洛阳市住宅区植物群落结构及物种多样性分析 园林专业.docx
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洛阳市住宅区植物群落结构及物种多样性分析园林专业
河南科技大学
毕业设计（论文）
洛阳市住宅区植物的群落结构与多样性分析
姓名
院（系）林学院
专业园林
指导教师
2012年5月25日
摘要
采用抽样调查法和实地走访，在洛阳市3个辖区选取了8个居住区作为样点，对洛阳市住宅区植物群落结构及物种多样性进行了调查分析。
其中涧西区选取了3个样点，即中泰世纪花城、世纪华阳和南山洛轴生活区；西工区2个样点分别是盛世唐庄和上阳路社区；洛龙区选取的3个样点为河南科技大学家属院德园、洛阳理工家属院绿园和山水富地。
结果表明：
洛阳市住宅小区整体来说，植物物种丰富，有42科，121属，203种，配置合理，景观效果较佳。
辛普森指数平均大于0.6，香农-维纳尔指数平均大于1.3；物种多样性较丰富，植物群落结构较为完整，生长型谱较合理。
但也存在一些问题，比如彩色叶树种种类较为丰富，但是应用数量相对较少；而且阳性灌木因受上层乔木遮荫而出现生长状况稍差。
本研究分析了绿化植物的种类、数量、应用频率、植物物种丰富度等，从而为洛阳市的住宅区绿化建设提供科学参考和理论依据。
关键词：
洛阳市；住宅区；群落结构；多样性分析；植物配置
ANALYSISOFTHECOMMUNITYSTRUCTUREANDSPECIESDIVERSITYOFRESIDENTIALAREASOFLUOYANGCITY
Abstract
Asamplesurveyandsitevisits,andLuoyangCityin3districtshasbeenselectedasa8asaresidentialareaofLuoyangCity,residentialareawetlandstructureandspeciesdiversityintheanalysisofthesurvey.WesternDistrictofstreamhasbeenselectedasa3point,i.e.theflowercity,centurycenturyHuaYangandNanshandistrictshaftlife;theworkareaasa2pointdifferenceisonBroadwayTangChongYangRoadandLosdragonsareacommunities,selected3asapointofHenanUniversityofScienceandTechnologyfamilyhomes,Gardenhomes,andLuoyangPolytechnicfamiliesrichgreengardenandlandscape.Resultsshowedthat:
Luoyangcityresidentialareasasawhole,plantspeciesrich,42,121,203,andisproperlyconfigured,abettervisualimpact.Simpson'sIndexAveragegreaterthan0.6-d,theShannonIndex,anaverageofgreaterthan1.3;speciesdiversity,richwetlandiscomplete,thegrowthinproductionismorereasonable.Buttherearealsoanumberofproblems,suchascolor,speciesrichnessisthenumberofapplications,buttherearerelativelyfewshrubs;andpositivetreesshadetheupperlayerofthegrowthconditions.Thisstudyanalyzedthetypesofgreenplants,thequantity,frequency,andplantspeciesrichness,andthustotheLuoyangcityresidentialgreenbuildingprovidesscientificinformationandtheory.
KEYWORDS:
LuoyangCity;Residential;Communitystructure;Diversityanalysis;Plantconfiguration
摘要
Abstract
1前言
绿色植物给地球披上了绚丽的绿装，是地球上最基本的生命体，是维持地球表层生态平衡最基本的生命体[1]。
绿色植物不仅能使人从视觉上、精神上得到美的享受，更能带给人们健康、安静的生活环境。
所以，绿色植物成了住宅区绿化的必不可少的重要的一部分。
居住区是城市中集中布置居住建筑、公共建筑、公共绿地、生活性道路等居住设施的区域。
居住区绿地空间是居民主要的室外活动空间，是城市园林系统中分布最广、使用率最高的组成部分[2]。
居住区环境的好坏直接关系到居民的生活质量。
随着经济的发展,居民越来越追求舒适、优美、健康的居住环境。
丰富的植物景观不但能丰富园林空间、美化环境、赋予居民生活情趣，而且具有净化空气、改善小环境、遮阳、隔声、防尘杀菌等作用。
树木的高低、树冠的大小、树形的姿态和色彩的四季变换，使没有生命的住宅建筑具有浓厚、亲切的生活气息。
因此，植物的自然美、生态美成为住宅区环境的重要部分[3]。
而城市住宅环境具有其特殊性，由于生态条件，如光照、温度、通风等受建筑的影响还有土壤、地面铺装和地下管线的限制。
这就对植物配置提出了不同的要求设计者必须认真考虑从住宅区的实际出发在满足植物生态要求的同时还要满足人们实用要求而较低的建设和维护费用也得综合考虑。
1.1住宅区植物绿化的必要性
在将自然引入城市的理念推动下，研究和发展城市住宅区园林植物群落已经成为城市生态建设与城市生物多样性保护的重要组成部分，构建合理、科学的住宅区植物群落结构才能使城市居民区绿地稳定、高效地发挥其美化和改善环境的功能。
城市住宅区园林植物群落属于城市森林的研究范畴，是生长在居民区或周边的对所在环境有美化和改善作用的植物群落，主要为人工植物群落或受干扰的自然植物群落，其物种多样性研究对城市生态保护建设与可持续发展具有重要意义[4，5]。
1.2国内同类调查概况
随着我国城市化进程加快，城市居民生活质量、品位及环保意识逐步提高。
人们对居住绿地的生态功能越来越重视，也逐步认识到绿色植物对居住生态环境的平衡与调节作用，植物的生态功能已经受到了人们的重视。
到目前为止，已有部分专家和学者对部分城市的住宅区做过相关或相类似的调查。
杨振威[6]对北京市建成区一些具有代表性的十二个居住区绿化植物和绿化模式进行调查和分析。
结果发现在被调查的12个居住小区中，树种最多的为36种，最少的仅为11种。
在所栽的树种中，有近10个树种的出现率为100%。
乔木利用率较低，多是灌草型结构。
此外，小区使用的地被和藤本植物的种类极少。
杨振威对今后北京市住宅小区绿化植物选择和绿化模式提出了相关建议，以期提高北京市住宅小区绿化水平，以“以人为本”的思想为指导，营造出健康、优美、舒适的宜居小区环境，形成独特的地方风格。
郎金顶[7]等通过对北京市五环内居住区生物多样性和绿地结构类型的抽样调查，结果表明：
北京市居住区共有维管束植物68科178属273种，其中少种科属和区域性单种科属占很大比例；栽培植物中，乡土物种优势度低为37．18％；绿地结构类型数目中，乔、灌、草交互组成的复层结构占优势。
王萍[8]通过实际调查和翻阅文献得出了这样的结果：
为优化城市居民生活环境、减少城市污染、提高市民的生活品质和城市的品味，人们提出将自然引入城市，通过园林来弥补城市的不足，以形成城市园林。
一般认为，无论是生态系统还是生物群落，只有当其达到多样化之后才具有稳定性，才具有较强的抗拒外来影响的能力，城市绿化中植物的多样性也是如此翻。
多样的生态系统及物种构成使城市的园林绿地具备了较好的稳定性和自我调节能力，而单调的生态系统及物种构成使城市园林变得相对脆弱，一旦遭遇不可抗拒的自然灾害，园林可能失去其应有的形态及功能。
城市园林绿化作为提高市民的生活品质和城市的品味的重要手段，得到政府的广泛重视与支持。
在城市园林绿化过程中，各地纷纷大规模移植大树和引进外地植物，扩大绿化植物的多样性。
由于缺乏必要的制度和规范，尽管一定度上满足了城市绿化对新优植物的需求，但也埋下了一些隐患。
徐高福[9]等对杭州市13个不同建设时期的住宅区绿化植物群落结构和多样性进行调查与分析，结果表明：
群落结构以桂花和香樟为乔木层主体树种，下层以龙柏和山茶为优势，绿篱和地被灌木以红花檀木和金边黄杨为最多，草本和草坪植物以结缕草和麦冬最为常见；乔灌草整合物种丰富度指数（sp）在16～58，小乔木和灌木层的物种丰富度指数（sp）、多样性Simpson指数（D）、Shannon—Wiener指数（H）及均匀度指数（Jh）相对较高，乔木层、绿篱和地被灌木层次之，草本和草坪植物相对较低；多样性指数与住宅绿地功能区块多样性布局及建设时期有一定的关系，绿地功能区块布局多的住宅区的多样性指数较高，建设年代较早的住宅区的多样性指数较低。
董丽丽[10]等根据所处的空间位置以及建成时间的不同，对南京20个居住区的40个人工植物群落样地进行了群落学调查，分析了样地内植物的组成、群落的层次结构特征以及生物多样性。
结果表明：
植物群落的物种组成具有一定的“时代性”；垂直绿化使用较少，物种相对单一，乡土树种应用较少；生物多样性指数相对偏低。
根据对南京地区次生林群落结构的调查结果，提出优化居住区人工植物群落的对策。
李春梅[11]等通过对杭州市住宅区植物的多样性抽样调查，了解了杭州市住宅区群落解构特征以及生物多样性，结果发现杭州市住宅区仍存在许多问题，比如绿化面积不足，维修成本较高等，并提出相应解决方法，营造出优美舒适的居住环境。
石康年[12]等以抽样调查的方法，对宁波城市园林植物多样性开展调查，了解了宁波城市绿地中乔木、灌木、草本等植物种类、数量、比例结构等状况，分析了宁波城市绿地群落生物多样性的现状及问题，提出在宁波生态城市建设中绿化事业发展的建议。
1.3本调查的目的和意义
宜居城市是洛阳市城市建设的目标，居住小区环境（主要是绿化环境、居民活动空间、居民活动设施等）是城市和谐性的重要标志之一[13]。
本调查对洛阳市8个典型居住小区绿化植物的群落结构特点及物种多样性进行调查和分析，了解洛阳市住宅区植物群落结构和物种多样性现状，从而为洛阳市今后的住宅区规划和绿化提供理论依据。
2调查方法
2.1研究区概况
洛阳市位于河南省西部，地处东经111.8。
至112.59。
，北纬33.35。
至35.05。
之间。
位处亚欧大陆桥东段，横跨黄河中游南北两岸，“居天下之中”，素有“九州之腹地“之称。
洛阳位于暖温带南缘向北亚热带过渡地带，属标准的温带大陆性季风气候，降水多集中于夏季，6、7、8三个月的降水量约占全年降水总量的74%，春季降水约占全年的10%，四季分明，气候宜人。
年平均气温14.2℃，最高气温42℃，最低气温-21℃，降雨量546毫米。
年平均空气湿度65%，土壤冻结深度历年来最大21m。
年平均降水量603.8mm，年平均相对湿度65%，年平均风速2.0m/s，最大风速19.7m/s。
东西长约179公里，南北宽约168公里。
洛阳地势西高东低，境内山川丘陵交错，地形复杂多样，森林覆盖率42.56%，热量适中，光照充足，降水偏少，边幅较大，具有明显垂直变化特点[14]。
2.2植物种类调查方法
本调查统计了洛阳市中8个住宅区（涧西区的中泰世纪花城、洛轴南山生活区、世纪华阳；西工区的盛世唐庄、上阳路社区；洛龙区的河南科技大学家属院德园、洛阳理工家属院绿园、山水富地）的园林植物物种及其群落。
园林植物种类调查采用实地调查法：
记录植物的学名，进行植物种类鉴定、统计分析，并编写洛阳市住宅小区植物名录。
2.3植物应用频率的计算方法
在植物种类数量调查的基础上，选择住宅小区的道路绿地、宅旁绿地、边际绿地、大门绿地、湿地小景周边绿地、公共绿地等6个功能绿地区进行群落调查，依次将群落分为0～2km²，2～4km²，4～6km²，···，14～16km²，16～18km²，18～20km²等10个面积等级类型，分别以1，2，3，···，8，9，10表示。
本调查中的植物应用频率是指某种植物在调查的所有群落中出现的频率[15]。
计算方法为：
植物在所调查的所有群落中出现的次数、所调查群落个数。
其中，植物应用频率在75%-100%之间为最多，应用频率在50%-75%之间为多，应用频率在25%-50%之间为较少，应用频率在0-25%之间为少。
2.4植物资源丰富度调查和分析方法
物种丰富度（speciesrichness）指一个地区内总的物种丰富的程度[16]。
多样性指数（diversityindex）指用来测度分类单元多样程度和考察每一单元相对多度的指数。
通常有两种含义：
种的数目或丰富度、种的均匀度。
多样性测定主要有三个空间尺度：
α多样性，β多样性，γ多样性。
α多样性指数主要关注局域均匀生境下的物种数目，因此也被称为生境内的多样性（within-habitatdiversity）[15]。
群落的α多样性是刻画群落组成结构的重要指标[17]。
本文以调查分析α多样性指数来说明物种多样性指数。
常用的有Simpson（辛普森）多样性指数和Shannon-Wiener（香农-维纳尔）多样性指数[18]。
（1）Simpson（辛普森）多样性指数
假设在某一群落中随机抽取两株植物样本，如果属同一个种的概率很高，则这一群落的多样性就低。
设某群落中有S个种类，则辛普森指数为：
D=1-ΣPi²（i=1,2,…,S）公式1
式中：
Pi--种i的个体数占群落中总个体数的比例。
辛普森多样性指数的最低值是0，最高值为（1-1／S）。
前一种情况出现在全部个体均属于一个种的时候，后一种情况出现在每个个体分别属于不同种的时候。
辛普森指数越大，物种多样性越丰富，但辛普森指数最大不超过1。
（2）Shannon-Wiener（香农-维纳尔）多样性指数
用于描述种的个体出现的紊乱程度和不确定性，测量异质性问题。
假设以群落中有S个种类，则可以用下式描述物种的多样性，即香农-维纳尔指数：
H=-ΣPi㏑Pi（i=1,2,…,S）公式2
式中：
Pi--种i的个体数占群落中总个体数的比例。
Shannon-Wiener指数来源于信息理论。
它的计算公式表明，群落中生物种类增多代表了群落的复杂程度增高，即H值愈大，群落所含的信息量愈大。
3研究结果
3．1群落结构分析
3．1．1植物种类统计
经过调查和资料统计，洛阳市8个居住区绿地共有植物42科，121属，203种。
按生活型类型划分有乔木101种，灌木79种，草本18种，草质藤本2种，木质藤本3种。
含10种及其以上的科有：
菊科（Compositae）22属34种、蔷薇科（Rosaceae）10属30种、禾本科（Gramineae）19属22种、木犀科（Oleaceae）6属14种、豆科（Leguminosae）8属11种及杨柳科（Salixacea）2属10种，计6科67属121种[19]。
乔木、灌木、草本和藤本植物的数量、常见科以及主要物种见表1。
植物信息详表见附录1。
表1洛阳市居住区内各种植物类型的物种统计
植物类型
物种数量
常见科
主要物种
银杏科
银杏GinkgobilobaL.
蔷薇科
日本晚樱PrunuslannesianaWils.
乔木
101
蔷薇科
紫叶李Prunuscerasifera
Ehrh.'Atropurpurea'Jacq.
木犀科
女贞LigustrumlucidumAit.
豆科
国槐SophorajaponicaLinn.
松科
雪松Cedrusdeodara（Roxb.）G.Don
海桐科
海桐Pittosporumtobira（Thunb.）Ait.
灌木
79
蔷薇科
红叶石楠Photiniaserrulata
蔷薇科
碧桃Prunuspersica（L.）Batsch
豆科
紫荆CercischinensisBunge
草本
18
豆科
车轴草TrifoliumrepensLinn.
百合科
麦冬OphiopogonJaponicus（Thunb.）Ker-Gawl.
禾本科
早熟禾PoapratensisL.
葡萄科
爬山虎ParthenocissustricuspidataPlanch.
藤本
5
豆科
紫藤WisteriasinensisSweet
紫葳科
凌霄Campsisgrandiflora（Thunb.）Loisel.
注：
1-乔木（48.08）、2-灌木（39.42）、3-草本（9.62）、4-藤本（2.88）
图1洛阳市住宅区各植物类型占住宅区所有植物比例
通过对洛阳市8个典型住宅区植物物种统计共有植物203种隶属于42科，121属。
其中乔木101种，灌木79种，草本18种，草质藤本2种，木质藤本3种。
由图1可见：
洛阳市住宅区内植物资源中乔木种类最多，占所有物种的48.08%，主要科属为银杏科银杏属、蔷薇科梅属、松科松属、豆科槐属、豆科紫荆属、樟科樟属；其次是灌木种类，占所有物种的39.42%，乔木和灌木的物种数量两者相差不多，主要科属为木犀科丁香属、海桐科海桐属、夹竹桃科、锦葵科；再次是草本植物物种数量，占所有物种的9.62%，主要科属为禾本科、百合科麦冬属；藤本植物物种数量最少，仅占所有物种的2.88%，主要科属为五加科常春藤属、豆科紫藤属。
3.1.2住宅区绿化植物应用频率分析
洛阳市居住区绿化植物应用频率见表2。
这些绿化植物在居住区中的应用频率只有个别的植物比较大，在各个居住区中随处可见，如樱花、女贞、紫叶李等，而大部分的植物只分布在各居住区中的个别区域。
在洛阳市居住区中所应用的203种植物种类中，乔木应用最多的物种为紫叶李，占乔木总数的2%，灌木植物为石楠和桂花，占灌木总数的1%，草本植物为麦冬，占草本植物总数的1%，主要应用方式为在群落中散植，而藤本植物没有应用最多的物种。
应用频率多的植物乔木有银杏G.biloba、樱花、女贞、国槐、雪松共5种，占乔木总数的10%，其中银杏的应用方式主要为做行道树、群植、在群落中散植；樱花的主要应用方式为在群落中散植；女贞的主要应用方式为做行道树、在群落中列植、散植；国槐的主要应用方式为做行道树、在群落中散植、列植；雪松的主要应用方式在群落中散植、在道路两侧及教学楼出入口对植。
应用频率多的灌木有4种，为海桐、石楠、碧桃和紫荆，占灌木总数的10%，其中海桐的主要应用方式为在群落中列植、散植；石楠的主要应用方式为在群落中做绿篱、列植、散植；碧桃的应用方式为在群落中列植、散植、群植；紫荆的主要应用方式为群植、在群落中散植。
没有应用频率多的藤本植物和草本植物。
表2洛阳市住宅区绿化植物的应用频率
应用频率
植物类型
植物种类
占同类型绿化植物比例%
乔木
2
2
最多
灌木
2
1
草本
1
1
灌木
0
0
乔木
5
9
多
灌木
4
10
草本
0
0
灌木
2
1
乔木
10
17
减少
灌木
7
12
草本
5
30
藤本
0
0
乔木
44
68
灌木
56
78
少
草本
7
70
藤本
8
100
应用频率较少的乔木有10种：
梧桐Firmianasimplex、白皮松PinusbungeanaZucc.、棕榈Trachycarpusfortunei（Hook.）H.Wendl.、三角槭.Acerbuergerianum、广玉兰MagnoliagrandifloraL.、侧柏Platycladusorientalis（Linn.）Franco、毛白杨PopulustomentosaCarr.、悬铃木PlatanusacerifoliaWilld.、泡桐Paulowniatomentosa（Thunb.）Steud.和榆树UlmuspumilaL.，占乔木总数量的20%，主要应用方式都有在群落中散植，另外，除泡桐和榆树外其它植物也在群落中列植，广玉兰、侧柏、毛白杨和悬铃木也作为行道树出现。
应用频率少的灌木有5种，分别为小叶女贞LigustrumquihouiCarr.、大叶黄杨EuonymusjaponicusThunb.、月季RosachinensisJacq.、紫叶小檗Berberisthunbergiif.atropurpureaRehd、丝兰YuccasmallianaFern.，占灌木总数的12%，月季的主要应用方式为群植；小叶女贞、大叶黄杨和紫叶小檗的主要应用方式为做绿篱；丝兰主要在绿地出入口进行对植。
应用频率少的草本植物占草本植物总数的30%，为车轴草、早熟禾和麦冬，其中早熟禾主要在混播草坪中出现，车轴草和麦冬主要是单独作为地被植物出现。
没有应用频率少的藤本植物。
居住区绿化中应用最少的乔木占乔木总数的68%，其中有些植物都是很好的观叶或观花植物，例如枫香LiqnidambarformosanaHance.、五角枫AcermonoMaxim.、元宝槭AcertruncatumBunge.、香樟Cinnamomumcamphora（L.）Presl.、白蜡FraxinuschinensisRoxb.、楸树CatalpabungeiC．A．Mey等，这些植物可以在群落中进行散植、丛植、群植，也可以作为行道树、独赏树。
应用频率最少的灌木占灌木总数的78%，其中南天竹NandinadomesticaThunb.、火棘Pyracanthafortuneana（Maxim.）Li.、金叶女贞Ligustrum‘Vicaryi'、构骨Llexcornuta、夹竹桃NeriumindicumMill.、连翘Forsythiasuspensa（Thunb.）Vahl.、迎春JJasminumnudiflorumLindl.、金钟花ForsythiaviridissimaLindl.等都是很好的观花、观果、观叶植物，可以做绿篱，在群落中群植、丛植。
应用频率最少的草本植物占草本植物总数的70%，其中红花酢浆草OxaliscorymbosaDc.、鸢尾IristectorumMaxim.、麦冬都为广泛应用的地被植物，而高羊茅FestucaelataKeng.、结缕草ZoysiasinicaHance.、黑麦草Loliumperenn
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