城市生态风景林群落结构与植物多样性研究

刘 慧 ，朱 建 ,2，张前进，王嘉楠*，李若兰

（1.安徽农业大学 林学与园林学院，安徽 合肥 230036；2.合肥市市政设计研究总院有限公司，安徽 合肥 230001）

城市生态风景林群落结构与植物多样性研究

刘 慧1，朱 建1,2，张前进1，王嘉楠1*，李若兰1

（1.安徽农业大学 林学与园林学院，安徽 合肥 230036；2.合肥市市政设计研究总院有限公司，安徽 合肥 230001）

以合肥环城公园为对象，研究了环城公园生态风景林的群落结构和植物多样性特征。结果表明：研究区域共统计植物44科75属79种，其中裸子植物4科7属7种，被子植物40科68属72种；树木径阶在10 cm以下30 cm以上和高度5 m以下15 m以上的乔木数量占比较高；群落树木健康状况不佳，近一半的树木处于不健康状况；六个景区常绿落叶植物比有较大差异，常绿树种偏多；群落类型可分为7种，主要以常绿阔叶和落叶阔叶混交林为主；群落结构以乔-草、灌-草居多，复层结构较少。在此基础上，对今后环城公园生态风景林营造和树木的养护管理提出了有针对性的建议。

生态风景林；群落结构；物种多样性

随着经济社会的发展，人们不断追求更高的生活质量和更优美的生活环境，城市绿化建设从量的增长转而注重于质的提高，城市范围内的植被景观更是追求合理的林分结构、富于变化的景观风貌和更好的游憩体验。由于历史原因，我国城市绿化植被初始多为人工林，建设年代短，同时受城市环境和人为因素干扰较多，变化剧烈，植被结构不尽合理，质量较低。在现有城市绿化基础上建设城市生态风景林，是解决当前城市绿化仅有数量没有质量这一问题的良药，而且契合了当前城市绿色环境质量提升、生态公益林保护等项目。在城市市域范围及可扩展的绿色开放空间中，一方面可以构建新的生态风景林，另一方面可以用生态风景林的标准来改造现有公益林、防护林以及一部分质量较差的城市绿地，进而可以在较短时间内建立起具有一定数量和质量的城市森林斑块，打造城市近自然的森林氛围，为城市实现可持续发展打下坚实的基础[1-2]。

与当前城市绿地苗圃式种植方式或灌木模纹图案等流行做法不同，生态风景林的主题应是以大尺度、高绿量为代表的乔木系统。通过设计合理的群落结构，构建近自然的森林环境和景观风貌，可为城市贡献出比一般绿地更大的生态效益和更符合城市居民审美情趣的景观效益。对合肥环城公园生态风景林群落结构和植物多样性特征的研究，有助于深入了解其树种选择、配置方式、林分结构、林种布局和生态位关系，为提高林分质量，采取合理的保护和经营管理措施提供依据，从而更好地耦合生态风景林的景观功能与生态效益，改变当前城市绿地高投入、低产出，生态系统服务功能低下的现状[3-5]。

1 研究区概况

合肥地处江淮丘陵，东经 117°11'～117°22'，北纬 31°38'～31°58'。海拔最高处 38.4 m，最低处27.5 m，境内具有丘陵岗地、低山残丘、河湖低洼平原三种地貌，地势西北高、东南低，大部分地区高于洪水线。属亚热带季风性湿润气候，季风明显，四季分明，气候温和，雨量适中。年均气温15.7℃，年均降水量约1 000 mm，年日照时间约2 000 h，年均无霜期 228 d，平均相对湿度为77%。，主要植被类型为常绿林与落叶林组成的针阔叶混交林。

合肥环城公园地处城市中心区域，林带始建于1984年，是上世纪50年代初在老城墙植树造林基础上改建形成的，现为全国仅有的三座环城公园（西安环城公园、合肥环城公园、济南环城公园）中的一座。公园全长8.7 km，最宽处200 m，总面积137.6 hm2，其中绿地面积108.6 hm2，植物群落类型多，结构比较复杂，是典型的以植物景观为主的城市综合性公园。全园采用开敞式布局，树高林密，地势起伏，水面开阔，经过几十年的建设改造，已由最初的防护林性质转变为具有近自然风貌的，兼具生态和游憩功能的城市生态风景林，初步形成了城市森林氛围，具备了廊道型生态风景林的基本结构与特征[6]。

2 研究方法

2.1 样地确定与群落调查

2016年4月至10月，运用样方调查法，调查环城公园植被资源和风景林状况。6个不同景区共计 62 块（10×20 m2）样地，总面积 12 400 m2，其中西山景区25块样方，环北景区10块样方，包河景区8块样方，银河景区7块样方，琥珀潭景区6块样方，环北景区6块样方，详见图1。

图1 研究区域及群落调查样地图

主要调查样方内乔木、灌木以及草本。对样方群落内胸径（DBH）≥4 cm的乔木进行每木检尺，记录树种名、株数、胸径、树高和冠幅以及树木的健康状况等；对样方群落内灌木（胸径为4 cm以下的乔木记录为灌木）记录种名、株数或面积、冠幅、高度、健康状况[7-9]。

2.2 指标计算

物种丰富度和均匀度是衡量物种多样性高低的常用指数，采用丰富度指数（S）和Pielou均匀度指数（J），用于反映城市绿地物种丰富度和均匀程度；物种多样性Simpson指数（D）和Shannon-Wiener指数（H），是物种丰富度和各物种均匀程度的综合反映，值越大，物种多样性越高。各指标计算公式如下[10]：

式中，S代表物种种类，Ni表示第i个物种的个体数，N表示样方内所有物种的个体数，Pi=Ni/N代表第i个物种占总物种的概率。

对树木的健康状况从树木的整体形态、树冠完整度、病虫害情况、卫生情况等方面综合总体评价，并将健康程度分为5个等级进行评价[11]。等级由高到低分为：等级1（非常健康）、等级2（健康）、等级 3（基本健康）、等级 4（不健康）、等级 5（非常不健康），对整体树木健康状况进行分析。

3 结果与分析

3.1 植物区系组成

62个样方地共统计植物44科75属79种；裸子植物有4科7属7种，主要为杉科、柏科、松科、银杏科；被子植物40科68属72种，其中双子叶植物有36科61属65种，单子叶植物有4科7属7种，以引进种为主，以乡土树种为辅，乡土树种数量占总数量30%。植物种类最多的科为蔷薇科（10属11种），其次为豆科（4属4种）、木犀科（4属 4种）、禾木科（3属 3种）、金缕梅科（3属 3种）、柏科（3属3种）、榆科（2属3种）、木兰科（2属3种）、松科（2属 2种）、大戟科（2属2种）、无患子科（2属2种）、楝科（2属2种）、五加科（2属2种）、小檗科（2属2种）、百合科（2属2种）、杨柳科（2属2种）、漆树科（1属2种），其余27科植物均为1属1种，详见表1。

表1 合肥环城公园样地群落植物区系

3.2 乔木层植物

3.2.1 数量特征

样地中共统计乔木树种26科44属47种，共计828株，乔木树种数量前十位的乔木树种分别是女贞、刺槐、构树、雪松、紫叶李、栾树、广玉兰、无患子、侧柏、银杏。女贞118株占乔木总数量14.25%，刺槐107株占乔木总数量12.92%，构树84株占乔木总数量10.14%，三种树木数量占乔木总数量37.32%，占据绝对优势，详见图2。

图2 合肥环城公园主要乔木树种数量分布图

树种编号：1、女贞（Ligustrum lucidum），2、刺槐（Robinia pseudoacacia），3、构树（Broussonetia papyrifera），4、雪松（Cedrus deodara），5、紫叶李（Prunus Cerasifera），6、栾树（Koelreuteria paniculata），7、广玉兰（Magnolia grandiflora），8、无患子（Sapindus mukorossi），9、侧柏（Platycladus orientalis），10、银杏（Ginkgo biloba），11、青桐（Firmiana platanifolia），12、重阳木（Bischofia polycarpa），13、水杉（Metasequoia glyptostroboides），14、椤木石楠（Photinia davidsoniae），15、香樟（Cinnamomumbodinieri），16、桂花（Osmanthus fragrans），17、国槐（Robinia pseudoacacia），18、乌桕（Sapium sebiferum），19、白玉兰（Michelia alba DC.Syst.），20、棕榈（Trachycarpus fortunei），21、臭椿（Ailanthus altissima），22、垂丝海棠（Malus halliana）

3.2.2 径阶特征

生态风景林样方中乔木树种径阶集中在（4 cm，25 cm），占调查乔木总数量的74.03%。径阶在（4 cm，10 cm）的乔木307株，占乔木总数量的37.08%；（10 cm，20 cm）的乔木 205株，占乔木总数量的 24.76%；（20 cm，30 cm）的乔木 127株，占乔木总数量的15.34%；（30 cm，40 cm）的乔木101株，占乔木总数量的12.20%；径阶40 cm以上的乔木88株，占乔木总数量的10.63%，详见图3。从具体树种胸径看：加杨、国槐、重阳木、雪松的胸径在群落中排在前列，其中加杨（Populus Canadensis Moench）平均胸径最大，达到50.4 cm。

图3 合肥环城公园树木径阶分布图

3.2.3 树高特征

乔木树种的平均高度集中在（5 m，15 m），占调查乔木总数量的68.24%。其中平均高度（0 m，5 m）的乔木140株，占乔木总数量的16.91%；平均高度（5 m，10 m）的乔木372株，占乔木总数量的44.93%；平均高度（10 m，15 m）的乔木193株，占乔木总数量的23.31%；平均高度（15 m，20 m）的乔木100株，占乔木总数量的12.08%；平均高度大于20 m的乔木23株，占乔木总数量的2.78%，详见图4。

图4 合肥环城公园树木高度分布图

3.2.4 健康状况

根据树木的健康状况分级，对样地内出现的乔木树种的健康状况进行分级。等级1（非常健康）的乔木105株，占乔木总数量12.68%；等级2（健康）的乔木164株，占乔木总数量19.81%；等级3（基本健康）的乔木188株，占乔木总数量22.71%；等级4（不健康）的乔木228株，占乔木总数量27.54%；等级5（非常不健康）的乔木143株数，占乔木总数量17.27%。可知环城公园基本健康以上（包括基本健康）的乔木457株，占乔木总数量55.19%；不健康、非常不健康的乔木371株数，占乔木总数量44.81%，近一半的树木处于不健康状况，详见图5。实际踏查中发现树龄大的树木如刺槐、加杨、国槐、白榆等有较为严重的病虫害，树木出现中空现象、主要枝干死亡现象。

3.2.5 常绿、落叶植物组成

常绿植物与落叶植物的比值对植物群落的景观效果有着重要影响，不同地域的合理常绿落叶比值有着巨大的差异[12]，合肥地区一般以常绿落叶比3∶7或4∶6为宜。样方地共统计常绿乔木13种294株；落叶乔木34种534株，常绿与落叶树种的种数之比为5∶13，株数比为5∶9，未能达到合肥适宜的常绿落叶植物数量比，常绿树种偏多。其中，针叶树种4种78株，占乔木总数量9.42%，有雪松、马尾松（Pinus massoniana）、侧柏、圆柏（Sabina chinensis）；常绿阔叶树种9种216株，占乔木总数量26.09%，主要有女贞、广玉兰、桂花、椤木石楠（Photinia davidsoniae）等；落叶针叶树种1种17株，占乔木总数量2.05%，仅有水杉一种；落叶阔叶树种31科517株，占乔木总数量62.44%，主要有刺槐、构树、栾树、无患子等，详见图6。

现场踏查发现，环城公园内常绿乔木配置在包河景区、银河景区、西山景区、琥珀潭景区较为普遍，四景区常绿落叶比分别是 4∶3、5∶4、6∶5、3∶5，西山景区的常绿植物占有比最高，植物群落的季相变化较弱。而环东景区、环北景区常绿乔木数量相对较少，常绿落叶比分别是 1∶3、1∶3，环东景区主要是在沿河路道路采用常绿的香樟作为行道树，环城北路道路两侧配置了以雪松和石楠为主的常绿树种以及道路交口处配置了几株广玉兰、桂花、法国冬青（Viburnum odoratissimum）等，沿河两侧的景区内部多为落叶的刺槐、构树、栾树等落叶乔木，冬季整个环北、环东景区以灰色调为主，全无生机。

3.2.6 植物多样性

群落中乔木层植物重要值大于10的树种7种，占乔木总数量56.16%，重要值4～10之间的树种15种，占乔木总数量29.95%，重要值小于4的树种25种，乔木总数量13.89%；重要值前十位依次是刺槐、女贞、构树、雪松、栾树、广玉兰、无患子、侧柏、银杏，其中刺槐、女贞、构树重要值均大于30，在群落处于绝对优势地位。经计算，公园乔木层多样性Simpson指数0.934 8，Shannon-Wiener指数3.152 5，均匀度Pielou指数为0.469 2。

图5 合肥环城公园树木健康状况分布图

图6 合肥环城公园样地常绿落叶植物组成图

3.3 灌木层植物

群落调查共统计灌木层植物22科27属27种，杜鹃、云南黄馨、棕榈、海桐数量均超过100株，在数量上占据优势地位。常绿与落叶灌木种数之比约为2∶1，株数比约为3∶1，常绿灌木主要有杜鹃、棕榈、海桐，杜鹃成片种植作为地被，棕榈多配置于高大落叶乔木下，海桐则以灌木球和绿篱的形式配置。落叶灌木主要是云南黄馨，成片种植作为花境。样方中只出现两种藤本植物常春藤和爬山虎，各3株；群落中重要值前10位灌木依次是：棕榈（Trachycarpus fortunei）、杜鹃（Rhododendron spiciferum）、海桐（Pittosporum tobira）、桂花、云南黄馨（Jasminum floridum）、木槿（Hibiscus syriacus）、石榴（Punica granatum）、八角金盘（Fatsia japonica）、法国冬青、洒金东瀛珊瑚（Aucuba japonica），其中棕榈重要值最高，达到31.54，在灌木层中属于绝对优势树种。灌木层植物多样性指标Simpson指数0.927 6，Shannon-Wiener指数的平均值2.906 2，均匀指数Pielou为0.388 9。

3.4 草本层植物

样方中共统计草本植物3科5属5种，有麦冬（Ophiopogon japonicus）、美人蕉（Canna indica）、玉簪（Hosta plantaginea）、狗牙根（Cynodon dactylon）、马尼拉草（Zoysia matrella），麦冬出现频率较高，达到29次，玉簪出现3次，美人蕉出现5次，狗牙根、马尼拉草以杂草形式出现，不属于草本植物景观配置；麦冬主要种植在游人可视区的乔木下作为地被，玉簪多用在沿环城公园绿道旁，美人蕉常在雕塑和景石旁出现，马尼拉草、狗牙根遍布全园。

3.5 群落类型与结构

3.5.1 群落类型

根据建群种的特征及群落外貌、种类组成等，对群落类型进行划分，调查样地植物群落可分为7种类型：落叶针叶林仅1个样方，占全部样方数1.61%；常绿针叶林2个样方，占全部样方数3.23%；常绿阔叶林7个样方，占全部样方数11.29%；落叶阔叶林8个，占全部样方数12.90%；常绿针叶+常绿阔叶混交林9个样方，占全部样方数14.52%；常绿阔叶+落叶阔叶混交林23个，占全部样方数37.10%，常绿针叶+落叶阔叶混交林12个样方，占全部样方19.35%，62个样方中乔木、灌木层常绿成分均占有较大比例，详见表2。

表2 合肥环城公园植物群落类型

3.5.2 群落结构

样方中出现纯林模式主要有女贞常绿纯林、雪松常绿纯林、水杉落叶纯林、紫叶李落叶纯林。它们都为乔木纯林，单独成景。混交模式主要由针阔混交林、落叶阔叶林、常绿阔叶林、常绿落叶阔叶林等模式配置而成。落叶针叶林为水杉林，常绿针叶林为雪松林，针阔混交林为雪松或水杉与阔叶树混植。落叶阔叶林优势种有刺槐、构树、栾树、枫杨、重阳木等。常绿阔叶林优势种有女贞、广玉兰、椤木石楠、桂花等。常绿落叶阔叶混交林模式有构树-女贞、刺槐-女贞、刺槐-桂花、刺槐-棕榈、女贞-紫叶李、栾树-桂花、广玉兰-桂花-石榴等群落。

在垂直结构方面，主要有复层型、双层型、单层型两种形式，复层型的乔-灌-草（地被）模式主要出现在公园内景观节点、道路交口处，有银杏-桂花-椤木石楠-红叶石楠球-麦冬、银杏-广玉兰-桂花-海桐球-麦冬/狗牙根/马尼拉、女贞-石榴-法国冬青-八角金盘/麦冬、女贞-法国冬青-八角金盘-狗牙根/马尼拉、刺槐-女贞-法国冬青-海桐-麦冬、雪松-刺槐-椤木石楠等多种配置形式，复层型在调查样方中出现频率23.7%；双层型的乔-草（地被）、灌-草模式是环城公园植物垂直结构的主要类型，出现频率70.1%，乔-草模式主要有刺槐-女贞-麦冬、无患子-桂花-海桐-狗牙根、构树-刺槐-狗牙根、雪松-椤木石楠-麦冬、刺槐-棕榈等，灌-草形式主要有桂花-日本珊瑚树-麦冬、桂花-木槿-狗牙根、石榴-麦冬等；单层型在调查样方中出现较少出现频率仅有6.2%，主要纯林以纯林出现有雪松纯林、水杉纯林、女贞纯林、紫叶李纯林。

4 结论与讨论

生态风景林群落内乔木层树种中刺槐、女贞、雪松、构树、侧柏保持群落内优势树种地位；乔木树种径阶和树木高度分布趋向两极化，树木径阶在10 cm以下和30 cm以上、高度在5 m以下和15 m以上数量占比较高。树木径阶和高度分布趋向不稳定状态，反映了环城公园树木年龄结构的老龄化和幼龄化趋势。应增加植物径阶在10～30 c之间、树高在5～15 m之间的树木数量，调整群落树木径阶、树高分布。

生态风景林中常绿乔木偏多，且分布不均。包河景区、银河景区、西山景区、琥珀潭景区常绿乔木相对较多，其中西山景区的常绿植物占有比最高。而环东景区、环北景区常绿乔木数量相对较少。应适当的调整各个景区的常绿落叶植物比，在包河景区、银河景区、西山景区、琥珀潭景区增加落叶植物的配置，增加环东景区、环北景区常绿乔木数量，调整常绿落叶比使之合理。

生态风景林健康状况较差，近一半的乔木树种处于不健康状态，植物的老龄化严重，较多胸径大的树木出现断枝、死枝、枝干空洞现象，急需改善。应划分公园内植物健康质量等级，分级保护与管理树木，遏制树木健康质量下滑趋势。

生态风景林植物空间结构单一化，灌木层植物数量较少且分布极不均匀，其中杜鹃、云南黄馨、棕榈、海桐占据优势地位；草本层植物种类单一，分布区域小。群落以双层结构，即乔-草、灌-草居多，复层结构如乔-灌-草结合等类型的群落类型较少，且大部分复层结构的乔木、灌木、草本、地被的种类仅为一两种，过于单一，整体上空间层次和季相变化较差，应增加灌木层植物种类、数量，扩大灌木造景范围，加强草本植物造景运用，增加群落中草本植物数量和种类，构建乔、灌、草合理搭配的复层群落结构。

[1]王 成.中国城市生态环境共同体与城市森林建设策略[J].中国城市林业，2016（01）：1-7.

[2]王嘉楠，张 磊，吴泽民.合肥市环城公园生态风景林的景观评价及生态功能[J].东北林业大学学报，2010，38（3）：111-114.

[3]陈 勇，孙 冰，廖绍波，等.深圳市城市森林林内景观的美景度评价[J].林业科学，2014（08）：39-44.

[4]郭二果，王 成，郄光发，等.城市森林生态保健功能表征因子之间的关系[J].生态学杂志，2013（11）：2893-2903.

[5]王嘉楠，莫道俊.生态风景林理论在城市道路景观规划中的运用[J].城市环境与城市生态，2010，23（5）：21-24.

[6]Dana E D,Vivas S,Mota J F.Urban vegetation of Almeria City-a contribution to urban ecology in Spain[J].Landscape and Urban Planning,2002,59(4):203-216.

[7]王美婷，孙 冰，陈 勇，等.广州城市公园森林植物景观美景度研究[J].中国农学通报，2016（13）：18-23.

[8]邵 锋，宁惠娟，包志毅，等.城市公园植物景观量化评价研究[J].浙江农林大学学报，2012，29（3）：359-365.

[9]陈家龙，吴泽民，朱 锋，等.合肥市城市公园木本植物群落树种组成及种间联结性研究[J].安徽农业大学学报，2009，36（3）：403-407.

[10]孙儒泳，李庆芬，牛翠娟，等.基础生态学[M].北京：高等教育出版社，2002.

[11]吴泽民，吴文友，高 健，等.合肥市区城市森林景观格局分析[J].应用生态学报，2003，14（12）：2117-2122.

[12]苑 征，李湛东，徐海生，等.公园绿地常绿与落叶树种比例的比较分析[J].北京林业大学学报，2010，32（1）：194-199.

Community structure and species diversity of urban eco-landscape forest

LIU Hui1，ZHU Jian1,2,ZHANG Qian-jin1,WANG Jia-nan1*,LI Ruo-lan
(1.School of Landscape and Forestry,Anhui Agricultural University,Hefei Anhui230036,China;2.Hefei Municipal Design Research Institute,Hefei Anhui230001,China)

The community structure and species diversity of the eco-landscape forest in the Round-the-city park of Hefei were studied.The results showed that there were 79 species of 44 families and 75 genera in the study area,including 7 species of 4 families and 7 genera of gymnosperms,and 72 species of 40 families and 68 genera of Angiosperms.The proportion of trees with diameter of 10 cm or less and above 30 cm continued to rise,the same with trees with height of 5m or less and above 15m.;the community trees were in poor health,and nearly half of the trees were in an unhealthy situation;The number of evergreen plants increased,and the ratio of evergreen and deciduous plants in six scenic spots were quite different;community type could be divided into 7 types,mainly composed of evergreen broad-leaf and deciduous broad-leaved mixed forest;community structure were mainly with tree and grass,bush and grass,and complex structure are less.On this basis,the future management of eco-landscape forest construction and tree conservation in the park were put forward targeted recommendations.

eco-landscape forest;community structure;species diversity

S731.2文献识别码：A

1004-4329（2017）04-035-06

10.14096/j.cnki.cn34-1069/n/1004-4329（2017）04-035-06

2017-06-16

“十二五”国家科技支撑计划项目（2014BAL01B03B）；安徽省重点研究与开发计划（1704f0704063）资助。

刘 慧（1977－ ），女，博士研究生，讲师，研究方向：风景园林规划。

王嘉楠（1975－ ），男，博士，副教授，研究方向：风景园林和城市森林生态。Email：wjn@ahau.edu.cn。