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【研究进展】| 合肥环城公园植物群落结构动态变化

 带上阳光前行 2022-04-11

2022年4月11日第1期


导读

Introduction


全文阅读约10分钟

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  • 研究背景

  • 研究区概况

  • 结果与分析

  • 建议与讨论

研究背景

Background

植物群落作为公园植物景观的构成单元,其结构、物种多样性以及动态演变是公园生态系统的重要组成部分,直接反映公园生态效益和景观价值,是城市绿化发展水平的重要标志。合理的植物群落结构是城市公园绿地稳定、高效、健康发展的基础,因此研究公园绿地植物群落动态变化,探索公园植被发展趋势,对保持城市公园的可持续发展和绿化景观营建都具有重要的意义。

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美国对城市公园植物群落结构动态演变研究由来已久,以纽约中央公园为例,奥姆斯特德在设计之初,就对公园的植物群落树木建立了数据档案,建成后连续对公园中树木进行调查记录,计算分析不同时期植物群落的相关指标,录入中央公园植物数据库中;将不同时期公园中植物群落结构相关指标对比分析,归纳得出植物群落相关指标变化内容,探索公园内植物群落的动态演变过程,并分析在设计时配置的植物群落是否合理,植物群落能否朝着预期结果发展等一系列植物动态发展的趋势。这种城市公园中的植物群落动态演变的研究工作为以后公园植物的管理以及更新改造提供了科学的理论支撑。
许多欧洲国家也早在上世纪90年代开始就对一些主要的城市公园、绿地建立动态研究项目,典型的如德国柏林研究城市植物组成的变化及城市发展与外来植物的关系,伦敦的海德公园曾作过4次植物区系研究,分析人为活动对植物区系的影响,时间跨度长达100年。最近一些发展中国家也已开始重视城市公园植物区系的变化,如印度班加罗尔城市公园树木多样性及历史变化的研究,伊朗在马什哈德都市区进行的城市公园生态分析等。

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研究区概况

Study area

环城公园位于合肥市中心城区,总长8.7km,最宽处200m,占地137.6hm²,构成新老城区之间一个大的绿色空间(图1)。被誉为镶嵌在合肥主城区的翡翠项链,具有极高的景观、生态和文化价值,是合肥地标性的绿化景观。环城公园历史悠久,是在环城林带和护城河基础上,历经40余年不断修整建设而成。在城市中心城区较为严苛的立地条件、人工群落中较强的种内和种间竞争以及城市居民游客频繁人为干扰等因素共同影响下,环城公园植物群落自建成后始终处于动态变化中,生态效益和景观价值随之变化,这种变化也在一定程度上影响着城市生态系统。

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1 研究区域及群落调查样地图

合肥环城公园因其极高的研究价值,安徽农业大学城市森林生态研究团队对其研究一直未曾中断,其中1997年吴泽民和2004年王原详细调查公园植物群落并得到大量可靠的数据,为本次研究环城公园植物群落结构变化提供了可信的比照数据。

1997年吴泽民采用普查法与样方法相结合进行植物(种子植物)群落调查,记录了乔木层植物种类、数量、胸径、高度、健康状况等(当时灌木层和草本层植物因数量极少并未记录)。2004年王原植物调查采用样方法,选取62块典型植物群落样地进行调查并准确记录了样方地点,记录了植物群落乔木层、灌木层以及草本层的特征。本次植物调查样地是以2004年调查样地为基础上,形成直接的样本对照。城市公园群落结构变化,是人为干扰和自然因素相叠加的结果,而其植物组成的变化很大程度上是由人为经营活动所造成的,上述3次调查结果反映了环城公园20年间群落结构的客观变化。

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结果与分析

Results and analysis

树种结构方面经对比,1997~2016年期间环城公园植物种类总体上呈增加趋势,具体为1997年63种,2004年72种、2016年77种,共计增加了14种;但针叶树种减少6种,双子叶植物增加了6科16属20种,单子叶植物增加了3科6属6种。

群落密度方面:植物群落的密度与植物的数量有着直接的关系,在样地相同的背景下,植物数量与植物密度成正比关系,根据环城公园乔木层的3个年份的调查数据进行比较,1997、2004和2007年乔木密度分别为17.42株/100m²,7.45株/100和6.68株/100m²。可以看出,1997年至今环城公园乔木层密度呈下降趋势,且后10年下降趋势趋缓,表明群落的密度调控机制在减弱。灌木层植物种类在1997年几近于无,2004~2016年种类从23种增加到29种,密度从5.58株/100m²增加到14.19株/100m²,种类和数量均增加较快。

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树高径阶方面:20年间,树木径阶<10cm及>30cm的数量占比分别从18.80%、10.53%增加到37.08%和22.83%,树木高度<5m及>15m的数量占比分别从1.21%、5.56%增加到16.91%和14.86%,可见近20年环城公园中幼龄树木和老龄树木的占比持续增加,其成因是人为补植小树、少量天然更新及原树木生长的共同结果。

常绿与落叶树种常绿植物与落叶植物的比值对植物群落的景观效果有着重要影响,不同地域的合理常绿落叶比值有着巨大的差异。合肥地区一般以常绿落叶比3:7或4:6为宜。比较发现,1997-2004年间环城公园乔木层植物整体数量降低的过程中,群落内常绿乔木占比由34.95%上升至39.61%,常绿落叶比由7:13转变为2:3;2004-2016年间常绿乔木占比由39.61%下降至35.51%,常绿落叶比由2:3转变为5:9,常绿植物占比略微下降,常绿落叶植物比总体较合理。

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树木健康状况变化:比较发现,1997、2004和2016年环城公园树木健康等级3级以上的树木数量占比分别为89.39%,65.26%,55.19%,显示20年间环城公园树木健康水平逐步下降;此外,树木健康等级1、2、3级的树木数量占比持续降低,健康等级4、5级的树木数量持续增加,特别是树龄大和长期处于亚乔木层的树木健康状况更是每况愈下,出现断枝、主杆空洞化、病虫害等危害因素,亟待改善。

群落多样性方面:20合肥环城公园植物物种多样性有较大幅度提高,在灌木层上表现更为明显,高度在地表到2m范围内,在游客视线最好的视域内;公园部分区域花灌木集中栽植,群落结构由过去的乔-草、灌-草逐渐转变为乔--草的模式,部分区域达到乔木-亚乔木-灌木-地被-草本的模式,群落层次丰富。从相同样地对比可知,灌木层植物种类、数量有大幅度增加,但过于集中,公园灌木层景观可以进一步优化提升。

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 建议与讨论

Suggestions and discussions

合肥环城公园群落乔木层结构变化可以说明,在城市公园经营活动中注意维持乔木层的合理结构十分重要,应及时更新濒死或景观效果差的树木,应用群落中的林隙效应增植可进入乔木层的树种,同时注意维持更新树木的生长空间,使乔木层结构相对稳定。成年大树能发挥最大的生态效益和景观价值,要注意对公园内大树的养护管理,努力维持其健康、以延长其寿命;同时采取科学管护措施促进树木的直径及高生长,提高树木整体的健康水平。调整公园内灌木层结构,选用当地灌木种类增加群落垂直层次,同时改变集中分布的情况,提升群落自然度;此外应减少对麦冬等种类的过度使用,避免林下地被单一化。

城市公园受到人为经营活动干扰大,因此变化较快,而调查间隔较大就不能及时全面地反映群落结构动态变化及影响,借鉴国外相关研究(NOWAK,1994;STRUNK,2016),建议对于环城公园这类重点城市公园可设计每5年调查分析一次较合适,建立固定永久样方及数据库,有利于公园树木的经营管理。

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