青神县城市森林结构特征

陈俊华, 王林青, 龚固堂, 赵昊天, 郑勇, 谢天资, 蒋雨轩, 骆宗诗*

1. 四川省林业科学研究院，四川 成都 610081；

2. 四川省青神县林业和园林局，四川 青神 610000；

3. 成都理工大学旅游与城乡规划学院，四川 成都 610081；

4. 森林和湿地生态恢复与保育四川重点实验室，四川 成都 610081

城市森林具有美化环境卫生、保持水土、涵养水源、调节气候、净化空气、提供游憩场所等多种功能[1]，近些年越来越受到人们的关注。森林的结构决定功能，功能反映结构[2]。研究城市森林的结构特征，可为城市森林的结构调整和社会服务功能等提供科学依据。本文以青神县的城市绿地为研究对象，通过对公园绿地、附属绿地、防护绿地进行抽样调查，分析其城市森林结构，找出存在的问题及空间规律，为青神县及类似地区的城市森林规划和建设提供基础资料和参考依据。

1 研究区概况

青神县位于四川省眉山市南部，地处川西平原西南边缘，属川西平原与川西丘陵的接壤过渡带。北以鸿化山口为前门，南以平羌三峡作后户，东依龙泉山脉，西抵金牛河岸，东经103°41′—103°59′、北纬29°42′30″—29°55′33″。县域东西长约29.5 km，南北宽约23.5 km，面积387 km2。境内地势东南高，西南次之，中端低平，最高处海拔为691 m，最低处为377 m，极限高差314 m。属亚热带湿润气候区，年平均气温17.0 ℃，年平均降水量1 069.5 mm，常年气候温和、雨量充沛、四季分明[3]。

2 研究方法

2.1 调查方法

由于青神县较小，将县城区的绿地分为公园绿地、道路防护绿地和附属绿地（机关事业单位、学校、医院、居住小区等）三大类。对这三大类绿地进行全部或抽样调查。调查内容有绿地名称、位置、面积、木本植物。其中，乔木调查的指标有种名、树高、胸径、冠幅（东西、南北两个方向）、株数、生长状况等；灌木调查指标有种名、株数、地径、树高、冠幅、生长状况等；藤本调查指标有种名、丛数、地径等。抽样调查统计见表1。

表1 青神县城市森林抽样调查统计Tab. 1 Sampling survey of urban forest in Qingshen county

2.2 数据处理

2.2.1 物种多样性

（1）物种丰富度S=物种数

（2）Shannon 指数(H)

（3）Simpson 指数(D)

（4）Pielou 均匀度指数(J)

式中，S 为群落中的总物种数，Pi为样方中i 种所占的比例。

2.2.2 乔木胸径、冠幅分级

乔木胸径及冠幅的等级划分参考吴泽民等[4]对城市森林结构的分级标准，及i- trees 的划分方法，将胸径、冠幅划分为6 级，为了便于比较，对分级标准取整，并根据生物特性采用零作为划分起点[5]，详见表2。

表2 青神县城市森林乔木胸径、冠幅分级标准Tab. 2 Grading standards of arbor DBH and crown diameter in urban forests of Qingshen county

3 结果与分析

3.1 物种组成

3.1.1 科、属、种组成特征

青神县城市森林的木本植物一共有96 种（不含竹林湿地公园），隶属于45 科76 属（见表3），其中乔木51 种，灌木41 种，藤本3 种。这些木本植物中，以蔷薇科（Rosaceae）、禾本科（Gramineae）、豆科（Leguminosae）、棕榈科（Palmae）、木犀科（Oleaceae）、樟科（Lauraceae）的物种最多，分别为9 种、9 种、8 种、8 种、5 种。另 外，桑 科（Moraceae）、木兰科（Magnoliaceae）、五加科（Araliaceae）、杜鹃花科（Ericaceae）、金缕梅科（Hamamelidaceae）、锦葵科（Malvaceae）、梧桐科（Sterculiaceae）的物种数分别为4 种、4 种、3 种、2 种、2 种、2 种，其余科的物种数均为1 种。

表3 青神县城市森林木本植物统计Tab. 3 Statistics of woody plants in urban forest of Qingshen County

（续表3）

3.1.2 不同绿地木本植物种类组成特征

不同绿地木本植物种类组成见图1。可以看出，道路防护绿地的总种数为23 种，其中乔木15 种，灌木、藤本8 种，是所有绿地中最少的；附属绿地的物种数最多，为89 种，其中乔木47 种，灌木、藤本42 种；公园绿地总物种为31 种，其中乔木22 种，灌木、藤本9 种（见图1a）。青神县城市森林绿化木本植物中常绿植物明显占优势（见图1b），常绿物种数（62）种几乎是落叶物种数（33 种）的2 倍。公园绿地中，落叶物种数（16 种）种稍多于常绿物种数（15 种）。街道防护绿地中，常绿物种数稍多于落叶物种数。但从数量来看，街道绿地常绿物种数明显高于落叶物种数，前者占总数的77.79%，是后者的3.5 位多（见图2）。色叶树种主要以银杏、栾树、槐树、千层金为主。

图1 不同绿地木本植物种类组成特征Fig. 1 Species composition characteristics of woody plants in different green lands

图3 不同绿地木本植物观赏部位物种数统计Fig. 3 Statistics of species in ornamental parts of woody plants in different green lands

图2 街道防护绿地数量占比Fig. 2 Proportion of tree species in street green space

3.1.3 不同绿地木本植物主要观赏部位

青神县城市森林不同绿地本木植物主要观赏部位见图3。从总的来看，以植株造型和观花物种占优势，分别占总物种数的36.73%、29.59%。观赏叶和多器官的物种数分别为13 种、11 种，占13.27%、11.22%。公园绿地、附属绿地和防护绿地这3 种绿地的木本植物主要观赏部位也基本上遵循这个规律。其中，单纯观果类物种，仅附属绿地中有5 种，其他绿地中没有。观花类物种以玉兰、垂丝海棠、皱皮木瓜、多花含笑、红梅、木芙蓉、叶子花、红花羊蹄甲（为代表。观果类物种以洒金叶珊瑚、石榴、冬青卫茅为主。以香味为主的物种主要有木犀、腊梅。

3.2 物种多样性

物种多样性水平以附属绿地最高，其次是公园绿地，街道防护绿地最低（见表4）。附属绿地的丰富度指数R、Shannon 指数H、Simpson 指数D 分别是公园绿地和街道防护绿地的2.87 倍、1.69 倍、1.45 倍和3.87 倍、1.98 倍、1.63 倍。

3.3 空间结构

3.3.1 乔木径级结构

不同绿地木本植物胸径分级见图4。可以看出，公园绿地中，胸径10～20 cm（II 级）的数据最多，占42.59%，其次是III 级（20～30 cm）和I 级（≤10 cm），分别占19.83%、18.92%。胸径40～50 cm 的（V 级）最少，仅占6.47%，没有VI 级（≥50 cm）的。附属绿地乔木的径级结构分布与公园绿地类似。街道防护绿地中，乔木胸径以III 级的最多，占46.55%，其次是IV 级（30～40 cm）和II 级。VI 级的占 比为2.56%，没有V 级（40～50 cm）的。

表4 不同绿地物种多样性Tab. 4 Species diversity in different green lands

图4 不同绿地乔木径级结构Fig. 4 DBH classification of trees in different green lands

3.3.2 乔木冠幅结构

不同绿地木本植物冠幅分级见图5。可以看出，公园绿地中，冠幅2～4 m（II 级）的数据最多，占52.41%，其次是III 级（4～6 m）占25.62%。冠幅8～10 m 的（V 级）最少，仅占5.44%，没有VI 级（≥10 m）的。附属绿地乔木冠幅以II 级最多，占58.23%，除没有VI 级外，其余级的占比相差不大，但以V 级最少，占7.54%。街道防护绿地中，乔木胸径以II 级最多，占42.29%，其次是IV 级（6～8 m）和V 级，分别占比28.42%、20.71%。VI 级的占比为4.41%。

4 讨论

丰富的生物多样性可增强生态系统的稳定性，提高植物群落的抗逆性，可以抵御病虫害和其他有害生物，从而增加生态系统的安全性[6]。青神县城市森林的物种多样性不高，木本植物的种类为96 种。Shannon 指数H 最高的附属绿地为5.4982，Simpson指数D 为1.2132，而街道防护绿地仅为2.7730、0.7437。以街道防护绿地为例，榕树、天竺桂占绝对优势，分别占街道防护绿地乔木树种总株数的33.85%、23.91%，其次是香樟，占15.37%。研究表明，当某一或少数物种优势过强，会导致植物群落遭受灾害的风险增加，同时，该物种的衰退、生病、衰老均会增加较大的维护成本。同时，也会导致区域失去景观特色[7]。从观赏性来看，青神县的城市森林木本植物中，以植株造型和观花类为主，色叶类、观果类和以香味为主的物种较少。尤其是街道防护绿地中，彩叶树种主要是银杏和栾树，但总数量占比仅为7.08%。

图5 不同绿地乔木冠幅结构Fig. 5 Crown structure of trees in different green spaces

城区林木树冠覆盖是与城市森林评价及其健康与稳定性优化关联度最大的指标[8]。连续稳定的树冠覆盖，才能更好地发挥其生态功能，同时也为城市森林的持续发展提供保证。冠幅偏小将直接影响树木的生活力和生产力[9]。国家森林城市评价指标规定，其中，县级城区树冠覆盖率须达到20%以上[10]。青神县的城市森林总体冠幅以2～4 m 最多，占50%以上，其中附属绿地占58.23%。除街道防护绿地外，公园绿地、附属绿地的平均冠幅IV 级（＞6 m）以上的均占总数的不到20%。从径级来看，青神县城市森林高大粗壮的乔木树种较少。除街道防护绿地外，公园绿地、附属绿地的平均胸径分别占总数的61.51%、66.01%。

乡土树种具有适应性强、生态效益高、文化底蕴丰富等特点。因此，在城市森林营建中，建议以乡土树种为主。根据《国家森林城市评价指标》（GB/T 37342—2019）[10]要求，城区乡土树种使用率应达80%以上。但从物种来看，青神县城区外来物种计19 种（见表3），占全部物种数的19.79%，已经接近20%。从物种数来看，使用外来物种的量偏大。

以上分析表明，青神县在今后的森林城市规划和城市森林建设中，应减少外来物种的使用量，以乡土乔木树种为主体，合理搭配灌木、藤本植物，并注重常绿与落叶的搭配，适量增加色叶类、观花、观果、具香味的物种。同时，注重对现有物种的科学管理与经营，使其健康生长，以维持生态系统的稳定性，充分发挥城市森林的生态功能。