成都主要植被分布区的植物区系与组成相似性研究

苟小林 康馨文 涂卫国 陈绪玲 崔永亮 王亚婷

摘 要：研究以典型公园城市成都为对象，采用样线调查方法对担负不同功能的13个主要植被分布区域进行植物组成调查，分析各区域的植被区系以及区域间植物组成的相似性。结果表明：成都的各植被分布区的植物物种分布不均匀，具有自然保护区的都江堰和彭州区域植物物种丰富，分别调查到277和239种植物，且蕨类植物分布较多，而人为干扰较大的大邑区域植物物种数量最少，只调查到80种；人工干扰下区域的植物物种数量依赖于其植被功能类型；整体来看，成都的植物分布主要集中在世界分布、泛热带分布及其变型、北温带分布及其变型、东亚分布及其变型等区系；具有自然保护区的区域间，人工干扰情况相似的区域间，其植物组成的相似度较高，不同区域间的植物组成相似性与区域间的水平距离和海拔差距没有明显相关性。基于调查结果，提出成都未来公园城市建设需要加强本土植物物种数量的参与比例，同时要提升龙泉山城市森林公园的功能建设。

关键词：公園城市；植物区系；生物多样性；相似性；成都

中图分类号：Q948.15文献标识码：A文章编号：1006-060X（2023）10-0050-07

Plant Flora and Species Composition Similarity of Main Vegetation Distribution Areas in Chengdu

GOU Xiao-lin1， KANG Xin-wen2， TU Wei-guo1， CHEN Xu-ling3， CUI Yong-liang1，3， WANG Ya-ting2

（1. Sichuan Provincial Academy of Natural Resource Sciences， Chengdu 610015， PRC; 2. Chengdu Academy of Environmental Sciences， Chengdu 610072， PRC; 3. Chengdu Branch， Sichuan Provincial Academy of Natural Resource Sciences， Chengdu 610041， PRC）

Abstract：The study adopted the line transect method to investigate plant composition of 13 main vegetation distribution areas with different functions in Chengdu， a typical park city， and analyzed vegetation flora of each area and the similarity of plant composition among areas. The results showed that the distribution of plant species was uneven in each vegetation distribution area of Chengdu： Dujiangyan and Pengzhou areas where nature reserves are located were rich in plant species， with 277 and 239 species respectively， and more ferns were found， while Dayi area had the least plant species of only 80 species due to great artificial disturbance. The number of plant species in the area under artificial disturbance depended on the type of vegetation function. On the whole， plant floras in Chengdu were mainly the global distribution type， the pantropical distribution type and its variants， the north temperate zone distribution type and its variants， and the East Asian distribution type and its variants. The plant compositions had a high similarity among areas with nature reserves， the same was ture for areas under artificial disturbance， and the similarity of plant composition among different areas had no obvious correlation with the horizontal distance and elevation difference among areas. Hence， the study suggested increasing the proportion of native plant species in the future park city construction of Chengdu， and improving the functional construction of Longquan Mountain Urban Forest Park.

Key words： park city; plant flora; biodiversity; similarity; Chengdu

收稿日期：2023–05–29

基金项目：四川省科技计划项目（2022JDYW0003）；四川省科技计划重点研发项目（2022YFS0475）；四川省自然资源科学研究院基本科研业务费项目（2021JDKY0023）

作者简介：苟小林（1988—），男，四川剑阁县人，助理研究员，主要从事生态学保护与生态恢复研究。

通信作者：王亚婷

随着我国社会发展进程的加快，在城镇化建设过程中，公园城市、绿色海绵城市等理念被先后提出，以应对城市化进程中出现的生态环境问题[1-2]。吴岩等[3]认为，公园城市是以城市绿地系统和公园体系为基础，把“市民—公园—城市”三者关系的优化和谐作为重要内容，满足人民日益增长的优美生态环境需求的理想城市建构模式。Wang等[4]认为公园城市是覆盖全城市的大系统，可以改善城市环境、增加生物多样性、提升城市生态功能，也可以维持城市发展。由此可知，公园城市是我国未来城市化过程中缓解自然生态与城镇化矛盾的重要方式。近年来，公园城市模式在江门、贵阳、成都、深圳、昆明等地城市建设中得到了较好的体现。研究表明，生物多样性是城市生态功能和环境健康的重要衡量指标[5]，生物多样性不仅仅是维系公园城市生态系统稳定的基础，也是城市长期可持续发展的保障[6]，特别是植物多样性组成和植物功能群落的协调，对公园城市的空气净化、水土保持、绿色固碳等都有显著的作用[7-8]。但是人工构建的公园城市植物组成和功能发挥相较自然生态系统仍然有很多不足，特别是对于区域植物多样性保护和延续，依然是城市化建设的难点。因此，城市化建设过程中植物多样性组成与相邻自然生态系统植物的相似性，以及植物群落功能的发挥都是值得关注的重点。

成都是我国首个提出建设公园城市的城市，也是我国公园化城市建设的典型[9-10]。目前，成都明确了以龙泉山城市森林公园和成都典型湿地建设为核心的公园城市发展思路，并以天府新区为核心区，构建了大量森林、湖泊、河流、绿地等生态系统。基于植物群落在公园城市建设中的重要地位，笔者以成都为研究区域，调查其典型区域的植被分布情况，并对比两两区域的植物物种组成相似性，以期为成都植物多样性的提升以及公园城市生态功能的发挥提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

成都地处中国西南内陆、四川盆地西部、成都平原腹地，为四川省省会城市，全市面积达14 335 km2，常驻人口达2 126.8万，是西南内陆的巨大城市生态系统。该地区为典型的亚热带季风性湿润气候，年均气温16℃，年均降水量约1 000 mm [11]；地形涵盖了平原、丘陵、高山，土壤主要为紫色土、黄壤和黄棕壤；境内地势平坦、河网纵横、物产丰富、农业发达，农业以夏水稻、冬小麦、玉米、大豆等为主。成都的旅游资源丰富，独特的山水资源造就了当地多样化的生态系统与人文景观，其植物多样性极为丰富，有银杏（Ginkgo biloba）、珙桐（Davidia involucrata）、南方红豆杉（Taxus wallichiana）、普陀鹅耳枥（Carpinus putoensis）、香果树（Emmenopterys henryi）等珍稀植物資源，也是川芎（Ligusticum sinense 'Chuanxiong'）、黄连（Coptis chinensis）、射干（Belamcanda chinensis）等重要中药材的主产区。

1.2 研究样地设置

根据成都公园化城市建设特性与周边主要植被分布情况，将成都植被功能性地分为森林植被、混合绿地植被、湿地植被、农用地植被，此次主要调查森林和湿地2大类型，共计选择13个典型地区，主要分布于都江堰市、邛崃市、新津区、大邑县、西岭雪山风景区、彭州市、龙泉区、双流区、彭州市9个县市区，涵盖了森林、湿地、绿地等不同生态类型。在每个典型区域，至少选择1个典型调查片区，设定核心点，以核心点为基础，向周边辐射调查植被物种分布情况。

调查区域人工干预程度从小到大分为程度轻微、程度较小、程度中等、程度较大、程度极大5种尺度。（1）程度轻微：基本未见或者极少见到人工活动痕迹，自然植被保留完整。（2）程度较小；具有人工干扰痕迹，自然植被保留完整，未见到种植、采伐痕迹。（3）程度中等：具有人工干扰痕迹，有人工种植、采伐、工程痕迹，植被保留相对完整，人工种植物种可占到全部群落的10%。（4）程度较大：具有人工干扰痕迹，人工种植、采伐、工程现象明显，只保留50%左右的自然植被，人工种植物种较多.（5）程度极大：具有人工干扰痕迹，人工种植、采伐、工程现象极为严重，斑块化程度严重，90%以上物种由人工种植。

1.3 研究方法

在选定的典型调查区，设定1 km2的核心点进行详细调查，然后在核心点10 km范围内选择5个典型样带（以核心点为基础，向周边辐射，每隔1 km向外辐射1 km的样带）进行踏查；根据实际植被特征，详细记录调查到的植物物种、地理特征、人工干预情况等信息。调查过程中尽量避开当年人工建植的绿地、园林等样地，可以选择人工建植后1 a以上且具有自然植被定植或演替的植物群落。植物物种只调查蕨类、种子植物，未能现场鉴定的植物物种采集标本，带回实验室进行分类和鉴定。本土植物物种鉴定根据《中国高等植物彩色图鉴》[12]、《四川植物志》[13]、植物智（http：//www.iplant.cn/）进行鉴定，外来植物根据《中国入侵植物名录》[14]、《成都市外来入侵植物》[15]、中国外来入侵物种信息系统（http：//www.iplant.cn/ias/）进行鉴定。植物区系组成根据《中国种子植物属的分布区类型》[16]和《世界种子植物科的分布区类型系统》[17]进行分区。

1.4 数据处理

详细记录各区域调查到物种的种、属信息，统计种、属数量。蕨类植物和种子植物分别进行物种类型和数量统计。种子植物按照种子植物区系的划分和区系特征进行统计和分析。调查区域间物种相似性系数采用Jaccard相似性系数[18]来衡量，见公式（1）。

式中：Cj为调查区域间相似性系数，A为a区域调查的物种数量，B为b区域调查的物种数量，j为a和b区域调查到相同的物种数量。

不同区域间的水平距离为调查核心点之间的水平直线距离，不同调查区域间的海拔差距为调查区核心点之间的垂直海拔差距。物种间相似性系数与水平距离、海拔差距之间的关系采用线性拟合进行分析，所有数据均采用excel 2019 软件整理，利用spss 26.0软件进行统计分析，利用origin 2019b软件作图。

2 结果与分析

2.1 各调查区域的总体情况

调查的13个区域，物种分布差别较大，总体情况如表1所示。物种分布最多的都江堰地区，发现了277种植物，分属于225个属，其中分布较多的典型属有悬钩子属（Rubus）、榕属（Ficus）、猕猴桃属（Actinidia）、茄属（Solanum）、铁线莲属（Clematis），而物种分布最少的大邑地区，也发现了80种植物，分属于78个属，该地区的典型属为葛属（Pueraria）和拉拉藤属（Galium）。13个调查区域中，植物种类超过200种的为都江堰、彭州和空港花田，少于100种的为新津和大邑。植物物种最多和最少的区域都是森林生态系统。成都市区人工改造后的湿地九道堰和青龙湖区域的植物物种数量分别为156和145种，分属于132和130属，而市区人工改造的绿地望丛祠和空港花田的植物物种数量分别为131和220种，分属于118和187属。成都市区外，人工干扰程度越大，物种数量越少；市区内，物种多少与人工干预并没有表现出明显规律。

2.2 蕨类植物区系分布

13个调查区域发现了多种蕨类植物，如表2所示。其中，人工干预程度小的都江堰和彭州地区发现了较多的蕨类植物，分别有11和12种；而发现蕨类植物最少的是人工改造和建植的空港花田，只有1种。所有发现的蕨类植物中，常见的有贯众（Cyrtomium fortunei）、井栏边草（Pteris multifida）、问荆（Equisetum arvense）、海金沙（Lygodium japonicum），而较少见的有黑鳞耳蕨（Polystichum makinoi）、红盖鳞毛蕨（Dryopteris erythrosora）、边缘鳞盖蕨（Microlepia marginata）、猪鬃凤尾蕨（Pteris actiniopteroides）、蘋（Marsilea quadrifolia）等。成都市区蕨类植物分布相对较少，而在市区外，人工干预程度越大，蕨类植物分布越少。

2.3 种子植物区系分布

各调查区域的种子植物区系组成及分布如表3所示。都江堰区域的种子植物最多，有214属，分布数量排前3的区系分别为北温带分布及其变型（48属，占比22.43%）、东亚分布及其变型（34属，15.89%）和世界分布（29属，13.55%），而在地中海区西亚至中亚分布及其变型和中亚分布及其变型没有物种分布。种子植物数量最少的区域为大邑，只有77属，分布数量排前3的区系分别为泛热带分布及其变型（16属）、世界分布（12属）和北温带分布及其变型（11属），该区域也没有地中海区西亚至中亚分布及其变型和中亚分布及其变型的物种。九道堰、青龙湖、望丛祠、空港花田4个市区调查区域发现的种子植物分别有129、127、113和186属，分布数量排前3的区系均为世界分布、泛热带分布及其变型、北温带分布及其变型。市区的调查区域中只有望丛祠区域没有地中海区西亚至中亚分布及其变型和中亚分布及其变型的植物物种，其他3个调查区域15个区系均有分布。从整体来看，成都的植物区系分布主要集中于世界分布、泛热带分布及其变型、北温带分布及其变型、东亚分布及其变型4个区系，而在温带亚洲分布、地中海区西亚至中亚分布及其变型、中亚分布及其变型这3个区系分布相对较少。

2.4 植物物种相似性系数

由表4可知，所有调查区域中，相似性系数最高的是都江堰与彭州区域，相似性系数为0.310，这2个区域人工干预程度较小；其次是双流与龙泉区域，相似性系数为0.293，这2个区域为人工干预程度较大的山地森林，斑块化严重；作为山地森林类型风景旅游区的彭州与西岭雪山，二者间植物组成的相似性系数为0.284。所有调查区域中，相似性系数最低的区域为人工建植的空港花园和西岭雪山之间，相似性系数为0.057。森林类型中，人工干预程度最小的都江堰和人工干预程度最大的双流之间植物物种相似性系数为0.122，且都江堰区域与作为成都城市森林公园设立的龙泉山的植物组成相似性系数也为0.122。成都市区内4个调查区域间的相似性系数都高于0.19。湿地类型的崇州、青龙湖、九道堰之间的植物组成相似性系数都大于0.2，绿地类型的望丛祠和空港花园之间的植物组成相似性系数为0.198。

2.5 相似性系数与植被分布距离、海拔之间的关系

从图1可以看出，调查区域的水平距离、海拔差距与植物组成相似性系数之间并没有显著相关关系。

3 讨 论

成都主要植被分布区的植物种类数量不一，自然植被状态下，人工干预程度越大，植物物种数量越少，但人工建植的植被系统中植物物种数量却取决于建植系统類型与功能[19-20]。在野外自然状态下，人工干预降低了植物物种数量，这与前人[21-22]的研究结果相似。这与人工干预改变了植物生境[23-24]，破坏了植物栖息地[25-26]等有关。该研究中，人工建植的城市森林公园核心区龙泉与观赏性的植物建植区空港花田的植物数量较多，这2个区域需求植被种类和数量较多，人工管护程度高，但同为人工建植的望丛祠等区域，植物物种数量偏低，这些区域只属于基本绿地或湿地，对植物物种数量要求不高，其管理也只处于基本维护状态。人工建植的区域植物类型数量取决于其功能，并且与维护程度有很大关联[27]。但是公园城市建设过程中，植被类型、生态功能与植物物种组成之间的协调关系需要更多的研究来阐释。

蕨類植物在成都主要植被分布区分布不均匀，人工干预程度越低，自然保护状态越好，蕨类植物分布数量越多，而人工干预程度越高，蕨类植物分布数量越少。蕨类植物主要依靠孢子繁殖，并且大部分蕨类植物对生长环境的水分、光照、土壤等条件要求较高，这就导致了自然生态系统中蕨类植物对环境的依赖较高[28]，但受到人工过度干预后，蕨类植物生长可能受到影响。例如：对重庆市城市墙体生境的相关研究表明水分环境决定了部分蕨类植物的分布[29]，对白云山的相关研究也表明蕨类植物受到森林类型、海拔、土壤腐殖质、凋落物等多种因子的影响[30]。但是在成都，蕨类植物在人工干预条件下的分布情况和主要影响因子还需要更多研究深入探讨。

从整体来看，成都种子植物的区系分布不均匀，其中世界分布、泛热带分布及其变型、北温带分布及其变型、东亚分布及其变型的植物较多，而其他区系的植物相对较少。这是由于成都所处的水热环境[31]以及明显的气候分异[32-33]导致的。成都的温带亚洲分布、地中海区西亚至中亚分布及其变型、中亚分布及其变型的植物相对较少，这些植物可能是人工引进的植物，用于城市园林建设，因此分布较少。在成都不同区域间的植物物种相似性系数与区域间分布的水平距离与海拔差距没有明显的关系，而与人工干预程度有较大的关联，这可能是人工建植、改造所形成的物种相对较多的原因，但是还需要进一步深入研究。

龙泉山城市森林公园作为成都生态和生物多样性保护的重要一环，目前其植物组成与自然保护状态下的都江堰、彭州区域的植物组成相差较大，该区分布较多人工干预和建植的植物物种，与干预程度较大、破坏程度较高的双流区域植物组成相似性较高，因此龙泉山城市森林公园的植物物种改造与恢复是其建设的重要内容。但就目前的状况而言，龙泉山区域紧邻成都市区，且属于城市与乡村的交界山脉，分布有大量农田、果林、水源，破碎斑块化严重，未来在龙泉山城市森林公园的建设中，可能需要重点加强生产管理，修复破损斑块化生境，然后逐步恢复自然植被与城市森林公园的生态功能，促进城市森林公园建设。

4 结 论

研究发现，成都植物物种丰富，具有完整自然保护区的都江堰区域共调查到277种植物，人为干扰较大的大邑区域植物物种数量最少，只调查到80种。成都植区系分布主要集中在世界分布、泛热带分布及其变型、北温带分布及其变型、东亚分布及其变型等区系。在成都及其相邻区域，植被保护较好的都江堰与彭州地区的植物组成相似性较高，人工干预程度较大和自然保护状态下的区域间植物组成相似性较低，且植物组成相似性程度与人工干预程度有关，与区域间水平分布距离、垂直海拔差距相关性不大。在未来的成都公园化城市建设中，需要加强本土植物物种的参与比例。

（致谢：感谢野生植物四川省科技资源共享服务平台对本文的支持。）

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（责任编辑：成 平）