城市生态公园植物多样性保护研究——以重庆市渝北区为例

刘 骏 王瑞洁

随着2021年联合国《生物多样性公约》缔约方大会第十五次会议在我国云南昆明举行，人们意识到了生物多样性问题的严重性。生物多样性是人类赖以生存和发展的基础，是地球生命共同体的血脉和根基。在国际大力倡导生物多样性保护的背景下，重庆市城市生态公园建设应当积极响应生物多样性保护需求。

城市生态公园是具备自然景观资源、能够保障城市生态安全及满足市民休闲游憩需求的绿地。保护生物多样性是保障城市生态安全、促进人与自然和谐发展的有效方法，也是建设城市公园的重要内容[1]。其中，植物集中、景观丰富的城市公园[2]，其生态效益的发挥程度普遍认为与植物多样性有关；植物多样性是城市生态系统稳定的基础，也是城市可持续发展的保证[3]。目前，公园植物多样性的研究多集中在植物群落及物种多样性方面。相关研究表明，植物多样性受环境因素影响较大，这会对植物种类、植物多样性产生一定的影响[4]。此外，城市化进程的加快，对城市公园植物多样性的影响更为显著。因此，彭羽等[1]提出通过建设生态型绿地恢复植物多样性，保护植物多样性；其中，保护自然生境对维持植物多样性相当重要。综上所述，随着城市生态保护的重要性被人们逐渐了解，如何保护植物多样性进而保障生物多样性，这已是当前亟需解决的问题。而城市生态公园作为植物多样性保护的重要载体，如何基于植物多样性保护进行建设，这是人们需要关注的问题。

为了揭示城市生态公园植物种类、植物群落多样性特征，解决城市生态问题，对重庆渝北区12个城市生态公园进行植物群落多样性研究，考虑公园类型、城市生境、公园面积等因素，采用物种丰富度、多样性指数、均匀度指数、相似性指数对植物群落多样性进行研究分析，以期实现城市生态公园植物多样性的可持续发展，研究结果旨在为建设城市生态公园、打造城市生态格局、保护城市生态多样提供借鉴。

1 研究地区与研究方法

1.1 研究区概况

依据“重庆市主城区绿地系统规划2014—2020”文件，重庆主城区约规划建设1997个城市公园，其中城市生态公园115个。此外，2020年主城区共规划区域绿地5541.21 hm2，其中4616.57hm2（约83.31%）的区域绿地被规划为城市生态公园。其次，人均城市生态公园面积较高，3.95m2/人。由此可见，城市生态公园在重庆市绿地系统中占据重要地位。

渝北区共规划建设43个生态公园，占主城区115个城市生态公园的37.39%，具有显著优势，因此，选取主城渝北区的城市生态公园作为本文研究对象。根据实地调研，渝北区已建成、对外开放的生态公园有23个，占规划建设总数比例最大，为53.49%。

1.2 公园选取与调研方法

依据城市生态公园位置及资源特色分类标准[5]，于2020年10月—12月调研了重庆渝北区4种类型12个公园（表1）。其中山地森林公园2个；湖泊湿地公园1个；主题游乐公园7个；滨江风光公园2个。研究公园数量占所有已建成公园的52.17%。其中，由于渝北区内山地森林、湖泊湿地、滨江风光类公园数量稀少，导致本研究中调研的公园数量也相对较少。

表1 调研公园概况

在样地道路基础上，选择植物物种丰富度较高，群落较为完整的区域，设置典型样方，样方总大小为100m2（10m×10m），记录100m2（10m×10m）中的乔木群落的物种信息，样方中心的25m2（5m×5m）的灌木群落的物种信息，5个1m2（1m×1m）的草丛群落物种信息，共计设置样方数量116个（图1）。记录的主要指标包括：①乔木：种名、株数、株高、冠幅；②灌木：种名、株数、高度、冠幅；③草本：种名、株数、高度、种盖度。

图1 重庆市渝北区城市生态公园及样方调研

1.3 数据处理

（1）Margalef物种丰富度指数[6]（R）：

其中，a、b分别为两个不同公园的物种数，c为两个公园的共有物种数。

2 结果与分析

2.1 植物种类组成特征

经样方调查发现，调研的重庆市渝北区12个公园共有植物227种（表1），其中乔木层86种，灌木层58种，草本层83种。其中，照母山森林公园植物种类最多，65种；火凤山公园与中咀河樟园植物种类最少，7种。这可能是受其公园类型以及公园面积大小的影响，也与样方数量有一定关联。山地森林类型的照母山森林公园，其面积巨大，样方数较多，植物种类丰富；而主题游乐类型的火凤山公园与中咀河樟园，其面积相对较小，样方数较少，植物种类较少。

各类生态公园植物种类数分别为：山地森林74种，湖泊湿地29种，主题游乐84种，滨江风光40种（表2）。作为唯一已建成、对外开放面积较大的湿地公园，其物种较为稀少，这表明湿地公园物种较为单一；而主题游乐公园物种最为丰富，这是因为其分布较为分散，导致物种分布在空间上不连续，呈现出一定的地域偏好，物种重复较少。

表2 重庆市渝北区各类生态公园植物种类组成统计

2.2 公园植物物种多样性比较

群落层次上Margalef物种丰富度指数呈现出草本层 ＞ 乔木层 ＞ 灌木层的规律（图2a）；这与李明娟等[14]的研究结果一致。草本层物种丰富度占绝对优势，且跨度较大。

图2 12个调研公园的植物多样性指数分布（a Margalef指数；b Simpson指数；c Shannon-Wiener指数；d Pielou指数）

群落层次上Shannon-Wiener多样性指数呈现草本层 ＞ 乔木层 ＞ 灌木层的规律（图2c），这与Margalef丰富度指数结果相同，这表明Shannon-Wiener指数受物种丰富度影响更为显著。Simpson指数趋势规律相同，因此，以Shannon-Wiener指数进行分析（图2b）。在所有公园中，照母山森林公园物种多样性指数最高，其次为重庆市中央公园；中咀河樟园与火凤山公园最低。城市生态公园因其自然程度高，人为影响低，所以植物种类较为丰富，呈现出群落各层物种多样性较高的规律。

群落层次上Pielou均匀度指数呈现草本层＞灌木层＞乔木层的规律（图2d）。所有公园中，金山公园物种均匀度最高，其次为火凤山公园；中咀河樟园与金海湾滨江休闲带最低。均匀度较低的公园，植物种类单一，植物景观不够丰富。这可能与部分城市生态公园对植物的选择偏好性有关，导致了部分公园物种单一，均匀度不高，植物群落稳定性较低。

2.3 各类公园植物物种多样性比较

各类公园在各层次上Margalef物种丰富度指数均呈现出草本层＞乔木层＞灌木层的规律（图3a），这与2.2节研究结果一致。其中，山地森林公园草本层丰富度指数显著高于其他类型公园，这表明该类公园含较多草本种类植物，受人为影响低于其他公园，环境更趋于自然状态。除主题游乐公园外，各类公园Shannon-Wiener指数草本层均高于乔、灌层（图3b～c）。这是因为草本层物种相对丰富，植物群落结构复杂，生态功能与景观异质性较高；主题游乐公园，因其公园较为分散，物种多样性差异性较大。各类公园Pielou均匀度指数草本层均高于乔、灌层，且差异性较小（图3d）。

图3 各类公园植物群落各指数值（a Margalef丰富度指数； b Simpson多样性指数；c Shannon-Wiener多样性指数； d Pielou均匀度指数）

群落总体K上，多样性指数由高到低依次为：山地森林公园、主题游乐公园、滨江风光公园、湖泊湿地公园，而Pielou指数最高的则为滨江风光公园（图4）。自然原生环境良好受人工干扰较低的山地森林公园、分布较广功能较多的主题游乐公园，二者物种丰富度、物种多样性指数呈现出一致的变化趋势。

图4 各类公园植物多样性指数分布特征

2.4 各类公园植物物种相似性比较

对于植物群落总体而言（表3），主题游乐与滨江风光公园的植物物种相似性指数最高，则相似程度最低，这可能是滨江风光公园与其他类型公园植物差异较大导致的[8]。其余公园相似性指数均在0.7～0.8，这说明各类公园植物物种相似程度较低。

表3 各类公园植物群落Jaccard相似性指数

灌木层、草本层相似程度最高的为主题游乐与湖泊湿地公园，乔木层相似程度最高的为主题游乐与山地森林公园（图5）。这反映出各类公园各层次植物受地域环境差异的影响不同[8]，植物物种生存条件差异明显；如滨海植物物种多样性往往比内陆较弱，但其物种环境适应性较强[15]，导致植物相似性程度不同。

图5 各类公园植物群落相似性指数分布特征

3 讨论

3.1 城市生境对植物种类组成的影响

通过样方调查，重庆市渝北区城市生态公园共记录植物227种，而重庆市主城区公园共记录植物347种[14]，相比之下略有差距，这表明渝北区植物物种丰富度还有待进一步提升。随着城市化进程加剧、人为活动影响加深及外来物种的引入，城市生境就此形成[16]；受城市生态公园地域、土地、历史等因素的影响，公园植物选择偏好有所不同，对偏好植物不同程度的引入，已是外来物种增加的重要途径[17]。城市与人类的双向物质流动会导致物种同质化，进而影响公园正常的物种演替与竞争机制[12]，对植物种类组成产生巨大威胁。

城市化进程加快及城市的自我构化，导致城市生物多样性呈现地域差异、无法等价[18]，形成了差异显著的城市生境。生境差异性对降低植物相似程度有显著作用，物种间可形成优势互补，植物种类组成多样化，进而保障生物多样性功能有效发挥[12]。

3.2 公园面积与植物物种多样性关系

对公园面积与植物群落多样性各指数关系进行分析（图6），结果表明，除均匀度指数外，公园面积与植物物种多样性指数近似呈正相关关系，即公园面积增加，植物多样性指数增大，这与现有研究结果[19]类似。植物群落存在人为配置的情况，以景观效果、功能分区为目标，人为配置形成植物景观；大面积公园要求其植物景观丰富、功能分区多样，因此，植物群落物种也就对应增多，植物物种多样性指数相应增大（图6）。同时，公园通常采用一种或多种植物成片应用以营造特色植物景观，植物均匀度指数相对较低，因此可能导致均匀度指数与公园面积负相关关系不太明显。公园面积与植物群落多样性各指数的拟合程度并不高，这也间接表明了样方调查法存在一定的不足与局限性。

图6 公园面积与植物群落多样性各指数关系曲线

公园面积对植物多样性的影响往往十分显著，结合城市公园斑块状特征[20]，城市生态公园建设应当均衡绿地分布面积，完善城市生态结构，以便实现城市生态功能的充分发挥。

3.3 基于植物多样性保护的城市生态公园建设探讨

植物多样性与公园类型、规模、地域等因素有关[19]，城市生态公园以生态美观为目标，植物群落多样性通常较高。重庆市渝北区城市生态公园植物多样性指数总体表现为草本层＞乔木层＞灌木层，这表明灌木的应用较为匮乏，应当充分发挥植物群落中灌木层的生态功能，如空间围合作用[6]，进而丰富植物群落中层多样性。此外依托于特色山地城市[14]，公园更易出现野生或自生草本植物，草本层植物多样性较高[21]，这与本研究结果一致。群落最底层的草本层土壤条件较好，近自然植物群落演替易发生，这有利于植物多样性的维护；同时，草本层植物多样性高低影响着公园生态功能的发挥[22]。因此，公园野生草本并不能简单治理，公园管理者应当合理规划，重视野生草本植物的生态效益。

部分公园绿地接近自然，加之外来物种的引入，弥补了本土植物的功能不足，因此植物多样性较好。这表明，引入外来物种对植物多样性提高具有重要作用，但过分引入势必会造成植物群落物种同质化现象加剧[14]。因此，建议在建设城市生态公园过程中，重视本土物种生态效益[23]，适当引入外来物种，保障公园生态服务功能的正常发挥。

部分公园为了达到公园美化的效果，人为配置植物种类、数量，选择均匀和谐的搭配方式，存在严重的人为干扰。在植物选择上存在严重的偏好性和单一性，导致植物分布不均匀，物种多样性较低，制约了植物群落多样及稳定发展[7]。

因此，城市生态公园建设应当考虑以下问题：依据山地城市特殊地域因素，注重植物多样与均匀的合理配置方式，管理公园绿地植物演替，构建物种丰富、层次多样、结构复杂的植物群落，建设景观与生态效益显著的生态园林，以期实现城市生态公园植物多样性的长期稳定发展（图7）。

图7 基于植物多样性保护的城市生态公园建设探讨

结语

本研究揭示了城市生态公园植物多样性特征，并基于研究结果提出了城市生态公园建设应当注意的问题。主要结论如下：①重庆市渝北区调研城市生态公园共有植物227种，其中乔木层86种，灌木层58种，草本层83种。公园植物群落多样性整体较高，且基本呈现一致的趋势，草本层＞乔木层＞灌木层。各类公园多样性指数由高到低依次为：山地森林、主题游乐、滨江风光、湖泊湿地，而Pielou指数最高的则为滨江风光。各类公园植物物种相似程度较低。②生境差异性对降低物种相似程度有显著作用，物种间形成优势互补，植物种类组成多样化。植物物种多样性指数随公园面积增加呈增大趋势，城市生态公园建设应当均衡绿地分布面积，完善城市生态结构。③重庆市渝北区植物群落长期稳定发展前景不足。因此，城市生态公园建设应当考虑以下问题：依据山地城市特殊地域因素，注重植物多样与均匀的合理配置方式，构建物种丰富、层次多样、结构复杂的植物群落，建设景观与生态效益显著的生态园林。