武漢東湖梅山植物多樣性研究

戴歡,韓哲元,何浩

(武漢設計工程學院,湖北武漢430205)

武漢東湖梅山植物多樣性研究

戴歡,韓哲元,何浩

(武漢設計工程學院,湖北武漢430205)

采用典型抽樣法,對武漢東湖梅山綠地植物的樹種組成、多樣性指數等進行了調查統計與分析。結果表明:武漢東湖梅山綠地植物共21科29屬34種,梅山西部和北部的植物種類多于東部和南部的植物種類;Simpson指數(D)、Shannon—Weiner指數(H)及Pielou指數(J)表現出相同的趨勢,即喬木的指數值＞灌木的指數值＞草本的指數值;東湖梅山植物重要值大于10%的喬木有9種,灌木有5種。

東湖梅山;植物重要值;多樣性指數;均勻度指數

城市化的快速發展使生物多樣性受到嚴重威脅,導致城市生態功能弱化,同時景觀個性雷同等問題出現,直接影響了城市居民的生活質量和城市的可持續發展[1]。東湖風景區坐落于武漢市中心城區,是城市綠地系統中的重要綠地類型,分析其物種組成和物種多樣性現狀,以實現未來更好的景區保護開發及可持續發展,同時為城市植物多樣性保護提供科學依據。

1 研究地概況

武漢東湖風景區位于武昌東部,梅山位于東湖風景區馬鞍山森林公園西北主干道旁,植被覆蓋率高,地理位置優越。武漢屬于亞熱帶季風性濕潤氣候區,雨量充沛、日照時間長、四季分明,夏季溫度高、降水集中,雨熱同期,冬季濕潤,溫度較低。一年當中,1月的平均氣溫最低,為3.4℃;7月平均溫度最高,為28.9℃,夏季漫長,時間約為137 d;春秋兩季各約62 d。武漢活動積溫在5 000～5 200℃。初夏梅雨季節雨量十分集中,年降水約為1 256 mm。年無霜期達250 d。

2 研究方法

2.1 調查方法

樣地設置與調查法,將東湖梅山研究范圍劃分為東西南北四個區域,每個區域各布置3個調查樣方,一共布置調查樣方12個,樣方面積為10 m×10 m。對樣方內植物進行調查,并運用物種重要值指數、Simpson多樣性指數、Shannon-Wiener多樣性指數和Pielou均勻度指數等對調查數據進行處理分析。

2.2 研究指標及數據分析方法

運用植被生態學常用的定量模型對物種重要值及植物多樣性指數進行計算比較分析。

2.2.1 物種重要值計算

喬木的重要值=相對多度+相對頻度+相對優勢度

灌木的重要值=相對多度+相對頻度+相對蓋度

重要值=(相對密度+相對頻度+相對優勢度)/300

2.2.2 植物多樣性計算

式中:D為多樣性指數,S為群落(樣地)全部種的個體數,Pi為第i個種的重要值。

式中:H為多樣性指數,S為群落(樣地)全部種的個體數,Pi為第i個種的重要值。

式中:H為香農-威納多樣性指數,S為物種數。

3 結果與分析

3.1 東湖梅山植物種類構成

在12個樣方的調查中,植物共21科29屬34種。其中,喬木15科18屬22種,占所有植物種類總數的64.7%;灌木5科7屬8種,占所有植物種類總數的25.5%;草本3科4屬4種,占所有植物種類總數的9.8%。對各區域樣方的植物種類構成統計見表1。從表中可以看出東湖梅山東部和南部的植物種類較少,多樣性指數較低;而西部和北部的植物種類較多且多樣性指數較高。坡位和旅游影響等因子對植物多樣性的格局有重要影響[2]。梅山的東部和南部鄰近馬鞍山森林公園的燒烤區,人類活動對植物分布影響大,植物的流失量較西部和北部大;其次梅山的東部和南部為陰面,植物受日照時間短,生長受到制約,而西部和南部為向陽面,植物長勢良好且種類多,多樣性指數較高。喬木出現頻率較高的分別是馬尾松、白皮松和棕櫚;灌木出現頻率較高的分別是梅花、蠟梅和山茶;草本出現頻率較高的是麥冬和白車軸草。

表1 東湖梅山不同區域植物種類構成

對四個區域內植物種類構成分析結果如表2所示,出現頻率較多的科(含有2個種以上的科)共有4科,分別是木蘭科4種、松科3種、禾本科3種、薔薇科3種,共有4科10屬13種,占總科數的19.1%,占總屬數的55.6%,占總種數的38.2%;出現頻率較少的區域性單獨科共有13科13屬13種,占總科數的61.9%,占總屬數的44.8%,占總種數的38.2%。

表2 東湖梅山植物出現高頻科

對研究地植物科屬的調查結果如表3所示,所有調查樣地的植物中含有2個種以上的有1屬;單種屬多達25屬,占總屬數的86.2%、占總種數73.5%。綜上所述,東湖梅山植物種類構成中,單種屬同多種屬比較占有壓倒性優勢。

表3 植物科屬統計

3.2 東湖梅山植物多樣性指數比較

多樣性指數是指物種豐富度和均勻度的一個重要指標。豐富度是指植物在一個區域或生態環境中所處的優勢程度;均勻度則表明了植物在一個區域或生態環境中每個個體外形的差異程度。不同層次的物種對群叢的物種多樣性貢獻是不等價的,群叢的豐富度指數主要取決于灌木層和草本層,而多樣性指數和均勻度指數主要取決于灌木層和喬木層[3]。以Simpson指數(D)、Shannon—Weiner指數(H)及Pielou指數(J)評價群落物種多樣性特征,結果見表4。

表4 東湖梅山植物的多樣性指數

調查結果表明,東湖有梅山喬木22種,優勢度指數和均勻度指數最高。梅山野生喬木較多,并且喬木受人為干擾較小,生長良好;其次梅山各方面生態條件良好,適宜大規模引種栽植各種大小喬木。灌木8種,優勢度指數小于喬木,但是種類較少,均勻度也較低。草本4種,優勢度指數和均勻度指數均比喬木和灌木低。

3.3 東湖梅山植物重要值分析

重要值是指表示某個物種在群體中的地位和作用的綜合數量指標,反應其優勢的程度。東湖梅山植物重要值大于10%的喬木灌木見表5,這些樹種對于東湖梅山生態環境具有良好的適應性,得以廣泛分布,且少數樹種比如馬尾松、白皮松、梅花、蠟梅比例過大。

表5 東湖梅山主要喬灌木重要值

4 結論與建議

東湖梅山植物種類較為豐富,樣方調查總共包括21科29屬34種。其中喬木占據絕對優勢,以馬尾松、白皮松和欒樹數量較多,灌木則以梅花、蠟梅和石楠為主,灌木和草本種類均有待增加。物種重要值和多樣性指數反映的結果大致相同。

植物多樣性是多個生態過程協同作用的結果,環境因素中的海拔、坡位、坡向、土壤等都對群落物種多樣性產生作用[4]。鄉土植物可以完美適應當地的氣候環境,應該優先使用本地植物種類和擴大應用規模,梅山應增加尤其是灌木和草本類的鄉土植物。應因地制宜,對因人類活動已經流失的鄉土樹種應進行引進及保護。

天然林較人工林而言,植物物種豐富度高,群落結構相對復雜,森林景觀層次豐富[5]。梅山植物景觀在保持和突出景觀特色的前提下,應模擬自然群落進行改造,運用模擬自然的生態群落配置方法,根據生態群落特性分化的原理進行植物配置,針對梅山不同區域的生態環境特點引進栽培各種喜陽、喜濕、耐陰、耐干旱等多種植物,構成一個完整穩定而豐富的植物群落。

[1]陳婧,雷一東.城市植物多樣性保護中的公眾認識[J].復旦學報:自然科學版,2009(5):572-577

[2]程占紅,趙蒙.旅游干擾對五臺山植被景觀區植物多樣性的影響[J].干旱區地理,2012(4):578-586

[3]劉蕾,張峰.歷山白云洞景區植物群落物種多樣性研究[J].山西大學學報:自然科學版,2010(3):468-472

[4]毛齊正,黃甘霖,鄔建國.城市生態系統服務研究綜述[J].應用生態學報,2015(4):1023-1033

[5]梁璇,劉萍,徐正春,等.不同類型城市森林的林下植物多樣性研究[J].華南農業大學學報,2015,36(2):69-73

Plant Diversity of Meishan Mountains near East Lake Scenic Spot in Wuhan City

Dai Huan,Han Zheyuan,He Hao
(Wuhan Institute of Design and Sciences,Wuhan 430205,China)

Species compositions,diversity indexes of plant in green space in Meishan Mountains of Donghu Lake in Wuhan City were analyzed by adopting typical sampling method.Result show that:there are 21 families,29 genera, 34 species in plant in green space of Meishan Mountains of Wuhan City.The floristics in the west and north of the Meishan Mountains are larger than that in eastern and southern of the Meishan Mountains;Simpson index(D), Shannon-Weiner index(H)and Pielou index(J)show the same trend,namely the index value of trees＞index value of shrubs＞index value of herbs;among the plant in Meishan Mountains,the trees whose important values being greater than 10%have nine species,and the shrubs whose important values being greater than 10%have five species.

Meishan Mountains near East Lake scenic spot;important value of plant;diversity index;evenness index

S718.521.2

:A

10.13601/j.issn.1005-5215.2015.11.021

1005-5215(2015)11-0056-02

2015-09-29

武漢設計工程學院校級科學研究項目(K201210)

戴歡(1983-),女,湖北黃岡人,講師,碩士,主要從事園林樹木學的教學與研究,Email:191735729@qq.com

何浩(1984-),男,山西陽泉人,講師,碩士, Email:42252612@qq.com