福州市江滨公园绿地木本植物色彩丰富度及多样性研究

陈　颐，李　慧，傅伟聪，林毅伟，吴倩楠，董建文

(福建农林大学 园林学院，福建 福州 350000)



福州市江滨公园绿地木本植物色彩丰富度及多样性研究

陈颐，李慧，傅伟聪，林毅伟，吴倩楠，董建文*

(福建农林大学 园林学院，福建 福州 350000)

摘要:采用典型抽样法，对福州市江滨公园绿地木本植物的种类构成、植物来源、色彩丰富度、物种多样性指数进行调查统计和分析，以期为福州市生物多样性保护提供基础数据，为福州生态城市建设提供科学依据.研究表明：福州市江滨公园绿地木本植物种类较为丰富，共120种，隶属于50科83属，其中，福州本地种26种，占总数的21.67%；国内引进种55种，占总数的45.83%；国外引进种39种，占总数的32.50%；彩叶树种19种，占总数的15.83%.频度指数较高的为秋枫(Bischofia javanica)、四季桂(Osmanthus fragrans)和红花檵木(Loropetalum chinense).福州市江滨公园5个园区绿地的乔木物种丰富度大于灌木.Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数表现为相同趋势，且乔木的多样性指数大于灌木.Pielou均匀度在江滨公园5个园区的绿地之间差异较大，乔木均匀度仍大于灌木.

关键词:江滨公园; 植物群落; 木本植物; 物种多样性; 色彩丰富度

城市植物多样性与城市人居环境的可持续发展密切相关，不仅可以调节小气候、维持城市生态系统的平衡，植物丰富的色彩变化还可以美化环境、提高自然环境舒适度[1-2].植物多样性也是生物多样性在城市绿化中的表现形式，是衡量一个城市园林绿化水平高低的重要指标之一，其必将成为现代城市文明的标志[3-6].因此，植物多样性的研究对城市生态保护建设和可持续发展具有重要意义.

目前，国内外的许多城市，如科英布拉[7]、北京[8-9]、杭州[10]、武汉[11]等地都对城市绿地植物多样性展开了调查，并依据多样性调查结果对城市绿地景观进行调整，以提高城市绿地植物多样性.福州市是福建省省会，位于福建东部，由于乌龙江、闽江横贯福州市区，致使江滨公园绿地成为福州市城市绿地的重要组成部分，具有保护和吸引生物、降低城市热岛效应等重要作用[12].张茜[13]、林增[14]、刘根培[15]、张敏[16]、张盛旺[17]等对福州市金牛山公园、闽江公园、森林公园、西湖公园等城区公园的植物群落结构、物种多样性指数、植被生态效益进行了初步调查研究，并提出了增加植物多样性的概括性建议.但前人并没有针对福州市滨江公园绿地进行系统的植物多样性、色彩丰富度的研究，更没有针对每个滨江公园的实际情况制定相应的改善植物多样性的具体措施.故笔者对福州市江滨公园绿地木本植物的种类构成、植物来源、色彩丰富度、多样性指数等特征进行调查分析，旨在为福州市以后绿地的合理营造和植物多样性保护工作的开展提供理论依据.

1研究区域概况

福州市，位于福建省东部，地理坐标为N25°15′—26°39′，E118°08′—120°31′.福州市地貌属典型的河口盆地，盆地四周被群山峻岭所环抱，其海拔多在600～1 000 m之间.福州属典型的亚热带季风气候，温暖湿润，阳光充足，雨量充沛，夏长冬短，无霜期达326 d.年平均降水量为900～2 100 mm，多集中在春季.年平均气温为20～25 ℃，最冷月是1—2月份，平均气温达6～10 ℃；最热月是7—8月份，平均气温为33～37 ℃.

福州规划市区面积为1 786 km2，其中建成区面积为253.82 km2.至2014年末，建成区绿地面积达到10 031 hm2，绿地率39.5%；建成区绿化覆盖面积10 894 hm2，绿化覆盖率42.9%.共有公园84座，公园绿地面积3 054 hm2，人均公园绿地面积12.9 m2.福州市正在逐步构筑“一环八楔、两带一网、十一山多园”的绿地系统结构，形成点线面相结合的绿化系统[18].

2调查研究方法

2.1调查地点与时间

选取福州市内具有代表性的江滨公园5个，具体为南江滨公园、沙滩公园、国光公园、北江滨公园、东江滨公园，如图1所示.多样性调查时间为2015年6、7月，色彩丰富度调查时间为2015年1、3、7、10月.

图1　江滨公园的具体位置Fig.1　 The location of different riverside parks

2.2调查方法与内容

2.2.1多样性调查方法与内容

由于城市江滨公园内的绿地均为人工配植，树种数量相对较少且有重复，故在福州市江滨公园植物调查的预备研究中，运用“种-面积曲线累积法”进行研究，发现乔木在20 m×20 m样方、灌木在5 m×5 m样方中物种数目已经趋于稳定，所以将20 m×20 m、5 m×5 m分别定为乔木、灌木调查的样方标准.建立在对福州市5个江滨公园进行全面调查的基础上，采用典型抽样法，在每个园中选取15个20 m×20 m的样地.在每个20 m×20 m的样方内对乔木进行每木调查，并调查灌木样方4个.样方内调查的内容包括：乔木的植物名称、株数、胸径、高度、冠幅；灌木的植物名称、株数或种植密度、高度、覆盖面积.

2.2.2色彩丰富度调查方法与内容

对于大多数植物而言，叶色和花色是植物的主体色彩，故建立在植物多样性调查的基础上，利用RHS植物比色卡对每个样方内的植物叶色和花色色彩进行提取并记录.

2.3数据处理的方法

采用频度、重要值作为评价某个物种在群落中的地位和作用的综合数量指标[4-5].物种多样性是衡量一定地区生物资源丰富程度的一个客观指标，笔者采用目前应用较为普遍的Margalef丰富度指数(R)、Simpson多样性指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H)、Pielou均匀度指数(J)计算物种多样性指数.

(1) 频度

频度(%)=(某一种植物出现的样方数/总样方数)×100.

(2) 重要值

乔木的重要值=(相对多度+相对频度+相对显著度)/3，

灌木的重要值=(相对多度+相对频度+相对盖度)/3.

(3) Margalef丰富度指数(R)

R= (S-1)/lnN，

其中：S为物种数目，N为所有物种的个体数之和.

(4) 多样性指数

其中：Pi是第i种比例多度，Ni为第i种的物种个体数，i=1，2，3，…，S；N为所有物种的个体数之和；S为物种数.

(5) Pielou均匀度指数(J)

J=H/lnS,

其中：H为Shannon-Wiener多样性指数，S为物种数.

3结果与分析

3.1福州市江滨公园绿地木本植物构成

3.1.1植物种类

据多样性调查统计，福州市江滨公园绿地共有乔木59种，灌木61种，分属于50科83属120种(表1).其中被子植物47科80属117种，裸子植物3科3属3种；常绿树种95种；落叶树种25种.含有较多植物种类的科是：桑科(2属12种)、棕榈科(7属8种)、豆科(6属6种)、蔷薇科(5属6种)、木樨科(2属5种)、大戟科(4属4种)、夹竹桃科(4属4种)、木兰科(4属4种)、茜草科(2属4种)、无患子科(3属4种)、五加科(2属4种).

表1　福州市江滨公园绿地木本植物的种类构成统计

从表1可以看出，物种数从多到少的江滨公园排序依次是国光公园、沙滩公园、南江滨公园、北江滨公园、东江滨公园.其中南江滨公园的乔木种数最多为23，北江滨公园的乔木种数最少为16，国光公园的灌木种数最多为32，东江滨公园的灌木种数最少为15.

乔木层中，重要值位于前10位的树种是小叶榕(Ficusconcinna)、樟树(Cinnamomumbodinieri)、秋枫(Bischofiajavanica)、朴树(Celtissinensis)、美丽异木棉(Chorisiainsigmis)、四季桂(Osmanthusfragrans)、羊蹄甲(Bauhiniapurpurea)、杧果(Mangiferaindica)、大花紫薇(Lagerstroemiaspeciosa)、碧桃(Amygdaluspersica).

灌木层中，重要值位于前10位的树种是毛杜鹃(Rhododendronpulchrum)、红花檵木(Loropetalumchinense)、朱蕉(Cordylinefruticosa)、假连翘(Durantarepens)、小叶栀子(Gardeniajasminoides)、龙船花(Ixorachinensis)、红叶石楠(Photiniaserrulata)、扶桑(Hibiscusrosa-sinensis)、灰莉(Fagraeaceilanica)、鹅掌柴(Scheffleraoctophylla).由此可以看出，福州市江滨公园绿地中，木本植物主要以人工栽培的园林绿化树种为主.

据植物色彩调查统计，福州市江滨公园中绿地中共有彩叶树种19种，占全部树种的15.83%，其中春色叶树种1种；秋色叶树种4种；常色叶树种7种；斑色叶树种7种.观花树种58种，占全部树种的48.33%，其中红色系有23种；白色系有15种；黄色系有9种；粉色系有4种；蓝色系有4种；紫色系有3种.观花树种中，春季开花的有15种；夏季开花的有29种；秋季开花的有9种；冬季开花的有5种.

3.1.2频度分析

福州市江滨公园绿地应用的不同乔木种类之间的频度值介于2%～22%之间，不同灌木种类之间的频度值介于0.5%～20%.其公园绿地木本植物频度情况列于表2.

表2　福州市江滨公园绿地木本植物频度

从表2可以看出，频度为10%以上的乔木种数为13种，占乔木种类总数量的22.03%；频度为10%以上的灌木种数为4种，占灌木种类总数量的6.56%.这说明福州市江滨公园植物种类的应用相对较丰富，植物景观多样.乔木层中应用频度较高的是秋枫、四季桂，灌木层应用频度较高的是红花檵木.

3.2福州市江滨公园绿地木本植物来源分析

从物种来源分析，在福州市江滨公园120种木本植物中，福州市本地种26种，占总数的21.67%，国内引进种55种，占总数的45.83%，国外引进种39种，占总数的32.50%.各公园物种来源情况列于表3.

表3　福州市江滨公园绿地木本植物来源统计

从表3可以看出，国光公园、北江滨公园、东江滨公园3个公园绿地中，国内引进种比例>国外引进种比例>本地物种比例；南江滨公园中，国内引进种比例>本地物种比例>国外引进种比例；沙滩公园中，国外引进种比例>国内引进种比例>本地物种比例.总的来说，福州市江滨公园绿地木本植物以国内引进种为主，以国外引进种和本地种为辅，这说明了乡土植物在福州市江滨公园绿地植物配植中并未得到广泛的应用.

3.3物种多样性分析

3.3.1物种丰富度

福州市江滨公园的物种丰富度如图2所示.

图2　福州市江滨公园绿地植物物种丰富度比较Fig.2 　The comparison of Margalef index of plants in riverside parks of Fuzhou city

由图2可以看出，南江滨公园、国光公园、北江滨公园、东江滨公园4个公园绿地乔木物种丰富度指数均高于灌木，沙滩公园绿地乔木物种丰富度指数低于灌木，但总体上福州市江滨公园绿地木本植物丰富度处于一个相对较高的水平，且乔木物种丰富度高于灌木，这是因为福州市江滨公园绿地的乔灌木大多都是人工栽植的植物，而城市园林绿化又强调以乔木为主体所造成的.

在5个江滨公园中，乔木层的物种丰富度表现为南江滨公园(4.09)>国光公园(3.96)>东江滨公园(2.94)>北江滨公园(2.91)>沙滩公园(2.76).灌木层的物种丰富度表现为国光公园(3.67)>沙滩公园(3.51)>北江滨公园(2.35)>南江滨公园(2.04)>东江滨公园(1.48).

3.3.2物种多样性

福州市江滨公园的物种多样性分析结果如图3～4所示.

图3　福州市江滨公园绿地植物物种多样性比较(Simpson指数)Fig.3　The comparison of Simpson index of plants in riverside parks

图4　福州市江滨公园绿地植物物种多样性比较(Shannon-Wiener指数)Fig.4　The comparison of Shannon-Wiener index of plants in of Fuzhou city riverside parks of Fuzhou city

从图3～4可以看出，Shannon-Wiener指数和Simpson多样性指数表现出相同的趋势，且乔灌木的多样性指数都较高，这表明福州市江滨公园绿地木本植物具有很高的多样性.5个江滨公园绿地的Simpson多样性指数均在0.80以上，这说明福州市江滨公园绿地中植物优势种较少，物种歧义度相对较高.在5个江滨公园中，乔木层中的Shannon-Wiener指数和Simpson指数依次为南江滨公园(2.61；0.91)>东江滨公园(2.53；0.90)>国光公园(2.39；0.87)>沙滩公园(2.33；0.86)>北江滨公园(2.32；0.85)，灌木层的Shannon-Wiener指数和Simpson指数依次为沙滩公园(2.89；0.92)>国光公园(2.21；0.86)>东江滨公园(2.10；0.84)>南江滨公园(2.02；0.83)>北江滨公园(1.97；0.80)，虽然沙滩公园的灌木层Shannon-Weiner和Simpson多样性指数的数值在所有公园乔灌层中都是最高的，但总体来说，乔木的多样性指数>灌木的多样性指数.值得注意的是，南江滨公园的乔木层Shannon-Wiener指数虽然是最高的，但其灌木层的Shannon-Wiener指数却是最低的，这可能与园林绿化者在南江滨公园的植物配置工作中重乔木、轻灌木的配置习惯有关，也可能是设计者为追求视线的通透性，使用的灌木树种相对较少.北江滨公园乔、灌层的Shannon-Wiener指数是5个公园中最低的，这说明北江滨公园的木本植物多样性是5个公园中最差的.

3.3.3物种均匀度

物种均匀度指数是指一个群落或生境中不同物种个体数目的分配状况，反映的是各物种个体数目分配的均匀程度.福州市江滨公园的物种均匀度如图5所示.

图5　福州市江滨公园绿地植物物种均匀度比较(Pielou指数)Fig.5　The comparison of Pielou index of plants in riverside parks of Fuzhou city

由图5可以看出，除沙滩公园外，其他4个公园乔木层的均匀度指数均大于灌木层.故总体上，福州市江滨公园绿地木本植物中，乔木的均匀度大于灌木.乔木层的均匀度指数表现为东江滨公园(0.876)>沙滩公园(0.838)>北江滨公园(0.837)>南江滨公园(0.832)>国光公园(0.786).灌木层的均匀度指数表现为沙滩公园(0.858)>东江滨公园(0.774)>南江滨公园(0.687)>国光公园(0.639)>北江滨公园(0.638).福州市江滨公园绿地的乔灌木大多都是人工栽植，为了达到美化的效果，一般较均匀地对植物物种进行配置，这也是造成大部分江滨公园乔灌木均匀度指数较高的原因.但城市绿地植物群落的均匀度指数不宜过低，否则植物景观多样性虽然高但群落稳定性差，养护管理费用高[19].

4结论与讨论

目前，福州市江滨公园绿地木本植物共120种，与杭州、重庆、即墨等地相比，种类较为丰富，乔灌木种类数目比例接近1∶1.常绿树种95种，其中乔木39种，灌木56种；落叶树种25种，其中乔木20种，灌木5种；在生长季节可以稳定呈现非绿色的彩叶植物相对较少，共19种，约占总数的1/6，其中乔木6种，灌木13种；观花树种共58种，约占总数的1/2，其中乔木26种，灌木32种；花色系较为丰富，但秋冬两季开花的树种偏少.不同乔灌木种类的应用频度介于2%～22%之间，植物景观较为多样，但本地乡土树种的应用比例较低.根据重要值的计算结果得出，优势种多为常见的园林绿化树种，如小叶榕、樟树、秋枫、毛杜鹃、红花檵木、朱蕉.总体来说，福州市江滨公园绿地木本植物丰富度、多样性指数、均匀度指数均处于一个相对较高的水平，且乔木层的物种丰富度、多样性指数、均匀度指数均大于灌木层.其中，南江滨公园乔木层具有较高的丰富度和多样性指数，灌木层的丰富度和多样性指数较低，乔木的应用分布较灌木均匀，且灌木的均匀度指数相对较低；沙滩公园的乔木丰富度和多样性较差，灌木的丰富度和多样性较高，乔灌木的分布为5个公园中最均匀的；国光公园的乔灌木丰富度和多样性指数均较高，均匀度指数较低；北江滨公园乔灌木丰富度、多样性指数、均匀度指数均较低；东江滨公园乔木的丰富度指数和灌木的多样性指数较高，但灌木的丰富度指数和乔木的多样性指数较低，乔灌木分布较均匀.针对上述情况，笔者提出以下建议：

(1) 开发利用本地具有较高园林观赏利用价值的乡土野生绿化树种，构建具有福州市特色的城市生物多样性格局.乡土树种是地带性植物，具有适应本地气候和环境、长期稳定、繁殖容易、效益明显的特点[20]，所以应大力开展乡土树种的研究及推广.以下植物应该在福州市江滨公园绿地中得到大力的推广和应用：乐东拟单性木兰(Parakmerialotungensis)、青钱柳(Cyclocaryapaliurus)、钟萼木(Bretschneiderasinensis)、观光木(Tsoongiodendronodorum)、福建山樱花(Cerasuscampanulata)、岭南杜鹃(Rhododendronmariae)、福建野鸦椿(Euscaphisfukienensis)、猴欢喜(Sloaneasinensis)、大果冬青(Ilexmacrocarpa)、山乌桕(Sapiumdiscolor)、山桐子(Idesiapolycarpa)、幌伞枫(Heteropanaxfragrans)、罗浮冬青(Ilextutcheri)、六月雪(Serissajaponica)、朱砂根(Ardisiacrenata)、大叶黄杨(Buxusmegistophylla)、东方野扇花(Sarcococcaorientalis)、白千层(Melaleucaleucadendron)、山杜英(Elaeocarpussylvestris)、火棘(Pyracanthafortuneana)、油杉(Pyracanthafortuneana)、阔叶十大功劳(Mahoniabealei)、肉桂(Cinnamomumcassia)、福建柏(Fokieniahodginsii)、四照花(Dendrobenthamiajaponica)等.

(2) 增加落叶乔灌木、彩叶树种和秋冬两季开花树种的种类和数量，营造季相分明、群落色彩层次丰富的植物景观.福州市江滨公园绿地中，落叶树种较少，尤其是落叶性灌木.园林绿化者可在充分利用福州乡土树种的基础上，适当引种部分适宜福州市地区生长的外来树种，补充一些落叶树种，如增加紫珠(Callicarpabodinieri)、胡枝子(Lespedezabicolor)、曼陀罗(Lespedezabicolor)、接骨木(Sambucuswilliamsii)、无花果(Ficuscarica)、花椒(Zanthoxylumbungeanum)、枳(Poncirustrifoliata)、苦楝(Meliaazedarach)等.加大对彩叶树种和观花树种的应用，能够提高绿地景观美景度，丰富城市景观层次[21-22].可供引种选择的春色叶树种和秋色叶树种有黄连木(Pistaciachinensis)、臭椿(Ailanthusaltissima)、枫香(Liquidambarformosana)、小檗(Berberisamurensis)、黄栌(Cotinuscoggygria)、无患子(Sapindusmukorossi)、鹅掌楸(Liriodendronchinense)等；秋冬两季开花的树种有木芙蓉(Hibiscusmutabilis)、蜡梅(Chimonanthuspraecox)、黄花风铃木(Tabebuiachrysantha)、茶梅(Camelliasasanqua)、山茶(Camelliajaponica).

(3) 丰富植物种植形式，以提高植物景观美景度和多样性[23].福州市江滨公园部分公园并没有做到很好的乔灌草搭配，种植常为单一成团种植，这是造成部分江滨公园多样性较差的原因之一.若要在今后的江滨公园植物景观建设中提高生物多样性指数，仅仅依靠提高植物种类丰富度是不够的，应倡导组团式种植，运用多种植物搭配方法对乔灌草进行合理搭配，使江滨公园在水平层次和竖直层次均形成丰富的植物层次.

(4) 根据不同江滨公园的物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数的差异，对不同的江滨公园采用不同的绿化更新方案.针对南江滨公园灌木层的丰富度指数和多样性指数较低的特点，应增加灌木种类；沙滩公园的乔木丰富度和多样性较差，则应增加乔木种类，针对乔灌木层的均匀度指数都相对较高的特点，今后应注意配置的多样性；国光公园具有较高的乔灌木丰富度和多样性，在今后的建设中，则应注意加强管理以提高绿化美化效果，但过低的均匀度，意味着养护管理费用的增加；北江滨公园的乔灌木丰富度指数和多样性指数均较低，应增加乔灌木种类和数量，如有必要应重新设计绿地植物景观，以增加植物多样性；东江滨公园灌木的丰富度指数和乔木的多样性指数均较低、均匀度指数较高，应增加灌木种类，并以致力营造丰富多样的植物景观为今后的发展目标.

在研究福州市江滨公园绿地木本植物多样性的过程中，笔者借鉴自然生态系统的研究方法进行研究，但城市中的公园绿地植物大多都是人为设计及栽植的，设计人员的意志主观性直接影响到不同绿地类型之间的植物种类及配置方式，显然传统的调查取样方法并不能完全满足城市园林植物群落.因此，传统的调查取样方法是否适合城市园林植物群落还需要进一步的研究.另外，文中采用频度、重要值、Margalef丰富度指数、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数6个测度来计算物种多样性，其中频度和重要值是用来表示某个物种在群落中的地位和作用的综合数量指标[24]，Margalef丰富度指数、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数都属于α多样性的测度.在今后的类似研究中，如能引入β多样性和γ多样性的测度，将能够更好地测算城市园林植物物种多样性.

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(责任编辑于敏)

doi:10.3969/j.issn.1000-2162.2016.04.015

收稿日期：2015-11-10

基金项目:国家林业公益性行业科研专项(201404301)

作者简介：陈颐(1993-)，男，福建仙游人，福建农林大学硕士研究生；*董建文(通信作者)，福建农林大学教授，博士生导师，博士，E-mail:fjdjw@126.com.

中图分类号：S731.2

文献标志码:A

文章编号:1000-2162(2016)04-0092-09

Study on species and color diversity of woody plants in riverside parks of Fuzhou city

CHEN Yi, LI Hui, FU Weicong, LIN Yiwei, WU Qiannan, DONG Jianwen*

(Landscape Architecture, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350000, China)

Abstract:In order to know the situation of plant and color diversity of riverside parks in Fuzhou city, the woody plants of different riverside parks in Fuzhou city were studied in this paper. The typical sampling method was used in this survey. Then the composition of plant community, the origination of plants, the color diversity of plants and the species diversity index were analyzed. The results showed that there were 50 families, 83 genera and 120 species. Among them, 26 species were local plants, which account for 21.67%. 55 species were introduced from other regions of China, which account for 45.83%. 39 species were introduced from foreign countries, which account for 32.50%. 19 species were colored-leaf trees, which account for 15.83%. Bischofia javanica, Osmanthus fragrans, and Loropetalum chinense have higher frequency indexes. The abundance index of the tree layer was higher than the shrub layer.The Simpson index and the Shannon-Wiener index showed similar trends, but the Simpson index of the tree layer was higher than shrub layer. The Pielous index of different riverside parks has a large difference.

Keywords:riverside park; plant community; woody plant; species diversity;color diversity