郑州城市滨水区植物群落调查分析研究

郭 晖，朱 南，邹志荣

（1.西北农林科技大学，陕西 杨凌712100；2.新乡学院 生命科学与技术系，河南 新乡453003；3.河南省新乡市人民公园，河南 新乡453003）

1 引言

滨水区是城市中一个特定的空间地段，系指“与河流、湖泊、海洋毗邻的土地或建筑，亦即城镇邻近水体的部分。滨水区是城市的开放空间，具有城市的“门户”和“窗口”的作用，是水域和陆地交界的地带，是城市中自然环境与人工环境的结合处，是文化财富和精神财富的总和，是当今新兴的城市景观设计的一个重要的组成部分，它既是城市居民基本的活动空间，又是表现城市形象的重要节点，也是外来旅游者开展观光活动的场所。在滨水区的建设与改造中，植物起着很重要的作用。它不但是构成滨河景观的基础，也是体现滨水带生态效益的决定因素，另外它还具有提供户外游憩场所的功能。城市滨水区植物群落关系着城市水体生态系统的稳定及生物多样性。现在诸多完成的研究中，基本上都只是对滨水植物种类进行了调查和简单分析，而对滨水植物组成的结构特点、影响因素等研究相对偏少。本研究对郑州主要城市滨水区进行了实地踏查，分析了各滨水区植物群落的组成及入侵物种，总结了郑州城市滨水植物结构组成的特点，分析研究了城市扩建、开发利用等因素对滨水区植物群落组成的影响。为郑州城市滨水植物景观的建设与保护提供建议和意见。

2 城市概况及研究方法

2.1 城市概况

郑州市是河南省省会，北临黄河，西依嵩山，市区境内有大小河流124条，随着南水北调中线工程的实施，郑州市生态水系工程水域面积不断增加。郑州城市水体资源较为丰富，种类多样，其面积占全市总面积的6.4%。这些城市水体大部分作为休闲娱乐使用，有的还兼有交通、水产养殖等作用。本研究选取了8个郑州主要城市水体的滨水区植被群落作为研究对象，包括黄河、金水河、索须河、贾鲁河以及郑州市有代表性的城市湖泊如西流湖、雁鸣湖、如意湖、绿园湖（表1）。这8个城市滨水区在地理分布、自然类型、开发利用等方面较为多样，能够反映出郑州城市滨水区植被群落的组成及分布特点。

表1 郑州市主要滨水区概况

2.2 研究方法

在8个城市滨水区植被带中共选择样地38个，应用样方法（样带法）调查滨水植物组成。湖泊采用样方法，每个样方为25m×25m；河流采用样带法，每个样带面积为25m×100m。乔木记录物种、个体数量；单株灌木记录物种、个体数量；片植灌木、水生植物、地被均记录其物种、面积。本文主要通过物种组成、Shannon－Wiener指数、Simpson指数、Jaccard相似性系数等方面对城市滨水植物群落组成与特点进行分析。调查中为了便于统计，植物的各品种、亚种均记为一个物种。本研究中涉及以下3个计算公式：

（1）Shannon－Wiener指数。

式中：ni为第i个种的个体数目，N为群落中所有种的个体总数。

（2）Simpson指数。

式中：Pi种的个体数占群落中总个体数的比例。

（3）Jaccard相似性系数。

式中：j为2个群落或样地共有种数；a和b分别为样地A和样地B的物种数。

3 结果与分析

3.1 郑州主要城市滨水植物的物种组成特点

3.1.1 物种组成现状

在所调查的8个滨水区样地中，共有植物58科101属137种。乔木共计25科50属52种，主要以蔷薇科、杨柳科、豆科、七叶树科、松科植物为主；灌木共计22科40属53种，主要以木犀科、蔷薇科、忍冬科、小檗科植物为主；地被植物共计18科25属30种，主要以鸢尾科、禾本科、百合科植物为主；水生植物共计9科12属12种，主要以禾本科、千屈菜科、鸢尾科、睡莲科植物为主。

在物种多样性方面，8个滨水区中乔木的平均物种数最高为11.5，平均Shannon－Wiener指数为0.7410，平均Simpson指数0.4741，乔木层的优势种是垂柳（Salixbabylonica）、杨树（Populussimonii）、七叶树（Aesculuschinensis）等；灌木的平均物种数为10.5，Shannon－Wiener指数成株灌木0.7320、片置灌木0.6796，Simpson 指数成株灌木0.2184、片置灌木0.1031，灌木层的优势种是小叶女贞（LigustrumquihouiCarr）、海桐（Pittosporumtobira）、枸骨（llexcornuta）等；地被植物的平均物种数为8.5，Shannon－Wiener指数为0.5406，Simpson指数为0.2432，地被层的优势种是高羊茅（Festucaarundinacea）、白花三叶草（Triofliumrepens）、麦冬（Ophiopogonjaponicus）等；水生植物的平均物种数3.8，Shannon－Wiener指数为0.3280，Simpson指数0.1254，水生植物的优势种是芦苇（Phragmitesaustralis）、睡莲（Nymphaeaalba）、荷花（Nelumbonucifera）等。

总体看来，郑州城市滨水植物群落中乔灌木种类较为丰富，水生植物群落则较单一。在园林绿化中，对乔灌木比较重视，而水生植物的种植及利用较为薄弱，同时对水生植物的生长环境保护不够重视，在一定程度上也影响到了水生植物群落的生长发育。

3.1.2 乡土物种

乡土植物是指经过长期的自然选择及物种演替后，对某一特定地区有高度生态适应性的自然植物区系成分的总称。从保护自然、保护物种多样性的角度来看，选用乡土植物进行园林绿化，是维持和保护当地自然景观特色的方法之一。据郑州市园林局统计，郑州市区乡土植物共有215种，而在所调查的滨河区，实际应用的乡土植物种类为85种，占乡土植物数量的39.53%。这85种乡土植物，占调查中所有滨水植物种类的62.04%。调查物种中，乔木中乡土树种有31种，占调查乔木总物种数的59.61%，灌木中乡土树种有25种，占调查灌木总物种数的47.17%，地被植物中乡土物种有8种，占调查地被植物总物种数的26.67%，水生植物中乡土物种有5种，占调查水生植物总物种数的41.67%。调查发现主要乡土物种乔木有七叶树、朴树（Celtissinensis）、垂柳、合欢（AlbiziajulibrissinDu－razz）、白蜡（FraxinuschinensisRoxb）、女贞（Ligustrum lucidum）等；灌木有海桐、枸骨、南天竹（Nandinadomestica）、小叶女贞、刺柏（JuniperusformosanaHayata）等；地被有白花三叶草、麦冬、石蒜（Lycorisradiata）等；水生植物为芦苇、菖蒲（Acoruscalamus）、荷花等。从统计数据来看，在郑州城市滨水区植物群落中乡土物种已占有一定地位，这主要与部分滨水区改造保留原有物种及原有植物群落的演替趋于稳定有关。但乡土物种的数量在滨水区植物群落中仍偏少，因此还应加大乡土树种栽植力度。

3.1.3 入侵物种

生物入侵是指某种外来生物进入新分布区成功定居，并得到迅速扩展蔓延的现象。自1958年Elton提出这一概念以来，在近几十年里，生物入侵已成为生态学领域的一个研究热点。入侵种能在新的生境中建立庞大的种群并向周围地区扩散，对新分布区的生态系统的结构和功能造成明显的损害和影响。生物入侵不但会对区域生态系统平衡产生影响，而且还会降低生物多样性。

表2显示，调查的8个城市滨水区中，除如意湖、黄河、绿园湖所选样点在调查期间没有发现入侵物种，其他5个城市滨水区均不同程度的受到入侵物种的威胁。入侵物种主要是空心莲子草（Alternantheraphiloxeroides），个别样地还出现了大薸（Pistiastratiotes），这2种入侵物种均生长在滨河的水陆交接地带。在出现入侵物种的滨水区中，索须河、贾鲁河等已采取利用拦网减小空心莲子草的生长范围及遏制入侵物种对滨水区的影响。

表2 郑州市城市滨水区入侵物种调查统计

3.2 城市扩建等对群落多样性的影响

本次调查的8个城市水体分布在郑州市的不同地区，这些地区的城市建设状况、开发时间、城建历史等不尽相同，滨水植物群落组成也有一定的差异。按照开发时间、规模不同将8个城市滨水区分为2类，即早期建设组与新建设组。早期建设组包括金水河、索须河、贾鲁河、雁鸣湖。其中金水河、贾鲁河开发历史较悠久，开发时间最短的雁鸣湖周边在2005年前也已经建成大量成熟的住宅社区；新建设组基本均在2005年后开始进行开发、改造，包括：西流湖、如意湖、绿园湖、黄河。黄河沿岸多年来人为活动没有中断，但开发形式多以工厂码头、桥梁建设等为主，植被保护及种植少之又少。近年来随着郑州城市扩建，对北站附近黄河沿岸进行了环境整治和园林景观绿化工作。如意湖位于郑州新东区近年来郑州市政府投入相当大，周围配套公园绿地较多，也有高层写字楼及居住区。绿园湖是郑州市政府2009年为承办第二届中国绿博会修建的，周围植物较为丰富。

因为植物的生长、景观形成需要时间，早期建设组中的滨水植被基本经过了几年甚至几十年的生长与养护，已初具规模，除当初人工栽植的植物外，一些地域性植物也进入了群落中，尤其是水生植物和灌木。而新建设组中的植被多为近年才开始栽植与养护的，植被以新栽植的为主，且应用种类相对较少、长势较慢，明显早期建设组的物种多样性优于新建设组，但野生草本植物进入群落较快，因此早期建设组与新建设组的地被植物差异不是很明显。

3.3 滨水区类型对群落相似性的影响

对Jaccard相似性系数进行分析发现，由于黄河及其他7个城市滨水区的共有物种数相对较少，与它们的平均相似性系数相比，8个城市滨水区间的平均相似性系数明显处也比较低。这是因为黄河的地域环境与其他城市滨水区有较大的区别，因此造成与其他群落产生了较大的差异。由于剩余的7个群落都是人工或半人工开挖修建，物种组成则较为相近。这说明郑州滨水区在园林植物种类选择上，不同类型的滨水绿地差别相对不是很大，未能更好体现各类绿地在文化内涵、功能等方面的差异。将这7个城市水体按开发目的、利用类型划分可分为2类，即公共绿地类：金水河、索须河、贾鲁河、如意湖。公园类：雁鸣湖、绿园湖、西流湖，其中公共绿地类共有物种数54种，公园类共有物种数84种，2种类型相同的物种数为45种。这是由于公共绿地与公园的性质、功能基本一致，都是为市民营造良好的休闲娱乐空间。但免费的公共绿地与收费的公园相比，整体植物种类明显要比公园绿地逊色，可能是因为投入相对较小，硬质场地较多，绿地面积较小，物种选择余地少（表3）。

表3 郑州市主要城市滨水植物群落间的Jaccard相似性指数

4 结论与建议

（1）加大水生植物的引种与栽植力度。目前郑州城市滨水区乔灌木配置相对较丰富，但水生植物群落则较为单一，有待种植更多的水生植物，特别是乡土水生植物的引种种植。水生植物不仅有观赏价值，最主要的是能够净化城市污水，改善城市水质。除目前已经在郑州滨水区大量栽植的菖蒲、芦苇、睡莲、荷花外，还应该引进以下物种：如鸢尾（Elanusleucurus）、水葱（Scirpus crassipes）、千屈菜（Lythrumsalicaria）、香蒲（Typha angustata）、泽泻（Alismaplantago－aquaticaLinn）、石菖蒲（Acorusgramineus）等。

（2）在重视乡土物种的同时控制外来入侵物种。从调查来看，郑州滨水区的植物物种中，乡土物种所占比重较少，且个别样地还出现外来入侵物种。建议在恢复及建立滨水区植被时，应首先考虑乡土物种，使乡土物种成为滨水区园林绿化植物的骨干。对空心莲子草、大薸等外来物种入侵的群落要加大管理防治力度，采取生物防御防治、生态环境恢复技术、化学物理防治等措施控制其繁衍。

（3）维护早期建设组滨水植物群落，同时加大新建设组植物群落改善力度。在城市不断扩建的今天，城市滨水区是城市生态资源，作为城市的一部分必然会在城市建设中受到影响。早期建设组滨水区因周边城建基本结束，植物群落已经形成规模体系，变化不会很大，目前只要做好合理的维护和养护工作；而新建设组由于开发时间较短且目前还在建设，所以滨水植物种类较少、群落建设还不太成熟，因此应当积极引进新品种改善植物种类群落平衡；合理科学的规划配置，以弥补因开发时间较短而造成的不足。

（4）增加不同滨水植物群落间的差异，丰富滨水植物景观。从调查来看，8个滨水区绿地绿化形式基本相同，物种都较为单一，物种多样性相对较低。建议滨水区植物配置应与水系、地形及周围环境相结合，充分显现滨水区的人文景观和自然景观特征。考虑植物结合当地自然条件、发挥自我更新能力、体现滨水区自然景观风貌及景观效果。目前郑州各城市水体除黄河外，其他人工半人工的城市滨水植物群落差异性较小，没有突出各自地域特色，同时金水河、索须河、贾鲁河等河流与其他城市湖泊的植物群落差异性也应当增强。

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