察哈爾右翼中旗公園綠地植物多樣性研究

穆鑫

（察哈爾右翼中旗林業(yè)和草原局造林種草站，察哈爾右翼中旗 013550）

植物多樣性是城市生態(tài)建設(shè)的重要指標(biāo)，增加植物多樣性也是實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展的重要手段[1]。公園綠地是城市園林綠地的主體，但是，隨著現(xiàn)代城市化建設(shè)的不斷加快，導(dǎo)致了原生植被的破壞，因此，公園綠地成了城市發(fā)展后恢復(fù)生態(tài)的重要手段[2-4]。生態(tài)型園林是當(dāng)代城市園林建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)，公園綠地雖為人工系統(tǒng)，但其背景仍是自然界，而衡量公園綠地是否符合生態(tài)園林要求的重要指標(biāo)就是植物多樣性[5]。城市公園綠地是城市里植物多樣性體現(xiàn)最集中的地方，對(duì)未來(lái)城市生態(tài)系統(tǒng)的維持、改善具有重要的作用。因此，要使城市生態(tài)園林穩(wěn)定、協(xié)調(diào)地持續(xù)發(fā)展，就必須研究和加強(qiáng)公園綠地的植物多樣性[6-7]。

本研究通過(guò)對(duì)察哈爾右翼中旗城市公園綠地植物的實(shí)地調(diào)查,分析研究，當(dāng)?shù)氐墓珗@綠地植物多樣性情況，論述了當(dāng)?shù)氐墓珗@綠地植物多樣性特征，對(duì)察哈爾右翼中旗各公園植物配置進(jìn)行了評(píng)價(jià)，以期為城市公園綠地植物配置提供參考，對(duì)提高城市公園綠化功能及更好建立宜居城市有所幫助。

1 研究方法

1.1 研究地概況

察右中旗位于內(nèi)蒙古烏蘭察布市中部，陰山支脈—輝騰錫勒北麓，處于北緯41°6'～41°29'24"，東經(jīng)111°55'45"～112°49'51″，總面積4 190.2 km2。察右中旗屬典型的溫帶大陸性氣候，平均海拔1 700 m，冬季寒冷漫長(zhǎng)，夏季涼爽短促，晝夜溫差大，日照充足，年均氣溫1.3 ℃，無(wú)霜期90～110 d，平均降雨量不足300 mm。地貌類型丘陵、平原各占42.3%，山地占15.4%，境內(nèi)按水系劃分為黃旗海水系、布朗淖爾水系與黃河流域大黑河水系。

1.2 調(diào)查取樣

本研究選擇察哈爾右翼中旗的15個(gè)公園：幸福公園、街心公園、廉政文化公園、安康園、光明園、平安園、那令河人工湖公園、市民廣場(chǎng)、東山公園、輝騰錫勒公園、兒童公園、帶狀公園、青年公園、清風(fēng)園和濱河廣場(chǎng)作為研究區(qū)域，在15個(gè)公園綠地中各選取5個(gè)喬木、灌木和草本植物組成豐富、長(zhǎng)勢(shì)良好、具有典型代表性的植物配置群落作為樣方，總共75個(gè)樣方，各樣方均為20 m×20 m，對(duì)樣方內(nèi)喬木和灌木進(jìn)行調(diào)查并記錄，隨后在各樣方中分別選取2個(gè)1 m×1 m的草本植物生長(zhǎng)區(qū)域作為小樣方，對(duì)小樣方內(nèi)的草本植物進(jìn)行調(diào)查并記錄數(shù)據(jù)，總共150個(gè)小樣方。

樹木調(diào)查采用每木調(diào)查法，即對(duì)樣方內(nèi)每一株樹木采集其基本信息。喬木樹種記錄樹木的種名、株數(shù)等內(nèi)容，灌木樹種記錄樹木的種名、叢數(shù)等內(nèi)容，草本植物記錄植物種名、頻度等各項(xiàng)因子。

1.3 植物多樣性分析方法

植物多樣性指數(shù)選取豐富度指數(shù)、simpson 指數(shù)、shannon-wiener pielou 均勻度指數(shù)、分析植物多樣性。各指標(biāo)計(jì)算公式如下。

頻度計(jì)算：

頻度=(某物種出現(xiàn)的樣點(diǎn)數(shù)/全部樣點(diǎn)數(shù))×100%

物種豐富度：

豐富度指數(shù)（S）=出現(xiàn)在所選樣地中的植物的物種數(shù)

Simpson指數(shù)（D）：

以數(shù)字的方式判定植物群落或生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性程度。用它來(lái)表現(xiàn)群落中植物種類多樣性的程度，數(shù)值越高，樣地內(nèi)植物群落種類越多元化[8]。

式中Ni為種i的個(gè)體數(shù)，N為樣本總個(gè)體數(shù)

Shannon-weiner 指數(shù)（H）：

表示物種多樣性的信息度量，群落中植物種類越多代表群落的復(fù)雜程度越高，即群落中所蘊(yùn)含的信息度越大[9]。

式中，S 為組成群落的物種數(shù)；Pi 為第i 物種個(gè)體占群落個(gè)體總數(shù)的比例。

Pielou 指數(shù)（E）：

表示群落或生態(tài)系統(tǒng)中不同物種個(gè)體數(shù)目的分配情況，反應(yīng)的是不同物種個(gè)體數(shù)目分配的均勻程度[10]，數(shù)值越大，樣地內(nèi)不同樹種個(gè)體數(shù)目分布越均勻。

式中，H為最大均勻性條件下物種多樣性；S為群落物種種數(shù)。

1.4 物種多樣性綜合評(píng)價(jià)

公園植物多樣性評(píng)價(jià)需要綜合考慮多方面的因素，單一的因素或指標(biāo)不能用來(lái)指示某一綠地的多樣性情況，所以本研究選取隸屬函數(shù)法對(duì)察哈爾右翼中旗各公園綠地的多樣性指標(biāo)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。將各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值求和后再求平均值，對(duì)最終的均值進(jìn)行排序，序號(hào)越小說(shuō)明綜合評(píng)價(jià)結(jié)果越好，反之亦然[11]。

各指標(biāo)隸屬函數(shù)值按以下公式計(jì)算：

若指標(biāo)與植物多樣性指數(shù)呈正相關(guān)，則X（U）=（X-Xmin）/（Xmax-Xmin）

若指標(biāo)與植物多樣性指數(shù)呈負(fù)相關(guān)，則X（U）=1-（X-Xmin）/（Xmax-Xmin）

式中：X—指標(biāo)的實(shí)測(cè)值；Xmax/Xmin—分別指測(cè)定值的最大值和最小值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 和SPSS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，根系和土壤水分空間分布圖在Surfer中完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 察右中旗公園綠地植物組成分析

通過(guò)對(duì)察右中旗幸福公園、等選取的75個(gè)樣方植物進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)共有植物34 科74 屬112 種，其中有喬木樹種13科23屬43種，灌木樹種7科17屬、26 種。草本地被植物43 種，分別隸屬20 科37 屬。詳見(jiàn)表1。

表1 察右中旗公園綠地植物主要科名

由表1 可見(jiàn)，從科的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)看，含20 種及以上的科有薔薇科；含10 種以上的科有菊科、楊柳科。由數(shù)據(jù)結(jié)果來(lái)看，調(diào)查樣地的喬木和灌木種植以薔薇科、楊柳科、木犀科和柏科為主，草本植物以菊科為主，占草本植物總數(shù)的27.91%。

2.2 察右中旗公園綠地植物多樣性分析

在對(duì)各公園綠地的喬木、灌木和草本植被進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)幸福公園和市民廣場(chǎng)的植物種類最多，分別為99 種和92 種，東山公園和清風(fēng)園植物種類最少，分別為11種和10種。

2.2.1 喬木植物物種多樣性特征分析

對(duì)15個(gè)公園各樣地進(jìn)行喬木多樣性分析，計(jì)算得出喬木樹種豐富度平均值為8.33，Simpson 指數(shù)平均值為0.856 5，Shannon-wiener 指數(shù)平均值為1.350 5，Pielou 指數(shù)平均值為0.688 1。豐富度指數(shù)、Simpson 指數(shù)、Shannon-wiener 指數(shù)普遍偏高，而Pielou 指數(shù)不太高。說(shuō)明察右中旗公園綠地中喬木樹種種類比較豐富，樹種配置復(fù)雜程度較高，但樹種個(gè)體分配均勻程度不夠，如表2所示。

表2 喬木樹種多樣性分析

由表2 可見(jiàn)，豐富度數(shù)值最高的為幸福公園和市民廣場(chǎng)，最低的為東山公園和清風(fēng)園，Simpson 指數(shù)最高的為幸福公園和市民廣場(chǎng)，最低的為兒童公園和帶狀公園，說(shuō)明幸福公園和市民廣場(chǎng)喬木多樣性最高，東山公園、清風(fēng)園、兒童公園和帶狀公園的喬木多樣性相對(duì)較低；Shannon-wiener 指數(shù)最高的為市民廣場(chǎng)和納令河公園，最低的為兒童公園和帶狀公園，說(shuō)明市民廣場(chǎng)和納令河公園喬木配置的復(fù)雜程度最高，兒童公園和帶狀公園的喬木配置程度較差；Pielou 指數(shù)最高的為幸福公園和市民廣場(chǎng)，最低的為清風(fēng)園和廉政廣場(chǎng)。說(shuō)明幸福公園和市民廣場(chǎng)喬木個(gè)體分配均勻程度最好，而清風(fēng)園和廉政廣場(chǎng)的較差。

2.2.2 灌木植物物種多樣性特征分析

對(duì)15個(gè)公園各樣地進(jìn)行灌木多樣性分析，計(jì)算得出灌木樹種豐富度平均值為7.13，Simpson指數(shù)平均值為0.835 7，Shannon-wiener 指數(shù)平均值為0.634 6，Pielou指數(shù)平均值為1.149 7。豐富度指數(shù)、Simpson指數(shù)、Pielou指數(shù)普遍偏高，而Shannon-wiener指數(shù)較低。說(shuō)明察右中旗公園綠地中灌木種類比較豐富，樹種個(gè)體分配均勻程度較好，但是樹種配置復(fù)雜程度較低。

由表3 可見(jiàn)，對(duì)比各公園灌木樹種的多樣性特征，幸福公園和納令河公園的豐富度數(shù)值最高，安康園和清風(fēng)園的最低，Simpson 指數(shù)為市民廣場(chǎng)和街心公園的最高，東山公園和清風(fēng)園的最低。說(shuō)明幸福公園、納令河公園、市民廣場(chǎng)和街心公園的灌木植物多樣性較高，東山公園、安康園和清風(fēng)園的灌木植物多樣性較低；Shannon-wiener 指數(shù)較高的為濱河公園和街心公園，較低的為帶狀公園和東山公園。說(shuō)明濱河公園和街心公園灌木植物配置的復(fù)雜程度較高，而帶狀公園和東山公園的較低；Pielou 指數(shù)最高的為市民廣場(chǎng)和濱河公園，最低的為平安園和輝騰錫勒公園，說(shuō)明市民廣場(chǎng)和濱河公園灌木植物個(gè)體分配均勻程度最優(yōu)，平安園和輝騰錫勒公園的最差。

表3 灌木樹種多樣性分析

2.2.3 草本植物多樣性特征分析

在對(duì)15 個(gè)公園綠地進(jìn)行草本植物多樣性分析計(jì)算，得出草本植物的豐富度指數(shù)為8.33，Simpson指數(shù)平均值為0.633 8，Shannon-wiener 指數(shù)平均值為1.425 8，Pielou 指數(shù)平均值為0.632 4，Shannon-wiener 指數(shù)偏高，而豐富度指數(shù)、Simpson 指數(shù)和Pielou指數(shù)普遍不太高。說(shuō)明察右前旗公園綠地中草本植物配置復(fù)雜程度較好，但是草本植物種類不太豐富且個(gè)體分配均勻程度較低。

由表4 可見(jiàn)，對(duì)比各公園草本植物的多樣性特征，豐富度指數(shù)最高的為市民廣場(chǎng)和幸福公園，最低的為清風(fēng)園和安康園，Simpson 指數(shù)最高的為市民廣場(chǎng)和濱河廣場(chǎng)，最低的為東山公園和清風(fēng)園。說(shuō)明市民廣場(chǎng)、幸福公園和濱河廣場(chǎng)的草本植物多樣性最好，清風(fēng)園、安康園和東山公園草本植物的多樣性較差。Shannon-wiener 指數(shù)最高的為市民廣場(chǎng)和濱河廣場(chǎng)，最低的為輝騰錫勒公園和清風(fēng)園。說(shuō)明市民廣場(chǎng)和濱河廣場(chǎng)草本植物配置的復(fù)雜程度最高，輝騰錫勒公園和清風(fēng)園的最低。Pielou 指數(shù)最高的為市民廣場(chǎng)和青年公園，最低的為帶狀公園和東山公園。說(shuō)明市民廣場(chǎng)和青年公園草本植物個(gè)體分配均勻度最優(yōu)，帶狀公園和東山公園的最差。

表4 草本植物多樣性分析

2.3 察右中旗公園綠地植物多樣性綜合評(píng)價(jià)

將上述公園綠地中喬木、灌木和草本植物的各項(xiàng)多樣性指標(biāo)選取隸屬函數(shù)法對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，隸屬函數(shù)值越高說(shuō)明該公園綠地植物多樣性越好，隸屬函數(shù)值越低則說(shuō)明該公園植物多樣性越差。由表5 可以看出，從植物多樣性來(lái)看，察右中旗15個(gè)公園綠地總體評(píng)價(jià)表現(xiàn)為：市民廣場(chǎng)＞幸福公園＞街心公園＞納令河公園＞濱河廣場(chǎng)＞青年公園＞光明園＞廉政公園＞平安園＞安康園＞兒童公園＞輝騰錫勒公園＞東山公園＞帶狀公園＞清風(fēng)園。其中市民廣場(chǎng)植物多樣性的隸屬函數(shù)值顯著高于其他14個(gè)公園（P＜0.05），其次為幸福公園、街心公園和納令河公園，而東山公園、帶狀公園和清風(fēng)園植物多樣性指數(shù)最低，其中清風(fēng)園顯著低于其他14個(gè)公園P＜0.05。

表5 烏蘭察布市集寧區(qū)各公園綠地植物多樣性的隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)察右中旗15個(gè)公園綠地喬木、灌木和草本植物物種組成進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，察哈爾右旗公園共有植物34 科74 屬112 種，薔薇科植物最多，共有20種，且喬木和灌木種植以薔薇科、楊柳科、木犀科和柏科為主，草本植物以菊科為主。察右中旗15個(gè)公園中喬木樹種種類比較豐富，樹種配置復(fù)雜程度較高，但樹種個(gè)體分配均勻程度不夠；灌木樹種種類比較豐富，樹種個(gè)體分配均勻程度較好，但是樹種配置復(fù)雜程度較低，草本植物配置復(fù)雜程度較好，但是草本植物種類不太豐富且個(gè)體分配均勻程度較低。

對(duì)15個(gè)公園綠地中喬木、灌木和草本植物的各項(xiàng)多樣性指標(biāo)選取隸屬函數(shù)法對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，各公園綠地總體評(píng)價(jià)表現(xiàn)為：市民廣場(chǎng)＞幸福公園＞街心公園＞納令河公園＞濱河廣場(chǎng)＞青年公園＞光明園＞廉政公園＞平安園＞安康園＞兒童公園＞輝騰錫勒公園＞東山公園＞帶狀公園＞清風(fēng)園。其中市民廣場(chǎng)植物多樣性的隸屬函數(shù)值顯著高于其他14個(gè)公園（P＜0.05），其次為幸福公園、街心公園和納令河公園，而東山公園、帶狀公園和清風(fēng)園植物多樣性指數(shù)最低，其中清風(fēng)園顯著低于其他14個(gè)公園P＜0.05。