（城市规划与设计专业论文）清华校园野生草本地被植物多样性及季相景观变化研究.pdf

摘要 摘要 作为城市生态系统的一个重要组成部分，野生地被植物在净化城市空气、调节城市 气候、美化城市景观等方面具有重要的生态服务功能。加强对野生草本植物的合理应 用，有助于加强城市中校园环境人工植物群落的稳定性，益于保护和改善校园生态环 境，以及有利于增加校园的美景度。因此，关于野生草本植物应用的研究引起了广泛关 注。对于作为国内首批提出建设“绿色校园 的清华校园，研究其校园内野生草本地被 植物的构成特点，掌握其景观季相变化规律，分析其景观优缺点，探讨地被应用模式以 及改善措施具有十分重要的意义。 本文以清华校园中的野生草本地被植物作为研究对象，以2 0 0 9 年全年作为调查时 间，以每个月两次作为调查频度，调查范围包括清华校园整个园区的绿地，以选择具有 丰富地被植物的样地作为选点依据，春夏秋共计1 5 次调研、累计样方1 0 5 5 个。在此基 础上，选择具有代表性的典型样地，对野生草本植物群落的季相演替变化进行记录和绘 制季相变化平面图示，共绘图5 5 份，同时利用t w i n s p a n 对野生草本地被植物进行群丛 划分，研究分析主要群丛的生境特点，从群落结构和群落景观季相变化效果等方面，分 析野生草本植物应用的合理性，在此基础上对清华校园草本地被植物在应用中存在的问 题提出合理化建议，并归纳总结出适合校园的草本地被植物应用方式。主要研究成果如 下： 1 研究表明清华校园内共出现野生草本地被植物1 1 0 种，隶属于3 7 科，8 9 属。其 中蕨类植物1 科l 属1 种，占全部种的0 9 ，单子叶植物为5 科1 5 属1 5 种，占全部种 的1 3 6 4 ，双子叶植物为3 1 科7 5 属9 4 种，占全部植物的8 5 4 5 。其中，春季清华校 园内共有野生草本地被植物( 非萌芽期) 2 2 科4 8 属5 4 种，包括蕨类植物l 科1 属1 种，占春季全部种的1 8 5 ；单子叶植物4 科4 属4 种，占春季全部种的7 4 ，双子叶 植物1 7 科4 2 属4 9 种，约占全部的9 0 7 5 ( 禾本科幼苗生态型较小，没进入展叶期， 不计入属间统计) ；夏季校园中共有野生草本地被植物3 5 科7 8 属9 2 种，其中蕨类植物 1 科l 属1 种，占夏季全部种的1 8 7 。单子叶植物4 科1 4 属1 4 种，占夏季全部种的 1 5 2 2 ，双子叶植物3 0 科6 4 属7 7 种，约占夏季全部种的8 3 7 ；秋季清华校园内共有 野生草本地被植物1 5 科3 6 属4 1 种，其中，单子叶植物2 科1 1 属1 1 种，占秋季全部 种的2 6 8 3 ，双子叶植物1 3 科2 4 属3 0 种，占秋季全部种的7 3 1 7 。 2 清华校园中的野生草本物种区系组成较复杂，除旧世界热带、中国特有分布类 型外，其它1 3 个类型均有物种分布；除世界广布属外，最大的两类是泛热带分布和北 温带分布；此外，物种区系组成中属于热带分布的有2 0 属2 3 种，属于温带分布的有4 3 属5 3 种。 3 采用m a r g a r l e f 指数、p i e l o u 指数、s i m p s o n 指数和s h a n n o n - - w i e n e r 指数建 立一种综合指标对不同季节不同环境下的清华校园野生草本地被植物的物种多样性进行 捅要 分析测评。 4 利用t w i n s p a n 将春季、夏季、秋季三个季节下的野生草本植物进行群丛划分， 从生态构成的角度为草本植物的应用提供参考，总结出不同季节下的群丛特点。 5 对7 8 种具有观赏性的野生草本植物进行花色变化的统计分析，从而对清华校园 内野生草本地被植物的景观季相变化特点进行总结，从而对于校园中存在的有关于草本 植物应用的问题进行了相关分析，指出了绿化现状中的一些问题，并提出相关的对策和 建议。最终归纳总结出适合于清华校园不同环境下的地被景观营建的应用方式。 关键词野生草本植物群落；清华；t w in s p a n ；季相变化 a b s t r a c t a b s t r a c t s i n c et h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h ec i t ya n dt h ec h a n g e so ft h el a n du s i n g - p a t t e r nh a v e b e e np r o f o u n d l ya f f e c t i n gt h ef a c t o r so ft h ec i t y se n v i r o n m e n tw h o r et h ep l a n t ss u r v i v e ， t h ec o m p o n e n t so ft h eu r b a n p l a n ts p e c i e sa n d t h ed i s t r i b u t e dp a t t e r n sh a v e b e e ne f f e c t e d 够a n s u b s t a n t i a l p a r to ft h eu r b a ne c o s y s t e m ，t h eu r b a nw i l dg r o u n dc o v e r sh a v e0 0 0 l o g i c a l s e r v i c e si nt h ec l e a n - u po f t h ea i r ，t h er e g u l a t i o no f t h ec l i m a t e ，t h eb e a u t yo f t h et o w n s c a p e i m p o r t a n t l y f o rs t r e n g t h e n i n gt h er a t i o n a lu s eo ft h ew i l dh e r b a c e o u sp l a n t s ，w h i c hw i l l h e l p t oe n h a n c et h e s t a b i l i t y o ft h ea r t i f i c i a l p l a n tc o m m u n i t i e si nt h es c h o o l y a r d s e n v i r o n m e n t ，t op r o t e c ta n db e t t o rt h ee c o s y s t e mo ft h ec a m p u s ， a n dt oi n c r e a s et h eb e a u t y o ft h ec o l l e g e ，a l la t t e n t i o nh a v eb e e np a i dt or e s e a r c ht h ea p p l i c a t i o no ft h ew i l dh o r h a c e o u s p l a n t se x t e n s i v e l y ，a n di t sg r e a ti m p o r t a n tt ot s i n g h u ac a m p u s ， w h oh a v ep r o p o s e dt h e c o n s t r u c t i o no f ”g r e e nc a m p u s f i r s t l y ，t os t u d yt h ec o n s t i t u t i o n a lf e a t u r e s ，t om a s t e rt h e s e a s o n a lv a r y i n gp h e n o m e n a s ，t oa n a l y z et h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so ft h ew i l d h 响a c u sp l a n t si ni t t h i sp a p e rt a k e st h ew i l dh e r b a c e o u sg r o u n dc o v e r so ft s i n g h u ac a m p u sf o ra no b j e c to f t h es t u d y ，a l lt h ey e a r2 0 0 9a st h ei n v e s t i g a t et i m e ，t w i c eam o n t ha st h ei n v e s t i g a t e f r e q u e n c y ，a l lt h et s i n g h u ac a m p u sg r e e n y a r da st h ei n v e s t i g a t es p a c e ， a n dab a s i so fr i c h g r o u n d c o v e r sa sa p l o t ，t h e r ea r e10 5 5r e s e a r c hp l o t si nt h es p r i n g ，s u m m e ra n da u t u m n o n a l lt h a t ，f i r s t l y ，t a k i n gat y p i c a lp l o tf o re x a m p l e ，t h er a t i o n a l i t yo ft h ea p p l i c a t i o no ft h e w i l dh e r b a c e o u si sa n a l y s i s e db yi n v e s t i g a t i n ga n dd r a w i n gt h eg r a p h i ci c o no ft h es e a s o n a l c h a n g e s ，d e m a r c a t i n gt h ec o m m u n i t yo ft h e w i l dh e r b a c e o u s g r o u n d c o v e r su s i n g t w i n s p a n ，s t u d y i n ga n da n a l y s i s i n g t h eh a b i t a t c h a r a c t e r i s t i c so fm a i na s sf r o mt h e s t r u c t u r e sa n dt h es e a s o n a ll a n d s c a p ec h a n g e so ft h ec o m m u n i t y ；s e c o n d l y ， b r i n g i n gu p s o m er a t i o n a ls u g g e s t i o n st ot h ee x i s t e dp r o b l e m si nt h ea p p l i c a t i o n so ft h ew i l dh e r b a c e o u s g r o u n dc o v e r si nt s i n g h u ac a m p u sa n ds u m m i n gu ps e v e r a l m o o d sw h i c hs u i tt h ec a m p u s 1 s t u d i e ss h o wt h a tat o t a lo ft s i n g h u ac a m p u sw i l dh e r b a c e o u sp l a n t sa r e110s p e c i e s ， b e l o n g i n gt o3 7f a m i l i e s ，8 9g e n u s o ft h a tf e r n sa r elf a m i l y ， 1 g e n u sa n dls p e c i e s ， a c c o u n t i n gf o ro 9 ，m o n o c o t y l e d o n sa r e5f a m i l i e s 15g e n u sa n d15s p e c i e s ，13 6 4 o f t o t a ls p e c i e s ，d i c o t y l e d o n o u sp l a n t sa l e31f a m i l i e s ，7 5g e n u sa n d9 4s p e c i e s ，8 5 4 5 o f t o t a ls p e c i e s i nt h et o t a lp e r f o r m a n c eo ft h ed i s t r i b u t i o n ，t h eo v e r a l ln 啪b o ro fs u b j e c t s a r em u c hm o r e ，t h eg e n e r i ct y p e sa r el e s s ，t h es i n g l e - s p e c i e sa r em a n y a m o n gt h e m ， t h ew i l dh e r b a c e o u sg r o u n dc o v e r s ( n o n - e m b r y on i c ) a l e2 2 f a m i l i e s ，4 8g e n u sa n d5 4 s p e c i e si nt s i n g h u ac a m p u si ns p r i n g ， o fa l lk i n d si ns p r i n gf e r n sa r elf a m i l y ，lg e n u s a n dl s p e c i e s ，a c c o u n t i n gf o r1 8 5 ，m o n o c o t y 7 l e d o n sa r e4f a m i l i e s ，4g e n u sa n d4 i i i a b s t r a c t s p e c i e s ，7 4 o ft o t a ls p e c i e s ，d i c o t y l e d o n o u sp l a n t sa r e17f a m i l i e s ，4 2g e n u sa n d4 9 s p e c i e s ， 9 0 7 5 o ft o t a ls p i 懿( g r a s ss e e d l i n ge c o l o g i c a lw e r es m i l e r ，d i dn o te n t e rt h e e x p a n s i o np h a s e ， n o ti n c l u d e di nt h ec o u n t ) ；t h ew i l dh e r b a c e o u sg r o u n dc o v c l s ( n o n - e r n b r y o n i c ) a r e3 5f a m i l i e s ，7 8 9 e n u sa n d9 2s p e c i e si nt s i n g h u ac a m p u si ns l i m m e r ， o fa l l k i n d si ns u m m e rf e r n sa 坞1f a m i l y ，l g e n u sa n d1s p e c i e s ，a c c o u n t i n gf o r1 8 7 ， m o n o c o t y l e d o n sa r e4 f a m i l i e s ，1 4g e n u sa n d1 4s p e c i e s , 1 5 2 2 o ft o t a ls p e c i e s ， d i c o t y l e d o n o u sp l a n t sa r e3 0f a m i l i e s ，6 4g e n u sa n d7 7s p e c i e s , 8 3 7 o ft o t a ls p e c i e s ： t h ew i l dh e r b a c e o u sg r o u n dc o v e r s ( n o n e m b r y o n i c ) a r e15f a m i l i e s ，3 6g e n u sa n d4 1 s p e c i e si n i n g h u ac a m p u si na u t u m n ， o fa l lk i n d si na u t u m n , m o n o c o t y l e d o n sa r e2 f a m i l i e s ，1 1g e n u sa n dl ls p e c i e s ，2 6 8 3 o f t o t a ls p e c i e s ，d i c o t y l e d o n o u sp l a n t sa l e1 4 f a m i l i e s ，2 4g e n u sa n d3 0s p c 商e s ，7 3 17 o ft o t a ls p e c i e s 2 t h ef l o r a so ft h ew i l dh e r b a c e o u ss p e c i e si nt s i n g h u ac a m p u sa l ec o m p o s e d i n t r i c a t e l y ，i n c l u d i n gn o to n l yt h ee n d e m i cs p e d c so f c h i n ai nt h eo l dw o r l dt r o p i c s ，b u t a l s ot h eo t h e r13b o n ls p e c i e sd i s t r i b u t i o n ；i na d d i t i o nt ot h ec o s m o p o l i t a n , t h el a r g e s tt w o c a t e g o r i e sa r ep a n - t r o p i c a la n dn o r t ht e m p e r a t e ； b e s i d e s ，i nt h ec o m p o s i t i o no fs p e c i e so f f l o r a ，2 0g e n e r a ,2 3s p e c i e sa r et r o p i c a l ：4 3g e n e r a ,5 3s p e c i e sa r et e m p e r a t e 3 w i t hi n d e xm a r g a r l e f ，i n d e xp i e l o u ，i n d e xs i m p s o na n di n d e xs h a n n o n w i e n e r ，t h ec o m p r e h e n s i v ei n d e xi se s t a b l i s h e db ys t a t i s t i c s i n ga n de v a l u a t i n gt h ew i l d h e r b a c e o u sg r o u n dc o v e r s s p e c i e sd i v e r s i t yo fd i f f e r e n ts e a s o n si nd i f f e r e n te n v i r o n m e n t si n t s i n g h u ac a m p u s 4 u s i n gt w i n s p a n ，t h ec h a r a c t e r i s t i c so f t h eg r o u pb u n d l ei n t h ed i f f e r e n ts o a s o u sh a v e b o ms u m m a r i z e db yc o m m u n i t i n gt h ep a r t i t i o na n dp r o v i d i n gt h ea p p l i c a t i o nm o d ef r o mt h e p o i n to fe c o l o g i c a lc o n s t i t u t eo ft h ew i l dh e r b a c e o u sp l a n t si nt h es p r i n g ， s u m m e ra n df a l l 5 f r o ms u m m a r i z i n gt h es e a s o n a lv a r y i n gp h e n o m e n a so ft h eo r n a m e n t a lw i l d h e r b a c e o u sg r o u n dc o v e r si nt s i n g h t mc a m p u s ，s t a t i s t i c s i n gt h ec h a n g e so ft h ec o l o r so f i t s f l o w e r s ，a n a l y s i s i n gs o m ep r o b l e r n so fi t s a p p l i c a t i o n ， a n db r i n g i n gu ps o m e d i f f i c u l t i e si nt h eg r e e n i n gc o n d i t i o n s ，s e v e r a lr e l a t e ds o l u t i o n sa n ds u g g e s t i o n sa l er a i s e d a n df i n a l l y ，t h ea p p l i c a t i o nm o d e so fl a n d s c a p ec o n s t r u c t i o na r es u m m e du pw h i c hi ss u i tf o r t s i n g h u ac a m p u su n d e rd i f f e r e n tc i r c u m s t a n c e s k e y w o r d s w i l dh e r bc o m m u n i t i e s ) t s i n g h u au n i v e r s i t y ) t w i n s p a n ；s e a s o n a l c h a n g e s i v i 绪论 1 绪论 1 1 课题背景 城市使人与自然产生了隔阂，封闭的城市让自然的物质循环受到了阻碍。真正的 自然逐渐远离城市，取而代之的第二自然，使城市中的生物在新的生存条件下发生了 变化。在城市化过程中，人类对城市生态系统中的自然生态系统进行部分改造，生态 因子的改变以及干扰的不断存在，使得城市植被生存空间减少，生存环境遭到破坏 【l 】。城市迅速扩展与土地利用格局的改变深刻地影响着城市地区植物赖以生存的环境 条件，进而影响城市植物的种类组成及其分布格局【2 】。 作为城市生态系统的一个重要组成部分，城市植物在净化城市空气、调节城市气 候、美化城市景观等方面具有重要的生态服务功能【3 】。特别是，野生植物作为城市植物 的重要组成部分，其保护研究工作更是极为重型4 1 。城市野生草本地被植物作为受环境和 人为干扰双重作用下的一类植物，对环境的变化具有很强的适应能力，在城市生境中 表现为干扰期内能够避免伤害，保存生命能力强等特点i l 】。对当地的自然环境具有很 强的适应能力，在生长过程中不会因为气候及土壤条件而受到制约，也不会像外来草 种那样需要刻意地为其营造适合的环境。而且野生地被植物种类丰富，是一个地区生 物多样性的重要组成部分，也是植被结构稳定的重要条件。许多抗性强的野生地被植 物资源的开发利用，不仅能提高绿化美化效果，还能对防风固沙，改善土壤，防止水 土流失，促进生态平衡起到良好作用。因此城市野生地被植物具有广阔的发展前景。 应该进行更多的相关研究【5 】，并且研究城市野生地被植物构成及格局对于探索人为活 动影响下的植物区系变化、城市绿化和城市植物多样性的保护具有重要意义【6 l 。目 前，关于城市人为干扰下野生草本植物的研究正逐步兴起，并在北京、上海、呼和浩 特等地先后开展了大量工作。2 0 世纪9 0 年代以来城市植物的研究更加受到重视，并 成为城市生态学研究的一个新热点【_ 卜罨】。 目前，关于城市植物生物多样性的研究，多数是从市域范围“面 的角度，探寻 植物分布规律，并没有过多深入地从“点”的层次研究城市植物的生长特点。同时， 北京城区中存在许多具有代表性的节点，该类节点面积广阔，植物种类丰富。通过研 究此类节点的城市植物构成现状，可对城市植物多样性研究提供重要的理论依据。 经观察分析，清华是国内首批建设“绿色大学 的校园，其植物群落具有典型的人 为干扰下城市半自然群落结构特征，其在古典园林清华园基础上拓建，原有植被种类丰 富，今校园面积较原址更为广阔，现有绿化覆盖率超过5 0 ，数量上仅次于北京植物 园。对研究城市生境下受人为干扰活动影响的野生草本植物结构特征具有重要意义。因 此本研究以清华校园的野生草本植物作为调查对象，分析其植物种类构成，计算和论述 该处的生物多样性特征及群落分类，以期对其在园林中的应用提供理论依据。并通过对 东北林业大学硕士学位论文 其景观特征的季节变化跟踪观察，以求对园林景观的营建提供基础资料。 1 2 国内外野生草本地被相关研究动态 1 2 1 地被植物相关概念 1 2 1 1 城市植物的概念 城市植物是自然植物和人工植物的总称。其中，自然植物也叫野生植物，是指不依 赖于人为帮助而在某种自然状况下靠自身力量可以萌发、生长、繁衍而完成其生活史的 植物。而依赖于人为帮助进行生长的植物，如人工种植、管理的草坪及其它人工引种的 植物则属于人工植被的范围。 1 2 1 2 城市杂草的概念 在任何特定地理区，假如某个种群完全或主要生长在被人明显干扰了的环境中，其 本身又不是目的植物，这类植物称为杂草。杂草是在人为与自然双重选择下演化而成的 一类高度进化的植物类群，它们具有适应能力强，容易传播等特点。 1 2 1 3 乡土地被植物 乡土物种就是当地土生土长的、能很好适应当地自然条件、融入当地自然生态系统 的物种。其中也包括了那些经过长期栽培归化的，己经具备了乡土物种特性的外来物 种。 1 2 1 4 野生观赏植物 野生观赏植物是指生长于山野之中，未经人工管理驯化、具有一定观赏价值的植 物，其可分为四类：1 叶形奇特，叶色或红或绿的观叶植物；2 花大而艳丽，绚丽多姿， 色彩纷呈的观花植物；3 果实累累，果形奇特的观果植物；4 可作草皮的地被植物。 1 2 1 5 野生草本地被植物概念 地被植物是指能覆盖地面，具有一定观赏价值的多年生植物，包括低矮丛生的灌木 和藤本植物。将这些植物种植在树丛下和空旷地段，可构成植物群体底层。 地被植物能适应各种不同的环境条件，可构成不同类型的自然地被，在建筑物及道 路附近又可构成各种装饰性人工地被。按地被植物种类区分有以下5 类：草本地被植 物、藤本地被植物、蕨类地被植物、矮竹地被植物和矮灌木地被植物。 因此，本文中研究的野生草本地被植物是指不包括草坪草在内的，能够自发生长并 覆盖地面，且具有一定观赏价值的草本地被植物。 1 2 2 国外野生草本地被研究动态 城市草本群落的研究在欧美、日本起步较早，并且研究内容较广泛，分别从城市特 殊生境、人为干扰、群落结构等方面进行研究 9 - 2 6 1 。其中，根据对城市特殊生境条件下 植物群落的分析，国内外学者认为选择城市为其主要生境的植物，生态学方面具有一些 适应城市生境的典型特征：对光、温度、大陆性和土壤反应的平均指示值明显向高值区 移动，而对湿度和氮素营养的指示值倾向于向低值区移动；大多数具有旱生植物的特 1 绪论 点，很少为中生，绝少数有湿生植物；具有较高比例的常绿植物；以归化成分占优势， 而在归化成分中又以有历史记载以来的外来成分占优势【2 7 】。 根据人为活动对植被影响的程度，大泽雅彦把城市植被分为人工栽培群落、城市残 存自然群落和城市杂草群落三个类型，其中城市杂草群落是在城市化过程中侵入到城市 区域内的植被类型，具有适应当地城市特殊生境和抵抗高强度人为干扰的生存对策，是 城市自然植被中的一种特殊类型【2 引。 以生境和群落生态学特征为标准，西欧对城市野生草本植物的研究从草本群落的角 度，将城市自生植物群落( 指非根据人为意愿，非人工建造的城市植物群落) 划分为耐践 踏植物群落、一年生或多年生喜氮植物群落、多年生湿润宅旁植物群落、宅旁半干旱植 物群落、墙头植物五个类型【2 9 】。 1 2 3 国内野生草本地被植物研究 我国地被资源丰富，对于野生地被植物资源的研究虽早，但是研究深度和开发广度 不够，因此，对于野生地被植物的开发和应用尚未形成系统性。北京地区的野生地被植 物科研事业起步较早，但是其科研与应用过程也经历了2 次中断时期：一是文革时期， 取得初步成效的园林绿化科研被迫中断，已驯化成功的地被植物种源大部分丢失；再者 就是1 9 8 6 年以后，国外的冷季型草坪草开始进入北京园林绿化市场，并逐渐取代了曾 经应用的地被植物。中国特有的观赏资源遭到冷遇【3 们。但是，冷季型草坪在养护管理过 程中存在很多问题【3 1 1 ，因此，我国中断了多年的有关野生地被植物的开发应用研究又被 提上了日程。但目前城市园林绿化中运用的野生品种还仍然有耐3 2 】。 城市野生植物是城市生态系统的重要的组成部分，通常是以群落为单位进行研 究。目前，国内对城市高强度人为干扰生境下的野生草本群落的研究多是集中在关于 城市外来杂草的研究，例如南京市对外来杂草进行了定量研究，上海也早己对外来杂 草的区系及其入侵机制进行了研究。近年来其他城市也对城市中高强度人为干扰生境 下自然群落的研究，例如呼和浩特市对城市草本群落的种类组成及植物区系等进行了 研究，北京市对不同土地利用方式下的城市植被进行了综合研究。 关于野生植被的研究范围，多以城市的整个行政区域作为研究对象，很少研究城 市建成区内的植物构成及其区系特征( 北京师范大学生物系，1 9 7 5 ；候宽昭，1 9 5 6 ；徐 炳声，1 9 5 9 ) 。上个世纪9 0 年代，一些大城市先后开展了相关研究，如为了认识北京 城市生态系统植物的构成特点、变化趋势及保护城市植物多样性，进而为北京城市绿 化提供科学基础，对北京城区五环内各功能类型的植物进行了抽样调查，分析了北京 市城市生态系统植物的构成特点和分布特征( 孟雪松，2 0 0 4 ) ，并对北京城区常见野生 草本植物资源种类构成及其保护利用对策进行了研究( 孟雪松，2 0 0 4 ) 。云南昆明，有 人做过关于自然植被和植物区系的研究。 针对野生地被植物的品种开发，在育种上有很大的不可预测性，杂交育种、性状 改良的周期也比较长，有的两、三年内未必能出成果，这就导致我国野生地被植物基 东北林业大学硕士学位论文 础研究薄弱、开发利用缓慢【3 3 1 。因此，对地被植物需要进行更深入的研究，特别是从 地被植物生物学m 】、生态学特性，以及保护和净化环境的功能、经济用途等方面进行 研究，逐步实现从现有地被植物和地被植物资源中选育出更多更好、能够应用于不同 地区、不同环境条件下，满足不同需要，具有良好的环境效益和一定经济价值、科学 价值的新型地被植物，并根据其生物学特性在园林绿化中进行合理搭配，丰富城市园 林景观，保护城市生物多样性，维护城市生态平衡【3 研。 近年来，在野生地被调查引种方面上，中国林业科学院林业研究所从2 0 0 2 年开始 对北京地区周边的野生地被植物进行调查和引种，从抗旱、耐荫等角度对一些地被进 行了生理生态特性的观测。同时，为响应2 0 0 8 年奥运绿化的要求，北京市园林科研所 从2 0 0 3 年开始着手地被植物在城市绿地中开发应用的研究，引种了几十种园林地被植 物，并在公园和街头绿地中进行试种并取得初步的成功【3 6 1 。 在资源利用和习性介绍等方面的地被植物研究，多处于原始性的调查、引种驯化 栽培以及在城市与园林设计的简单应用阶段，更多注重优良地被植物的习性介绍【3 7 1 。 与国外研究接轨较少、缺乏定量研究、资源调查过少、引种不力的特点【3 蚓。做城市 地被植物资源研究的论文并不多，部分研究以实地调查植物种类及生态习性为主，如 北京林业大学的硕士论文地被植物景观资源及应用前景的研究( 阎晶) ，是对三北 代表地区的野生地被植物和全国的栽培地被植物的种类及生态习性做了系统的实地调 查，和对北京市不同类型的绿地中的地被植物种类进行统计分析；北京林业大学的硕 士论文北京地区野生草本地被植物引种、筛选与利用( - q 洁) 是通过对北京及与北 京气候条件相近的周边六省两市的植物调查，先后引入野生草本植物共计5 3 种，在海 淀区东北旺园艺场建立了野生草本地被植物种质资源圃。经过成活率观测、物候调 查、及越冬越夏情况的记录，对引入种有了直观准确的了解，为地被植物的抗逆性测 定及园林应用提供了科学依据。此外，部分课题从生态学角度研究野生地被植物在城 市生物多样性的影响和地位，并通过对其种类和分布的研究探寻城市化对植物的影 响。如北京林业大学的硕士论文 东北林业大学硕士学位论文 纯草坪类型 乔灌草类型 乔木类型 无乔灌草类型。因此，由图5 - 1 可知，校园中野生 草本植物在乔草配置类型下所占比例最高，显著大于其他几种类型。这一结论与对于野 生草本植物在不同季节下和不同光环境下丰富度指数变化的研究结论相一致。主要是因 为野生草本植物在全年的景观演替变化中，表现为从阳生植物到阴生植物的过渡【5 引。受 光照强度的影响，野生草本植物在半荫条件下表现为更易成活，且植物种类更为丰富。 同时，全光条件下的野生草本植物种类较半荫环境下的野生草本植物种类更易受到人为 干扰，其中最直观的人为干扰活动主要表现为高频度的除草。因此，乔草类型下的植物 丰富度m a r g a r l e f 指数最高。 城市中的野生草本植物具有极强的生存力，在任何环境下都可以找到其踪迹，如无 乔灌草类型下的野生草本植物，主要是指存在于校园裸地之中的野生植物，如清华校园 家属区小游园附近，有若干废弃的树池，树木已移植，在这样的小环境中存在的野生草 本植物、如二月兰、夏至草、附地菜等多为喜光植物。受生存条件和生活空间的限制， 无乔灌草条件下的物种丰富度较其他的配置类型最低。 5 2 - 2 不同季节不同光环境下的m a r g a r l e f 指数 i i 全光 _ 半荫 7 _ 全荫 碍牵夏季钛零 不同季节下的野生草本地被植物物种丰富度对比图 图5 - 2 不同季节f 野生地被的物种丰富度指数 由图5 2 可知，物种丰富度指数受光环境影响而在不同的季节条件下表现为不同的 变化趋势。春季的物种丰富度指数伴随光照强度的降低而呈现递减的趋势，表现为正相 关，其与光环境的关系表现为：全光条件 半荫条件 全荫条件；夏季和秋季的物种丰富 度指数与光环境的关系均表现为：半荫条件 全光环境 全荫条件。植物的物种丰富度指 数在夏季达到最大值。主要是因为光照条件对植物的分布和数量产生了深刻的影响，受 光照强度的制约，多数植物在全荫条件下尹法完成正常的生活史，因此，在不同的季节 下全荫条件的植物物种丰富度指数最低，并且受温度制约，物种丰富度指数在春季的全 荫条件下表现为最低。 o 8 6 4 2 0 蔷pu一堇je竽幢至v藏靼趟粗卅簿嚣 5 清华校园野生草本地被植物物种多样性研究 4 2 4 9 全光半荫全荫 不同光环境下的野生草本地被植物物种丰富度对比图 一春季 _ 夏季 秋季 图5 3 不同光环境下野生地被的物种丰富度指数 由图5 3 可知，校园中野生草本地被植物的物种丰富度指数，随时间变化呈现抛物 线状的变化趋势。在从春季向夏季过渡的过程中，伴随着温度的升高，物种丰富度指数 在不同的光环境下均表现为递增的趋势，表现为正相关，并在夏季达到曲线变化的高 峰：随后，整体呈现递减的变化趋势，表现为负相关。全光环境下的物种丰富度指数与 季节变化的关系表现为：夏季指数 春季指数 秋季指数：半荫环境和全荫环境下的物种 丰富度指数与季节变化的关系均表现为：夏季指数 秋季指数 春季指数。 主要是因为，植物的生长情况受光照强度和温度的影响【5 4 1 。北京的春季来的晚并且 持续时间短，短期内升温速率快，同时，早春气温低抑制了植物的生长，因此表现为植 物在春季的物种丰富度指数普遍偏低，而全光条件下，春季的植物物种丰富度指数高于 秋季的物种丰富度指数，主要原因是因为城市野生草本植物自身生活周期短，在秋季时 已完成其生活史。此外，全光条件下的野生草本植物更易受到人工干扰，因而导致一些 物种无法完成正常的生长过程，因此，在全光条件下，植物的物种丰富度指数表现为： 夏季指数 春季指数 秋季指数。 2 0 8 6 4 2 o 1 1 xapu=lje鸲je乏v瀛靶划姐朴毒挥 东北林业大学硕士学位论文 5 3 物种的多样性指数 5 3 1 不同光环境下的物种多样性指数分析 3 2 5 2 1 5 1 0 5 o 3 2 5 _ _ 2 1 5 - i 1 0 5 - 0 3 2 5 2 1 5 1 0 _ 5 0 春季不同光环境下的物种多样性指数 全光半荫全荫 _ s h a n n o n w i e n e r 指数h h i ds i m p s o n 指数d 图5 _ 4 春季不同光环境下的物种多样性指数 夏季不同光环境下的物种多样性指数 2 3 4 5 6 全光 半荫全荫 _ s h a n n o n w i e n e r 指数h l u ls i m p s o n 指数d 图5 - 5 夏季不同光环境下的物种多样性指数 秋季不同光环境下的物种多样性指数 迦一l 1 6 6 0 8 0 e 8 7 5 2 全光 半荫全荫 _ s h a n n o n w i e n e r 指数h- s i m p s o n 指数d 图5 石秋季不同光环境下的物种多样性指数 2 4 5 清华校园野生草本地被植物物种多样性研究 由图5 4 、图5 5 、图5 - 6 可以看出，三个季节中，全光和半荫条件下物种多样性指 数比较高。春季地被植物的物种多样性( s i m p s o n 指数和s h a n n o n w i e n e r 指数) 与光环 境的关系均表现为：全光条件 半荫条件 全荫条件；夏季的野生草本地被植物在不同的 光环境下表现为：半荫条件 全光条件 全荫条件；而秋季野生草本地被植物的物种多样 性指数则表现为：半荫条件 全荫条件 全光条件。主要是因为，早春气温低，受温度影 响，乔灌木展叶期较晚，植物群落中上层乔木郁闭度小，透光率较高，因此，半荫环境 的光照程度稍接近于全光环境的光照程度。且全荫条件下极低的光照强度一定程度上限 制了植物的光合作用和呼吸作用，控制了植物种类的数量。因此，春季野生草本植物的 物种多样性指数表现为，在半荫条件和全光条件下较为接近，而在全荫条件下的物种多 样性指数最低。 同时，由于清华沿袭了早期皇家园林的造园风格，并且巨大的绿化面积，使得部分 半荫条件下的人工绿化环境受人为活动影响要少于其它功能区，处于半封闭状态，植被 生长环境接近自然状态，所以植物种类较为丰富均匀，多样性指数相应高一些。 而全光条件下物种多样性指数呈现递减的趋势，主要是因为清华校园作为历史名园 【55 1 ，具有观赏游览的性质，因此校园绿化人工管理水平较高， 管理养护的频度相对较 高、经常进行除草和园艺施工，使得野生草本的种类和数量大大减少。因此，全光条件 下的绿地易受人为干扰，对野生草本植物的干扰强度相对较高 5 3 2 不同季节下的物种多样性指数分析 2 5 2 1 5 1 0 5 o 全光条件下物种丰富度指数 春季夏季 _ s h a n n o n we n e r g y 数h h ls i m p s o n 指数d 图5 7 全光条件_ 卜物种丰富度指数 跹一 学 东北林业大学硕士学位论文 3 2 5 2 1 5 1 0 5 0 半荫条件下物种丰富度指数 l l t 春季 夏季秋季 ms h a n n o n - w i e n e r 指数h 翻s i m p s o n 指数d 全荫条件下物种丰富度指数 3 1 5 ；1 3 0 9 31 1 5 2 5 专lt e08752 ms h a n n o n w i e n e r 指数h1 1 1s i m p s o n 指数d 图5 - 9 全荫条件下物种丰富度指数 从总体上看，春季和夏季的草本植物的物种多样性指数都很高。在全光条件下，春 季的物种多样性指数稍高于夏季的物种多样性指数，并显著高于秋季的物种多样性指 数：在半荫条件下，不同季节间的物种多样性指数差异不显著，仍表现为：夏季指数 春季指数 秋季指数：全荫条件下，不同季节之间的物种多样性指数值非常接近，表现 为：春季指数 夏季指数 秋季指数。主要是因为全荫条件下的光照强度限制了植物的生 长，也限制了植物的种类和数量，在这样的环境下，植物的种类和数量在一定范围上变 化程度小，保持了一个近似恒定的状态。因此，全荫条件下的物种多样性指数受季节变 化的影响程度相对较小，表现为各季节之