城市化地區河岸帶植被特征及其與河岸硬度的關系
——以晉江市為例

張　昶,王　成,*,孫睿霖,郄光發,梁冰晶,金佳莉,李喆靚

1. 中國林業科學研究院林業研究所, 林木遺傳育種國家重點實驗室,北京　100091 2. 國家林業局城市森林研究中心,北京　100091

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城市化地區河岸帶植被特征及其與河岸硬度的關系
——以晉江市為例

張昶1,2,王成1,2,*,孫睿霖1,2,郄光發1,2,梁冰晶1,2,金佳莉1,2,李喆靚1,2

1. 中國林業科學研究院林業研究所, 林木遺傳育種國家重點實驗室,北京100091 2. 國家林業局城市森林研究中心,北京100091

摘要:確立了濱河河道硬度與濱河土地硬度兩個指標,用以研究城市化地區河岸帶的植物構成、多樣性與均勻度、優勢植物等特征與河岸硬度的關系。選定晉江市都市區12條主要河流作為研究對象,通過樣地調查收集數據,并采用相應指數進行數據處理分析,結果表明：(1)調查河流的河岸帶植被物種共計70科143屬159種,其中喬木20科30屬41種,灌木15科15屬20種,草本35科98屬98種,草本居主導地位,河流間種類分布不均衡；(2)河岸帶植物喬灌草區系均以廣義熱帶性成分居多,其次為世界性成分、溫帶性成分,無中國特有分布類型,喬木中廣義熱帶成分占絕對主導,直觀反映地帶性特征,灌木與草本中的溫帶成分多于喬木中的溫帶成分,類型趨于多元,種類更豐富；(3)從河岸植被優勢植物構成來看,主要優勢喬木與灌木基本為本土植物,而主要草本中外來植物入侵嚴重,對地帶性植物景觀的指示顯然不及喬木與灌木；(4)從河岸植被的人工美學屬性來看,灌木優勢植物中園林觀賞植物的種類數顯著多于喬木、草本優勢植物,反映出晉江人工審美主導的濱河景觀空間主要改變與塑造了灌木層植被景觀；(5)從河岸植物的人居需求屬性來看,龍眼、楊桃等多見于庭院林、水岸林的水果樹種也在河岸植被中頻繁出現,反映出人口密集區由于對植物生產用途的重視而對河岸植被產生的影響；(6)濱河土地硬度與河道硬度對河岸帶灌木植物的影響最強烈,二者均對河岸帶植物多樣性造成威脅,且前者具有更大的影響力,而后者直接影響了河岸植物的分布形態,出于生產與審美目的的人為干擾對河岸帶植物優勢種的影響力隨濱河硬度的增加而加強,低濱河硬度有助留存原生植被群落；(7)天然彎曲的河流形態對河流植被特征具有積極影響,有助于保留更多本土植被類型,并能在某種程度上豐富喬灌草的植物種類,但這種緩和作用無法根本扭轉河岸硬化對植物多樣性的脅迫影響。研究表明,城市化地區河流的岸帶植被特征與沿線人為干擾類型和強度密切相關,恢復與塑造河岸生態景觀要以鄉土植被為主,通過喬木景觀塑造地帶性景觀,并以灌木與草本豐富植被景觀。

關鍵詞：城市化地區；河岸帶；植物多樣性；變化；河岸硬度

河岸帶生態系統位于河流與陸地交界處的兩邊,直至河水影響消失的區域,其范圍包括河流廊道的高低水位之間以及從河流高水位至被洪水影響的高低區域,是陸地生態系統和水生生態系統的生態過渡區[1-3]。國內外對此展開了多層次多角度的研究,主要集中在河岸帶生態系統的結構與動態特征[4-5]、物理和生態特征[6-7]、功能特性以及其多元評價與恢復重建[8-11]、河岸帶和環境的相互影響[12]等方面,且對河岸帶植被特性的研究亦逐漸興起和發展,是當今植物生態學研究的重要內容之一[13],我國對河岸帶植被類型、格局、物種多樣性[14-17]等已展開了大量研究。目前,國外開始越來越關注人為活動對河岸帶的影響[18-19],而我國很多研究還主要針對的是山地自然河流和平原農區的河流,對城鎮化地區河流的研究相對較少。長期以來,我國城鎮化地區的河流受到了嚴重的影響,河道裁彎取直、河岸河床硬化、河岸帶破壞等成為非常普遍的現象,與此同時河流生態系統退化、河流水質惡化、河流斷流缺水、河岸景觀自然風貌消失等問題日益突出。河流是貫穿于不同生態系統之間的生態廊道,對于城市生態系統健康非常重要。城鎮化地區如何建設河流生態與景觀,是我國城鎮化地區急需破解的生態建設命題。福建省晉江市是中國東南沿海城市發展快、鄉鎮企業發達的典型城市,是以鄉鎮企業發展、農民就地城鎮化為特色的地區,城鎮化率高達64%,其河流生態景觀的變遷是我國東南沿海城鎮化地區河流生態景觀變化的一個典型縮影。本文對其境內的河流展開其河岸帶的植被特征及生物多樣性的研究,探索城鎮化地區河岸帶物種及區系特征、生物多樣性與沿線城鎮土地利用的關系,以期為東南沿海城鎮化地區河流生態景觀建設與河岸帶保護提供幫助。

1研究地區

晉江市位于福建東南沿海,泉州市東南部,晉江下游南岸。市域河網密度大、河道淺窄、源近而流短,除晉江、九十九溪外其他溪河均發源于縣境的丘陵、臺地,且自成單元向東、向南獨流入海。這種城鎮化模式和河流特征在我國東南沿海地區具有非常典型的代表性。本研究主要選定12條主要河流為研究對象,該12條河流分布于晉江市域內各個方向。

2研究方法

2.1植被特征研究方法

2.1.1樣地調查[20]

根據環境和植被代表性原則,本研究設置典型調查樣地46個。在樣地內按照樣帶法,從河灘處開始每隔3 m設置一個樣方,至河岸帶邊緣。其中,草本樣方為1 m×1 m,灌木為5 m×5 m,喬木為5 m×5 m。調查涉及主要指標分為：喬木的名稱、株數、胸徑；灌木的名稱、株數/叢數、覆蓋度；草本的名稱、株數(叢生型或蓮座型分開計算株數,大片分布的則調查代表性的25 cm×25 cm面積中的株數再按面積推算樣方株數)、高度、覆蓋度。

2.1.2多樣性衡量指標

重要值計算[21]:

喬木重要值=(相對密度+相對優勢度+相對頻度)/3

草本重要值=(相對高度+相對蓋度+相對頻度)/3

灌木重要值=(相對密度+相對蓋度+相對頻度)/3

Patrick豐富度指數(R)：

R=S

式中,S為群落物種數。

Shannon-Wiener指數(H)：

式中，Ni為第i種個體的重要值。

Pielou均勻度指數(J)：

J=H/LnS

式中，S為群落物種數。

2.1.3植物區系研究方法

本文采用吳征鎰對中國種子植物屬的分布區的劃分標準[22],并考慮晉江市河流受城市化的影響而導致的絕大多數的屬內僅含一個種的特點,以屬的分布異同來對晉江市12條河流河岸帶植物進行地理成分的劃分。

2.2河流形態計算評價方法

以彎曲系數表征河流基本形態特點,結合研究河流的長度與直線長度數據,按照公式可計算得出每條河流的彎曲系數。

彎曲系數(Ka)：

Ka=L/l

式中,L為河段實際長度,l為河段的直線長度

Ka值越大,河段越彎曲。通常Ka>1.3,彎曲河流,反之平直河流。

2.3河岸硬度(shore hardened)分析方法

采用土地利用圖、衛星影像分析與現場徒步調查相結合的方式,分別對每條河流進行河岸沿線土地利用方式、河岸性質進行調查。為了深入分析土地利用類型、河岸硬化對等人為活動對河岸植被的影響,本研究提出了濱河土地硬度(land hardened degree)和濱河河道硬度(bank hardened degree)兩個指標來表征河岸硬度。

(1)濱河土地硬度目前晉江市河流沿線土地利用類型主要是農田和各類建設用地,這也是未來河岸帶建設重點要考慮的背景土地特征。因此,本研究提出濱河土地硬度的概念,是指河流沿線為耕地的岸線長度與沿線為城鄉工礦居民用地的岸線長度之比。前者大于后者,記為1,表示土地硬度較低,后者大于前者,記為-1,表示土地硬度較高,二者趨近(差值百分比小于1%),土地利用硬度為0。

(2)濱河河道硬度城市化地區的河道渠化是晉江河道硬化的主因之一,因此本研究以濱河河道硬度表征河道人工渠化程度,是指河岸渠化長度與整個河岸長度之比。

濱河河道硬度=(左岸渠化河段長度+右岸渠化河段長度)/2×河流長度

本文記濱河河道硬度>50%,即超過1/2的河道被渠化時,為河道高度硬化。

3結果與分析

3.1晉江市河岸帶的植物構成

本次調查的12條河流,共記錄到植物有70科143屬159種。按植物生活型來分,喬木植物20科30屬41種,灌木植物15科15屬20種,草本植物35科98屬98種(表1)。

表1　晉江河岸帶植被物種構成情況表

上述結果表明,草本植物具有較高的物種豐富度,占總科數的50%總種數的61.6%,而灌木和喬木種類相對較少,該結果與國內在北京、遼寧等地河流相關研究發現的規律是一致的[20,23-24],這反映了河岸植物群落以草本植物種類居多的基本特征。同時,從不同河流植物種類所占比重來看,九十九溪植物種類共計85種占總調查的53%、東溪47種占30%、陽溪59種占37%、鈔井溪46占29%、埭邊溪21種占13%、南堤干渠17種占11%、梧桐溪24種占15%、梧垵溪24種占15%、可幕溪20種占13%、潘徑溪52種占33%、港塔溪33種占21%、壩頭溪50種占31%。這一分析表明,晉江市河流物種構成分布存在非均衡的情況,這種在同一氣候與地理屬性帶內非均衡的物種構成情況,說明其與城市化地區河流的個體特征存在較高聯系。

3.2晉江市河岸帶的植物區系

通過分析所有植物種類的分布區類型,統計各類型所占有的比例(表2)。

表2　晉江河岸帶植物區系的分布類型

晉江市河岸帶植物區系地理成分分布類型多樣,但主要以廣義的熱帶類性質為主,表現為熱帶特性,各類熱帶成分總計分布類型達62.38%,符合晉江市所屬亞熱帶海洋性季風氣候的大氣候環境特點。同時受沿岸植被和河流本身環境的雙重影響,出現19.48%的世界分布類型與18.18%的廣義溫帶成分,植物區系比較復雜。

圖1　不同生活型植物區系的分布類型比例Fig.1　Areal types of different life forms of riparian plant species in Jinjiang City

進一步對不同生活型植物的區系構成做相應統計。從圖1可以看出,熱帶成分在喬木中比重達到88%,占據絕對的優勢,這表明晉江河岸植被中喬木植物雖然種類不多,但更能體現本地氣候與植被特征,對凸顯河岸帶原生的植被風貌中的發揮著主導作用；另一方面,溫帶成分在喬木中占9%,而在草本與灌木中卻分別達到了19%與35%,這表明灌木與草本植物由于種類繁多,分布類型越來越趨于多元,植物區系構成更為復雜,對地帶性特征的反映雖不如喬木植物明顯,但卻能夠形成更加多樣的植物景觀。同時,對于不同河流的統計分析表明,雖河岸帶植物構成在不同河流間分布非均衡,但各條河流的區系構成具有熱帶成分均居主要地位的相同特點,晉江河岸植被總體遵從其大氣候區域特征,但不同植物生活型與不同河流之間存在差異,其中喬木樹種對于景觀的外貌具有主導的影響作用,是河流生態景觀風貌形成的主要控制要素。因此,在今后河流濱河植被景觀建設中,要注重喬木景觀的對地帶性風貌的塑造,并充分利用草本和灌木來豐富濱河植物景觀。

3.3晉江市河岸帶的優勢植物

計算并統計12條河流河岸帶喬、灌、草植物的重要值(important value,IV),前10位的植物見表3。其中喬木依次為銀合歡(Leucaenaleucocephala)、小葉榕(Ficusbenjamina)、相思樹(Acaciaconfusa)、桉樹(Eucalyptusrobusta)、木麻黃(Casuarinaequisetifolia)、榕樹(Ficusmicrocarpa)、龍眼(Dimocarpuslongan)、樸樹(Celtissinensis)、旱柳(Terminaliamantaly)、楊桃(Averrhoacarambola)；灌木依次為蓖麻(Ricinuscommunis)、馬櫻丹(Lantanacamara)、九里香(Murrayaexotica)、枸杞(Lyciumchinense)、毛杜鵑(Rhododendronpulchrum)、黃楊(Buxussinica)、火棘(Pyracanthafortuneana)、金葉假連翹(Durantarepens)、小蠟(Ligustrumsinense)、爬山虎(Parthenocissussemicordata)；草本依次為鬼針草(Bidensbipinnata)、羊蹄(Rumexjaponicus)、小飛蓬(Conyzacanadensis)、空心蓮子草(Alternantherahiloxeroides)、腫柄菊(Tithoniadiuersifolia)、葎草(Humulusscandens)、蘆葦(Phragmitesaustralis)、狗牙根(Cynodondactylon)、龍葵(Solanumnigrum)、銀膠菊(Partheniumhysterophorus)。

表3　晉江河岸帶植被不同生活型植物重要值

從植物的本地鄉土屬性來看,10種優勢喬木與灌木基本為本土植物,而草本植物中有空心蓮子草、腫柄菊、銀膠菊3種外來植物,特別是空心蓮子草為入侵物種,說明晉江市河岸帶植被受到了外來植物的嚴重入侵,本地草本植物被擠壓,對地帶性植物景觀的指示顯然不及喬木與灌木；從植物的人工美學屬性來看,10種優勢喬木中小葉榕為園林觀賞植物,灌木中有九里香、毛杜鵑、黃楊、火棘、金葉假連翹、小蠟等6種園林景觀灌木,草本無特殊人工園林地被,這一結果反映出晉江人工審美主導的濱河景觀空間主要改變與塑造了灌木層植被景觀,使人工景觀化河段呈現出平面綠紋美觀但立體綠量欠缺的現狀,也反映出喬木與草本植物的合理構景潛力；從植物的人居需求屬性來看,植物的生產用途主要反映在喬木上,10種喬木中有龍眼、楊桃兩種鄉土水果樹種,主要由河流沿線村鎮居民出于生產生活補給、村落美化、吉祥寓意等原因而自發栽種,多見于庭院林、水岸林,甚至水口林等,反映出河流沿線村鎮對河岸帶植物用途的影響,也指示了該地域鄉村人居需求,從某種角度還折射出地域性的村居文化。

3.4河岸硬度對河岸植被特征的影響

晉江市河岸帶的植物特征與在不同河流之間存在著一定的差異,該地區城鎮化過程中對河道、河岸以及沿河土地等河流景觀要素長期的人為干擾已經很大程度上改變了天然河岸的狀態屬性。為了進一步分析人為干擾對河岸帶植物構成、多樣性、優勢植物的影響,這里按照濱河土地硬度與濱河河道硬度的差異將12條河流劃分為4種類型(表4)。類型Ⅰ：濱河河道、土地硬度均較高,即沿線以城鎮工礦建設用地為主且河道高度渠化的河流,見于九十九溪、南堤干渠、梧桐溪、可幕溪、埭邊溪；類型Ⅱ：濱河河道、土地硬度均較不高,即沿線以農耕地為主且河道渠化率較低的河流,見于鈔井溪、港塔溪、壩頭溪；類型Ⅲ：濱河河道硬度高但土地硬度低,即沿線農耕地較主要但河道高度渠化的河流,見潘徑溪、陽溪、東溪；類型Ⅳ：濱河河道硬度低但土地硬度高,即沿線城鎮工礦建設用地為主但河道渠化率較低的河流,見于梧垵溪。

3.4.1濱河硬度對河岸帶植物構成的影響

結合表1可知,無論那種類型的河流均表現為草本種類居主的狀態,但濱河硬度較低的類型Ⅱ普遍比其他類型的河流具有更多的喬木、灌木、草本及總的植物種類,這說明了濱河硬度對河岸帶植被具有直接的脅迫作用,但九十九溪的結果較為特殊,九十九溪濱河河道與土地硬度均較高,但也同樣維持了較多的植物種類,這應該與其形態特征有關,將在后面探討。

表4　濱河土地、河道硬度及河流類型劃分

濱河河道硬度>0.5時河道高度硬化,濱河土地硬度為-1時土地高度硬化

3.4.2濱河硬度對河岸帶植物多樣性的影響

晉江12條河流的多樣性指數H與均勻度指數J的計算結果見表5。

表5　不同河流的H、J值

多樣性與均勻度指數分別取均值5.12、1.47為臨界值,表中加粗數值為超過臨界值的數值

由表5可知,晉江12條河流多樣性指數均值為5.12,九十九溪、東溪、陽溪、潘徑溪、港塔溪、壩頭溪在該值以上,其余不及均值多樣性相對較差；均勻度均值為1.47,九十九溪、陽溪、埭邊溪、潘徑溪、港塔溪、壩頭溪超過均值,河岸植物群落分布較均勻,其余河流分布則較為參差。結合不同河流濱河硬度類型的劃分可知,類型Ⅰ的河流,除九十九溪外,基本表現出低多樣性與低均勻度的狀況；類型Ⅱ的河流,除鈔井溪外,基本表現出高多樣性與高均勻度的狀況；類型Ⅲ的河流,除東溪外均具有高多樣性值與高均勻度值的特征；類型Ⅳ的河流,其多樣性與均勻度均很低。

這一結果說明濱河土地硬化與河道硬化度會對河岸帶植物多樣性構成威脅,并造成植物群落分布地點的參差不齊,且前者比后者具有更大的影響力。當濱河沿線主要為城鎮工礦建設用地時(類型Ⅰ、類型Ⅳ),即使河岸渠化率較低(類型Ⅳ)也勢必使河岸植物多樣性與均勻度都下降,形成較為單調殘破且不連續的河岸植被帶；而當濱河沿線主要為農耕用地時(類型Ⅱ、類型Ⅲ),即使河岸渠化率略高(類型Ⅲ)亦能使河岸保持種類較為豐富、群落分布較為均勻的植被帶。進一步分析較為特殊的九十九、鈔井溪、東溪：九十九溪異于其它河流的最大特點在于其最長的河流形態,能夠涵蓋更多的生境和植物種類,同時其穿越的城鎮也更多,而這些地區的岸線基本上為石砌堤壩,造成了其較為單一的人工筑堤河岸；鈔井溪沿線雖主要為農耕用地且渠化率低,但較之其他河流,其規整的農耕地直接接觸水體,蜿蜒的河岸消落緩沖帶幾乎不可見,造成其單一破碎的河岸植被帶；東溪則是由于河流裁彎取直并全線渠化。因此,不同的渠化方式對河岸帶植被群落分布的直接影響較大,堤岸材質、堤岸高度、堤岸修筑形式等差異造成了其異于其他河流的低河岸帶植物均勻度。

3.4.3濱河硬度對河岸帶優勢植物的影響

統計12條河流不同生活型重要值前3位的植物,結果見表6。

表6　晉江不同河流河岸帶植被不同生活型重要值前3位植物

表中加粗植物為該河不同于總體的優勢性物種

對比表6和表3可知,表6所列的不同河流不同生活型植物的優勢植物大體上均屬于表3的范圍,但仍存在差異。一方面從植物層次完整性角度分析,高河道硬度的東溪,與高濱河土地硬度及河道硬度的南堤干渠、梧桐溪、可幕溪4條河流,均缺失甚至南堤干渠全部缺失灌木層植物,表明濱河硬度對灌木層的影響最為強烈。另一方面,從特殊的優勢植物種類角度分析,濱河硬度為類型Ⅰ的九十九溪、可幕溪的優勢植物與總體優勢植物一致,埭邊溪、南堤干渠、梧桐溪則分別存在槐樹、香蒲,美人蕉,橡皮榕、苦楝這幾種特殊的優勢植物,且其來源均為人工移植或栽培,槐樹、橡皮榕、苦楝河岸用作鄉土性的景觀樹種,美人蕉為城市濱河觀賞植物,香蒲則多用于源頭濕地的保水與綠化；類型Ⅲ的東溪、陽溪、潘徑溪則分別為合歡、香蒲、大葉相思、苦楝,其中喬木多見于河道渠化的農耕地區,草本香蒲則多為農地邊緣保留的叢生“雜草”；類型Ⅳ的梧垵溪則為三角梅,由人工栽植。這反映出濱河沿線以建設用地為主或河道高度渠化,或二者同時存在時,人為干擾對優勢性植物種類的影響越大,特殊的優勢植物多是出于滿足該河流用地具體的審美或生產生活需求的目的而被引入或保留。類型Ⅱ的鈔井溪、港塔溪、壩頭溪,其特殊優勢植物分別為桑樹、柳葉桉、烏桕、水莎草、小藜、麻竹,其中柳葉桉、桑樹、烏桕均為農耕用地中保留的原生鄉土樹種,水莎草、小藜、麻竹也多自然散生于農耕地水岸緩沖帶。這反映出以農耕地為主,渠化率較低的河流更能留存本土自然生長的喬木樹種與草本植物。

3.5河流形態對河岸植被特征的影響

依據河流的基本參數,計算河流的彎曲系數,結果見表7。

由表7可知晉江河流大部分屬平直河流,九十九溪、梧垵溪、壩頭溪、陽溪為彎曲河流,結合前述不同河流植物構成、多樣性指數、優勢植物的統計與計算結果,可以認為河流天然彎曲的形態對河岸植被特征存在積極影響,具體分析如下。

3.5.1河流形態對植物構成的影響

結合表1中不同河流所占不同生活型植物比例的統計結果,喬木植物豐富度較高的是九十九溪和壩頭溪,分別為34%和46%,灌木也是九十九溪和壩頭溪,分別為65%和40%,草本則在九十九溪、陽溪較為豐富,分別達到59%、46%。從這些河流河岸特征來看,九十九溪、陽溪河道高度硬化,壩頭溪河道雖未及高度硬化但其濱河硬化土地與非硬化土地也相對持平,三者能維持較高的物種豐富度與其均屬天然彎曲河流的共性分不開,天然彎曲的河岸線有助于保留部分最自然河岸植被群落,沿線土地類型的交錯性也相對較大,能夠對豐富植物種類構成起到積極的影響。

表7　河流基本參數與河流彎曲系數

Ka臨界值1.3,>1.3彎曲型河流,反之平直型河流

3.5.2河流形態對生物多樣性的影響

由表5中各條河流植物多樣性的計算結果可知,彎曲河流九十九、壩頭溪、陽溪多樣性指數超過均值相對較高,與其植物豐富度的結果趨同,進一步說明河流彎曲的天然形態利于在渠化河道局部形成更多類型與更復雜的植被生境,對于河岸植被帶物種與結構的天然保有具有正效應,但這種對多樣性的積極影響同樣會隨著土地硬度升高使局部小生境存在空間可能性與潛力下降而消失,如梧垵溪,低河道硬度與彎曲的天然形態亦無法扭轉兩岸濱河土地高硬度用地造成的低植物多樣性水平。

3.5.3河流形態對優勢植物的影響

結合表6可知,12條河流共計出現特殊喬木9種為最多,其次是草本6種,灌木1種為最少,其中喬木全部、草本有5種出現在平直河流,而形態彎曲的九十九溪、陽溪、梧垵溪中僅陽溪出現1種特殊草本,梧垵出現1種特殊灌木,這一結果說明彎曲河流基本涵蓋了所有的河岸植物,能夠較多地保留晉江主體的植物種類,而人為或自然形成的平直河流的河岸帶絕對長度較短,蘊含各類植物種類生境的潛力不及前者,短源流經的具體地區的土地用途形成了其較為多樣的優勢植物。

4結論與討論

4.1結論

(1)調查河流的河岸帶植物物種共計70科143屬159種,其中喬木20科30屬41種,灌木15科15屬20種,草本35科98屬98種,草本居主導地位,遵循河岸帶植被普遍的種類結構規律。

(2)河岸植被的植物區系構成均以廣義熱帶成分為主,達到62.38%,其中喬木、灌木與草本中的溫帶成分分別為10%、35%和17%,灌草植物類型趨于多元,而喬木更能體現本地氣候與植被特征,對凸顯河岸帶原生的植被風貌中的發揮著主導作用形成。因此,濱河植被景觀的恢復與建設,要注重以喬木景觀塑造地帶性風貌,并充分利用草本和灌木來豐富濱河植物景觀。

(3)從河岸植被優勢植物構成來看,主要優勢喬木與灌木基本為本土植物,而主要草本植物中出現了空心蓮子草、腫柄菊、銀膠菊等外來植物,表明晉江市河岸帶植被受到了外來植物的嚴重入侵,本地草本植物被擠壓,對地帶性植物景觀的指示顯然不及喬木與灌木。

(4)從植物的人工美學屬性來看,10種優勢喬木中小葉榕為園林觀賞植物,灌木中有九里香、毛杜鵑、黃楊、火棘、金葉假連翹、小蠟等6種園林景觀灌木,草本無特殊人工園林地被,反映出晉江人工審美主導的濱河景觀空間主要改變與塑造了灌木層植被景觀,使人工景觀化河段呈現出平面綠紋美觀但立體綠量欠缺的現狀。

(5)從植物的人居需求屬性來看,植物的生產用途主要反映在河岸植被構成上,龍眼、楊桃等多見于庭院林、水岸林的水果樹種也在河岸植被中頻繁出現,反映出河流沿線村鎮生產生活喜好對河岸帶的影響,從某種角度還折射出地域性的鄉村河流景觀文化。

(6)濱河土地硬度與河道硬度對河岸帶灌木植物的影響最強烈,二者均對河岸帶植物多樣性造成威脅,且前者具有更大的影響力,當河流出現較高的濱河土地硬度時,低河道硬度亦不能減緩其對植物多樣性銳減的影響,但河道硬度的形成方式直接影響了河岸植物群落連續均勻或參差破碎的分布形態。出于生產與審美目的的人為干擾對河岸帶植物優勢種的影響力隨濱河硬度的增加而加強,低土地硬度的以農耕地為主且渠化率低的河流,更能留存原生的自然植被群落。

(7)天然彎曲的河流形態對河流植被特征具有積極影響,有助于保留更多本土植被類型,并能在某種程度上豐富喬灌草的植物種類,提升植物多樣性,但這種緩和作用無法根本扭轉硬化,特別是濱河土地硬化對河岸帶植被的脅迫影響。

4.2城鎮化地區河流景觀差異原因

本次調查研究的12條河流處在晉江市自然條件相對一致的地域內,無論在河流濱河景觀風貌還是植被群落特征方面,都應該具有很高的相似性。但調查研究結果表明,河流之間存在著較大的差異性,這種差異的根本原因是濱河土地利用狀況的差異,說明城鎮化地區的河流景觀由于不同的干擾類型和強度而出現分異性。不同干擾類型如建設用地、農耕用地等奠定了河流景觀人工濱河、田園河岸等的基本格調[25-27],干擾強度決定了河岸帶植物多樣性的改變程度,人為干擾越強烈植物多樣性受脅迫越強,河流天然的彎曲形態雖能緩和被干擾河流植物多樣性的降低但不能根本扭轉這一狀況,而人為因生產生活需要與審美喜好需求對植物種類的篩選與決策,如農耕地作物種類、城鎮濱河景觀工程樹種配置、村鎮水岸庭院樹的栽植等能夠豐富河岸帶植被種類,對河岸帶植物多樣性具有一定的提升作用,但不能改變河岸帶天然成分破壞人工痕跡增加的狀況。同時由這種干擾形成的河流間差異主要通過喬木對象顯現,灌木與草本植物由于具有相對較強的耐受性,因此表現出總體種類與區系類型上較之喬木更豐富且在各條河流間優勢種類差異略小的狀態。

4.3城鎮化地區河流景觀恢復途徑

如前所述,城鎮化地區河流景觀與人為干擾具有密切相關性,對這種相關性的理解和把握正是保護恢復與科學建設河岸帶的基礎,對于因地制宜地提出重點恢復的植物類型與針對性的河岸土地調整策略具有重要的參考價值。對干擾尚未明顯威脅天然河岸帶的河流或河段要進行流域宏觀用地調整與規劃,確保天然河岸帶生態與景觀功能的安全范圍,而對已經存在不可逆轉干擾的河流,要重點找出影響河岸帶生態景觀功能的干擾類型,考慮河流沿線居民的生產生活需求與偏好,將干擾強度控制在合理的范圍,并重點以鄉土喬木塑造與體現主體河岸景觀格調[28],同時利用多元類型的草本、灌木加以充實,凸顯主河岸背景格調下豐富的水岸植被景觀。

致謝：在野外數據觀測和室內處理中,得到包紅光、唐賽男、金佳莉、梁冰晶、李喆靚、李淑涵、史尚睿等同學,以及晉江市林業局施榮達、吳榮良等的鼎力援助,在此深表感謝！

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基金項目:林業公益性行業科研專項經費課題(201404030106)

收稿日期:2014- 12- 16;

修訂日期:2016- 04- 25

*通訊作者

Corresponding author.E-mail: wch8361@163.com

DOI:10.5846/stxb201412162508

Relationships between riparian vegetation and shoreline hardness for urban rivers: a case study in Jinjiang City, Fujian Province

ZHANG Chang1,2,WANG Cheng1,2,*,SUN Ruilin1,2,QIE Guangfa1,2,LIANG Binjing1,2,JIN Jiali1,2,LI Zheliang1,2

1.ResearchInstituteofForestryofCAF,StateKeyLaboratoryofTreeGeneticsandBreeding,Beijing100091,China2.ResearchCenterofUrbanForest,StateForestryAdministration,Beijing100091,China

Abstract：We investigated the relationships between riparian vegetation composition, diversity, evenness, and dominant species, and shoreline hardness (bank and land hardness). Twelve major rivers in Jinjiang City were targeted. Data were collected from a site survey and were processed with the corresponding indexes. The results showed the following: (1) There were 159 plant species from 143 genera and 70 families, including 41 trees from 30 genera and 20 families, 20 shrubs from 15 genera and 15 families, and 98 grass species from 98 genera and 35 families. There was an uneven distribution of plant species among the different rivers, but grass species were consistently the dominant class of riparian vegetation; (2) Riparian floras were mainly tropical types, followed by cosmopolitan and temperate types; however without the specific type of China. Tropical trees were consistently the dominant tropical flora and directly represented geographic conditions. There were more temperate shrubs and grasses than trees, and, in general, there was a greater diversity of species for the temperate type than for the tropical and cosmopolitan types; (3) In terms of composition, the dominant trees and shrubs along the rivers were domestic plants. In contrast, the dominant herbs were foreign plants, and therefore, compared to trees and shrubs, herbs did not represent the typical landscape characteristics of the region; (4) In terms of aesthetics, there were considerably more ornamental shrubs than trees or grasses, which indicated that the river landscape designed by Jinjiang City had altered the composition of the shrubs, but not the trees or grasses; (5) In terms of living demand for the riparian vegetation, longan and starfruit, which are commonly found in courtyards, frequently appeared along the riverbanks, which indicated that in densely populated areas, cultivated plants have an influence on the composition of riparian vegetation; (6) For the Bin River, land and bank hardness had a greater effect on shrub composition than on tree and grass composition, and, overall, posed a threat to riverbank plant diversity. A greater effect on composition was noted for land hardness than for bank hardness, while the latter had a direct influence on the distribution of plants along the riverside. In terms of production and aesthetics, the influence of the artificial disturbance was stronger on the plants along the riverside with the land hardness of the Bin River. In general, low hardness supports the preservation of the original vegetation of the riparian community; and (7) Curved rivers had positive effects on vegetation. Curved rivers had higher local vegetation diversity and a richer variety of shrubs. However, the loss of flora diversity, due to riverbank hardening, was also present for curved rivers. Overall, the difference between rivers within the same climate zone is closely linked with the type and intensity of artificial disturbance of the shoreline. In order to restore and reshape the ecological landscape of the riverbanks, the landscape design should be based on the local conditions and demand; the majority of plants should be local vegetation, while the trees should be designed as the zone landscape, and shrubs and grasses should be used to enrich the diversity of the vegetation.

Key Words:urbanized area; riparian; plant diversity; alteration; shore hardness

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