mk_青岛市木本植物群落相似性研究_宋慧慧_周春玲_刘志科_W

1、 风景园林植物 青岛市木本植物群落相似性研究 Qingdao, A Similar Study of Woody Plant Communities宋慧慧 / SONG Hui-hui周春玲* / ZHOU Chun-ling刘志科 / LIU Zhi-ke摘要：为丰富青岛市山头绿地植物群落类型，解决其生态稳定性差和景观效果单一的问题，对青岛市城区、郊区和山区的88 个木本植物群落进行了全面调查，并进行了Jaccard相似性与聚类分析，结果表明：群落Jaccard相似性系数在0.50以上的占总数的3.95%，大部分样地群落之间的相似性系数在0.100.49。其木本植物群落大致分为黑松群落、刺槐

2、群落和赤松群落3个类型；而 灌木层，尤其是山区群落灌木植物类型相对丰富。总体而言，青岛市木本植物群落在水平结构上差异显著，但内部结构相对单一，山区植物群落的树种结构可为城区山头绿地的改造提供借鉴。 关 键 词：园林植物；青岛；木本植物；群落相似性；聚类分析 文章编号：1000-6664(2014)10-0090-04 中图分类号：S 688 收稿日期：2014-01-07；文献标志码：A 修回日期：2014-08-26Abstract: Based on the investigation of 88 quadrants of Qingdao, the woody plant communit

3、ies of Qingdao were analyzed by Jaccard similarity and cluster analysis to enrich the community types of green hills in Qingdao and resolve the problems about the ecological stability difference and the effect of single landscape. The results showed that communities with Jaccard index over 0.50 acco

4、unted for 3.95% of the total, most of the similarity coefficients between communities ranged from 0.1 to 0.49. The cluster analysis based on important values of plants showed that the woody plant communities of Qingdao could be divided into 3 types, including Pinus thunbergii community, Robinia pseu

5、doacacia community, Pinus densiflora community. The community types of mountain shrub layer were relatively abundant. But woody plant communities of Qingdao was obvious in the horizontal structure, and the inside structure was relatively simple. The species structure of plant communities in the moun

6、tains was meaningful for the transformation of green hills.Key words: landscape plants; Qingdao; woody plants; community similarity; cluster analysis崂山位于青岛市东部，其部分余脉延伸入城区形成大量海拔为100300m的山头，这些地方不适宜用于其他城市建设而被作为绿地保留了下来。有的山头已经被改造为城市公园绿地，有的还是防护林，但是它们的植物群落组成和结构单一， 与青岛丰富的植物资源不相称1 。为了科学合理地营造青岛市园林绿地景观，研究青岛城市山头

7、绿地植物群落的现状及问南北两侧隆起，中间低凹，其中山地约占全市总面积的15.5%。市区地形是由崂山及其余脉所构成，土壤主要以棕 壤土为主。 2 研究方法 2.1 群落调查方法 采用样方法，对青岛市的木本植物群落进行调查。调查地点选择市区和城郊的山头绿地以及崂山山区，在所选样地上根据不同的海拔、坡向以及植被类型设置样方，样方的面积大小一般为20m20m，对样方内胸径5cm的乔木进行每木检尺 (胸径5cm的小乔木或幼苗算作灌木计录)；另外在样方的4个角及四角对角线的交点处共设置5个5m5m 的灌木样方。记录项目主要包括：1)乔木的种类、高度、数量、胸径、冠幅；2)灌木的种类、高度、数量、盖度； 3

8、)藤本植物的数量和盖度； 4)林分郁闭度、经纬度、海拔、坡度、坡向、坡位、土壤类型等。 题，探讨其与崂山近自然群落的关系及改进措施迫在眉睫。通过相似性测定和聚类分析进行群落比较分析，揭示群落类型的形成、发展与其周围环境的密切关系2 ，能够为现有山头绿地植被的管理、利用和改造提供科学依据，同时也为营建合理的 城市园林景观提供理论依据3。 1 研究区自然概况 青岛市地处山东半岛南部，东经1193012100、北纬35353709，属温带季风气候， 年平均气温12.2，年平均降水量为775.6mm。青岛地势东高西低，* 通信作者(Author for correspondence) E-mail:

9、145689242090 LA Plants2.2 数据分析 05101520252.2.1 重要值计算 样地6 样地8 样地9 样地12 样地1 样地11 样地15 样地17 样地20 样地2 样地3 样地19 样地4 样地10 样地5 样地7 样地14 样地21 样地18 样地16 样地22 样地23样地131)乔木：IV=(相对多度+相对高度+相对基盖度)/3； 2)灌木：IV=(相对多度+相对高度+相对盖度)/3； 3)藤本：IV=(相对多度+相对盖度)/2。 2.2.2 群落相似性系数 求算植物群落相似性系数，本文选用在植物数量生态分类中使用较多的Jaccard(1900

10、)系数4作为群落m和n的相似性系数，其计算公式为：r mn=a/(a+b+c)，式中：a为出现于群落m 与群落n的物种数；b为出现于群落m而不出现于群落n的物种数；c为出现于群落n而不出现于群落m的物种数。 2.2.3 聚类分析 利用PASW Statistics18.0软件，通过系统聚类的方法对各样地物种的重要值进行聚类分析。 3 结果与分析 3.1 样地概况 本文共调查样地23个，设置乔木样方共计88个，灌木样图1 乔木层植物聚类分析树状图方440个，木本植物种类121种。群落以“乔木名称灌木名称”命名，乔木、灌木选取重要值超过50%的树种，不足则以映群落的实际情况7。 3.3.1 群落主

11、林层植物聚类分析 排名前2位树种并列，以重要值大小区分先后。经纬度为样地中心点地理位置。 其中样地112位于城区及郊区，样地1323 位于崂山地区。样地基本情况见表1。 3.2 群落相似性系数分析 群落相似性分析是一切数量分类的基础5 。群落相似性系数是指不同植物群落结构特征的相似程度，根据群落相似性根据样地间的相似系数、聚类图以及植物区系组成、生态外貌、动态特征、环境条件等因子综合考虑，本文认为选取d=15作为划分群落类型的标准较为合理，划分为4个群落类型(图1)。 群落：包括样地1、2、6、8、9、11、12、15、17、20，黑松Jaccard系数原理，当取值为0.000.25时，为极不

12、相似；当(Pinus thunbergii)为该群落乔木层优势种，刺槐、麻栎取值为0.250.50 时， 为中等不相似； 当取值为0.050.75 时，为中等相似；当取值为0.751.00时，为极相似6。 群落Jaccard系数在0.50以上的占总数的3.95%，分别为样(Quercus acutissima)、赤松(Pinus densiflora)等为次优势种；样地15、17、20位于崂山山区，其余样地均位于市区及郊区的山头绿地，其群落结构基本一致，主林层优势种为黑松；样地15和17地理位置较近，群落类型相似，将其聚为一类地2与样地4、样地4与样地6、样地4与样地11、样地14与样地15、

13、样地14与样地17、样地14与样地19、样地14与样地21、 样符合实际调查情况。 群落：包括样地3、4、5、7、10、19，乔木层优势种为地14与样地23、样地16与样地22、样地17与样地23，大部 分样地群落之间的相似性系数在0.10.49。其中样地14和样地17之间的相似性系数最大，为0.58；样地9和样地13之间的相似性系数最小，仅为0.05。从23个样地的地理位置可知，一般相邻区刺槐，重要值到达 50% 以上， 黑松、 赤松、 毛梾 (Swidawalteri )、雪松、枫杨等为该群落类型的次优势种。除样地19外，其余样地位于城区及郊区范围，除当地乡土植物外，雪松域的植物群落相似性

14、高，如样地16和样地22相邻，相似性系数等引进树种也成为群落的优势种。 群落：包括样地14、16、18、21、22、23，赤松为 该群落类型乔木层的主要优势种， 黑松、日本落叶松(Larix为0.52。就群落相似性总体而言， 23个样地间相似性普遍较小，这是由于青岛市的植物群落大都是人工造林形成的，人为干扰因素较多，样地群落的物种组成单调，差异较大。 3.3 群落聚类分析 聚类分析是进行群落比较和梯度分析的有效方法。由于聚类的数据是基于物种的重要值，因此，系统聚类能够很好地反 kaempferi)、辽东桤木(Alnus hirsuta)、麻栎等为该群落的次优势种；该群落类型主要位于崂山山区，植

15、物种类丰富、生长旺盛、适应性强，群落组成和结构相似，植物景观稳定性高， 可将其群落优势种应用于城市山头绿地，丰富植物种类，增加 91 风景园林植物 景观效果。 群落：样地13，乔木层以辽东桤木、枫杨为群落优势种。 样地13肤木(Rhus chinensis )、花木蓝(Indigofera kirilowii )、茅莓(Rubusparvifolius )、赤松(小苗)、华北绣线菊(Spiraea fritschiana )、卫矛位于北九水风景区，与其他样地相比，自然群落保存较完整，近自然程度(Euonymus alatus)等。样地2、5、10、11、12是位于城区及郊区的山头绿高，物种丰富

16、，种类繁多，所以单独聚为一类。 地，其余样地位于崂山山区，样地之间的灌木层组成相似，故聚为一类。 从表1、图1可以看出，群落乔木层优势种黑松、刺槐、赤松分布类型：包括样地1、3、4、8、9、18，灌木层优势种为刺槐(小地域较广，从市区到崂山地区都有分布。而城区山头绿地主林层黑松和刺槐所占比例过高，植被类型过于单一，而一些乡土树种如短柄枹栎(Quercus serrata var. brevipetiolata)、麻栎等生长良好，适应性强，苗)、构树(小苗)、花木蓝，次优势种为胡枝子、紫穗槐、茅莓、黑松(小 苗)等。除样地18外，其余样地均位于城区的山头绿地，灌木层植物结构单一，植物种类少，被聚

17、为一类。 观赏效果好，但应用很少，应该加以推广应用。 类型：包括样地7，是以朴树(小苗)、牛(Elaeagnus 3.3.2 群落灌木层植物聚类分析 umbellata)等为优势种代表的类群。灌木层植被特殊，单独聚为一类。 通过对23个样地的植物群落主林层植物进行聚类，可以看出：青岛市类型：包括样地13，其灌木层优势种为小米空木(Stephanandra整体植物群落结构乔木层较为单一，所以，为进一步了解灌木层植物的群落结构，以灌木层植物重要值重新进行聚类(图2)。 选取d=16作为截值划分灌木层植物，可划分为5个类型。 类型： 包括样地2 、5 、10 、11 、12 、14 、15 、16

18、、17 、19 、20、21、22、23，其优势种为胡枝子(Lespedeza bicolor)、荆条(Vitexincisa)、一叶萩(Flueggea suffruticosa)等。本样地位于崂山风景区，一叶萩等植物生长势旺盛，观赏效果良好且生长粗放，可应用于城市山头绿地植物群落中，丰富群落组成，增加山头绿地景观效果。 类型：包括样地6，这是以青花椒(Zanthoxylum schinifolium)、黑松为优势种代表的类群。 negundo var. heterophylla )、牛叠肚(Rubus crataegifolius)，次优青岛崂山地区植物群落灌木层的植被类型丰富，但市区及郊

19、区的灌木层相比较崂山地区而言，种类过于单调。崂山山区植物群落林下层的植物 种类丰富，生长旺盛，分布广泛适应性强，群落结构稳定，可大面积推广 势种为圆叶鼠李(Rhamnus globosa )、刺槐(小苗)、扁担杆(Grewia biloba )、野蔷薇(Rosa multiflora )、紫穗槐(Amorpha fruticosa)、盐 表1调查样地基本情况一览表92样地号 地名 海拔/m 东经北纬 坡度/ 群落名称 物种数/个 1 百果山 15350 120313613 1065 黑松刺槐+花木蓝 14 2 长涧 150400 120273612 1030 黑松+刺槐胡枝子+圆叶鼠李 12

20、3 枣儿山 50150 12027369 3070 刺槐刺槐+构树 15 4 老鸦岭 100150 12028369 6070 刺槐刺槐 11 5 午山 150300 12030367 4070 刺槐野蔷薇+小叶白辛树 14 6 栲栳岛 50100 12034367 4060 黑松青花椒+黑松 12 7 信号山 0100 12020364 3060 刺槐+雪松朴树+牛 24 8 双山 50150 12023367 4060 黑松苦楝+黄栌 16 9 北岭山 50150 12022367 2070 黑松刺槐+黑松 17 10 烟墩山 0100 120223612 2040 刺槐荆条+盐肤木 22

21、 11 浮山 100300 12026366 2070 黑松胡枝子+花木蓝 16 12 大石村 150400 120343611 4060 黑松刺槐+黑松 23 13 北九水 250600 120363613 060 枫杨+日本落叶松小米空木+一叶萩 22 14 东台 200350 120213611 2050 赤松花木蓝+荆条 32 15 劈岔口 200350 12020369 4060 黑松荆条+茅莓 27 16 大河东 300550 12037369 050 赤松+日本落叶松赤松+短柄枹栎 35 17 青峰顶 400650 120343613 3070 黑松胡枝子+华北绣线菊 36 18

22、 黄泥崖 100350 120213610 1070 赤松刺槐+花木蓝 22 19 三标山 400600 120213611 2060 刺槐牛叠肚+胡枝子 16 20 华严寺 100300 120403612 1050 黑松+赤松胡枝子+栓皮栎 29 21 晓望 100250 120393614 3070 赤松胡枝子+花木蓝 23 22 流清河 400550 12038368 3045 赤松卫矛+小米空木 50 23 解家河 200350 120213610 2050 赤松胡枝子+牛叠肚 33 LA Plants0510152025样地17 样地23 样地14 样地12 样地16 样地22 样

23、地19 样地11 样地21 样地2 样地20 样地5 样地10 样地15 样地1 样地18 样地4 样地9 样地3 样地8 样地7 样地13 样地6 参考文献： 1 张卫玲.青岛市公园绿地木本植物多样性研究D.青岛：青岛农业大学，2008. 2 覃林.统计生态学M.北京：中国林业，2009. 3 周斯建， 赵印泉， 王珞.成都市沙河滨水绿地植物群落研究J.湖北农业科学，2013，52(14)：3342-3348. 4 Jaccard P. Contribution au probleme de l immigration post -glaciaire de la flora alpineJ.

24、 Bull. Soc. Vaudoise Sci.Nat , 1900, 36: 732-739. 5 赵志模，郭依泉. 群落生态学原理与方法M.重庆： 科图2 灌木层植物聚类分析树状图应用于城市园林绿化建设中。如胡枝子、花木蓝、一叶萩、荆条等自然环境下生长状态良好，适应性强，分布广泛，观赏效果极佳，而且耐修剪，可粗放管理，将其种植在城市园林中，可减少人工管理的成本，因此可以就地取材，推广种植，丰富植物群落林下景观。学技术文献重庆分社，1990. 6 陈翠玉.柳州市东堤游园滨水绿地植物群落研究J.安徽农业科学，2011，39(36)：22470-22472. 7 张磊， 谢双喜， 吴志文， 等

25、. 贵州习水国家级自然保护区森林群落相似性与聚类分析J. 贵州农业科学，2011， 39(6)：170-172. 8 陈继东， 李东胜， 贾哲， 等. 燕山北部山地4 种植物群落结构组成及相似性研究 J . 河北林果研究， 2013， 28(1)：49-54. 9 艾训儒，马友平. 洪家河流域植物群落相似性与聚类分析J.湖北民族学院学报：自然科学版，2006，24(4)： 339-342. 10 王瑛，王文峰，等.城市“近自然”植物群落构建探讨J.现代园林，2009(1)：35-37. 11 肖莎.广州白云山风景名胜区的改造与实施分析D. 广州：华南理工大学，2012. 12 梅琳琳，冯树丹，等.哈尔滨城市森林自然演替格局 研究J.中国农学通报，2012，28(34)：112-118. 4 讨论 就整体而言，虽然青岛市植被覆盖率高，植物资源丰富，但调查中发现多处大面积人为营造的诸如刺槐、黑松等纯林群落，其木本植物群落大致分为3个类群，分别为黑松群落、刺槐群落和赤松群落，