祝遵凌，何 偉，張光寧

〔1.南京林業(yè)大學風景園林學院，江蘇 南京 210037；2.江蘇省·中國科學院植物研究所（南京中山植物園），江蘇 南京 210014〕

森林公園是一處受特殊保護的、以森林景觀為主體的生態(tài)型多功能旅游場所［1］。隨著城市的發(fā)展，城市森林公園成為城市綠地系統(tǒng)的重要組成部分，除具有良好的景觀美化功能外，還為人們提供高效的生態(tài)服務、為城市提供一道綠色的風景［2-3］和一片生態(tài)環(huán)境優(yōu)良的“綠肺”。原始的森林自然群落遠離人類居住地，而不合理的人工植物群落并不能滿足人們融入自然、呼吸清新空氣、休閑游樂及欣賞優(yōu)美景觀的需求。因此，合理配置城市森林公園的人工植物群落、使其接近自然，是需要深入研究的復雜課題［4］。景觀環(huán)保型群落模式是在森林自然群落的基礎上進行改造，以生態(tài)性為原則，注重一定的美景度和環(huán)保樹種的應用，構建多功能、多樣化的穩(wěn)定近自然森林植被群落，達到最佳的生態(tài)價值和美學效果。

作者選擇南京老山國家森林公園為樣地，對林相改造前后的群落模式進行評價，為城市森林公園的建設及改造提供依據(jù)和參考。

1 研究區(qū)概況和研究方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于長江北岸、南京西北郊的南京老山國家森林公園內，地理坐標為東經(jīng)118°25′～118°40′、北緯32°03′～32°09′。該區(qū)域地貌屬低山丘陵，為淮陰山余脈；東北—西南走向，中部略向南凸出，微呈新月型；有大小山峰近百座，山巒起伏，平均海拔200～400 m。地帶性土壤為黃棕壤，地域性土壤有黃褐土、石灰?guī)r土、紫色土、基性巖土和老紅土等。屬北亞熱帶季風氣候，夏季炎熱、冬季寒冷，四季分明；年均氣溫為15.3℃，年均無霜期約228 d，年均降水量為1000～1200 mm。

該森林公園植被保存較好，森林資源豐富，森林覆蓋率高達80％，素有“南京綠肺”和“天然氧吧”之美譽。2006年以來，對老山國家森林公園分期進行了林相改造。

1.2 樣地設置與調查方法

2010年4月至11月，對老山國家森林公園在2006年至2007年間進行林相改造的區(qū)域進行了調查（每月1次，共8次）。根據(jù)不同的地形、地貌及海拔和生境的典型位置，在該區(qū)域內選取具有一定的植物群落特征且具有代表性的針葉林、單純林、針葉混交林和以落葉樹為主的闊葉混交林，分別相應改造為針葉林加地被群落、混交林、針闊葉混交林和以常綠樹為主的闊葉混交林；將改造前后的林相記為1組，共4組；每種林相設置1塊面積50m×50m樣地。詳細記錄各樣地的植物群落模式類型、樹種組成及數(shù)量、植物形態(tài)及生理特性［5］、林木樹冠郁閉度［6］、物種豐富度［7］、構景層次、常綠落葉比、樹冠水平投影重疊面積、季相變化、景觀優(yōu)美度（植物樹形、葉、花及果特征）［8］、有無道路和小品等特征。

1.3 評價方法

1.3.1 森林群落模式評價層次結構模型 綜合考慮多種因素，通過約束層的2個方面（群落結構和群落效益）和指標層的10個評價指標（郁閉度、物種豐富度、構景層次、樹冠水平投影重疊面積、常綠落葉比、吸收有害氣體能力、滯塵與殺菌能力、季相變化、景觀優(yōu)美度、游憩資源）構成老山國家森林公園景觀環(huán)保型林相改造模式綜合評價的結構模型（圖1）。

圖1 老山國家森林公園景觀環(huán)保型林相改造模式綜合評價的層次結構圖Fig.1 Hierarchy structure diagram of comprehensive evaluation of im provementmodel of forest form for landscape and environmental protection in Laoshan National Forest Park

1.3.2 評價因子權重 通過對同一層次各評價因子關于上一層中某一準則的重要性進行兩兩比較，構建兩兩比較的判斷矩陣；由判斷矩陣計算各指標的相對權重，并通過了一致性檢驗；最后計算各層指標的組合權重，并滿足一致性檢驗要求。通過計算將組合權重ωi={0.0391，0.1026，0.1741，0.0405，0.0437，0.0837，0.0837，0.0527，0.2426，0.1373}確定為最終的決策依據(jù)。老山國家森林公園林相改造模式的研究評價指標及其權重見表1。

運用層次分析法（AHP）對老山國家森林公園林相改造前后的群落模式進行綜合評價，其關鍵在于構建評價指標及其權重。在指標層中，以景觀優(yōu)美度、構景層次、游憩資源、物種豐富度、吸收有害氣體能力、滯塵與殺菌能力、季相變化的權重較大，是研究植物群落景觀和環(huán)保功能的重要指標。

1.3.3 評價指標分級 根據(jù)樣地調查數(shù)據(jù)，將10個評價指標各劃分為5個等級，并相應賦值。按照100分制，以0～20、21～40、41～60、61～80、81～100分別賦值，級別越高，分值越大。通過不同群落類型的詳細說明、相關調查數(shù)據(jù)及相應照片材料對相關專業(yè)專家進行問卷調查，對4組植物群落模式樣地進行打分，共收到50份問卷，整理得到各指標的平均值，最終確定為各指標值。

各指標值5級評價標準如下：郁閉度（CD）的5個等級為CD≤70％、70％＜CD≤75％、75％＜CD≤80％、80％＜CD≤85％和 CD＞85％5；物種豐富度（SR）的5個等級為SR≤10、11≤SR≤15、16≤SR≤20、21≤SR≤25和26≤SR≤30；構景層次的5個等級為單層、兩層、三層、四層和多于四層；樹冠水平投影重疊面積（S）的5個等級為S≤50％、51％≤S≤65％、66％≤S≤75％、76％≤S≤85％和S＞85％；常綠落葉比（R）的5個等級為R≤0.05∶1、0.05∶1＜R≤0.2∶1、0.2∶1＜R≤0.5∶1、0.5∶1＜R≤1∶1和R＞1∶1；根據(jù)吸收有害氣體能力的強弱、是否為抗性樹種以及抗性的強弱，將吸收有害氣體能力分為很弱、弱、中等、較強、強5級；根據(jù)植物的葉面積大小、葉面的粗糙程度、有無油脂和汁液分泌以及總葉量等因子，將滯塵與殺菌能力分為很弱、弱、中等、較強、強5級；季相變化的5個等級為單一、兩季、三季、四季以及四季加時序；根據(jù)樹冠形狀、葉形、葉色、花型、花色、花期長短、花香、果型及果色的優(yōu)美度等因子，將景觀優(yōu)美度分為差、較差、一般、較好、好5級；根據(jù)群落綠地參與功能的強弱，將游憩資源分為很弱、弱、中等、較強、強5級。

表1 老山國家森林公園景觀環(huán)保型林相改造模式的評價指標及其權重Table1 Evaluation indexes and their weights of improvementmodel of forest form for landscape and environmental protection in Laoshan National Forest Park

2 結果和分析

依據(jù)上述評價標準，獲得了4組植物群落模式樣地的各指標值，將各指標值與各自的相應權重之積總和后得出綜合評分（表2）。由表2可見：改造后的群落模式綜合評分均高于未改造的植物群落，總體效果良好。

表2 老山國家森林公園不同群落林相改造前后各評價指標的得分值及綜合評分1）Table2 Scores of different evaluation indexes and com prehensive score of forest form for different communities of Laoshan National Forest Park after and before improvement1）

2.1 針葉林改造為針葉林加地被群落模式

改造前為馬尾松（Pinusmassoniana Lamb.）純林群落（A1），通過增加灌木地被植物改造為馬尾松-錦繡杜鵑（P.massoniana-Rhododendron pulchrum）群落（A2）。由表2可見：與馬尾松純林群落相比，除群落郁閉度和常綠落葉比這2個指標無變化外，馬尾松-錦繡杜鵑群落的其余8項指標的得分值均明顯提高，綜合評分也提高，景觀和環(huán)保效果增加。

在馬尾松純林下配植了成片的錦繡杜鵑（Rhododendron pulchrum Sweet），不僅具有一定的景觀層次性，而且開花季節(jié)爛漫似錦，群落季相變化增加，提升了景觀效果；同時，錦繡杜鵑具有一定的抗污染性，對生態(tài)環(huán)境的改良起到了一定的作用。因此，在針葉林下種植茶〔Camellia sinensis（L.）O.Ktze.〕和錦繡杜鵑等低矮灌木類地被植物，或石蒜〔Lycoris radiata（L′Hérit.）Herb.〕和闊葉山麥冬（Liriope platyphylla Wang et Tang）等草本地被植物，增加了群落的郁閉度與物種豐富度，形成層次豐富、花期優(yōu)美的景觀。

2.2 單純林改造為混交林模式

改造前為樸樹（Celtis sinensis Pers.）純林群落（B1），改造后形成了樸樹-烏桕-桂花-枸骨-紅葉石楠-綿棗兒（C.sinensis-Sapium sebiferum-Osmanthus fragrans-Ilex cornuta-Photinia×fraseri‘Red Robin’-Scilla scilloides）混交林群落（B2）。由表2可見：改造后群落B2的綜合評分明顯高于改造前的群落B1，說明群落B2更好地發(fā)揮了生態(tài)功能和景觀功能；改造后群落B2的各項指標得分值均高于改造前的群落B1，特別是構景層次的得分值差異幅度最大，表明經(jīng)過林相改造后群落的景觀層次豐富度得到極大改善。

在群落B2中，彩葉植物紅葉石楠（Photinia×fraseri‘Red Robin’）與秋色葉樹種烏桕〔Sapium sebiferum（L.）Roxb.〕賦予群落色彩美與季相美；綿棗兒〔Scilla scilloides（Lindl.）Druce〕則是8月至9月開花的多年生草本地被植物；常綠樹種桂花〔Osmanthus fragrans（Thunb.）Lour.〕、枸骨（Ilex cornuta Lindl.et Paxt.）和紅葉石楠都具有一定的凈化空氣的能力，林相改造之后，結構模式和群落效益均有所優(yōu)化。老山國家森林公園分布著杜仲（Eucommia ulmoides Oliv.）林、樸樹林、楓香樹（Liquidambar formosana Hance）林、鵝掌楸〔Liriodendron chinense（Hemsl.）Sarg.〕林和麻櫟（Quercus acutissima Carr.）林等單純林模式，林下灌木稀疏，草本層較繁茂，喬木層和草本層均雜亂無章，因此，如果按照群落B2的模式進行一定的林相改造，將極大地改善景觀效果及生態(tài)功能。

2.3 針葉混交林改造為針闊葉混交林模式

改造前為水杉-側柏（Metasequoia glyptostroboides-Platycladus orientalis）針葉混交林群落（C1），改造后為水杉-側柏-楓香樹-構樹-棕櫚-闊葉山麥冬（M.glyptostroboides-P.orientalis-Liquidambar formosana-Broussonetia papyrifera-Trachycarpus fortunei-Liriope platyphylla）針闊葉混交林群落（C2）。由表2可見：改造后的群落C2各項指標的得分值均高于改造前的群落C1。其中，群落C2在群落郁閉度、構景層次、游憩資源等指標的得分值明顯高于群落C1，在常綠落葉比、滯塵與殺菌能力、景觀優(yōu)美度等指標的得分值也較高。群落C2的綜合評分也明顯高于群落C1，群落C2的樹種構成較群落C1豐富，明顯改善了群落的景觀和環(huán)保功能。

在改造后的群落C2中，入秋后葉色金黃的水杉（Metasequoia glyptostroboides Hu et Cheng）、楓香樹的秋季紅葉、構樹〔Broussonetia papyrifera（L.）L′Hérit.ex Vent.〕的橘紅色果實、棕櫚〔Trachycarpus fortunei（Hook.）H.Wendl.〕的奇特樹形及闊葉山麥冬較長的花期均提高了群落的美感，每個季節(jié)各具特色，增加了景觀效果；側柏〔Platycladus orientalis（L.）Franco〕、構樹和棕櫚等樹種的凈化環(huán)境能力均較強，具有一定的環(huán)境凈化作用。在老山國家森林公園中針闊葉混交林的結構比較復雜，多種類型樹木鑲嵌分布，相互交織在一起，是林相改造的重點之一。針葉樹種主要包括馬尾松、黑松（Pinus thunbergii Parl.）和濕地松（P.elliottii Engelm.）等，通過適當改造，增加一些闊葉樹種及灌木、地被種類，進行混交，可形成較好的森林景觀。

2.4 以落葉樹為主的闊葉混交林改造為以常綠樹為主的闊葉混交林模式

改造前是以落葉樹為主的麻櫟-樸樹（Quercus acutissima-Celtis sinensis）闊葉混交林群落（D1），改造后是以常綠樹為主的麻櫟-樸樹-香樟-女貞-桂花-鳳尾絲蘭-海桐-闊葉山麥冬-絡石（Q.acutissima-C.sinensis-Cinnamomum camphora-Ligustrum lucidum-Osmanthus fragran-Yucca gloriosa-Pittosporum tobira-Liriope platyphylla-Trachelospermum jasminoides）闊葉混交林群落（D2）。由表2可見：改造后群落D2的綜合評分明顯高于群落D1。在10個評價指標中，常綠落葉比和游憩資源2個指標的提升幅度很大，構景層次、滯塵與殺菌能力、季相變化和景觀優(yōu)美度4個指標的提升幅度也較大。

在以落葉樹為主的麻櫟-樸樹闊葉混交林群落的改造過程中，增加常綠樹種的比例，如香樟〔Cinnamomum camphora（L.）Presl〕、女貞（Ligustrum lucidum Ait.）和桂花，將其改造為以常綠樹種為主的闊葉混交林，同時增加了鳳尾絲蘭（Yucca gloriosa L.）及海桐〔Pittosporum tobira（Thunb.）Ait.〕等抗性種類，并且種植了闊葉山麥冬和絡石〔Trachelospermum jasminoides（Lindl.）Lem.〕等地被植物，既可以緩和落葉期大面積干枯的景象，同時還極大地改善了環(huán)境、提升了群落的景觀豐富度，使其在群落結構和群落效益上進一步優(yōu)化，給人們提供了更大的觀景空間及游憩資源。在以落葉樹為主的闊葉混交林中，群落有明顯的季相變化；在落葉樹種的落葉期間，林冠線間斷、枝條裸露，景觀效果欠佳，因而冬季景觀主要由常綠植物來營造。因此，在林相改造的過程中，有必要適當增加常綠植物的比例。在常綠植物的選擇過程中，以常綠闊葉樹種為主，葉大色濃，既能增加景觀的優(yōu)美度，又能增加植被覆蓋率。

3 討論和結論

根據(jù)老山國家森林公園林相改造的需求，按照景觀環(huán)保型林相改造模式，選取具有代表性的針葉林、單純林、針葉混交林和以落葉樹為主的闊葉混交林，分別相應改造為針葉林加地被群落、混交林、針闊葉混交林和以常綠樹為主的闊葉混交林。從4組樣地的綜合分析來看，改造后的群落模式均優(yōu)于改造前，景觀環(huán)保型林相改造成果顯著，其中，以群落D2的綜合評分最高。群落D2的植物種類最多，因而植物構景層次最為豐富，季相變化與景觀優(yōu)美度最佳，同時吸收有害氣體能力及滯塵與殺菌能力最好，能提供的游憩資源也最為豐富，做到了景觀與環(huán)境保護的有機結合，無論在群落結構還是群落效益方面都達到了改造的目的。萬志洲等［9］認為：香樟等常綠闊葉樹種的引進，能提高森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和森林質量，還能形成生態(tài)保健植物群落；羅英等［10］認為：喬-灌-草型多層配置植物群落的抑菌率最佳。這與本文的研究結論相互印證。

在老山國家森林公園林相改造過程中，不僅應考慮植物的生理生態(tài)特征，還應注意植物配置在色彩、層次及韻律上的變化，才能充分體現(xiàn)植物群落模式的環(huán)保功能與景觀功能。根據(jù)景觀環(huán)保型林相模式，改造后的林相群落結構主要表現(xiàn)在2個方面：其一為景觀型結構模式，主要表現(xiàn)在植物種類多樣，采用喬木-花灌木-地被的群落模式，層次美、色彩美與季相美較豐富，同時其配置單體與群體都有較高的觀賞價值；其二為環(huán)保型結構模式，主要表現(xiàn)在通過抗污染植物的應用，提高森林公園的生態(tài)環(huán)境質量。

植物群落具備自身的生態(tài)功能，在城市森林公園的林相改造過程中要充分利用植物凈化空氣的能力，同時兼顧植物搭配的層次性與季相性等景觀效果［11］，因而，采用喬-灌-草的搭配模式，可有效發(fā)揮植物的群體效能，避免樹種單一，豐富林相景觀。森林植物群落涉及城市林業(yè)、森林美學、生物學、土壤學、植物造景、經(jīng)濟及人文等眾多學科［12］，在林相改造過程中，如何優(yōu)化配置群落，使群落的生態(tài)效益、景觀效果、美學價值和文化內涵等達到最大值?且如何進行有效的量化評價?均有待于進一步研究探討。

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