南充市4 所高校校园木本植物多样性分析

肖雅军， 唐俊峰， 赵旭喆*， 严贤春*

1. 西南野生动植物资源保护教育部重点实验室，四川 南充 637002；

2. 西华师范大学生命科学学院，四川 南充 637009

高校校园是城市绿地的重要组成部分，在维持城市生物多样性方面具有重要作用[1-2]。一方面，成千上万的植物物种被种植在高校校园内，有助于美化环境，为师生创造良好的工作和生活环境[3-4]；另一方面，这些植物有助于改良土壤和缓和气候，并为野生动物提供栖息地[5]。校园植物群落丰富的物种多样性为生态学研究提供了一个新的平台[6]，特别是在城市物种管理和城市绿色生态系统恢复方面[7]。因此，了解校园植物多样性特征，确定校园内珍稀、濒危、外来物种、本地物种、有害生物和药用植物的存在，有助于将生物多样性保护理论应用到实际的城市管理中，对城市生物多样性的保护具有重要意义[8]。然而，当前关于校园绿地的相关研究主要集中在景观配置和规划设计等方面[9-12]，对校园绿地植物群落的物种组成及其多样性等生态学特征的研究则相对较少[8，13]。因此，本研究以南充市4 所高校6 个校区为研究对象，以校区为单位，对各校区内木本植物群落进行了全面调查，并分析其物种多样性特征和群落结构特征，同时对校区内木本植物物种的生活型和保护等级进行了统计，揭示南充市高校校园木本植物多样性特征，为当地高校合理配置植物群落、优化校园环境及植物多样性保护提供参考。

1 研究区概况

南充市位于四川盆地东北部、嘉陵江中游，地理坐标为北纬30°35′—31°51′、东径105°27′—106°58′之间，面积1.25 万km2。属于中亚热带湿润气候区，具有夏热冬暖，光热同季，无霜期长，雨量充沛，湿润多阴等特点，年平均气温 17 ℃左右，年日照1 500 h 左右，年降水1 200 mm 左右，无霜期年平均300 d。

本研究以南充市4 所高校6 个校区为研究对象(见表 1)，对各校区内木本植物群落进行了全面调查。这些校区自营建以来，均形成了具有一定特征的植物群落景观，是进行校园植物群落多样性调查研究的理想场所。

表1 南充市4 所高校6 个校区基本情况Tab.1 General information of six campuses of four universities in Nanchong City

2 研究方法

2.1 数据收集

对各个校区内的木本植物进行全面实地调查。考虑到植物的季相变化，四季分别进行实地调查。对校园内所有胸径≥1 cm 的木本单株，记录其学名、拉丁名、生长习性、观赏特性和季相特征等，并依据《中国植物志》和《中国高等植物图鉴》对其科、属、种进行鉴定。最后，依据《中国珍稀濒危保护植物名录》《国家重点保护野生植物名录（第一批） 》和《国家重点保护野生植物名录（第二批） 》，对不同保护等级的木本植物进行鉴定分类。

2.2 各校区植物物种多样性指数计算

通过调查植物景观中的植物个体特征、群落整体特征，在植物群落的多样性研究基础上，筛选了一些目前应用比较广泛的植物物种多样性指数：包括物种丰富度指数S、Shannon-Wiener 指数、Simpson指数和均匀度Pielou 指数[14-16]。各指标计算方法如下：

物种丰富度指数S：群落中的物种数量；

Shannon-Wiener 指数：

Simpson 指数：

Pielou 指数：

上述公式中，S为群落内物种数，Pi为第i个物种的个体数占所有物种个体总数之比。

2.3 各校区间木本植物群落相似性指数计算

此外，为了更好地反映南充市高校新老校区植物组成结构的差异，我们使用较为常用的Sørensen指数分别计算3 个新校区和3 个老校区之间的木本植物的相似性[17]。任意两个校区之间的Sørensen 指数的计算公式如下：

其中，c为两个校区中共有的物种数；a和b分别为相应校区内的物种数。

2.4 南充市高校木本植物主要优势种及其重要值计算

将6 个校区看作6 个样地，并以此计算每个木本树种的相对多度（RD%）和相对频率（RF%）。为客观反映南充市高校木本植物的重要值，采用相对频度和相对多度的平均值（即常用系数）作为评价南充市高校木本植物的重要值指标[18]，即

3 结果与分析

3.1 各校区校园木本植物种类组成

通过对南充市4 所高校6 个校区校园内木本植物种类的调查和鉴定（见表2）。可以看出，在4 所高校6 个校区校园中共有木本植物69 科、144 属和236 种。其中，常绿木本植物135 种，落叶木本植物101 种，重点保护木本植物16 种。此外，各校区间木本植物种类组成差异较大。在物种数方面，6 个校区内的数量在65～139 之间，其中西华师范大学顺庆校区的木本物种最多，有139 种，川北医学院顺庆校区内的木本物种最少，仅有65 种；在属数方面，6 个校区内的数量在53～101 之间，其中西华师范大学顺庆校区的最多，有101 个属，川北医学院顺庆校区内的最少，仅有53 个属；在科数方面，6 个校区内的数量在38～55 之间，其中西华师范大学顺庆校区的最多，有55 个科，川北医学院两个校区内的最少，都为38 种；在常绿木本植物物种数方面，6 个校区内的数量在31～ 78 之间，其中西华师范大学顺庆校区的最多，有78 种，川北医学院顺庆校区内的最少，仅31 种；在落叶木本植物物种数方面，6 个校区内的数量在34～61 之间，其中西华师范大学顺庆校区的最多，有61 种，川北医学院顺庆校区内的最少，为34 种；在重点保护木本植物物种数方面，6 个校区内的数量在5～12 之间，其中西华师范大学顺庆校区的最多，有12 种，川北医学院两个校区、西南石油大学三个校区内的最少，均为5 种。

表2 南充市各校区内木本植物种类组成Tab.2 Species composition of woody plants in six campuses in Nanchong City

3.2 各校区植物物种多样性指数

各校区植物物种多样性分析结果可以看出（见表3），尽管南充市4 所高校6 个校区在木本植物的个体数和物种数方面差异很大，但是在物种多样性指数方面差异较小。在个体数方面，各校区差异较大，其个体总数在1 386～15 697 之间，6 个校区的排序为：西华师范大学顺庆校区＞南充职业技术学院＞西华师范大学北湖校区＞川北医学院高坪校区＞川北医学院顺庆校区。在Shannon-Wiener 指数和Simpson指数方面，其数值分别在3.128～3.737 和0.885～0.961之间，各校区差异不大。在均匀度Pielou 指数方面，除川北医学院两个校区较高外，其他校区之间也差异不大。

表3 南充市各校区木本植物物种多样性指数Tab.3 Species diversity of woody plants in six campuses in Nanchong City

3.3 各校区间木本植物群落相似性指数

各校区间木本植物群落相似性分析结果见表4。由表4 可以看出，南充市4 所高校6 校区木本植物群落间物种相似程度较高。群落间Sørensen 指数在0.466～0.654 之间，其中川北医学院高坪校区与西南石油大学的相似度最高，为0.654，川北医学院高坪校区与南充职业技术学院的相似度最低，为0.466。

3.4 南充市高校校园内木本植物主要优势种及其重要值

以各乔木、灌木植物物种在每个校区的绝对数量为依据，给出每个校区内乔灌比以及乔木、灌木排名前六的优势种（见表5）。可以看出，南充市4 所高校6 个校园的乔灌比在1∶0.321 到1∶0.549之间，其中西华师范大学北湖校区的乔灌比例最高，南充职业技术学院的乔灌比例最低。但是参照城市园林乔灌比1∶3～1∶6 而言，南充市各校区的乔灌比均低于这个标准，说明灌木种类的多样性不丰富。具体来说，川北医学院顺庆校区乔木有45 种，占69.23%，排名前三的树种为黄葛树(Ficus virens)、雪松(Cedrus deodara)、二球悬铃木(Platanus acerifolia)，灌木有20 种，占30.76%，排名前三的树种为三角梅(Bougainvillea spectabilis)、 栀子(Gardenia jasminoides)、棕竹(Rhapis excelsa)，乔灌比为1∶0.444；川北医学院高坪校区乔木有55 种，占75.34%，排名前三的树种为桂花(Osmanthus fragrans)、黄葛树、天竺桂（Cinnamomum japonicum），灌木有18 种，占24.66%，排名前三的树种为海桐（Pittosporum tobira）、小叶女贞(Ligustrum lucidum)、红花继木(Loropetalum chinense)，乔灌比为1∶0.327；南充职业技术学院乔木有78 种，占75.73%，排名前三的树种为天竺桂、香樟(Cinnamomum septentrionale)、紫薇(Lagerstroemia indica)，灌木有25 种，占24.27%，排名前三的树种为小叶女贞、红花继木、桂花，乔灌比为1∶0.321；西华师范大学北湖校区乔木有71 种，占64.55%，排名前三的树种为香樟、珊瑚树（Viburnum odoratissimum）、桂花，灌木有39 种，占35.45%，排名前三的树种为棕竹、小叶女贞、蜡梅（Chimonanthus praecox），乔灌比为1∶0.549；西华师范大学顺庆校区乔木有90 种，占64.75%，排名前三的树种为天竺桂、秋枫（Bischofia javanica）、香樟，灌木有49 种，占35.25%，排名前三的树种为毛叶丁香（Syringa tomentella）、贴梗海棠（Chaenomeles cathayensis）、红花继木，乔灌比为1∶0.544；西南石油大学乔木有56 种，占65.12%，排名前三的树种为香樟、珊瑚树、蒲葵(Livistona chinensis)，灌木有30 种，占34.88%，排名前三的树种为海桐、贴梗海棠、红花继木，乔灌比为1∶0.536。

表4 南充市各校区间木本植物群落相似性指数Tab.4 Community similarity indexes of woody plants among six campuses in Nanchong City

通过计算6 个校区内所有物种的相对多度和相对频率，我们得出所有物种的常用系数（见表6）。根据常用系数，我们得出南充市排名前十的乔木优势种，其常用系数由大到小排序为：香樟（57.915%）＞天 竺 桂（ 56.886%） ＞秋 枫（ 53.104%） ＞桂 花（52.599%）＞珊瑚树（52.073%）＞紫薇（51.998%）＞黄 葛 树（ 51.989%） ＞苏 铁（ 51.818%） ＞雪 松（51.567%）＞银杏（51.416%）；排名前十的灌木优势种，其常用系数由大到小排序为：海桐（54.885%）＞蜡梅（53.388%）＞小叶女贞（45.759%）＞棕竹（44.594%）＞三角梅（42.798%）＞栀子（42.331%）＞木槿（Hibiscus syriacusLinn.）（42.209%）＞毛叶丁香（19.756%）＞长花龙血树（16.701%）＞绣线菊（8.347%）。

3.5 各校区木本植物观赏特性和季相结构

各校区木本植物观赏特性和季相结构分析结果见表7。在观赏特性方面，南充市6 个校区观花、观果、观叶和其他植物种类所占的比例分别在31.8% ～42.5%、6.80% ～ 14.4%、43.8% ～ 50.5%和6.5% ～12.3%之间，且各校区不同观赏特性植物的比例基本一致，即观叶植物＞观花植物＞观果植物＞其他植物。在季相结构方面，南充市6 个校区春季、夏季、秋季、冬季和其他观赏植物所占的比例分别在1.5% ～11.6%、13.8% ～ 22.1%、12.6% ～ 24.6%、3.5% ～7.7%和46.5% ～ 52.5%之间，与观赏特性类似，各校区不同观赏植物的季相结构基本一致，即其他观赏比例＞夏季观赏＞秋季观赏＞春季观赏。

表6 南充高校木本植物优势种Tab.6 Dominant species of woody plants in universities in Nanchong City

表7 南充市各校区内木本植物观赏特性和季相结构Tab.7 Ornamental characteristics and seasonal structure of woody plants in six campuses in Nanchong City

4 结论与讨论

本文从物种组成、物种多样性指数、群落相似性指数、群落优势种及其重要值、植物观赏特性和季相结构等6 个方面分别分析了南充市4 所高校6 个校区内木本植物群落结构特征和景观结构特征。研究结果表明，虽然南充市校园木本植物多样性丰富，但各校区之间的相似程度也非常高。这一结果与其他高校校园植物调查的结果基本一致，即都呈现出高α 多样性和低β 多样性的特征[13，19-20]。同时，南充市高校校园内植物观赏特性和季相结构相似，且木本植物主要优势种也比较单一、灌木多样性较低。这些结果说明各高校在树种的选择上仍习惯于常见的园林树种，在校园环境的风格和特色上没有独特性。此外，高校校园也是生物多样性保护、植物资源种库储备的重要场所。从目前的调查结果来看，南充市高校内濒危、受保护树种偏少，特别是某些高校内缺乏具有传统研究优势的珍稀濒危物种。建议当地高校多收集或引种一些珍稀濒危和重点保护树种，满足科研、教学需要，提高生物遗传多样性，丰富校园功能和文化特色。总的来说，南充高校内的木本植物配置仍有一定的提升空间。这些信息对今后高校科研人员的研究有一定的参考价值。