木物種多樣性和草本物種多樣性進(jìn)行了研究。

1 研究區(qū)概況

武漢市位于湖北省東部、長江與漢水交匯處，地理位置為北緯29°58′～31°22′，東經(jīng)113°41′～115°05′。武漢市地貌屬鄂東南丘陵經(jīng)漢江平原東緣向大別山南麓低山丘陵過渡地區(qū)，全市低山、丘陵、壟崗平原與平坦平原的面積分別占土地總面積的5.8%、12.3%、42.6%和39.3%，海拔高度在19.2～873.7 m之間，大部分在50 m以下。武漢市屬北亞熱帶季風(fēng)性（濕潤）氣候，武漢年平均氣溫15.8～17.5 ℃，年降水量1 150～1 450 mm。環(huán)城林帶建設(shè)區(qū)域?qū)贇埱鹦院雍_積平原，大多數(shù)地段為農(nóng)田和旱地，農(nóng)田土壤類型為水稻土和潮土;旱地和崗地土壤多為紅壤和黃紅壤;丘陵地區(qū)一般為黃棕壤，局部有黃紅壤分布。

武漢環(huán)城林帶于2002年開始建設(shè)，2005年完工，主要是沿武漢市188 km外環(huán)高速公路兩側(cè)各建設(shè)100 m寬的生態(tài)公益林綠化帶，并與綠帶附近的12處森林公園、林場風(fēng)景林及歷史人文景觀（遺址）“一線穿珠”，形成集生態(tài)、旅游、觀光、休閑和綠色產(chǎn)業(yè)等多功能于一體的環(huán)城綠色屏障。工程設(shè)計新造林面積0.29萬hm2，加上與綠帶相連的風(fēng)景林改造0.11萬hm2，合計建設(shè)森林綠地面積0.39萬hm2。樹種主要包括香樟Cinnamomum camphora、水杉Metasequoia glyptostroboides、杜英Elaeocarpus decipiens、復(fù)羽葉欒樹Koelreuteria? bipinnata等喬木樹種及紅葉石楠Photinia×fraseri、夾竹桃Nerium indicum等灌木樹種。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置

根據(jù)環(huán)城林帶的特點，每種林分類型分別設(shè)置6塊標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測樣地，其中擬撫育樣地3塊，對照樣地3塊，每類監(jiān)測樣地設(shè)置具體為鄰近林帶外側(cè)（靠近高速環(huán)路一側(cè)）1塊，林中1塊，林帶內(nèi)側(cè)（靠近農(nóng)田或居民區(qū)一側(cè)）1塊。標(biāo)準(zhǔn)樣地面積為20 m×20 m，樣地不跨河流、道路或伐開的調(diào)查線。主要調(diào)查林地樣地基本情況見表1。

2.2 調(diào)查方法

林下植被調(diào)查采用樣方調(diào)查法。在每塊20 m×20 m的樣地內(nèi)胸徑大于1 cm的林木（記為喬木層）進(jìn)行每木調(diào)查，記錄其種名、胸徑、樹高等。在每塊樣地內(nèi)沿對角線的兩個角落和中心分別設(shè)置3塊2 m×2 m的灌木樣方，在灌木樣方內(nèi)再設(shè)置1 m×1 m的草本樣方，調(diào)查樣方內(nèi)灌木層（包括胸徑小于1 cm的木本植物和層外藤本植物，便于統(tǒng)計分析，將藤本植物納入灌木層）和草本層植物的種類、個體數(shù)、高度和覆蓋度等。

2.3 數(shù)據(jù)分析

采用重要值分析群落結(jié)構(gòu)，重要值為相對頻度、相對密度和相對優(yōu)勢度3者之和。

灌木草本相對重要值=相對密度+相對蓋度+相對頻度

喬木的相對重要值=相對密度+相對顯著度+相對頻度

其中：

相對密度=（某個物種的株數(shù)/所有物種的總株數(shù)）×100%

相對蓋度=（某個物種的蓋度/所有物種的蓋度）×100%

相對顯著度=（某個物種的斷面積/所有物種的斷面積）×100%

相對頻度=（某個物種的頻度/所有物種的總頻度）×100%

頻度：指任一個樣方中出現(xiàn)某物種的可能性。密度：指單位面積內(nèi)植物個體數(shù)量。

種的頻率=含有某種的樣方總的樣方×100%

采用物種豐富度（樣方內(nèi)物種總數(shù)）、Shannon-Wiener指數(shù)（H）、Simpson優(yōu)勢度指數(shù)（D）和Pielou均勻度指數(shù)（E）對林下灌木層和草本層物種多樣性進(jìn)行定量分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 欒樹林分樣地

（1）喬木層：樣地內(nèi)喬木層僅有欒樹一個樹種，此處不計算喬木層的物種多樣性。

（2）灌木層：欒樹林分灌木層各樣地物種相對重要值情況見表2，物種多樣性情況見表3。

（3）草本層：目前該樣地內(nèi)草本層未調(diào)查到草本物種。

在欒樹林中，各樣地喬木層皆僅有欒樹一個樹種，物種多樣性十分單一。在林下灌層，各樣地均以欒樹幼樹幼苗為主要物種，重要值在157～271之間;此外存在少量桑樹（重要值21～55）和構(gòu)樹（重要值19～53）的幼樹幼苗。僅在L4樣地出現(xiàn)極少數(shù)垂序商陸，重要值為31。灌木層物種豐富度在2～3之間，Shannon-Wiener指數(shù)在0.05～0.32之間，Pielou均勻度指數(shù)在0.08～0.29之間，Simpson優(yōu)勢度指數(shù)在0.02～0.15之間。各個樣地內(nèi)林下無任何草本物種。

3.2 水杉林分樣地

（1）喬木層：樣地內(nèi)喬木層僅有水杉一個樹種，此處不計算喬木層物種多樣性。

（2）灌木層：樣地S1、S3、S6無灌木物種，樣地S2、S4、S5僅有一種灌木，此處不計算喬木層物種多樣性。

（3）草本層：水杉林草本層各樣地物種相對重要值情況見表4，物種多樣性情況見表5。

在水杉林中，各樣地喬木層皆僅有水杉一個樹種，物種多樣性十分單一。各樣地林下灌層中僅有一種灌木或無灌木出現(xiàn)，灌層物種多樣性十分單一。在林下草本層中，劍葉鳳尾蕨、沿階草和絞股藍(lán)的數(shù)量最多，重要值分別為55～127、30～72、25～62;還有較多的毛蕨和栝樓，重要值分別為181～195、105～142;此外還少量分布極不均勻的草本，如苧麻、天胡荽、蛇莓等。草本層物種豐富度在2～6之間，Shannon-Wiener指數(shù)在0.56～1.67之間，Pielou均勻度指數(shù)在0.73～0.93之間，Simpson優(yōu)勢度指數(shù)在0.37～0.79之間。各個樣地內(nèi)林下無任何草本物種。

3.3 樟樹林分樣地

（1）喬木層：樟樹林喬木層各樣地物種相對重要值情況見表6，物種多樣性情況見表7。

（2）灌木層

樟樹林灌木層各樣地物種相對重要值情況見表8，物種多樣性情況見表9。

（3）草本層：樟樹林草本層數(shù)據(jù)部分樣地數(shù)據(jù)有缺失，僅Z6樣地數(shù)據(jù)完整，物種相對重要值和物種多樣性情況分別見表10和表11。

在樟樹林中，除樟樹（重要值為214～269）占絕對主體地位以外，還伴生有少量杜英、女貞、構(gòu)樹、欒樹和楝樹，重要值分別在6～59、11～58、9～28、4～6和9。喬木層物種豐富度在2～6之間，Shannon-Wiener指數(shù)在0.46～1.03之間，Pielou均勻度指數(shù)在0.44～0.71之間，Simpson優(yōu)勢度指數(shù)在0.23～0.54之間。在林下灌層中，分布有較多杜英、構(gòu)樹、女貞、樸樹和欒樹的幼樹幼苗，重要值分別為34～173、22～113、24～116、18～58和19～136;此外還存有海桐、花椒、絡(luò)石、衛(wèi)矛等植被。灌層物種豐富度在4～7之間，Shannon-Wiener指數(shù)在0.98～1.72之間，Pielou均勻度指數(shù)在0.54～0.88之間，Simpson優(yōu)勢度指數(shù)在0.43～0.79之間。草本層中主要為沿階草和臭雞矢藤，物種豐富度為2，Shannon-Wiener指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和Simpson優(yōu)勢度分別為0.45、0.65和0.27。

4 結(jié)論與討論

（1）武漢市環(huán)城林帶林分樣地都是人工純林，喬木多樣性非常單一，林下灌木、草本生物多樣性單一，有些樣地?zé)o任何草本植物。同國內(nèi)其他環(huán)城林帶相比，武漢市環(huán)城林帶生物多樣性水平總體較低。

（2）我國很多城市環(huán)城林帶建設(shè)均已進(jìn)入成林養(yǎng)護(hù)管理階段，現(xiàn)有研究表明[6，7]，城市林帶的樹種單一，植物群落層次簡單，大多數(shù)群落都只有一個林冠層，生物多樣性較低，灌木與草本植物稀少。結(jié)合本文研究，建議環(huán)城林帶建設(shè)應(yīng)盡量選擇具有一定觀賞性的鄉(xiāng)土樹種，考慮樹種的多樣性和喬灌草配置，合理配置初植密度，營造混交林。對現(xiàn)有林分應(yīng)開展林分質(zhì)量改造，促進(jìn)林下灌草層的生長，提高林帶生物多樣性。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：唐 嵐）