李妍，郭晉平

(1山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，山西 太谷 030801；2山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 研究生院，山西 太谷 030801)

木本植物是城市綠地的主要組成要素，綠地的木本植物結(jié)構(gòu)決定著城市景觀質(zhì)量以及生態(tài)環(huán)境的好壞，不合理的結(jié)構(gòu)可能會導(dǎo)致景觀類型單一、物種多樣性差等問題，進而擾亂生態(tài)平衡、破壞自然環(huán)境與人文景觀。現(xiàn)有城市木本植物結(jié)構(gòu)的研究主要關(guān)注群落結(jié)構(gòu)[1-3]、鄉(xiāng)土樹種[4-6]、多樣性指標的比例構(gòu)成[7-13]、應(yīng)用頻度等生態(tài)指標上。在生態(tài)環(huán)境較好的地區(qū)更關(guān)注植物的花色、葉色、樹形及最佳觀賞期等景觀方面的指標[10,14-17]。過去的研究或注重生態(tài)效益或注重景觀效益。然而，城市局部經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r和綠地建設(shè)傾向的不同，常常使得部分綠地之間發(fā)展不平衡，所以單從一個方面評判所有木本植物結(jié)構(gòu)的方式不足以表明其真實情況。不同綠地類型之間的景觀作用、生態(tài)作用和建設(shè)目的也有很大區(qū)別，表現(xiàn)在木本植物結(jié)構(gòu)上會有不同的側(cè)重。所以對不同綠地進行分類比較是更為科學(xué)的方式。

太原市位于山西省中部，是中國能源、重工業(yè)基地之一，曾經(jīng)的工業(yè)發(fā)展對太原市的生態(tài)環(huán)境造成了較大地影響。經(jīng)過多年的努力，太原市環(huán)境改造已初見成效，也出現(xiàn)了一些關(guān)于太原市木本植物多樣性的研究[5,7]。目前太原市已被列為中國優(yōu)秀旅游城市、國家歷史文化名城和國家園林城市。在當(dāng)前背景下，如何繼續(xù)對太原市的城市園林進行優(yōu)化升級就顯得尤為重要。

為此采用典型抽樣法結(jié)合全面調(diào)查法，對城市綠地木本植物的樹種組成、數(shù)量、樹種來源、觀賞特性和最佳觀賞期5項指標進行調(diào)查統(tǒng)計，并按綠地類型分類對比分析。秉持生態(tài)優(yōu)先的原則，對生態(tài)效益較好(多樣性指數(shù)高)的綠地進行景觀觀賞質(zhì)量分析；對生態(tài)效益較差的綠地分析其種源結(jié)構(gòu)。為綠地建設(shè)提供依據(jù)，以達到改善生態(tài)環(huán)境、提升景觀質(zhì)量的目的。

1 研究對象及方法

1.1 研究對象

按照《建設(shè)部城市綠地分類標準》，結(jié)合太原市的實際情況，以太原市公園綠地、附屬綠地、防護綠地和其他綠地4大類作為研究對象，并根據(jù)調(diào)查結(jié)果將4類分為15種，見表1。

表1 太原市綠地分類Table 1 Classification of green space in Taiyuan

續(xù)表1

1.2 研究方法

1.2.1 調(diào)查方法 采用典型抽樣法結(jié)合全面調(diào)查法，對城市綠地木本植物的樹種組成、數(shù)量、樹種來源、觀賞特性和最佳觀賞期進行調(diào)查統(tǒng)計。對于面積較大、植物分布比較均勻的片狀綠地，采用典型取樣法進行調(diào)查，樣地面積選擇50 m×50 m，實際調(diào)查樣地面積比例不少30%；植物分布均勻的道路綠地選擇沿路調(diào)查500 m長度；對于分布不均的片狀綠地，居住綠地、街頭游園、交通節(jié)點綠地、街道綠化等，采用全面調(diào)查法；綠籬、花池根據(jù)面積大小及布置特點靈活采用全面調(diào)查或樣段、樣方調(diào)查法，根據(jù)配置方式的重復(fù)尺度確定樣段或樣方大小，一般樣段不小于15 m，樣方不小于10 m×10 m。記錄上述指標，共調(diào)查樣方1 329個。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理

Shannon-Wiener指數(shù)：

(1)

式中：H指Shannon-Weiner指數(shù)，Ni為某個種的個體總數(shù)，N為全部種的個體總數(shù)S為總體物種數(shù)目。

Margalef物種豐富度指數(shù)：

dMa=(S-1)/lnN

(2)

式中：dMa指Margalef指數(shù)，S指植物種數(shù)，N指植物個體數(shù)。

Pielou均勻度指數(shù)：

(3)

式中：Jsw為Pielou均勻度指數(shù)；H為Shannon-Wienner多樣性指數(shù)；S為總體物種數(shù)目。Simpson指數(shù)：

(4)

式中：D指Simpson指數(shù)，Pi為第i種個體數(shù)占總個體數(shù)的比例。

2 研究結(jié)果

2.1 公園綠地

公園綠地多樣性指數(shù)對比見表2。

表2 公園綠地多樣性指數(shù)對比Table 2 Comparison of park green space diversity index

由表2可知，街旁游園喬、灌木的多樣性指標最高，專類公園的灌木多樣性指標表現(xiàn)均為最低，通過分析專類公園灌木樹種結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)其種數(shù)只有37種，占太原市總灌木種數(shù)129的28.68%，與街旁游園的56.59%差距較大，且50%以上的應(yīng)用數(shù)量由大葉黃楊、膠東衛(wèi)矛、連翹、沙地柏、五葉地錦、珍珠梅6種構(gòu)成，因此應(yīng)用樹種單一是導(dǎo)致專類公園灌木多樣性指標最低的主要原因。

街旁游園夏秋觀賞樹種數(shù)量比例見表3。

表3 街旁游園夏秋觀賞樹種數(shù)量比例Table 3 Proportion of ornamental tree species in summer and autumn in off-street gardens

由表3可知，街旁游園的多樣性指標最高，其觀賞樹種比例36.09%也是最高的。街旁游園雖然夏季花色豐富，但白花、黃花數(shù)量較少，主要原因是在白花觀賞植物中北京丁香和栓翅衛(wèi)矛的應(yīng)用數(shù)量過少，僅占白花植物總數(shù)的7.28%；夏季的彩葉植物種類比較單一，相較其他公園綠地缺乏紅楓、龍柱碧桃、金葉風(fēng)箱果、金葉接骨木、金葉連翹等紅、金黃色彩葉樹種；夏秋兩季的紅色果實數(shù)量比例過大，紅色果實的觀賞植物種數(shù)較多，有36種，是黃色果實的6倍。

2.2 附屬綠地

附屬綠地多樣性指數(shù)對比見表4。

由表4可知，公共設(shè)施綠地的喬、灌木多樣性指標最高，工業(yè)附屬綠地灌木多樣性指標特別低，通過分析工業(yè)附屬綠地的灌木樹種結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，其樹種數(shù)只有33種，占太原市總灌木種數(shù)的25.58%，與公共設(shè)施綠地的44.96%差距較大，且80%以上的應(yīng)用數(shù)量由大葉黃楊、膠東衛(wèi)矛、金葉女貞、紫葉小檗4種構(gòu)成，因此應(yīng)用樹種少、樹種應(yīng)用集中是導(dǎo)致工業(yè)附屬綠地各項指標低的2個主要原因。

表4 附屬綠地多樣性指數(shù)對比Table 4 Comparison of subsidiary greenland diversity index

公共設(shè)施綠地四季觀賞樹種數(shù)量比例見表5。

表5 公共設(shè)施綠地夏冬觀賞樹種數(shù)量比例Table 5 Proportion of ornamental tree species in public green space in four seasons

由表5可知，公共設(shè)施綠地的多樣性指標最高，其觀賞樹種的比例38.93%也是最高的，公共設(shè)施綠地相較于全市缺乏棣棠、東北連翹、鵝掌楸、紅寶石海棠、紅花碧桃等夏季紅、黃色系觀花樹種，導(dǎo)致夏季粉色系觀花占比過大；并且大量缺乏紅楓、龍柱碧桃、元寶楓、太陽李、七葉樹、色木槭、黃櫨等紅、黃色葉植物，導(dǎo)致金黃色系植物占比過大；垂柳、大葉黃楊的過度應(yīng)用是導(dǎo)致觀枝、觀形比例不平衡的主要原因。

2.3 防護綠地

防護綠地多樣性指數(shù)對比見表6。

表6 防護綠地多樣性指數(shù)對比Table 6 Comparison of diversity index of protected green space

由表6可知，防風(fēng)林綠地的喬木多樣性指標最高，城市道路防護綠地的灌木多樣性指標最高，工業(yè)衛(wèi)生防護綠地的喬、灌木多樣性指標最低，通過分析工業(yè)衛(wèi)生防護綠地的樹種結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，灌木樹種數(shù)只有7種，占太原市總灌木種數(shù)的5.43%，與城市道路防護綠地的17.05%差距過大，且90%以上的數(shù)量僅由大葉黃楊、金葉榆、紫葉小檗3種構(gòu)成，是導(dǎo)致其多樣性指標最低的主要原因；喬木樹種只有7種，占太原市總喬木種數(shù)180種的3.89%，與城市道路防護綠地的13.89%差距較大，且60%以上的應(yīng)用數(shù)量為西府海棠。因此應(yīng)用樹種少、單一樹種的過度應(yīng)用是導(dǎo)致工業(yè)衛(wèi)生防護綠地多樣性指標極低的主要原因。

城市道路防護夏秋冬季觀賞樹種數(shù)量比例見表7。

表7 城市道路防護夏秋冬季觀賞樹種數(shù)量比例Table 7 Proportion of ornamental tree species in urban road-protection green space in summer, autumn and winter

由表7可知，城市道路防護綠地的各項指標較高，其觀賞樹種的比例(78.72%)最高，由表6可知，城市道路防護綠地相較于全市缺少棣棠、金露梅、花葉連翹、金鐘花等夏季黃色系觀花樹種，這導(dǎo)致了夏季觀花結(jié)構(gòu)的不平衡；秋季大量缺乏紅楓、美國紅櫨、紫葉碧桃等紅色系觀葉植物；金銀木、紅瑞木、西府海棠、紅寶石海棠、茶條槭等觀果的大量應(yīng)用導(dǎo)致觀果植物基本為紅色；冬季觀形類型更為單調(diào)，僅有大量塔柏、白皮松等尖塔形植物。

2.4 其他綠地

其他綠地多樣性指數(shù)對比見表8。

表8 其他綠地多樣性指數(shù)對比Table 8 Comparison of diversity indexes of other green spaces

由表8可知，郊野公園的喬木多樣性指標最高，風(fēng)景名勝綠地的灌木多樣性指標最高。風(fēng)景名勝綠地的喬木多樣性指標最低，郊野公園的灌木多樣性指標最低。通過分析發(fā)現(xiàn)，風(fēng)景名勝綠地的喬木樹種有95種，占太原市總喬木種數(shù)的52.78%，雖與郊野公園51.11%相差不大，但風(fēng)景名勝綠地50%以上的應(yīng)用數(shù)量僅由毛白楊、國槐、新疆楊、白皮松、白蠟、油松、碧桃、杏樹、絲棉木、金枝槐、紅寶石海棠、五角楓12種喬木構(gòu)成，樹種的集中應(yīng)用是導(dǎo)致其多樣性指標最低的主要原因；郊野公園灌木樹種數(shù)只有15種，占太原市總灌木種數(shù)11.63%，與風(fēng)景名勝綠地的34.88%差距較大，且80%以上的應(yīng)用數(shù)量由膠東衛(wèi)矛、紫穗槐2種構(gòu)成，因此郊野公園多樣性指標最低的主要原因有2個：應(yīng)用樹種少和樹種的集中應(yīng)用。

森林公園四季觀賞樹種數(shù)量比例見表9。

由表9可知，森林公園的多樣性指標均較高，其觀賞樹種比例77.93%也是最高的。夏季花色種類較多，但應(yīng)用數(shù)量主要集于玫瑰、榆葉梅、碧桃、檉柳4種粉色系觀花植物上；春季黃櫨、金焰繡線菊、金葉白蠟、金葉槐等黃色系與金黃色系植物數(shù)量較少；秋季紅色觀果植物種類過多；冬季觀枝類型主要集中于垂枝形和紅色的觀賞枝條，且僅有檉柳、垂柳、紅寶石海棠和紅瑞木4種植物；春夏秋3季的觀形種類較多，但數(shù)量上缺乏北京楊、楓楊、樟樹和山桂等廣卵形與倒卵形植物；冬季圓錐形樹冠的圓柏、華山松，尖塔形的白皮松、側(cè)柏、灑金柏、塔柏等常青樹的大量應(yīng)用是觀形類型過少的主要原因。

表9 森林公園四季觀賞樹種數(shù)量比例Table 9 Proportion of ornamental tree species in four seasons in the forest park

3 建議

研究表明太原市綠地木本植物結(jié)構(gòu)不平衡，總體來說各類綠地都存在樹種數(shù)量少或樹種集中應(yīng)用等問題。為了不降低本地木本植物指數(shù)和均一度等指標，通過對比同類型綠地的木本植物結(jié)構(gòu)，針對存在問題的綠地提出相應(yīng)對策。

3.1 生態(tài)效益的優(yōu)化建議

專類公園建議增加一些薔薇科、忍冬科、木犀科丁香屬和連翹屬的觀花觀葉灌木，加強灌木植物種類的豐富度；工業(yè)附屬綠地應(yīng)優(yōu)先增加灌木種類及數(shù)量，盡量減少大葉黃楊、膠東衛(wèi)矛、金葉女貞、紫葉小檗的應(yīng)用，建議增加豆科、薔薇科、忍冬科及木犀科丁香屬、連翹屬等觀花觀葉的灌木，盡量改善灌木均一度指數(shù)；工業(yè)衛(wèi)生防護綠地建議增加殼斗科櫟屬、槭樹科槭屬喬木，薔薇科花灌木及衛(wèi)矛屬灌木；風(fēng)景名勝綠地應(yīng)增加銀杏、三球懸鈴木、日本櫻花、北京欒、金葉榆、火炬、華山松、紅葉碧桃、垂柳、合歡等喬木，增強其喬木樹種的應(yīng)用多樣性；郊野公園建議大量補植丁香、黃刺玫、鋪地柏、繡線菊、榆葉梅、紫穗槐等樹種，也建議補植薔薇科、忍冬科花灌木以提高郊野公園灌木種類及補充數(shù)量。

3.2 景觀觀賞質(zhì)量的優(yōu)化建議

街旁游園建議增加紅楓、龍柱碧桃、金葉風(fēng)箱果、金葉接骨木、金葉連翹等紅、金黃色彩葉樹種以及避免種植水栒子、西府海棠、金銀木等這些已大量應(yīng)用的紅色觀果植物，改善其觀果結(jié)構(gòu)單一的問題；公共綠地則增加棣棠、東北連翹、鵝掌楸、紅寶石海棠、紅花碧桃等夏季紅、黃花色樹種和紅、黃葉色系植物，例如紅楓、龍柱碧桃、元寶楓、太陽李、七葉樹、色木槭、黃櫨等植物；城市道路防護綠地應(yīng)補植棣棠、金露梅、花葉連翹、金鐘花等黃花色系樹種及紅楓、美國紅櫨、紫葉碧桃等紅葉植物；森林公園建議改植或補植部分北京楊、楓楊、樟樹和山桂等廣卵形與倒卵形植物，以增加春夏秋3季觀形類型。同時減少圓柏、華山松、側(cè)柏等圓錐形、尖塔形植物的數(shù)量，并補植鋪地柏、翠藍柏、北海道黃楊等匍伏形、圓球形植物，以豐富森林公園冬季觀形類型。