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霍尔果斯市城市绿地植物物种多样性调查研究

范文

潘美言朱军仝伯凯晏静马佳文朱晓宇

摘? ? 要：本研究采用典型抽样法对霍尔果斯城市绿地（公园绿地、附属绿地和道路绿地）植物进行实地调查，计算物种重要值、丰富度（S）、优势度指数（C）、Shannon-Wiener和Simpson多样性指数及Pielou均匀度指数，分析霍尔果斯城市绿地的植物物种多样性。结果表明，霍尔果斯市三类城市绿地维管束植物共计33科68属95种，占城市园林绿化植物的62.1%;三类城市绿地物种多样性指数（Shannon-Wiener和Simpson）、Pielou均匀度指数及公园绿地的物种丰富度均为乔木层>灌木层>草本层，而附属绿地和道路绿地物种丰富度分别表现为草本层>乔木层>灌木层，草本层>灌木层>乔木层，植物优势度指数在公园绿地和附属绿地均表现为灌木层>草本层>乔木层，而在道路绿地则表现为灌木层>乔木层>草本层。根据调研结果，本文确定了霍尔果斯城市绿地的基调树种和骨干树种，并提出需加强市域范围内野生植物的开发和利用，以及建立健全霍尔果斯市植物多样性保护体系方面的建议。

关键词：植物多样性;城市绿地;植物调查;霍尔果斯市

中图分类号：S731.2? ? ? ? ? 文献标识码：A? ? ? ? ? DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.12.017

Abstract： The experiment was conducted to study the urban green land in Horgos with typical sampling method， the vegetation of park green space， attached green space and road green space were investigated， species important value， richness（S）， dominance index （C）， Shannon-wiener and Simpson diversity index， and Pielou evenness index were calculated， and the plant species diversity of urban green land in Horgos was analyzed. The results showed that there were 33 families， 68 genera and 95 species of vascular plants in the three green spaces， which occupied 62.1% of urban space greening plants. In different layer， the species diversity indices （Shannon-Wiener and Simpson）， Pielou evenness index of the three green spaces， and species richness of the park green space all represented as tree layer> shrub layer> herb layer; the species richness of accessory green space and road green space was shown as herb layer> tree layer > shrub layer， herb layer > shrub layer >tree layer， respectively; the plant dominance index showed as shrub layer> herb layer > tree layer in park green space and subsidiary green space， while that of road green space showed as shrub layer>tree layer >herb layer. According to the investigation results， the paper identified the key tree species and the backbone tree species of Horgos urban green space， and put forward the suggestions to strengthen the development and utilization of wild plants in the urban area， as well as the establishment and improvement of the plant diversity protection system in Horgos.

Key words： plant diversity; urban green space; plant investigation; Horgos city

城市綠地是指以植物为主要存在形态，用于改善城市形态、保护环境，为居民提供游憩场地和美化城市的一种城市用地[1]。植物多样性是以植物为主体，由植物、植物与环境形成的复合体及与此相关生态过程的总和[2]，城市绿地植物多样性是丰富城市景观、改善城市生态环境，促进城市经济、社会和环境可持续发展的基础[3]，也是城市绿地生态系统良性发展的需要。随着城市化进程的加速，越来越多的人们涌入城市，导致城市环境受到严重破坏。党的十九大报告指出，到2020年，坚决打好污染防治攻坚战;到2035年，生态环境根本好转，美丽中国目标基本实现;到21世纪中叶，把我国建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国，并将“建设美丽中国”提升到人类命运共同体理念的高度。建设部2016年印发的《国家园林城市标准》[2016]235号规定，必须完成植物多样性保护规划的编制。

Kessler[4]提出植物多样性维护自然界的生态平衡，科学实验证明，物种种类越丰富，它的创造潜力越大。植物在维持生态平衡和物质循环中发挥着至关重要的作用，而植物多样性又是生态系统功能提升和可持续发展的基础，现如今植物多样性水平已然成为生态环境衡量和规划的关键标志[5]。

本研究通过对霍尔果斯城市建成区范围内的植物种类、植物特征等进行实地调查，分别就霍尔果斯市城市绿地中具有代表性的三类绿地，分乔、灌、草层评价其物种多样性特征，从物种多样性角度对目前在各类绿地中存在的问题进行分析，并提出优化建议，从而丰富霍尔果斯城市绿地植物多样性，促进霍尔果斯城市绿地生态系统良性发展，以期为新疆其他城市植物多样性的保护规划提供参考，并为生态园林城市建设提供依据。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

霍尔果斯市位于新疆维吾尔自治区西部，隶属伊犁哈萨克自治州管辖，地跨东经80°11′～80°45′11″，北纬44°00′52″～44°50′，西部以霍尔果斯河为界与哈萨克斯坦国相邻，市域南北长92.2 km，东西宽45.5 km，总面积190 855 hm2。霍尔果斯市地形独特，可用“北山、南平、中丘陵”来概括其地理环境。北部为科古琴山，山脉走向呈近东西向，总体地势北高南低，南部山前较平坦，处于山前冲积、洪积平原之上，海拔在559～4 010 m之间。市域范围内还有发达的水系，属于伊犁河流域的伊犁河北山水系区，按海拔1 600 m以下汇流河口统计，境内产流河（沟）15条。其中，霍尔果斯河为中哈界河。受北天山和南天山的阻拦，气候具有温暖湿润的特点，年平均气温8.9～11 ℃，无霜期179 d，历年各月最大积雪深度30～40 cm，最大冻土深度为92 cm。该地区年平均降水量203.8 mm，蒸发量1 877.5 mm，极端最高气温39.7 ℃，极端最低气温-37.4 ℃，年日照在2 250～3 000 h。该地区春季盛行东北风，夏季盛行东风，秋冬两季以北风为主，属于典型的温带性气候。气候类型为大陆性干旱、半干旱气候，具有特色鲜明的自然资源。

1.2 研究方法

采用实地调查和典型样地调查的方法对霍尔果斯市建成区城市绿地进行调查研究，重点选取具有代表性的公园绿地（振兴街街头绿地、中心公园、中—哈国际旅游区滨河公园），附属绿地（人民法院、行政服务中心、丝路小学），道路绿地（亚欧路、建设路、神州路）作为调查对象。对选取的9个供试城市绿地中分别设立20 m×20 m的大样方3个、共27个，在每个大样方内以五点取样法设置5 m×5 m的中样方5个、共计135个，1 m×1 m的小样方5个、共计135个，大、中、小样方总计297个。各供试绿地类型样方总面积占不同绿地类型面积的70%以上，以期最大限度地体现9个供试绿地整体情况。对大样方进行乔木调查，调查内容包括：记录株高≥3 m乔木的种名、胸径、株高、冠幅（东西、南北）及生长状况。对中样方进行灌木调查，将株高<3 m的乔、灌木均归为灌木层，记录种名、株高、盖度、株数、生长状况及绿篱的密度、宽度、长度等。对小样方进行草本植物调查，调查草本植物的名称、盖度、株数及生长状况。

1.3 数据分析

将调查的原始数据按不同绿地类型，从乔、灌、草层3类进行整理，计算以下物种多样性指标：

2 结果与分析

2.1 霍尔果斯城市植被整体特征

本研究调查的9个样地共有维管束植物33科68属95种，其中木本植物55种，占总数的57.9%。木本植物中乔木34种，灌木27种（含木质藤本）;常绿树种7种，落叶树种48种。在乔木层中，圆冠榆、大叶白蜡、白榆、圆柏、黄金树、法桐、旱柳、新疆杨等的出现频度及丰富度较高;在灌木层中，女贞、风箱果、玫瑰、紫丁香、紫叶李、紫叶小檗、金叶女贞等的出现频度及丰富度较高;在草本层中，黑麥草、早熟禾、蒲公英、三叶草、萱草、车前、狗尾草、藜等的出现频度及丰富度较高。这些树种多为乡土树种或经过引种驯化适合当地栽培的良种。

从3个不同类型城市绿地乔、灌、草层优势种的集中程度（图1）及具体种类（表1）来看，乔木层物种优势度指数较低，灌木层优势度指数较高，个别树种存在应用较为普遍和集中的现象，如风箱果、女贞等常以绿篱形式种植，在各类绿地中有广泛应用;草本层优势度指数居中，有明显的优势种;3种绿地类型中，乔木层出现频率高、重要值较高的有圆冠榆、大叶白蜡、白榆、圆柏、黄金树、法桐、旱柳、新疆杨;灌木层中有女贞、风箱果、玫瑰、紫丁香、紫叶李、紫叶小檗、金叶女贞、铺地柏;草本层中有黑麦草、早熟禾、蒲公英、三叶草、萱草、车前、狗尾草、藜。

2.2 植物物种丰富度分析

植物物种丰富度是指某一区域内的物种个数，它是反映植物多样性最基本的指标。从图2可以看出，霍尔果斯市城市绿地乔木层物种丰富度普遍高于灌木层和草本层。乔木层和灌木层均表现为公园绿地>附属绿地>道路绿地;草本层表现为附属绿地>公园绿地>道路绿地，导致这种现象的原因为霍尔果斯市附属绿地植物配置多以人工草坪、花境、花带搭配雕塑、小品为主，且人工草坪疏于管理，有许多野生种草本植物，而公园绿地和道路绿地以乔、灌木为主，公园绿地人工草坪以栽培种为主，野生种在养护管理中常当作杂草有针对地去除，道路绿地草本植物多为野生种。因此，附属绿地的草本植物数量远高于公园绿地和道路绿地。

2.3 植物物种多样性指数分析

物种多样性指数是衡量群落稳定性和健康性的一个重要指标，物种多样性指数越低的植物群落，其抵抗外界环境压力的能力也越低[6]。植物物种多样性指标反映了植物群落中各植物种类的数量及各物种分布的均匀程度。一般情况下，群落的物种多样性指数常常与物种丰富度、物种均匀度指数反映出基本一致的趋势[7]，而与优势度呈负相关关系[8]。研究结果表明，霍尔果斯市城市绿地植物物种Simpson指数与植物物种Shannon-Wiener指数变化规律一致，均为乔木层>灌木层>草本层。在乔木层中，公园绿地>附属绿地>道路绿地;在灌木层中，道路绿地≥附属绿地>公园绿地;在草本层中，附属绿地>公园绿地>道路绿地（图3和图4）。乔木层物种组成结构最为复杂，生态功能地位明显，灌木次之。公园绿地乔木层的生态功能较好，灌木层较弱、稳定性相对较差，道路绿地则相反。这是因为霍尔果斯市城市公园绿地中乔木层为植物群落的主要层，灌木层多以花灌木点缀其中，密度小、株数少;而道路绿地中，植物配置时以标准段为单位进行重复，灌木层多以绿篱形式种植，密度大、株数多。

2.4 植物物种均匀度指数分析

物种均匀度是衡量各植物种类分布均匀程度的指标，与优势度指数呈负相关关系。从图5可以看出，霍尔果斯市城市绿地中物种Pielou指数整体上表现为乔木层>灌木层>草本层。乔木层中，道路绿地>附属绿地>公园绿地;灌木层中，道路绿地>附属绿地>公园绿地;草本层中，道路绿地>公园绿地>附属绿地。就乔、灌木层而言，霍尔果斯市城市公园绿地植物种植以自然式为主，物种均匀度低，而道路绿地植物种植以规则式为主，物种均匀度高。在草本层中，人工草坪大量应用于附属绿地，一些野生杂草在养护管理中常作杂草去除，物种分布不均匀，故而附属绿地的均匀度指数最低。

2.5 生产绿地与其他绿地植物多样性

霍尔果斯市城市绿地除了公园绿地、附属绿地、道路绿地外还有防护绿地、生产绿地和其他绿地。通过走访当地林业与草原局，生产绿地多为农民耕地，耕地面积7 340 hm2，草场面积78 626.67 hm2，可利用天然草场面积52 666.67 hm2。农作物主要为小麦、玉米、红花、薰衣草、棉花、花生、玉米、油葵等。特色经济林果总面积4 200 hm2，占耕地总面积57.2%，主要有苹果、桃、树上干杏、葡萄等。

3 结论与建议

3.1 结论和讨论

3.1.1 霍尔果斯城市绿地物种多样性总体特征经实际调查和查阅相关文献资料[9-15]，霍尔果斯市城市植物（包括野生、园林植物）共有76科442属873种，城市绿化中应用的有51科117属153种。调查区共计33科68属95种，占城市园林绿化植物的62.1%。霍尔果斯市的地理位置和气候条件导致城市绿地植物树种的选择相对较少，园林绿化植物多为乡土树种或经过引种驯化适应当地气候可栽培的良种。一些在城市园林绿化中表现优良的树种利用较少，例如观花的疏花蔷薇、千屈菜、薰衣草，观果的枸杞、桃叶卫矛，观叶的沙枣、胡杨、裂叶榆等。附属绿地和道路绿地乔灌层在树种选择上有很大提升空间，可以采用增加树种、多使用乡土树种，注重植物配置的多样性等做法，充分利用空间，构建多层次、复合型、多功能的植物群落，使城市绿地的生态效益最大化。

3.1.2 城市绿地基调树种与各绿地骨干树种的确定基调树种是指能充分体现地方特色并在城市绿化中普遍应用的树种，在各类绿地均要使用，能形成城市统一的基调。此树种突出特点是种类少，但使用数量大，多选1～4种。骨干树种是指根据不同功能类型的绿地，选用具有不同使用和景观价值的树种，并在不同的城市绿地类型中起骨干作用，一般由20～30种组成[16]。通过研究霍尔果斯市各绿地植物应用情况，同时兼顾景观效果，进行树种选择，最终确定城市绿地中的基调树种及各绿地的骨干树种，详见表3。

3.2 建议

3.2.1 加强市域范围内野生植物的开发与利用地域性很强的乡土植物可以为植物配置提供广阔的文化资源，防止传统土地的经营与空间拓展单一化，人工绿地要尽可能利用乡土植物[17]。霍尔果斯市北部山区拥有丰富的野生植物资源，例如观花的伊犁郁金香、天旋花、东方铁线莲，观果的沙拐枣、沙棘、欧洲荚蒾、天山花楸，观叶的胡杨、天山桦、臭椿等，应加强筛选野生观赏植物并引种驯化，用以丰富霍尔果斯市城市园林植物的种类，增強城市绿地植物群落的稳定性与植物多样性。

3.2.2 建立健全霍尔果斯市植物多样性保护体系霍尔果斯市北部为高寒地带，不适宜人类在此区域活动，南部为平原，霍尔果斯市中心城区、团场、村镇多分布在南部区域。这种北高南低的地形地貌，为植物资源的就地保护与迁地保护创造了良好条件。可通过建立自然保护区、风景名胜区、水源保护区、天然林保护地等措施，对霍尔果斯市植物资源进行就地保护。霍尔果斯市南部人类活动密集，可通过建立植物园、种子库、活体圃、引种驯化基地等措施，对霍尔果斯市植物资源进行迁地保护。在做好就地保护与迁地保护工作的同时，设立植物多样性监测点，周期性的对植物多样性检测地进行调查，建立植物多样性数据库，为植物多样性保护提供理论依据。通过对自然保护区、风景名胜区、水源保护区、天然林保护地、植物园、种子库、活体圃、引种驯化基地、植物多样性监测点的建立，形成多层次的植物多样性保护规划布局，建立集保护、科普、科研、旅游、绿化为一体的植物多样性保护体系。

参考文献：

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[11]新疆植物志编委会.新疆植物志（第二卷）（2）[M].乌鲁木齐：新疆科技卫生出版社，1995：1-424.

[12]新疆植物志编委会.新疆植物志（第四卷）[M].乌鲁木齐：新疆科技卫生出版社，2004：1-573.

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