武汉东湖梅山植物多样性研究

戴欢,韩哲元,何浩

(武汉设计工程学院,湖北武汉430205)

武汉东湖梅山植物多样性研究

戴欢,韩哲元,何浩

(武汉设计工程学院,湖北武汉430205)

采用典型抽样法,对武汉东湖梅山绿地植物的树种组成、多样性指数等进行了调查统计与分析。结果表明:武汉东湖梅山绿地植物共21科29属34种,梅山西部和北部的植物种类多于东部和南部的植物种类;Simpson指数(D)、Shannon—Weiner指数(H)及Pielou指数(J)表现出相同的趋势,即乔木的指数值＞灌木的指数值＞草本的指数值;东湖梅山植物重要值大于10%的乔木有9种,灌木有5种。

东湖梅山;植物重要值;多样性指数;均匀度指数

城市化的快速发展使生物多样性受到严重威胁,导致城市生态功能弱化,同时景观个性雷同等问题出现,直接影响了城市居民的生活质量和城市的可持续发展[1]。东湖风景区坐落于武汉市中心城区,是城市绿地系统中的重要绿地类型,分析其物种组成和物种多样性现状,以实现未来更好的景区保护开发及可持续发展,同时为城市植物多样性保护提供科学依据。

1 研究地概况

武汉东湖风景区位于武昌东部,梅山位于东湖风景区马鞍山森林公园西北主干道旁,植被覆盖率高,地理位置优越。武汉属于亚热带季风性湿润气候区,雨量充沛、日照时间长、四季分明,夏季温度高、降水集中,雨热同期,冬季湿润,温度较低。一年当中,1月的平均气温最低,为3.4℃;7月平均温度最高,为28.9℃,夏季漫长,时间约为137 d;春秋两季各约62 d。武汉活动积温在5 000～5 200℃。初夏梅雨季节雨量十分集中,年降水约为1 256 mm。年无霜期达250 d。

2 研究方法

2.1 调查方法

样地设置与调查法,将东湖梅山研究范围划分为东西南北四个区域,每个区域各布置3个调查样方,一共布置调查样方12个,样方面积为10 m×10 m。对样方内植物进行调查,并运用物种重要值指数、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数等对调查数据进行处理分析。

2.2 研究指标及数据分析方法

运用植被生态学常用的定量模型对物种重要值及植物多样性指数进行计算比较分析。

2.2.1 物种重要值计算

乔木的重要值=相对多度+相对频度+相对优势度

灌木的重要值=相对多度+相对频度+相对盖度

重要值=(相对密度+相对频度+相对优势度)/300

2.2.2 植物多样性计算

式中:D为多样性指数,S为群落(样地)全部种的个体数,Pi为第i个种的重要值。

式中:H为多样性指数,S为群落(样地)全部种的个体数,Pi为第i个种的重要值。

式中:H为香农-威纳多样性指数,S为物种数。

3 结果与分析

3.1 东湖梅山植物种类构成

在12个样方的调查中,植物共21科29属34种。其中,乔木15科18属22种,占所有植物种类总数的64.7%;灌木5科7属8种,占所有植物种类总数的25.5%;草本3科4属4种,占所有植物种类总数的9.8%。对各区域样方的植物种类构成统计见表1。从表中可以看出东湖梅山东部和南部的植物种类较少,多样性指数较低;而西部和北部的植物种类较多且多样性指数较高。坡位和旅游影响等因子对植物多样性的格局有重要影响[2]。梅山的东部和南部邻近马鞍山森林公园的烧烤区,人类活动对植物分布影响大,植物的流失量较西部和北部大;其次梅山的东部和南部为阴面,植物受日照时间短,生长受到制约,而西部和南部为向阳面,植物长势良好且种类多,多样性指数较高。乔木出现频率较高的分别是马尾松、白皮松和棕榈;灌木出现频率较高的分别是梅花、蜡梅和山茶;草本出现频率较高的是麦冬和白车轴草。

表1 东湖梅山不同区域植物种类构成

对四个区域内植物种类构成分析结果如表2所示,出现频率较多的科(含有2个种以上的科)共有4科,分别是木兰科4种、松科3种、禾本科3种、蔷薇科3种,共有4科10属13种,占总科数的19.1%,占总属数的55.6%,占总种数的38.2%;出现频率较少的区域性单独科共有13科13属13种,占总科数的61.9%,占总属数的44.8%,占总种数的38.2%。

表2 东湖梅山植物出现高频科

对研究地植物科属的调查结果如表3所示,所有调查样地的植物中含有2个种以上的有1属;单种属多达25属,占总属数的86.2%、占总种数73.5%。综上所述,东湖梅山植物种类构成中,单种属同多种属比较占有压倒性优势。

表3 植物科属统计

3.2 东湖梅山植物多样性指数比较

多样性指数是指物种丰富度和均匀度的一个重要指标。丰富度是指植物在一个区域或生态环境中所处的优势程度;均匀度则表明了植物在一个区域或生态环境中每个个体外形的差异程度。不同层次的物种对群丛的物种多样性贡献是不等价的,群丛的丰富度指数主要取决于灌木层和草本层,而多样性指数和均匀度指数主要取决于灌木层和乔木层[3]。以Simpson指数(D)、Shannon—Weiner指数(H)及Pielou指数(J)评价群落物种多样性特征,结果见表4。

表4 东湖梅山植物的多样性指数

调查结果表明,东湖有梅山乔木22种,优势度指数和均匀度指数最高。梅山野生乔木较多,并且乔木受人为干扰较小,生长良好;其次梅山各方面生态条件良好,适宜大规模引种栽植各种大小乔木。灌木8种,优势度指数小于乔木,但是种类较少,均匀度也较低。草本4种,优势度指数和均匀度指数均比乔木和灌木低。

3.3 东湖梅山植物重要值分析

重要值是指表示某个物种在群体中的地位和作用的综合数量指标,反应其优势的程度。东湖梅山植物重要值大于10%的乔木灌木见表5,这些树种对于东湖梅山生态环境具有良好的适应性,得以广泛分布,且少数树种比如马尾松、白皮松、梅花、蜡梅比例过大。

表5 东湖梅山主要乔灌木重要值

4 结论与建议

东湖梅山植物种类较为丰富,样方调查总共包括21科29属34种。其中乔木占据绝对优势,以马尾松、白皮松和栾树数量较多,灌木则以梅花、蜡梅和石楠为主,灌木和草本种类均有待增加。物种重要值和多样性指数反映的结果大致相同。

植物多样性是多个生态过程协同作用的结果,环境因素中的海拔、坡位、坡向、土壤等都对群落物种多样性产生作用[4]。乡土植物可以完美适应当地的气候环境,应该优先使用本地植物种类和扩大应用规模,梅山应增加尤其是灌木和草本类的乡土植物。应因地制宜,对因人类活动已经流失的乡土树种应进行引进及保护。

天然林较人工林而言,植物物种丰富度高,群落结构相对复杂,森林景观层次丰富[5]。梅山植物景观在保持和突出景观特色的前提下,应模拟自然群落进行改造,运用模拟自然的生态群落配置方法,根据生态群落特性分化的原理进行植物配置,针对梅山不同区域的生态环境特点引进栽培各种喜阳、喜湿、耐阴、耐干旱等多种植物,构成一个完整稳定而丰富的植物群落。

[1]陈婧,雷一东.城市植物多样性保护中的公众认识[J].复旦学报:自然科学版,2009(5):572-577

[2]程占红,赵蒙.旅游干扰对五台山植被景观区植物多样性的影响[J].干旱区地理,2012(4):578-586

[3]刘蕾,张峰.历山白云洞景区植物群落物种多样性研究[J].山西大学学报:自然科学版,2010(3):468-472

[4]毛齐正,黄甘霖,邬建国.城市生态系统服务研究综述[J].应用生态学报,2015(4):1023-1033

[5]梁璇,刘萍,徐正春,等.不同类型城市森林的林下植物多样性研究[J].华南农业大学学报,2015,36(2):69-73

Plant Diversity of Meishan Mountains near East Lake Scenic Spot in Wuhan City

Dai Huan,Han Zheyuan,He Hao
(Wuhan Institute of Design and Sciences,Wuhan 430205,China)

Species compositions,diversity indexes of plant in green space in Meishan Mountains of Donghu Lake in Wuhan City were analyzed by adopting typical sampling method.Result show that:there are 21 families,29 genera, 34 species in plant in green space of Meishan Mountains of Wuhan City.The floristics in the west and north of the Meishan Mountains are larger than that in eastern and southern of the Meishan Mountains;Simpson index(D), Shannon-Weiner index(H)and Pielou index(J)show the same trend,namely the index value of trees＞index value of shrubs＞index value of herbs;among the plant in Meishan Mountains,the trees whose important values being greater than 10%have nine species,and the shrubs whose important values being greater than 10%have five species.

Meishan Mountains near East Lake scenic spot;important value of plant;diversity index;evenness index

S718.521.2

:A

10.13601/j.issn.1005-5215.2015.11.021

1005-5215(2015)11-0056-02

2015-09-29

武汉设计工程学院校级科学研究项目(K201210)

戴欢(1983-),女,湖北黄冈人,讲师,硕士,主要从事园林树木学的教学与研究,Email:191735729@qq.com

何浩(1984-),男,山西阳泉人,讲师,硕士, Email:42252612@qq.com