廣州河涌區鄉村聚落植物多樣性特征及其影響因素

王子研，王 成，唐賽男,4，張 昶，韓 丹

（1.中國林業科學研究院 林業研究所，北京 100091；2.國家林業和草原局 城市森林研究中心，北京 100091；3.國家林業和草原局 國際竹藤中心，北京 100102；4.國家林業和草原局 林產工業規劃設計院，北京 100714）

珠江三角洲地區河湖縱橫，是富有嶺南特色的水鄉聚落聚集地；聚落植被空間特有的線性特征對村民生活、鄉村傳統文化傳承等具有巨大作用，其帶狀濱河空間具有明顯邊緣效應和較強的異質性，是城鄉最富有魅力的界面，也是理想的生態走廊，成為城鄉景觀中最具表現力的地帶[1]。但鄉村聚落居住區人口密集，居住和生產活動頻繁，對濱水植物生態系統的結構和功能影響巨大[2-4]；植被特征和功能也因居民需求的多樣化而呈現出較強多樣化特征，并隨著線性聚落居民點的分布差異而變化[5-7]。因此，研究人與植物的雙向關系、植物在人們居住活動中所發揮的作用以及居住建設活動對植物多樣性的影響等，對鄉村聚落植物生態環境的改善和聚落文化的傳承具有十分重要的意義[8]。目前國內外對濱河鄉村植物基本特征、植物群落結構特征、樹木健康評價等聚落植物景觀[5-9]，植物景觀與村聚落建筑、農田、道路和水體等景觀要素的相互關系[10]，鄉村人居林分類、結構和配置等[11-17]較為關注，但對基于鄉村聚落分布的線性特征及人居需求變化造成植物景觀特征變化的研究較少。本研究以典型帶狀濱河鄉村聚落——廣州南沙河涌區的3涌為對象，研究聚落帶狀空間的植物多樣性特征以及居住建設活動對其產生的影響，調查不同村落中植物群落的種類及分布變化，分析造成這一變化的影響因素，以期從植物景觀建設的視角為中國鄉村振興計劃中建設“宜居”的生態環境提出建議[18-20]。

1 研究區概況

廣州南沙河涌區位于廣東省廣州市最南端，珠江入海口處，是珠江三角洲經濟區的幾何中心。該區域屬亞熱帶海洋季風氣候，年平均氣溫為21.9 ℃，年平均降水量為1 647.5 mm，雨量充沛，雨熱同季，熱量和輻射豐富，植被為熱帶雨林季風植被。區域由北向南按照形成時序依次命名為1涌、2涌、3涌等直至19涌，每條河涌由西閘口和東閘口限制，總面積約160 km2[21]。研究區以南沙河涌區北部的3涌為代表。該涌建成距今約70 a，共有行政村7個，以農田、魚塘為邊界劃定鄉村植物景觀研究范圍。調研區域以道路為中心，除大型農業用地外，兩側為建筑、廣場、橋、河流、水塘等與村民日常生活密切相關的區域。受城市化建設影響，3涌從西閘至東閘被工廠隔開，根據河涌兩岸用地類型對鄉村聚落河段進行劃分，形成居住農業段(R-A1)-居住段(R)-農業段(A)-居住農業段(R-A2)分布序列。研究區總長為5.3 km，其中居住段占34.0%，農業段約占16.2%，鄉村聚落呈非連續分布。

2 研究方法

2.1 樣地調查

根據衛星影像資料確定研究區域主要植物種類及基本性質，采用樣方法進行實地群落調查。在河涌兩岸鄉村聚落帶(不包含工廠段)，每隔200 m設置對應的2個樣地，其中R-A1和R段分別有12個，A段8個，R-A2段14個，共46個樣地。各樣地劃出40 m×40 m 的樣方，并在樣方內設置喬木樣方(5 m×5 m)，灌木樣方(5 m×5 m)和草本樣方(1 m×1 m)，記錄其中的喬木名稱、空間位置、株數、樹高、胸徑及年齡，記錄灌木或草本的名稱、空間位置、株數(蓋度)和高度。測量對應樣地的河道寬度，記錄樣方內建筑的覆蓋面積、數量、高度等基本信息[22]。

2.2 數據分析

2.2.1 多樣性指數及重要值計算 選取相對多度、Shannon-Wiener多樣性指數(H)、Patrick豐富度指數(R)、Pielou均勻度指數(J)和重要值[22]，指示植物基本多樣性特征。

2.2.2 其他指標計算 建筑蓋度(CB)＝(S投影/S總)×100%，其中S投影為樣方內建筑投影面積，S總為樣方總面積；河道寬度(WR)：成對樣地測量4組河道寬度，其平均值即為該組樣地對應河道寬度(m)。

2.2.3 數據統計分析 利用Excel 2016統計分析植物各項形態指標種類、數量及其變化趨勢，利用SPSS進行相關統計分析。

3 結果與分析

3.1 植物種類構成

調查發現：研究區共有植物77種，隸屬于44科70屬，其中喬木42種，灌木19種，草本13種，藤本3種；喬木占54.55%，具絕對性優勢，藤本植物最少。就科屬而言，研究區以薔薇科Rosaceae、棕櫚科Palmae植物為主，桑科Moraceae和蕓香科Rutaceae次之。

3.2 優勢植物構成特征

計算4個河段中鄉村聚落植物喬、灌、草的重要值(表1)可知：不同河段的優勢喬灌木差異較小，喬木均以龍眼的重要值最高，黃皮Clausena lansium、菠蘿蜜Artocarpus heterophyllus和蘋婆Sterculia nobilis次之，體現了聚落居民對果樹的需求；近西閘口以小葉榕Ficus concinna和白顏樹Gironniera subaequalis重要值較高，可能作為風水文化林的形式在河涌區整體植物景觀風貌中發揮作用。灌木以九里香Murraya exotica、桂花Osmanthusfragrans和米仔蘭Aglaia odorata等觀葉觀花植物為主，主要見于庭院內外空間，用于滿足聚落居民的觀賞需求。草本植物以香蕉Musa nana和青皮竹Bambusa textilis為主，成片栽植于河岸邊、池塘邊和街道兩側。

表1 優勢種重要值特征Table 1 Significant value characteristics of dominant species

3.3 植物生長結構特征

研究發現(表2)：不同河段群落上層(高于8 m)植被多以落羽杉Taxodium distichum、龍眼Dimocarpus longan、大王椰子Roystonea regia、白顏樹及小葉榕為主；不同河段樹種豐富度指數不同(圖1)，其中以R段最高(10)，R-A1和R-A2段其次，A段最低(2)；即居住密集區植被較為高大，常以古樹名木或風水林的形式存在，農業段多為斷枝枯木，罕有大型古樹，植被多為人工栽植果樹。各河段的群落中層植被以龍眼、黃皮、菠蘿蜜和蘋婆等果樹為主，見于道路、庭院河岸等各類植物功能區，白顏樹、美麗異木棉Ceiba speciosa和柳樹Salix babylonica等景觀觀賞樹種也較為常見，見于街邊游憩廣場或小游園；中層植被豐富度指數同樣以R段最高(18)，A段(11)最低。相比之下，因包含小喬木、灌木和大型草本植物，群落下層植被豐富度指數較高，近東閘口的R-A2段豐富度指數達到了29，調查顯示該段庭院面積較大，庭院內栽植經濟類、觀賞類果樹等的可選擇性較高，而近西閘口的RA1段則庭院面積相對較小，植被多為盆栽為主，因而豐富度指數略低(11)；R和A段豐富度指數基本相當，植被以香蕉、青皮竹及龍眼為主。

表2 不同高度層樹種相對多度Table 2 Relative abundance of tree species at different heights

圖1 不同高度層樹種豐富度指數Figure 1 Tree species richness at different heights

3.4 植物多樣性特征

由圖2可知：不同河段植被多樣性指數波動較大，總體表現為R(2.52)＞R-A2(2.45)＞R-A1(1.53)＝A(1.53)，4個河段不同生活型植被多樣性則表現為喬木＞灌木＞草本。均勻度指數差異較小，總體表現為R-A2(0.67)＞R(0.65)＞A(0.49)＞R-A1(0.45)，說明均勻度大小與河段用地類型和地理位置相關；不同河段喬灌草均勻度相對大小不同，R-A1段表現為喬木(0.74)＞灌木(0.69)＞草本(0.48)，R段表現灌木(0.82)＞喬木(0.80)＝草本(0.80)，A段表現為灌木(0.62)＞喬木(0.47)＞草本(0.43)，R-A2段表現為灌木(0.69)＞草木(0.68)＞喬本(0.65)。4類河段中R段多樣性指數和均勻度指數均最高，主要原因是作為居住用地，R段兩岸居住建筑分布多，人為活動頻繁，受居民需求層次影響，庭院觀賞植物更多，植物選擇自由度較高，種類也較為豐富。而同為半居住半農業河段，近西閘的R-A1段喬木多樣性高于近東閘口的R-A2段，原因在于西閘口居住建筑密度較高，居民更傾向選擇喬木；而東閘口居住密度較小，人為干擾較小，大米草Spartina anglica，白花鬼針草Bidens alba等低矮灌木和草本植物更易生長，自然生態性較強。A段為農業用地，雖然干擾頻率較低，但在以經濟需求為本的人為管理下均質性較高，多為成片果樹林或香蕉等可食用類植物，因此各類指數都低于其他河段。

圖2 植物多樣性指數變化趨勢圖Figure 2 Trend map of the change of plant diversity index

3.5 居住建設活動對植物多樣性的影響

實地調查發現：河涌南岸居住活動較為頻繁，而北岸以農用地為主，因此本研究主要對南岸進行植物多樣性與河道寬度和建筑蓋度相關關系的分析。

Pearson相關性檢驗發現(圖3)：河道寬度與河段區位相關性顯著(r＝0.700，P＜0.05)，河道寬度不受用地的限制，而與河段區位直接相關；多重比較(LSD)發現：與其他河段相比，R-A2段河道寬度更大(P＜0.05)，其他河段河道寬度則無顯著差異。對河道寬度與喬灌草的多樣性和均勻度指數的相關性分析發現：河道寬度與草本植物多樣性呈顯著正相關(r＝0.537，P＜0.05)；單因素方差分析發現：R與RA2段草本植物多樣性差異顯著(P＜0.05)，不同河段表現為R-A2＞A＞R-A1＞R，結合河道寬度認為，河段河道寬度越大，草本植物多樣性越高，也就是說，河道寬度較高河段，其河岸帶自然性較高，濱河自然野生草本植物生存空間較大，種類也較為豐富。

如圖4所示：不同河段植被均勻度指數變化較小，建筑蓋度變化不明顯。Pearson相關性分析發現：建筑蓋度與灌木均勻度呈顯著負相關(r＝-0.414，P＜0.05)，即建筑蓋度越大，灌木分布越不均勻；主要原因在于建筑密集區，庭院分布也較為密集，桂花、九里香和散尾葵Chrysalidocarpus lutescens等常用做庭院造景灌木，受人為干較大；而在建筑蓋度較低河段，由庭院導致的灌木分布不均勻的現象則相對較弱。

圖3 河道寬度與多樣性指數分布關系圖Figure 3 Distribution relationship between river width and diversity index

圖4 建筑蓋度與均勻度指數分布關系圖Figure 4 Distribution relationship between building coverage and eveness index

總的來看，喬木和灌木在不同河段多樣性差異不顯著，受居住活動影響較小，表明整體鄉村聚落河岸帶植物景觀較為統一，穩定性較強。河道寬度與草本植物多樣性顯著相關，建筑蓋度與灌木均勻度顯著相關；前者受河涌本身屬性影響，而后者與人居庭院灌木選擇的多樣化相關，且由西閘口至東閘口的不同河段無明顯上升或下降的變化規律，但呈現出多樣性指數和河道寬度上升的變化趨勢，而均勻度變化趨勢則較為平緩。

4 結論與討論

4.1 結論

本次樣地調查共記錄河涌鄉村聚落帶內植物44科70屬77種，其中喬木42種，灌木19種，草本13種，藤本3種；以薔薇科和棕櫚科植物種類數最多，桑科和蕓香科次之。

不同河段優勢植物種類無顯著差異，喬木以龍眼、小葉榕和黃皮等為主，灌木以桂花、九里香和米仔蘭為主，草本以香蕉和青皮竹為主。突顯了居民的生存、感官和審美等不同層次需求。

由西至東不同河段喬木多樣性呈下降趨勢，灌木和草本無明顯趨勢，均勻度無明顯變化趨勢，但居住段喬灌草的多樣性和均勻度指數明顯高于其他河段，而農業段各項指數較低于其他河段；主要原因在于農業段受人為管理，栽植經濟類樹種，異質性較差，而居住密集區植物栽植以居民多樣化需求為導向，植物多樣性較高。河道寬度與草本植物多樣性顯著相關，建筑蓋度與灌木均勻度顯著相關，未發現其他顯著相關特征；說明居住建設活動，如河道建設、房屋建設等，對河涌的主體植物，如大型喬灌木的影響較小，但對草本和灌木等低矮植物或盆栽類植物的影響較為顯著。

不同河段間優勢樹種無明顯差異，但不同高度層優勢樹種不同，下層以香蕉、青皮竹和龍眼為主，中層以龍眼、黃皮、落羽杉和白顏樹為主，上層以龍眼、小葉榕和大王椰子為主。

4.2 討論

研究區域雖然是高度人工化的河岸帶生態系統，但鄉村聚落居民的生活對自然界有很強的依賴性，而聚落樹種的選擇主要由鄉村聚落的主體——人的本能需求為主導，是人為選擇，但卻是在“無意識”的經驗下完成的[23]，說明：在鄉村聚落長久的歷史發展過程中，適應性強、經濟價值高的樹種獲得了聚落居民的青睞而成為地域特征性樹種，其重要值也較高。從個人層面到社會層面聚落居民需求可分為3個層次，第1層次，生存、感官和健康，即對植物作為可食用或可利用資源、環境凈化和樹冠遮光等的需求；第2層次，心理、審美和隱私，即對植物觀賞屬性、情感寄托和圍合私密空間的需求；第3層次，群體、交通、安全和文化，即對植物構成的聚集空間，防護和集體意識形態層面的文化等的需求[24-26]。結合實地調查結果可知：優勢植物不僅能夠適應地域氣候條件，還發揮了多種功能，以較高的經濟和觀賞等價值而得到廣泛應用，并在鄰里之間、代際之間傳承[26-27]。在河涌區我們也發現：聚落居民需求主要停留在第1和第2層次，以食用和經濟需求為首，觀賞和感官等需求次之，因此在居民與植物的“雙向選擇”過程中，保留種類和數量最多的是果樹，也就是說果樹景觀構成了河涌區的主體植物景觀，并且不受用地類型和分布位置的限制[28]。

本研究依托河涌鄉村聚落的線性特征，針對河涌兩岸的用地狀況進行植物多樣性變化規律及其影響因素進行研究，分析鄉村聚落帶內植物基本特征、不同生活型及不同高度層的優勢植物特征、植物多樣性特征，以及居住建設活動對植物多樣性特征的影響。唐賽男等[29]對鄉村聚落植物多樣性及人類活動對其影響的研究發現，不同人類活動影響下植物多樣性等特征呈現出顯著差異，尤其在典型帶狀特征河涌鄉村聚落中，道路和居住建筑的建設活動對植物多樣性的影響較為突出，并在不同用地類型中呈現出一定規律性，與本研究一致。帶狀河涌鄉村聚落中，受居民需求導向影響，優勢種以經濟可食用植物為主，觀賞和文化類為輔；居民居住活動，如居住建筑和庭院建設對鄉村聚落整體植物多樣性影響不大。以本研究為例，盡管居住用地植物多樣性較農業用地高，但在統計學上差異不顯著，居住用地仍然以經濟類食用樹種為主，這與農業用地主要樹種相一致。但由于河段區位和居住建設活動的影響，盆栽灌木和草本類植物部分呈現顯著差異。因此，在局部區域進行城鎮化對大型喬灌多樣性特征的影響不具有實際應用價值，但小尺度范圍研究能體現出典型河涌的植物種屬以及地域居民對植物的需求特征，突顯出地域植物文化。

未來研究應進一步擴大研究范圍，選取不同地區同類型以及同地區不同年代的鄉村聚落帶進行對比研究，增加鄉村聚落樣本量及其特征的差異性，以進一步說明在城鎮化影響下，人類居住活動對植物景觀的影響，以及不同地形地貌、氣候及文化背景下，濱河鄉村聚落植物多樣性及其受城鎮化影響程度的差異，以及鄉村聚落近年來的發展趨勢等，分析哪些人類活動以何種程度對鄉村聚落的植物景觀產生著積極的影響，哪些又產生了強烈的負面影響，去粗取精，探索改善人為干擾負面效應的方法，以指導鄉村聚落規劃建設活動，對無限制的城市化活動實現科學管控，保留具地域特色的鄉村植物景觀，建設人與自然和諧相處的鄉村聚落生態環境。