武汉市综合性公园植物多样性研究

何诗静，彭岩，吴子轩

（武汉设计工程学院，湖北 武汉 430200）

城市绿化是城市唯一有生命的基础设施，反映了城市绿化与植物生态的关系[1]。城市公园作为城市公共绿地的重要组成部分，具有美化市容市貌、改善环境质量、提供市民休闲娱乐场所等多种功能[2]。现代城市公园的设计理念已经不再是简单的园与林的混合物，而是以植物造景为主体，表现以人为本、具备文化艺术气息的美学构想，要求空间同内容相辅相成、协调发展，以提高公园的审美意境[3]。因此，城市公园的建设要在稳定公园植物群落的前提下，提升植物配置的观赏性和美观性，使得植物景观优美而自然。保持植物多样性是维持城市绿地生态系统功能及生态环境的重要途径之一，也是城市生态系统功能提高和健康发展的基础。城市生态系统稳定性降低甚至脆弱不堪往往与城市植物多样性较低有关，因此，作为生物多样性基础的植物多样性逐渐成为众多学者新的研究方向[4]。为了探究公园绿地植物的多样性，选取了武汉市有代表性的青山公园、和平公园、洪山公园和沙湖公园进行调查，对群落配置的整体情况进行评价。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

武汉市属亚热带湿润季风气候，主要表现为降水量大，日照充足，夏天炎热，冬天寒冷，四季分明。年平均气温15.8～17.5 ℃，其中1 月平均气温最低（1.4 ℃），七八月平均气温最高（29.3 ℃）。

1.2 研究方法

选取武汉市区的青山公园、和平公园、洪山公园和沙湖公园进行调查。每个公园均于不同区域、不同环境（土壤、地形等）选取具有一定代表性的群落样方8 个，样方面积20 m×20 m。调查样方内植物的群落组成与结构，测量和记录样方内植物的位置、形状、冠幅、胸径、株高、密度、频度等数据。拍照记录群落情况，结合查阅资料对群落配置的整体情况进行评价[5]。

1.3 数据分析

选取重要值（IV）、Margalef 丰富度指数（R）、Simpson 多样性指数（D）、Shannon-Weinner 多样性指数（H）和Pielou 均匀度指数（J），对物种的多样性进行综合分析。

式中，S 为物种数目；Pi=ni/N，其中ni表示第i个种的植物个体数，N 表示样地内所有植物物种的总个体数。

2 结果与分析

2.1 武汉市综合性公园植物的物种组成

调查的4 个公园中共有植物379 种，涉及109 个科258 个属（表1）。其中，乔木有117 种，占物种总量的30.87%；灌木有197 种，占物种总量的51.99%；草本有53 种，占物种总量的13.98%；藤本有12 种，仅占物种总量的3.17%。所有植物中乡土树种有232 种，占物种总量的61.26%。乡土物种栽种比例较高，既可以保证树木的成活率，又可以降低管理养护的成本。

表1 各公园植物的种类构成Table 1 Composition of plant species in each park

2.2 武汉市综合性公园植物的物种多样性

2.2.1 物种重要值 重要值是衡量某个物种在群体中地位和作用的综合数量指标，可以反映物种的优势程度[7]。从4 个公园植物总体的重要值来看，排名前5位的物种以乡土树种居多，且各层次的优势树种较为明显（表2）。乔木层重要值排名前5 的植物均为园林中常见的绿化树种，以香樟、栾树和雪松为优势种；灌木层以红叶石楠和桂花为优势种，重要值排名前3 的均为观赏性较强的植物，有利于丰富景观类型，增加植物景观美感；草本层以高羊茅为优势种，其他地被植物为辅。

2.2.2 物种丰富度指数 物种丰富度可以反映物种数量的多少。各公园的物种丰富度指数整体上呈现出乔木层＞灌木层＞草本层的规律（表3）。可能是由于乔灌木均为人工选植，在景观构造方面起主要作用，因此在构建时偏重于增加乔灌木物种的多样性，而忽视了草本植物品种的丰富度。

各公园不同层次物种的丰富度不同。和平公园各层次间物种丰富度差异较大，以乔木层丰富度指数最高，与乔木层物种数量最多相一致。沙湖公园各层次间物种丰富度差异较小，整体植物搭配均匀，可能与其修建年份较晚有关。洪山公园和青山公园草本层的物种丰富度均较低，应适应增加草本植物的种类，使公园的整体景观得到平衡。

2.2.3 植物多样性指数 物种多样性是衡量群落结构与功能复杂性的一个重要指标。植物的物种多样性指数越大，说明植物群落物种越丰富，组成越复杂[8]。Shannon-Winner 多样性指数用来描述物种个体出现的紊乱和不确定性[9]。Simpson 多样性指数用来表征从一个群落中连续2 次抽样所得到的个体数属于同一种的概率。由公园整体的多样性指数（表4）可以看出，乔木层多样性指数较高，灌木层次之，草本层较低。主要是因为乔木作为一个群落的主干树种，无论枝叶还是树形都能第一时间反映出群落的主要形貌，相对于灌木层和草本层而言较为重要。洪山公园和沙湖公园乔木层与灌木层多样性指数最为接近，植物搭配较为合理，植物物种多、分布均匀；青山公园草本层多样性指数较其他公园高，地被植物和草本植物相对较多；和平公园草本层多样性指数最低，应注重草本植物的种植。

表2 各公园不同层次物种重要值排名前5 位的植物Table 2 The top five plants of species importance value of different levels of plants in each park

表3 各公园不同层次物种的丰富度指数Table 3 Richness index of different levels of species in each park

表4 各公园不同层次物种的Shannon-Weinner 多样性指数和Simpson 多样性指数Table 4 Shannon-Weinner diversity index and Simpson diversity index of species at different levels of each park

2.2.4 均匀度指数 物种均匀度是衡量各种类分布均匀程度的重要指标。群落中种群分布均匀，群落均匀度指数高，则生态优势度低；反之，种群分布集中，群落均匀度指数低，生态优势度高[8]。调查的4个公园中，物种均匀度指数均呈现出乔木层＞灌木层＞草本层的规律（表5）。各公园乔木层均匀度指数相差不大。各公园灌木层均匀度指数相差较大，以洪山公园最高，和平公园最低，二者相差0.41；青山公园灌木层均匀度指数仅0.46，或许与修建年份较为久远有关，应着重增加灌木的数量，以使乔木和灌木之间过渡良好，提高景观的协调性。各公园草本层均匀度指数顺序为青山公园＞沙湖公园＞洪山公园＞和平公园，其中，和平公园草本层均匀度指数仅0.22，应着重增加草本植物品种的数量，以提升绿地景观的观赏性。

表5 各公园不同层次物种的均匀度指数Table 5 Species uniformity index of different levels of species in each park

3 结论与讨论

3.1 结论

植物种类的选择及配置方式常常决定着园林植物景观的风格面貌，影响着园林艺术和环境绿化水平[10]。乔木过于密集、灌木种植散乱、非人工种植的草本植物大量生长、土地裸露等植物配置及管护过程中的常见问题，将直接导致园林绿地的景观效果无法展现。以武汉市洪山公园为例，植物群落结构大多以简单的乔、灌、草模式出现，一些区域甚至仅有乔木单层结构，植物配置过于单一。

在植物配置时还应注重乡土物种与外来物种的合理搭配。乡土物种适应性强，对养护管理条件要求不严，在城市绿化中省时、省力、见效快。较乡土物种而言，在选择外来植物时应更加慎重。有些外来植物是城市绿化的优良品种，与乡土物种搭配可以提高景观的观赏性；而有些外来植物会与乡土物种形成恶性竞争，争夺水分、养分、光照及生存空间，甚至引发当地物种的灭绝[11]。因此，构建公园的植物群落时，在选择外来物种增加植物多样性的同时，还应综合考虑其生长特性。

武汉市青山公园、和平公园、洪山公园和沙湖公园共有植物379 种，涉及109 个科258 个属，包括乔木117 种、灌木197 种、草本53 种、藤本12 种，其中乡土树种（232 种），占物种总量的61.26%，乡土物种栽种比例较高。整体来看，武汉市公园不同层次物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数均呈现出乔木层＞灌木层＞草本层的规律，即3 个植物层次中乔木层较灌木层稳定性更强、草本层的稳定性最弱，建议适当增加草本植物的种类和数量。

3.2 建议

园林植物是城市绿地建设中重要的素材之一，其选择和配置很大程度上决定了园林绿化的观赏效果和艺术水平。城市绿地园林景观的丰富程度和生态效益与其植物的多样性密不可分。园林植物的多样性是城市绿地生态系统的重要组成部分，其中乡土植物在园林植物中占有重要位置[12]。

在城市园林绿地植物群落设计中，往往过于强调某一绿地或某一空间的物种丰富度而忽略了整体空间的物种多样性，使得整体景观效果和生态效益下降[13]。因此，建议丰富园林植物种类，注重对观花、观叶等优美乡土植物的运用。这样既有利于植物群落适应当地的气候特征，又有利于构建稳定、抗逆的高质量景观，大大提升植物群落的稳定性。对于新物种的引入，必须先充分考虑其是否有毒、飘絮或者带刺，是否会与本土植物形成恶性竞争等问题。应合理引进外来物种，确保外来植物与本土植物友好共生，实现城市公园环境效益的最大化。

对于园林绿地植物群落设计，首先，应大力发展以乔木为主体，乔灌花草多种植物相结合、常绿落叶相结合的近自然群落。其次，应增加绿化种植形式，充分利用有限的园林空间，通过多种种植形式有效提升园林植物品种数量、公园绿地率和植物景观量[14]。最后，应构建层次多样的自然植物群落，充分利用乔—灌—草组合，丰富公园植物结构层次，并加强对于本地草本和灌木植物的应用。