南宁市体育休闲公园人工植物群落物种组成及多样性研究

丁雯 唐世斌 吕保林,2 肖梓钰,2 兰文朋,2 覃盟琳,3

（1. 广西大学林学院 广西南宁 530004；2. 广西壮族自治区国有七坡林场 广西南宁 530225；3. 广西大学土木建筑工程学院 广西南宁 530004）

植物群落指在某一地段内全部植物在时空分布上的综合，在一定的生境条件下，具有相对的种类组成与数量比例和特定的结构与外貌，发挥着一定的功能[1]。物种多样性指生态学方面物种分布的均匀程度，常常是从群落组织水平上进行研究，也称为生态多样性或群落多样性[2]。城市植物多样性是城市绿地系统可持续发展的需要，是现代城市文明的标志[3]。随着我国对植物群落及物种多样性研究的开展，城市公园绿地中人工植物群落的生态功能，包括群落的垂直结构、物种多样性等得到了更加充分的重视，同时依旧强调注重乡土植物的运用[4-6]。与以往植物群落组成及多样性研究不同，本研究针对单个公园展开详细调查，对比分析不同功能分区的植物群落组成和景观特色。基于样方内情况调查南宁市体育休闲公园人工植物群落的种类构成和结构、物种多样性，探寻南宁市体育休闲公园植物配置出现的问题，并提出优化策略。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 调研区域概况 南宁市体育休闲公园位于中国—东盟国际商务区东南部，东靠李宁体育园，西与规划展示馆相邻，南至风岭南路，北与东盟商务区领事馆相邻，公园总用地面积41.61 hm2，用地基本呈三角形，东西长1 700 m，南北有800 m。公园南面毗邻凤岭南路，是公园的主要形象入口，沿凤岭南路沿线集中布置有综合体育馆和竞技活动场所，目前还未建成；北接桂岭和桂花路，地形主要为山地，结合地形设有疏林草地运动区及野外登山道；与领事馆区绿化衔接带处以绿化景观为主，设有休闲步道和室外小型运动器械。南宁市属亚热带季风气候，阳光充足，雨量充沛，霜少无雪，气候温和，夏长冬短，年平均气温在21.6℃左右。年均降雨量达1 304.2 mm。

1.1.2 调查对象 南宁市体育休闲公园（南宁市气象站、未经过人工处理的以自然群落为主的区域及园区内的菜圃不作为本次人工植物群落的调查对象）。

1.2 方法

1.2.1 调查设计 调查时间为2021年6—12月。对南宁市体育休闲公园初步勘察，进行资料搜集。在ArcGIS上确定公园红线范围，根据公园规划、主要道路和植物群落划分功能分区，划分群落和布置样方。运用典型抽样法开展植物群落调查，本文的调查结果和一切数据分析统计只基于样方内情况。对调查范围内所有面积大于100 m2的人工植物群落设置样方，在满足人工群落设置样方面积的比例应大于等于作为调查对象的群落总面积的10%的情况下对面积过大的群落增设样方。在确保所取样方能够较为全面地反映群落乔灌草各层情况的前提下，将样方相对等间距、均匀地布设在群落范围内。一般情况下群落样方设置规则：乔木层样方大小设置为10 m×10 m，当长条形群落场地其宽度不足10 m时，调整长、宽，设成长方形样方，样方宽度按场地实际设定，增加样方长度，保证样方面积为100 m2，在乔木层样方中取5 m×5 m样方为灌木层和草本层样方。行道树群落样方设置规则：每150 m长行道树群落，设置1个长度为30 m、宽度为群落宽度的长方形的乔木层样方，灌木层和草本层样方为乔木层面积的1/4。本研究共选取样地个数333个。南宁市体育休闲公园功能分区划分和样方布置情况如图1、2所示。

图1 红线范围及功能分区划分

图2 样方布置示意图

乔木层采用每木调查法，记录植物种名、高度、枝下高、冠幅、胸径、株数、观赏特性及乔木层郁闭度等；灌木层和草本层记录植物种名、高度、覆盖度及观赏特性等。对现场不能识别的植物种类，拍照、采集标本后，咨询专家或借助专业书籍进行鉴定。

1.2.2 数据处理与分析 按数理统计方法用Excel进行数据整理分析。其中，对植物科属、生活型，是否为乡土植物进行分类时参照《中国植物志》[7]、《广西植物名录》[8]；植物观赏类型分析参考《园林树木学》[9]、《园林植物学》[10]。

重要值计算公式[11]：

乔木重要值=相对密度+相对高度+相对优势度

灌木/草本重要值=相对频度+相对高度+相对盖度

物种多样性指数计算公式[12]：

Shannon-Wiener多样性指数（H'）：

式中，S是调查样方内所有物种种类的数量，N是调查样方内所有物种的数量，Pi＝Ni／N，Ni为第i种物种个体数，i＝1，2，3…S。

2 结果与分析

2.1 群落物种组成分析

2.1.1 群落植物种类组成状况 南宁市体育休闲公园人工植物群落植物科属种统计结果如表 1，从中可知，公园人工植物群落物种组成具有以下特点：（1）共有维管束植物241种，隶属于83科184属；（2）物种数量以被子植物为主，种数占比达94.19%。蕨类植物10科10属12种，裸子植物 2科 2属 2种，被子植物 71科 172属227种（单子叶植物14科47属60种，双子叶植物57科125属167种）；（3）植物总种数中，非目的植物占有相当比例，大多为草本类植物，少数为灌木类植物。241种植物中，非目的植物 78种，占总种数的 32.37%，近 1/3，其隶属于 42科67属；目的植物163种，占67.63%，隶属于60科123属。

表1 人工植物群落植物科属种的统计

2.1.2 植物优势科的统计与分析 在一定植被区域内，植物科内种数占据优势的科称为优势科，表现为科内种类的丰富性，可反映一定的地域表征及其植物景观基调[13]。按照各科所含植物种类数目，将南宁市体育休闲公园科的种类划分为优势科（物科内种类≥10种）、中等科（5～9种）、寡种科（2～4种）和单种科（1种）。体育休闲公园人工植物群落植物科统计如表2，从中分析知，公园人工植物群落植物优势科具有如下特点：（1）以单种科和寡种科的科数为多，二者占科总数的79.52%，分别为 37科、29科；（2）优势科数量很少，仅为3个科，分别是禾本科（Gramineae）、桑科（Moraceae）、菊科（Compositae）；（3）3 个优势科所属的植物种数占总种数的 17.43%，近1/5，为 42种；（4）植物种数仍主要分布于中等科和寡种科内，二者占总种数的67.22%，分别为84、78种。

表2 人工植物群落植物科的统计

2.1.3 植物生活型的统计与分析 植物的生活型是植物对所在环境综合条件长期适应而表现在外貌上的类型，是植物体与环境间某种程度上统一性的反映[9]。在本研究中，将自然高度≥4 m的木本植物分类为乔木，自然高度＜4 m的木本植物分类为灌木，结果见表3。

表3 人工植物群落植物生活型的统计

南宁市体育休闲公园植物生活型的特点如下：（1）木本植物136种，草本植物105种（含竹类2种），木本与草本之比约为9∶7；（2）常绿植物数量大于落叶植物数量，木本植物中常绿植物共111种，落叶植物共25种，木本植物中常绿植物与落叶植物之比约为 22∶5，如图 3所示；（3）在所有生活型中，常绿乔木、常绿灌木和多年生草本占比较高，分别为21.58%、22.41%、32.78%；（4）草本植物以多年生草本为主，多年生草本占草本植物（包括草质藤本）总种数的76.70%。草本植物中有较多自生非目的草本植物，如欧洲凤尾蕨（Pteris cretica）飞扬草（Euphorbia hirta）等。

图3 木本植物生活型统计与分析

2.1.4 植物群落物种来源组成统计与分析 将原产于广西或经过长期引种栽培能适应广西的自然地理条件，并能完成其生活史的植物作为乡土植物[14]。南宁市体育休闲公园物种来源组成统计与分析结果如表 4。从表 4中可知，南宁市体育休闲公园物种来源组成有如下特点：（1）调查范围内共有乡土植物150种，占比62.24%，外来种91种，占比37.76%，乡土植物与外来植物之比约为5∶3，园内乡土树种占比较高，物种来源结构较为合理；（2）园内常见归化种有红花酢浆草（Oxalis corymbosa）、台湾相思（Acacia confusa）等；（3）园内常见驯化种有蓝花楹（Jacaranda mimosifolia）、蓝花草（Ruellia simplex）等；（4）园内常见野生种有肾蕨（Nephrolepis cordifolia）、樟（Cinnamomum camphora）等；（5）园内常见栽培种有苏铁（Cycas revoluta）、大花紫薇（Lagerstroemia speciosa）等；（6）园内入侵种有光荚含羞草（Mimosa bimucronata）和蔓马缨丹（Lantana montevidensi）。

表4 人工植物群落植物物种来源统计

2.1.5 植物观赏特性统计与分析 将体育休闲公园内的目的植物分为观花、观果、观叶、观干、观枝、观根、观芽、观形、芳香9类（非目的植物不考虑其观赏特性，同一植物可能兼具几种观赏特性）。统计结果如表5，南宁市体育休闲公园植物观赏特性统计与分析结果如下：（1）调查范围内观叶植物物种数最多，共44科82属109种，占总种数的 45.23%，观叶植物主要有紫锦木（Euphorbia cotinifolia）、红花檵木（Loropetalum chinense）、垂叶榕（Ficus benjamina）等；（2）调查范围内观花植物物种数第二多，共 44科71属 88种，占总种数的 36.51%，观花植物主要有含笑花（Michelia figo）、萼距花（Cuphea hookeriana）、叶子花（Bougainvillea spectabilis）等；（3）观根植物物种数较少，共2科2属10种，占总种数的4.15%。其中9种来自桑科榕属植物，剩余1种来自漆树科（Anacardiaceae），如高山榕（Ficus altissima）、印度榕（Ficus elastica）、榕树（Ficus microcarpa）、人面子（Dracontomelon duperreanum）等；（4）芳香植物物种数较少，共2科3属 5种，占总种数的 2.07%。为木兰科（Magnoliaceae）和木犀科（Oleaceae）植物，有白兰（Michelia × alba）、含笑花、木樨（Osmanthus fragrans）等。

表5 人工植物群落植物观赏特性统计

2.2 植物物种多样性指数分析

2.2.1 重要值分析 生态学中的重要值是反映群落中某个物种的数量及其作用的综合数值指标，可以反映出群落中的优势树种[15]。全园调查范围内乔灌草重要值排序如表 6～8，可得全园物种重要值特点如下：（1）乔木层植物有81种；灌木层植物94种；草本层植物103种；层间植物3种，石韦（Pyrrosia lingua）、乌蔹莓（Cayratia japonica）、菟丝子（Cuscuta chinensis）；（2）乔木层中，榕树、羊蹄甲（Bauhinia purpurea）为乡土树种；灌木层中，黄金榕（Ficus microcarpa‘Golden Leaves’）为乡土植物；草本层中，沿阶草（Ophiopogon bodinieri）、旅人蕉（Ravenala madagascariensis）、肾蕨为乡土植物。在样方内15种优势物种中，只有6种乡土植物，说明公园内乡土植物运用太少，不具有优势，不能起到主导作用；（3）在各个垂直结构层中，物种间的重要值差别较大，特别是草本层中排序第一的沟叶结缕草（Zoysia matrella）重要值高达1.000 2，比其余种类的重要值指数大很多。乔木层排序第一的榕树重要值也较高，为0.418 7，说明南宁市体育休闲公园内大量运用了这些植物种类，对其他种类运用较少。榕树作为乡土植物，四季常青，树形优美，又有独特的气生根景观；叶子花花期长、花量大，在南宁市大量用作垂直绿化，景观效果好；黄金榕和红花檵木为彩叶植物，好养护，被大量用作绿篱、模纹花坛；朱槿（Hibiscus rosa-sinensis）为南宁市市花；沟叶结缕草常用于草坪，南宁市体育休闲公园内有大面积开阔草坪供人活动；沿阶草为常见地被植物；旅人蕉形态优美，具有热带风情，是南宁市常见的园林绿化植物。

表6 人工植物群落乔木层植物重要值排序（取前5）

分析园内各个分区人工植物群落的现状可以发现，不同功能区的物种重要值排序和主要配置方式各不相同，各个分区具有特色，且植物配置能满足不同分区的使用功能。如风铃草坪区打造的是以黄花风铃木（Handroanthus chrysanthus）为主的疏林草地景观，因此，黄花风铃木在风铃草坪区出现次数最多，为5次，重要值为0.391 6，在乔木层排序第二，配置方式主要是群植；山林区打造的是山林野趣的景观，因此用了大量林植的夹竹桃以及树形高大的台湾相思，夹竹桃和台湾相思在山林区乔木层的重要值分别是 0.484 3和0.220 9，配置方式主要是林植。

表7 人工植物群落灌木层植物重要值排序（取前5）

表8 人工植物群落草本层植物重要值排序（取前5）

2.2.2 多样性指数分析 统计分析南宁市体育休闲公园各分区人工植物群落乔木层、灌木层和草本层的物种丰富度指数、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数和 Pielou均匀度指数，结果如图4～6所示。根据分区的多样性指数差别，分析不同功能区的植物特色，再进一步统计分析全园的物种多样性概况。

（1）物种丰富度是一个群落或生境中物种数目的多少，数值越大说明物种丰富度越高。采用的物种丰富度指数（R）会受到样地面积和个数影响。因此，表9列出了各个功能分区调查的人工植物群落面积与样方数量。从图4可得，人工植物群落面积较大、设置样方较多的群象坡区和草坪运动区的植物种类最多，分别为 129种和125种；人工植物群落面积较小、设置样方较少的入口管理区和其他功能区植物种类最少，分别为51种和4种。在其他功能区中只调查了体育公园代管的市政道路，因此植物物种种类较少，景观较单一，各项多样性指数都较低。而人工植物群落面积较大样方布置较多的登高步道区物种丰富度却偏低，说明登高步道区的植物种类较少。

表9 各分区人工植物群落总面积和样方数量

图4 分区物种丰富度指数

（2）目前学术界普遍认为群落（动物或植物）物种多样性越丰富，群落越稳定[16]。Simpson多样性指数是用来反映群落中2个植物个体属于同种的概率，Simpson多样性指数（D）数值越大，优势物种越少。从图5可知，除了登高步道区和其他功能区外，其余功能分区的Simpson多样性指数均表现为灌木层高于乔木层和草本层，灌木层最高为草坪运动区（0.967 4），说明灌木层植物个体来自同种的概率更高，灌木层的优势种更多。

图5 分区Simpson多样性指数

（3）Shannon-Winner指数（H）可以用来反映群落中物种的丰富程度。从图 6可看出，Shannon- Winner指数表现出与Simpson指数大致相同的趋势：除了其他功能区外，其余分区的Shannon- Wiener多样性指数均表现为灌木层高于乔木层和草本层，灌木层最高为草坪运动区（3.592 2）。以上分析说明南宁市体育休闲公园灌木层的复杂程度更高，生态系统的稳定性更大。

图6 分区Shannon-Wiener多样性指数

（4）根据图7可得，除了登高步道区和其他功能区外，其余功能分区的Pielou均匀度指数（J）均表现为灌木层高于乔木层和草本层，灌木层最高为草坪运动区（0.943 7），这表明灌木层的植物分布相对比较均匀。

图7 分区Pielou均匀度指数分析

3 讨论与建议

3.1 讨论

（1）近年南宁市体育休闲公园运用的目的性植物种类更多，植物造景得到了优化。黄丽莎[17]在 2014年对南宁市体育休闲公园的绿化植物进行实地调查，结果显示南宁市体育休闲公园绿化植物共46科85属116种[17]。本文调查到目的植物共60科123属163种，多出14科38属47种。

（2）对比南宁市其余公园绿地，南宁市体育休闲公园乡土植物占比更大。本园的乡土种指数为0.62；南宁市人民公园乡土种指数为0.57[18]；南宁市花卉公园本地木本植物指数为0.58[19]；南宁市狮山公园乡土种指数为0.57[20]。南宁市公园绿地常用乡土植物有：榕树、天桃木（Mangifera persiciforma）、棕竹（Rhapis excelsa）等。

（3）调查范围内，目的植物与非目的植物之比为163∶78，表明人工群落内非目的植物较多。较多的非目的植物一方面说明南宁市体育休闲公园生态性较好；另一方面非目的植物会影响人工植物群落的观赏性。

3.2 建议

基于本次调查研究结果，建议：

（1）增加观赏性草本类植物和藤本植物种类与应用形式。草本植物具有运用形式广泛等特点，即可丰富地被形式，也可用作垂直绿化；藤本植物可以丰富竖向景观。

（2）增加乡土植物的种类与运用。南宁市体育休闲公园乡土植物运用不足，建议后期植物配置的时候，在植物的选择上尽量使用乡土植物，让乡土植物在公园中发挥主导作用。

（3）加强养护管理，探寻科学合理的养护管理方法。园区内部分植物病虫害多，园内水景较少，部分湿生植物由于缺水等环境因素的综合影响长势较差，影响景观效益。园区内非目的植物多，应及时除去人工植物群落的非目的植物。