（园林植物与观赏园艺专业论文）黄石市陆生植物多样性与应用研究.pdf

华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书 学位论文 是否保密 如需保密，解密时间年月日 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究_ t - 作及取得的研究 成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料，指导教师对此进行了审定与我一同工作的同志对本研究 所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意 研究生签名： 下象县 时t - j ： d 一7 年月 f g 日 粒论文作者摊：陡兵 锄微：萨嘭哆 签名日期：争t 7 年f 月，8 日签名日期：伊) 年，月拶日 注：请将本表直接装订在学位论文的扉页和目录之间 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 黄石市陆生植物多样性与应用研究 摘要 生物多样性是维持生态系统持续生产力的基础，也是人类赖以生存的条件。本研 究在对黄石市主要陆生植物资源及植物群落进行考察的基础上，对黄石市的植物多 样性现状进行了研究，为城市植物多样性保护及应用提供指导依据。 对黄石市主要自然山体的植物种类与群落类型、结构等调查后，结果分析表明： 1 黄石市共有维管植物1 5 2 科，4 7 0 属，1 0 1 8 种。其中蕨类植物2 1 科，3 4 属， 5 8 种；种子植物1 3 1 科，4 3 6 属，9 6 0 种。以禾本科、菊科、蔷薇科和蝶形花科4 种类型为主，占总种数的2 2 4 。 2 黄石市共有保护植物1 3 种，一级保护植物4 种，二级保护植物7 种，三级保 护植物1 种。 3 区系分析表明，黄石市维管植物分为1 4 个类型和1 1 个变型，其中泛热带分 布属占总属数的2 6 2 9 ，居于第一位，其次是北温带分布属、世界分布属、东亚和 北美间断分布属、旧世界温带分布属和东亚分布属等，体现了温带和亚热带交融的 独特性质。 4 黄石市共有野生乡土园林植物4 5 8 种，其中蕨类3 5 种、乔木类1 1 4 种、灌木 类1 0 7 种、藤本类5 4 种、草本类1 5 1 种。 5 黄石市植物群落丰富，共划分为5 种植被型2 1 个群系4 2 个群丛，5 个植被型 。依次为常绿阔叶林、落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、常绿针叶林、灌丛。群落 平均物种丰富度为7 0 ，各层的物种多样性指数和物种丰富度指数一般表现为灌木层 草本层 乔木层，而物种均匀度指数变化复杂。不同植被型的群落以混交林的物种 多样性和丰富度最高，其次为落叶阔叶林、常绿阔叶林、针叶林。 6 在所调查的植物群落中，乔灌草平均物种比例约为1 ：3 ：2 ，常绿植物与落叶植 物物种数量比例在2 ：l l ：4 之间，个体数量比多在5 ：1 1 ：5 之间。 7 本文在资源调查及群落分析的基础上，对黄石市城市园林树种作出了选择规 划，并对不同类型的城市绿地的科学配置进行了初步探讨。 关键词：植物景观；多样性；多样性保护；植物资源；树种规划；黄石 陈兵：黄石市陆生植物多样性与应用研究 a b s t r a c t 1 1 b i o d i v e r s i t yi sn o to n l yt h eb a s i so f m a i n t a i n i n gt h es u s t a i n a b l ee c o s y s t e m p r o d u e d v ef o r c e s , b u ta l s ot h ef o u n d a t i o no f h u m a nb e i n g s o nt h eb a s i so fs u r v e y i n g ( i n v e s t i g a t i o n ) t ot h em a j o rl 懿o u t c , eo f p l a n ts p e c i e sa n dp l a n tc o m m u n i t i e s ，t h ep i p 盱 s t u d i e do nt h ep l a n td i v e r s i t yi nh u a n g s h ic i t y ，w h i c hc a l lp r o v i d et h eg u i d a n c ef o rt h e p r o t e c t i o no f u r b a np l a n td i v e r s i t ya n dt h ec o n s t r u c t i o no f u r b a nl a n d s c a p e 1 f l 垃p l a n ts p e c i e sa n dc o m m u n i t i e sw 啪r e s e a r c h e di nt h em a j o r m o u n t a i n si n h u a n g s h ic i t y 1 1 1 er e s u l t sw e r eg i v e n 鹪f o l l o w i n g ： 1 t o t a l l y ，t h e r e 眦1 0 1 8s p e c i e s 4 7 0g e n e r aa n d1 5 2f a m i l i e so f v a s c n l a rp l a n t s ， i n c l u d i n g2 1s p e c i e s , 3 4g e n e r aa n d5 8f a m i l i e so f p t e r i d o p h y t e s ；9 6 0s p e c i e s ，4 3 6g e n e r a a n d1 3 1f a m i l i e so f s p e r m a t o p h y t e s g r a m i n 雠9c o m p o s i t a e , r o s a e e a e ，p a p i l i o n a c e a e w i t h8 0 ，5 8 ，4 7a n d4 3s p e c i e sr e s p e c t i v e l y , a r et h ef o u rm o s ti m p o r t a n tf a m i l i e s , c o n t r i b u t i n g2 2 4 o f t h et o t a ls p e c i e s 2 t h e r ea m1 3n a t i o n a lr a l ea n de n d a n g e r e dp l a n t s , i n c l u d i n g4s p e c i e so ft h ef i r s t n a t i o n a lg r a d e , 7s p e c i e so f t h es e c o n dn a t i o n a lg r a d ea n dls p e c i e so f t h i r dg r a d e 3 1 1 艟a n a l y s i so f t h ef a m i l i e sd i s t r i b u t i o np a t t e r nd e m o n s t r a t e st h a t1 4t y p e sa n d1 1 v a r i e t i e so f g e o g r a p h i c a le l e m e n t se x i s t , p a n t r o p i cf a m i l i e sc o v e rt h el a r g e s t ( 2 1 7 9 ) ，a n d n o r t ht e m p e r a t ef a m i l i e s , c o s m o p o l i t a nf a m i l i e s , e a s i a & na m e r d i s j u n c t e df a m i l i e s , o l d w o r l dt e m p e r a t ef a m i l i e s ，e a s i af a m i l i e se x i s ti nt u r n t h ef l o r ai sad i s t i n c tb l e n d i n g t r o p i c a lf a m i l i e sw i t ht e m p e r a t ef a m i l i e s 4 c o m m o nt oa l lw i l d l e s sn a t i v eg a r d e n s 敞4 5 8s p e c i e s ，w h i c h3 5 p t e r i d o p h y t e s , 1 1 4 u - e e s ，1 0 7s h r u b b e r i e s ，5 4l i a n e sa n dl 5 1h e r b s 5 i nh u a n g s h ic i t y , t h ep l a n tc o m m u n i t i e s 撒p l e n t i f u l t h e r ea r ef i v ev e g e t a t i o n t y p e s ：e v e l - g r e c l lb r o a d - l e a v e df o r e s t , d e c i d u o u sb r o a d - l e a v e df o r e s t , m i x e df o r e s to f e v e r g r e e na n dd e c i d u o u sb r o a dl e a ff o r e s t ，e v e l g r e e nc o n i f e r o u sf o r e s t ，s h r u b b e r y t h e a v e r a g er i c h n e s si sa b o v e7 0 c o m m o n l y , a c c o r d i n gt ot h es p e c i e sd i v e r s i t yi n d e xa n d r i c h n e s si n d e x , t h et e n d e n c yi ss af o l l o w s ：s h r u b b e r yl a y e r t r e el 嘲c h 砷l a y e r , b u tt h e t e n d e n c yo fe v e n n e s si n d e xi sc o m p l e x c o m a p r i n gt ot h ed i f f e r e n tt y p e so fc o m m u n i t i e s , t h eb i o v e r s i t ya n dr i c h n e s si n d e xi sa sf o l l o w s ：m i x e df o r e s to fe v e rg r e e na n dd e c i d u o u s b r o a dl e a ff o r e s t d e c i d u o u sb r e a d - l e a v e df o r e s t e v e r g r e e nc o n i f e r o u sf o r e s t e v e r g r e e n c o n i f e r o u sf o r e s t 6 i nt h ep l a n tc o m m u n i t i e s ，t h er a t i oo fa v e r a g es p c c i e 8o ft r e e ，s h r u b b e r y , h e r bi s 1 ：3 ：2 1 kr a t i oo fe v e r g r e e na v e r a g es p e c i e st od e c i d u o u so n e si s2 ：1 - 1 ：4 i nc o m m o n , t h er a t i oo f i n d i v i d u a la m o u n to f e v e r g r e e nt od e c i d u o u sp l a n ti s5 ：1 - 1 ：5 7 o nt h eb a s i so fi n v e s t i g a t i o nt ot h er e s o u r c ea n dc o m m u n i t i e s , t h ep a p e rp l a n n e d t h eu r b a nl a n d s c a p ep l a n t a l s o ，i tp d m a r yd i s c u s s e dt h ep l a n t i n ga r r a n g e m e n to fd i f f e r e n t u r b a ng r e e ns p a c e 1 1 圮p l y i n g ； 2 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 k e y w o r d s ：p l a n tl a n d s c a p e ，p l a n tb i o d i v e r s i t y ，p r o t e c t i o nb i o d i v e r s i t y ，p l a n t r e s o t t r s e , p l a n tp l a n n i n g , h u a n g s h i 3 陈兵：黄石市陆生植物多样性与应用研究 1 绪论 1 1 研究进展 1 1 1 生物多样性研究 生物多样性是生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的 总和，其内容包括自然界各种动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与 生存环境形成的复杂的生态系统。它包括了4 个主要层次，即遗传多样性、物种多样 性、生态系统多样性和景观多样性( 马克平，1 9 9 3 ) 。 生物多样性是维持生态系统持续生产力的基础，也是人类赖以生存的条件。中 国是生物多样性特别丰富的国家之一，在全世界居第8 位，北半球居第1 位( 谢国文 等，2 0 0 1 ) 。但是由于受到人类活动和自然变迁等方面的影响，使得生物多样性遭 受严重破坏，许多物种变成濒危种和受威胁种，从而严重影响了人类自身的生存和 发展( 李景侠等，2 0 0 3 ) 。 我国从5 0 年代起就组织了大规模的植物资源考察，对植物资源、区系、植被进 行了综合分析，陆续出版了全国性和地区性的植被专著、植物志，在物种多样性编 目方面打下了较好的基础。但是，由于基础薄弱，起步较晚，我国对生态系统和基 因水平上的生物多样性研究远远不足，对于生物多样性受威胁的程度、原因等缺乏 了解，生物多样性动态监测体系还不完整，使得生物多样性流失严重，生态系统遭 受破坏的状态没有得到有效改善( 陈灵芝，1 9 9 3 ) 。 目前，生物多样性的研究已成为生态学研究中十分重要的内容和热点之一( 黄 忠良等，2 0 0 0 ) 。不过，研究多限于遗传多样性、区域景观多样性和物种多样性， 而且以物种多样性的研究较多。主要包括物种、栖息地、生态系统以及遗传多样性 的调查和编目；对濒危种、稀有种、生态系统的优势种、关键种进行种群生态、生 殖和种群遗传结构等研究：生物多样性在维持生态系统结构与功能中的作用研究； 生态系统片段化对生物多样性的影响研究；人类经济活动对生物多样性影响；生物 多样性恢复研究；生物多样性保护研究：生物多样性持续利用研究等( 钱迎倩，1 9 9 5 ： d i v e r s i t , 1 9 9 6 ) 。 作为生物多样性的重要组成部分，植物多样性是指以植物为主体，由植物、植 物与环境之间所形成的复合体及与此相关的生态过程的总和。目前国外对植物多样 性研究的焦点集中在以下方面：( 1 ) 在面临持续的人为干扰的情况下，植物多样性 是如何保持的；( 2 ) 森林斑块化对植物多样性的影响；( 3 ) 城市或旅游区稀有濒 危野生物种如何有效保护等( 钱迎倩，1 9 9 6 ) 。 从2 0 世纪8 0 年代至今，我国对植物物种多样性研究己有较多的报道( 叶万辉， 2 0 0 0 ；梁存柱等，2 0 0 4 ；李宗善等，2 0 0 4 ；于顺利等，2 0 0 4 ) 。主要集中在物种多 样性的现状( 包括受威胁现状) 和物种多样性的形成、演化及维持机制等方面；植 物物种多样性统计、特有植物、资源植物、保护植物、植物区系特征、群落特征和 4 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 生活型组成等( 郭正刚，2 0 0 3 ；高润宏等, 2 0 0 5 ；姜联合, 2 0 0 5 ；崔丽娟等，2 0 0 5 ；江明 喜等，2 0 0 2 ；王顺忠，2 0 0 5 ) 。 1 1 2 生物多样性保护研究进展 人类生存所依赖的衣、食、住、行及物质文化生活等与生物多样性有着密切关 系，而且生物多样性对维护生态平衡，保护环境起着关键作用，主要表现在维持全 球气体平衡、固定太阳能、调节气候、涵养水源、保持水土、吸收分解污染物，贮 存营养元素促进养分循环和维持地球上物质和能量的平衡等( 马克平等，1 9 9 8 ) 。 当今世界上正面临着人口、资源、环境、粮食与能源五大危机，这些危机的解决都 与地球上植物多样性有着密切的关系。 生物多样性受到威胁的原因有环境方面的，也有生物方面的，但最主要是人类 活动的影响。归纳起来有以下几种： ( 一) 生态系统遭到破坏。由于乱砍乱伐、毁林开荒、森林火灾及病虫害的危 害，天然森林荡然无存，森林覆盖率己不到国土面积的1 4 ； ( 二) 生境的破坏、丧失对于自然环境、资源和生物多样性是一个很大的威胁， 生境的丧失造成大量动物、植物以至微生物受威胁或大量灭绝，大约9 0 的已知临 近灭绝的物种的灾难是由于生境的丧失引起的( 李景侠等，2 0 0 3 ；尚占环等，2 0 0 2 ； 夏铭，2 0 0 0 ) ； ( 三) 生物物种深受威胁，加速灭绝。据初步统计，我国高等植物中：有4 0 0 0 - 5 0 0 0 种处于濒危或临近濒危状态，受危险的物种可能占整个区系成分的1 5 - 2 0 。如不再 采取有效的保护措施，生物多样性将继续大量丧失( 张金屯，1 9 9 9 ) 。 ( 四) 外来物种的影响。外来种的引进和侵入使本地的特有动植物区系受到破 坏，从而使生态系统中原有种受到重大威胁( 张金屯，1 9 9 9 ) 。 生物多样性消失严重的现状已使生物多样性保护到了刻不容缓的地步，而生物 多样性保护就是要保护地球上一切生物资源及人类的生存环境，它是实现可持续发 展战略，正确处理资源保护与经济发展关系，促进人类与自然协调发展，实现森林 生态、经济、社会效益高度统一的重要措施( 连长诗等，1 9 9 9 ) 。只有有效地保护 生物多样性，才能实现生物资源的可持续利用和发展，才能保护人类自己( 黄传忠 等，2 0 0 0 ) 。 生物多样性的丧失问题受到了国际社会的普遍关注，对生物多样性的保护和研 究已引起全世界的高度重视( 马克平，1 9 9 3 ；蒋有绪等，1 9 9 3 ) 。联合国环境规划 署在1 9 8 7 - 1 9 8 8 年起草的1 9 9 0 1 9 9 5 年联合国全系统中期环境方案中提出了保护生物 多样性的目标、策略以及实施方案( 马克平等，1 9 9 8 ) 。1 9 9 2 年，世界资源研究所 和联合国环境规划署出版了全球生物多样性策略，使得生物多样性保护在全世 界受到重视( 张金屯，1 9 9 9 ) 。尤其是1 9 9 2 年6 月在巴西约热内卢召开的联合国环境 与发展大会上，来自大多数国家的元首和政府首脑共同签署了 生物多样性公约， 把生物多样性保护提高到与和平和发展同等重要的地位( 马克平等，1 9 9 8 ：张知彬， 5 陈兵：黄石市陆生植物多样性与应用研究 1 9 9 3 ) 公约的制定和生效是全球生物多样性保护的一个里程碑( 朱广庆，1 9 9 9 ) 1 9 9 6 年l o 月国际自然与自然资源保护联盟在加拿大蒙特利尔召开了第一次世界自 然保护会议，会议重点讨论了“全球性生物多样性保护与持续利用”。各国政府和 有关国际组织机构积极投入到保护生物多样性的全球行动中，相继签署了湿地公 约、濒危野生动植物国际贸易公约等一系列国际公约，并且相继开展了一系 列国际生物多样性保护项目。生物多样性公约的签署及各国政府所采取的一系 列后续运动大大推动了生物多样性研究和保护事业的发展，生物多样性问题己成为 生物学、生态学乃至人文科学研究的热点之一( 钱迎倩等，1 9 9 4 ) 。 我国政府高度重视生物多样性保护，积极参与了生物多样性公约的起草、 修订和谈判，是最早签署公约并使其生效的的国家之一。我国政府还把保护生物多 样性纳入可持续发展规划之中，里约熟内卢环境与发展大会之后，全面部署制定了 我国可持续发展的国家战略，通过了中国2 l 世纪议程，该议程明确指出：“中国 的可持续发展建立在资源的可持续利用和良好的生态环境基础上，国家保护整个生 命支持系统和生态系统的完整性，保护生物多样性”。1 9 9 3 年初制定并发布了生物 多样性保护行动计划、生物多样性国情研究报告、中国履行生物多样性公 约国家报告( 张维平，1 9 9 8 ) 。为了更好地保护生物多样性，我国还通过了一系 列与生物多样性保护有关的法律、法规和条例，初步形成了生物多样性保护的法律 法规体系。 在近1 0 多年来，我国在生物多样性保护方面进行了大量的研究，先后完成了“中 国生物多样性保护生态学基础研究”、叫，国主要濒危植物保护生物学研究”和“生物 多样性保护与持续利用的生物学基础”( 马克平等，1 9 9 8 ) 。并己初步建立了生物多 样性信息系统，出版了大量生物多样性保护的专著、译著和期刊杂志。并建立了一 系列的自然保护区，对典型自然系统和珍稀濒危保护植物进行保护。 对生物多样性而言，其保护措施主要分为“就地保护和”和“迁地保护，2 种形式。 由于生物多样性的主要威胁是生境的丧失，因而保护生物多样性最重要的手段是生 境的保护( r i c h a r d p r i m a r c k 等，2 0 0 0 ) 。目前认为，生境的“迁地保护”是生物多样 性保护最为有效的措施( 刘思慧等，2 0 0 2 ) 。就地保护就是建立保护区，通过对自 然保护区的建设和有效管理，从而使生物多样性得到切实的人为保护。目前我国的 自然保护区，大多数都是进行生物多样性的就地保护( - q 敬能等，1 9 9 8 ) 。就地保 护不仅保护了所在生境中的物种个体、种群和群落，而且还维持了所在区域生态系 统中能量和物质运动的过程，保证了物种的正常发育与进化过程以及物种与其环境 间的生态学过程，并保护了物种在原生环境下的生存能力和种内遗传变异( 薛达元 等，1 9 9 5 ) 。当物种原有生境破碎成斑块状，或原有生境不复存在，或物种的数目 下降到极低的水平以致个体难以找到配偶时，迁地保护可成为保存物种的重要手段。 所谓迁地保护指将濒危动植物迁移到人工环境中或异地实施保护( 龚洵等，2 0 0 3 ) 。 另外，加强对生物多样性保护进行宣传教育、加强对生物多样性的调查研究也 6 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 是保护生物多样性较重要的途径。 1 1 3 植物景观应用研究进展 植物景观是城市园林景观不可或缺的构成要素，对于形成适宜景观游憩环境供 人品评、观赏，对于保护城市历史文化和展现城市风貌，对于维持城市的基础生态 过程和改善城市环境，都有极其重要的意义。城市植物景观的功能效果，与植物群 落结构设计构建有密切关系。张声平曾提出，城市绿化应以植物群落为单位，合理 配置植物材料和群落结构，进行植物景观设计( 张声平，2 0 0 4 ) 。林源祥等则认为， 城市园林绿化建设，应强调模拟地带性植物群落、进行近自然的植物群落设计( 林 源祥，2 0 0 5 ) 。 传统的植物造景是应用乔木、灌木、藤本及草本植物来创造景观，充分发挥植 物本身形体、线条、色彩等自然美，配置成一幅美丽动人的画面，供人们欣赏( 丁 岚，2 0 0 6 ) 。随着生态园林的深入和发展，及景观生态学、全球生态学等多学科的 引入，植物景观的内涵也随着景观的概念而不断扩展，传统的植物造景概念、内涵 等已不再适应生态时代的需求，植物造景不再是仅仅利用植物营造视觉艺术效果的 景观( 储亦婷，2 0 0 4 ：朱红霞，2 0 0 5 ) 。 随着城市化进程和人类的盲目建设，城市生物多样性正急剧减少，影响了城市 生态环境的稳定和发展。1 9 世纪英国的w i l l i a n r o b i n s o n ，g e r t r u d ej e k y l l 和r e g i n a l d f a r t e r 等以自然群落结构和视觉效果为依据，进行了植物种植设计。1 9 世纪后期美 国的j e n sj e n s o n 提出以自然的生态学方法代替以往单纯从视觉出发的设计方法。1 9 世纪德国的f u e r s tp u e c k l e r 也按自然群落的结构，采用了不同年龄的树种进行了一 些公园的设计( 王祥荣，1 9 9 8 ) 。 近几年来，城市生态园林的兴起，将城市园林从传统的游憩、观赏功能发展到 维持城市生态平衡、保护生物多样性和再现自然的高层次阶段，为生物多样性保护 创造了机会( 蒋家淡，2 0 0 3 ) 。生态园林最早于2 0 世纪2 0 年代由荷兰、美国、英 国等西方国家提出。由于工业发展对自然资源掠夺性开发和城市环境的恶性膨胀， 造成大量自然景观遭受不可逆转的破坏，使得人类环境日益恶化。于是一些有识之 士提出构建生态群落景观的设想来改善环境条件。生态园林是继承和发展传统园林 的经验，遵循生态学的原理，建设多层次、多结构、多功能、科学的植物群落，建 立人类、动物、植物相联系的新秩序，达到生态美、科学美、文化美和艺术美，应 用系统工程发展园林，使生态、社会和经济效益同步发展，实现良性循环，为人类 创造清洁、优美、文明的生态环境( 朱红霞，2 0 0 5 ；齐树亭，2 0 0 4 ) 。 现代植物景观设计的发展趋势，在于充分认识地域性自然景观中植物景观的形 成过程和演变规律，并顺应这一规律进行植物配置。设计师不仅要重视植物景观的 视觉效果，更要营造出适应当地自然条件，具有自我更新能力，体现当地自然景观 风貌的植物类型，使植物景观成为一个园林景观作品，乃至一个地区的主要特色。 可以说，现代植物景观设计的实质就是为植物的自然生长演替提供最适宜的条件 7 陈兵：黄石市陆生植物多样性与应用研究 它不再强调大量植物品种的堆积，也不再局限于植物个体羡，如形体、姿态、花果、 色彩等方面的展示，而是追求植物形成的空问尺度，以及反映当地自然条件和地域 景观特征的植物群落，尤其着重展示植物群落的自然分布特点和整体景观效果( 刘 仲健，1 9 9 2 ；王样荣，1 9 9 9 ；王浩等，2 0 0 0 ) 。 由于我国城市化步伐加快，环境问题日益突出，自然生态系统遭受严重破坏， 水体、大气、噪音等污染加剧，严重影响生态平衡和人类生活。为缓解环境压力， 我国于2 0 世纪8 0 年代初期提出了生态园林建设的概念，经过2 0 多年的发展，已经 发展成为我国园林绿化的发展趋势和方向。在城市园林建设中，由于缺乏系统的理 论指导作为依据，使得城市建设经历了许多不必要的弯路。单纯的追求城市美化， 很少从改善城市生态环境和营建城市植物群落的角度出发进行考虑，从而使得整个 城市景观生硬而单调。为改变这一局面，我国园林及生态学界提出了生态园林的概 念，主要包含三个层次的涵义：一是具有观赏性和艺术美，能美化环境，创造宜人 的自然环境。为城市居民提供游览、休憩的娱乐场所；二是具有改善环境的生态作 用，调节小气候，维持生态平衡；三是通过植物群落的合理配置，满足各种植物的 生态要求，从而形成合理的时间、空间和营养结构，与周围环境组成和谐的统一体。 其核心是用生态学原理指导园林植物景观的营造，追求城市的可持续发展，从而实 现人类与自然环境和谐共存的目标( 王浙浦，1 9 9 9 ) 。 为了保证城市园林绿她丰富多彩，增加城市景观异质性，需要品种多样的植物， 因而规划中还必须包括树种规划，以满足城市绿地建设的需求。树种规划的源泉是 城市的自然植被，1 9 5 9 年，吴中伦先生首先提出“园林树种选择与规划问题”。在研 究中，吴中伦对城市园林树种选择与规划，用材林、防护林、水土保持林等树种选 择，树木的选种、育种，以及树木的引种驯化等问题进行了广泛的论证。1 9 8 0 年， 吴征镒主编出版了中国植被，书中“中国植被区划”一篇，为城镇树种规划提出了 宏观背景( 中国植被编辑委员会编著，1 9 8 0 ) 。1 9 9 3 年由陈有民等完成的“中国城市 园林树种区域规划，莽p 研课题，成为开展城镇树种规划的宏观依据( 陈有民，2 0 0 6 ) 。 此后，各城镇树种规划即进入修改、实施阶段，近年我国提出生物多样性和可 持续发展，若干有识之士重新强调城镇树种规划，并和生物多样性保护和园林绿化 可持续发展等方向性问题联系了起来。 1 2 研究区域概况 1 2 1 自然地理概况 黄石市位于湖北省东南部，长江中游南岸，地处武汉、九江之间，为鄂东最大 的城市以及著名的老工业基地、港口城市。地处北纬2 9 。3 0 - 3 0 。2 0 ，东经 1 1 4 。l y - 1 1 5 。3 0 之间，总面积4 6 3 0 平方公里，其中市区面积2 3 4 平方公里，市区形 状呈“入”字形，三面环山，一面临江，风光绮丽的磁湖镶嵌市区中心( 黄石年鉴， 2 0 0 5 ) 。 黄石市南倚幕阜山山区，现代地貌具有带状相问的低山、丘陵、沉积盆地和火 8 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 山盆地等组合特点，全境地势由西南向东北倾斜，表现为南部多低山，北部多湖泊 和丘陵，地形破碎，局部地方形成不完整的山问盆地。境内最高峰七峰山主峰南岩 岭，海拨8 6 2 7 米，次高峰为大冶太婆尖，海拔8 3 9 9 m 。东段较大的山有东方山、 黄荆山、云台山、父子山、七峰山等，最低处为阳新境内的富水南城潭河床，海拨 8 7 m ( 黄石年鉴，2 0 0 5 ) 。 黄石市土壤种类丰富，共可分为5 个土类，1 3 个亚类，主要有红壤、石灰岩土、 紫色土、潮土和水稻土五类。市内襟江带湖，水量丰富，长江自北向东流过市境； 市境湖泊遍布，湖面面积占全市总面积的2 7 ，主要有大冶湖、保安湖、网湖、花 家湖、磁湖、青山湖等( 黄石年鉴，2 0 0 5 ) 。 黄石市太阳辐射季节性差异大，远离海洋，陆地多矿山群，加上受东亚季风环 流影响，其气候特征是冬冷、夏热，四季分明，光照充足，热能丰富，雨量充沛， 为典型的亚热带大陆性季风气候( 黄石年鉴，2 0 0 5 ) 黄石市年日照时数为2 0 0 0 h ，年平均气温为1 7 ，气温季节变化明显，最高在 7 月，平均2 9 左右，最低在1 月，年均4 c 左右，平均无霜期为2 6 1 天，年均降 水量为1 4 0 6 r a m 左右( 黄石年鉴，2 0 0 5 ) 。 1 2 2 黄石市陆生植物现状 黄石市是由平原、低山、湖泊镶嵌的丘陵地形，境内地势变化较大。植被区划 上属于亚热带常绿阔叶林区，地带性植被类型是亚热带常绿阔叶林和常绿阔叶落叶 混交林，其次还有落叶阔叶林、亚热带针叶林、亚热带竹林、灌丛。由于受到较大 的人为干扰，植被次生性较强( 黄石年鉴，2 0 0 5 ) 。 1 3 研究目的与意义 随着城市化进程和人类的盲目建设，城市生物多样性正急剧减少，影响了城市 生态环境的稳定和发展。在当今城市中，原始植被已经绝迹，现存的绿色植被几乎 是次生的。由于城市自然环境的衰退，导致城市植物数量减少，种类极端贫乏，以 住宅旁、路边的植物和人工园林、公园的栽培、引种植物为主，而野生植物和乡土 树种大为减少。加上自然灾害、人为等的破坏，城市植物的生存空间更小了，面临 的威胁也更加巨大( 邢福武等，2 0 0 2 ：胡绍庆等，2 0 0 5 ) 。 生物多样性是人类赖以生存和发展的多种生命资源的总和。保护和发展生物多 样性对人类的生存和社会经济的持续发展有着重要的意义。将城市生物多样性保护 纳入城市建设中是城市绿化工作的重要组成部分，是城市文明向前发展的必然趋势。 城市园林建设将推动生物多样性保护的进程，而生物多样性保护的发展同样为城市 园林建设提供依据和保障( 汪殿蓓等，2 0 0 2 ) 。 一 就城市生态系统而言，生物多样性是城市经济持续稳定发展的物质基础和人类 物质生活的主要来源，具有极其重要的环境保护和环境资源价值，如调节气候、减 低噪音、美化环境等。因此，维持物种生存的自然环境，并依赖物种特有的生物学 9 陈兵；黄石市陆生植物多样性与应用研究 特性，发展具有多样物种的城市生物群落和体系，是改善城市环境、塑造城市特色、 提高城市生活质量的重要途径。城市植物是城市生态系统的主体，城市植物景观的 营造要依赖多样化植物来实现，从某种意义上来说，城市植物多样性的丰富程度是 衡量一个城市园林绿化水准高低的重要标志( 张庆费，1 9 9 9 ；吕东梅，2 0 0 5 ) 。 城市植物是城市自然植物和人工植物的总称。城市植物种类的多样性是建立在 城市植物景观营造基础上的多样性，因此在对绿化目标城市地区的乡土植物进行系 统研究的基础上，根据其生态生物学特性，进行乔、灌、草、攀援及地被等多层次 的景观应用，将是城市植物多样性人工塑造的重要内容( 张建和等，2 0 0 3 ；吴刘萍 等，2 0 0 5 ；史久西，2 0 0 5 ) 。乡土植物、外引植物和城市自然植物的园林化有机结合 应成为中国现代城市大园林建设的主体。一个植物物种极为丰富的高水准园林化城 市是一个充满生机的特殊植物园，乡土植物是营造这一特殊植物园的特色成员。乡 土植物资源在城市植物景观中的广泛应用，是区域性植物多样性保护的有效手段之 一，也是实现区域性植物资源持续利用的重要内容。 本研究在充分调查黄石市陆生植物资源的基础上，分析了黄石市乡土植物物种 资源、植物区系、濒危植物、群落类型、群落多样性等，研究了乡土植物资源在城 市园林中的应用，科学的对城市园林植物树种进行了规划，以形成具有独特地域特 色的城市景观格局；在研究自然植物群落结构的基础上，对城市生态园林建设进行 了探讨和研究，模拟了符合黄石地带性特征的人工植物群落应用于园林建设，为黄 石市的绿地规划和建设提供了依据。 i o 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 2 研究内容与方法 本次调查从2 0 0 5 年9 月份开始，2 0 0 6 年1 1 月份结束，调查范围包括黄石市的 东方山、大众山、黄荆山、铁山、团城山、北邦矿山、大排山、月亮山、太子湾后 山及阳新陇牛山、大岭山，大冶董家口、徐湾等自然山体( 见附图1 ) 。 2 1 黄石市野生植物种类调查 本次采用线路调查和重点样地及群落调查相结合的方法对黄石市及大冶、阳新 境内的重要山体进行了植物种类资源的调查。对所有物种采集植物标本，同步拍摄 照片。 课题组连同专家共有4 0 0 多人次参加了野外调查和标本鉴定，共采集植物标本 3 0 0 0 多份，并参考高等植物图鉴、中国植物志和湖北植物大全等资料对 植物标本进行鉴定和分类。 2 2 黄石市野生植物群落调查与分析 ， 2 2 1 调查内容 1 ) 生境因子基本状况，包括地理位置、经北纬、坡度、坡向、海拔、一般地形特征、 小地形、岩石状况、土壤情况、枯枝落叶层厚度、干扰情况； 2 ) 记录群落外貌、群落内所有维管植物种类； 3 ) 对胸径大于4 c m 的乔木进行每木检尺，记录物种名录、株数、胸径、均高度， 并调查乔木层郁闭度； 4 ) 灌木( 含树高 3 m 的乔木树种和木质层间植物) 种及灌木层盖度、种类，优势种 均高度； 5 ) 草本( 含草质层间植物) 种及草本层盖度、种类，优势种均高度； 6 ) 群落内植物种的频度、乔木种演替及更新情况。 2 2 2 调查方法 2 2 2 1 样地设置 乔木样地的设置采用典型取样法，在全面踏查的基础上，在自然植被良好的山 体选取代表性植物群落设置样地，样地面积为3 0 m x 2 0 m ，每个样地内共设置5 个 l m l m 的灌木样方，5 个l m l m 的草本样方；灌木丛的样地设置采用最小面积法 确定取样面积大小，野外样方调查在2 0 0 - 2 0 0 6 年进行。 2 2 2 2 数据分析 ( 1 ) 丰富度指数：s = 出现在样地中的物种数 ( 2 ) s h a n n o n - - - w i e n e r 多样性指数：h f f i - e p i l n p i ， ( 3 ) s i m p s o n 多样性指数：i ) = l - x p i 2 ( 4 ) 均匀度指数：p i e l o u 均匀度指数：j s w = h l n s ， 式中：n i 为第1 个物种的重要值，n 为群落中各层次所有物种的重要值之和； p i 畸耐n ，为第1 个物种的相对重要值。乔木相对重要值= ( 相对密度+ 相对频度+ 相 陈兵：黄石市陆生植物多样性与应用研究 对郁闭度) 3 ，灌木和草本相对重要值= ( 相对盖度+ 相对频度) 2 ( 程瑞梅等，2 0 0 5 ) 。 2 2 2 3 群落演替、更新分析 群落演替用乔木种在主林层、演替层、更新层出现的频度进行比较，更新采用 m e 特卡钦柯更新评价方法，根据每公顷更新苗数量将更新等级分为良好、中等、 不良、无更新四个等级。 2 3 城市绿地树种选择与规划 树种规划就是对城市园林绿化所用树种进行全面合理的安排，它是城市园林绿 地规划的重要组成部分，对于城市苗圃生产和引种、育种具有重要的指导意义，同 时对于城市绿化面貌的构成也具有十分重要的指导作用。 由于地理位置和气候条件差异显著，不同城市其地带性植物明显不同，在城市 园林建设中，应该以适应本地自然环境的树种作为绿化的主体。对于城市绿化园林 植物的规划与选择而言，应该遵循以下原则( 谢盛强等，1 9 9 8 ；宋钰红，2 0 0 2 ；苏 雪痕等，2 0 0 4 ) ： a ：必须符合本土森林植被区域的自然规律，即本地区森林植物植被地理区中所展示 的自然规律。 b ：适地适树、以乡土树种为主。 c ：体现城市性质与特色，满足城市综合功能的需要。 d ：在保证乔木的优势地位的同时，也必须保证灌木和草本植物占有相当的比例。 c ：确定合适的落叶树种与常绿树种的比例，保证城市四季常绿的绿化效果及防护作 用，同时发挥落叶阔叶树种的吸尘、降噪、遮荫等生态功能及美化效果的多方面优 势。 2 4 模拟人工植物群落在城市绿地的应用 人工植物群落是运用地带性植物模拟自然植被类型营造的园林景观。景观优美、 生态健全的人工植物群落源于自然而又高于自然，体现了人与自然和谐共存的规划 理念与景观品质。模拟人工植物群落一方面要提炼自然群落的景观特征，反映人类 的审美意趣和对自然景观的取合和偏爱，另一方面需反映自然群落的基本结构、物 种组成和景观特色，提高群落的稳定性和自维持能力。在模拟人工植物群落的过程 中，应该遵循以下原则( 苏雪痕，1 9 9 4 ；张声平，2 0 0 4 ；吴刘萍，2 0 0 5 ；朱红霞， 2 0 0 5 ) ： 2 4 1 以群落为基本单位的原则 自然界中生长的植物，都是出现在一个联系的种类组合中，形成一个有机整体， 构成植物群落。它在长期的历史发育过程中，自然形成了独特的种类、外貌、层次、 结构。在进行生态园林设计中应以群落为单位，尽可能把乔木、灌木、草本及藤本 植物因地制宜地配置在群落中，达到种群间、群落与环境的相互协调。在植物群落 设计中，应充分考虑物种的生态位特征，按照生态位原理来确定群落中的建群种、 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 优势种和伴生种的种类；合理搭配乔灌草比例，避免种问直接竞争，形成结构合理、 功能健全、种群稳定的复层群落结构，以利于种间相互补充。 2 4 2 地带性原则 任何群落的存在都需要一定的环境条件，每个群落都有一定的分布区。在进行 城市园林绿化树种规划和群落构建时，要充分考虑地带性分布规律及特点，使城市 绿化面貌充分反映出自然景观的地域性特色，并取得相对稳定的人工群落，能长期 保持生态效益和景观效果。 在进行群落设计中，应从地带性相同或相似的区域中筛选表现良好的乡土植物 或乡土植物群落，丰富城市园林景色。在配置大面积的风景林或树群的过程中，更 应该考虑到用当地或相似气候类型地区自然木本群落中的树种为主，以自然群落为 样本，构建城市绿地的树群配置，增加群落稳定性和景观性。不过，为了丰富群落 内植物的观赏性，提高群落整体景观表现，可以考虑选用生态习性、观赏特点相似 的植物进行替代。 2 4 3 生态演替原则 生态演替是指一定地域的植物群落发生变化被其它群落类型所取代的过程。由 于群落内部和外部环境条件的变化，不同植物对于环境所提供的光，热、水分、土 壤等因子的敏感程度不一样，从而使得不同植物种类的生长速度、演替顺序及更新 情况有差异，群落表现为不同的演替类型。在进行植物群落设计时，要充分考虑到 树木的生长速度和演替顺序，以演替更新良好的树种为主。同时应考虑到景观效果 形成的时间，做到远期为主，远近结合，以慢生树种为主，速生树种与慢生树种相 结合； 2 4 4 生物多样性原则 生物多样性包括物种多样性、遗传多样性、生态系统与景观多样性。其中物种 多样性是生物多样性的基础，它能提高群落观赏价值，增强群落抗逆性和韧性，有 利于保持群落稳定。只有丰富的植物种类才能形成丰富多彩的群落景观，满足人们 不同的审美要求；也只有多样性的植物种类才能构建不同生态功能的植物群落。同 时我们还要满足景观多样性原则，城市景观既包括自然形成的，也包括人工改造的 或者主要由人工建造的景观。对于城市植被而言