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郑州市和新乡市绿化植被生物多样性的发展问题和方法

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 随着我国城镇化进程的不断加快,城市规模和人口在迅速增加,使本来就已经脆弱的城市自然生态系统受到进一步的威胁。人们关注城市经济和社会生态的过程中,却又往往忽视城市自然生态,但本质上来讲,自然生态是一个城市其他生态的基础,只有良好的自然生态,才能维持一个城市系统的可持续发展[1-3]。尽管城市自然生态系统过多打上了人为的烙印,但是像任何自然生态系统一样,城市生态系统物种的多样性是维持一个城市良好自然生态的基石;丰富多样的动植物种类可以使城市自然生态系统具有更强的稳定性和自我协调能力,使一个城市的经济运行成本降低,同时也会城市社会环境更加和谐和具有活力与竞争力[4-5]。因此,一个城市生物的多样性带来的不仅是城市自然环境的持续发展,同时也促进了经济和社会环境的优化和良性循环。
  植物不仅是所有动物物质和能量的最终提供者,而且也为其自身和其他生物提供了栖息地和信息交流的场所[6]。因此,一个城市的植被和城市的物种多样性的程度是密切相关的。不同类型植被其生物多样性可能有或多或少的区别,因而研究城市绿化过程中不同植被类型和生物多样性之间的相互关系,对于创建生态城市,促进自然、社会与经济的和谐和持续发展具有重大意义。同时通过这种研究可以使人们在进行城市绿化和园林建设时做到遵循自然规律,最大限度地发挥城市绿化的生态、经济和社会效益。本研究对新乡市和郑州市不同地点不同植被类型的生物多样性的进行了调查研究,并初步探讨了影响这些不同植被类型之间生物多样性的因素和他们彼此之间的相关性。
  1 材料与方法
  1.1 城市绿地植被类型划分和研究地点
  在所研究的植被类型中,乔木层的盖度均大于60%,灌木和草本层的盖度均大于50%。根据植被组成的不同,将城市绿地划分为以下6种植被类型:乔木+灌木+草本(A),乔木+灌木(B)、乔木+草本(C)、乔木(D)、灌木+草本(D)、灌木(F)、草本(G),将裸地或硬化地面设置为(CK)。在郑州市和新乡市的不同绿化区域选择了研究地,每个特征植被类型面积不小于1 hm2。郑州市研究地点包括人民公园、碧沙岗公园、森林公园、郑州大学老校区、河南农业大学校区、河南博物院、京珠高速绿化带和绿城广场;新乡市研究地点包括人民公园、森林公园、滨河公园、市政府广场、河南科技学院校区、河南师范大学校区、平原大学新校区和东环路绿化带等。
  1.2 观测方法与数据处理
  对植物种类每2个月测定1次,连续观测1年(2011年11月至2012年11月),采用最小面积法;对于动物种类,每2个月观测1次,连续观测1年(2011年11月至2012年11月),采用总体计数法和样方计数法[7]。为了统计和讨论的方便,一般缺少某个层的植被类型中,该种类型的种类数目统一设置为0。其中动物种类的观测分别在6:00—7:00、11:00—13:00和18:00—20:00进行。在特征植被类型中,所有观测点和样地的选择都采取随机抽样方式进行确定。所获得的观察数据用SPSS 11.0进行相关的统计处理和分析。
  2 结果与分析
  2.1 城市绿化植被类型中不同植物种类之间相关性
  在自然界较少受人为干预的生态系统中,乔木、灌木和草本植物种类一般呈递增趋势,并且它们之间具有明显的正相关[6-8]。然而,根据所调查的数据,城市植被类型中,不同植物种类的多样性却不具有该种相关性。如表1和图1所示,虽然A~D类型乔木种类差异很小,但是其灌木和草本种类有明显的差异,E~H类型也有类似的结果。同时也表明不同植物种类之间一般没有明显的相关性。主要原因是城市绿化植被是一个很大程度受到人为干扰的系统,特别是在植物种类的选择上,一般被人们进行了强制性的选择,因此一个植被类型中的植物种类都被固定选择为几种植物种类如表1的B、D、C、F类型等。在所有研究的有草本层的植被类型中,总的植物种类都受到草本种类的很大影响(图2),这表明在选择或保留了草本层的植物类型中,由于草本植物生长的周期短、生活力强、植株矮小和植株密度大等原因,因此人工选择剔除困难,导致草本种类数目相对于其他种类植物更容易在一个人工干扰的环境中生存。另外表明,特定草本植物种类的人工选择和保留需要经常剔除和清理其他不需要的草本植物种类,否则达不到相应园林观赏要求。
  2.2 城市绿化植被中不同动物种类的相关性
  在城市不同绿化植被中,不同类型动物种类的相关性有以下2种情况,首先是鸟类和两栖、爬行和哺乳类以及昆虫类的数目没有明显相关性(表1),散点图类似图1。昆虫与两栖、爬行和哺乳类之间却有一定的相关性(图3)。而且其中任何一种动物种类数目都对总的动物种类数目变化产生较强的影响(其散点图类似图3)。说明在不同动物种类之间的相关性明显大于不同植物种类之间的相关性。因为动物本身的活动性导致了其种类较少受到人为选择,而只是间接受到人为对植物种类选择的影响,所以在昆虫与两栖、爬行和哺乳动物之间存在一定的相关性,并且所有动物种类都对总数目产生一定程度的影响。然而,鸟类多样性和其他动物多样性没有相关性,原因很可能是因为它们具有很强的活动范围和其对林冠层栖息的特殊要求导致的。
 2.3 城市绿化植被中动植物之间多样性的相关性
  在城市绿化植被中,不同动物种类和植物种类数目之间的关系一般并没有明显的相关性,但是昆虫种类以及两栖、爬行和哺乳动物种类的数目与草本种类数目之间有一定的正相关性(图4)。导致这些相关性的原因很可能是昆虫对草地生物和栖息地的依赖性以及两栖、爬行和小型哺乳动物对昆虫食物的依赖形成的,另外两栖、爬行和小型哺乳动物也没有鸟类那样方便和迅速的活动能力。鸟类种类和乔木种类数目之间有比较特殊的对应关系,在有乔木层的植被类型中,鸟的种类要远大于其他无乔木的植被类型,但是乔木种类的数目和鸟的种类数目没有明显的正负相关性(表1、图5),说明鸟类对乔木层有特殊的依赖性。尽管有些鸟类的食物来源不在林冠层,由于它们方便灵活的活动能力,因此它们可以很方便地去周围其他植被类型的地方觅食。鸟类和乔木种类之间这种特殊的关系说明乔木在维持(上接第180页)
  鸟类物种多样性中的核心地位(表1、图5)。
  3 结论与讨论
  由于过度人为

地对城市绿化地植物种类的选择,已经使城市绿地不同植物种类多样性的相关性完全破坏。因此,目前的城市绿化中应该在绿化种类的选择和搭配上更多的遵循生态学原则,而不是只为观赏去选择或保留植物种类。
  乔木绿化在城市生态多样性维持中起着重要作用[2]。乔木首先是绝大多数鸟类的栖息繁殖场所,同时也为许多其他动植物种类提供了特殊的生态环境。而且也是人们进行休闲和锻炼的优良场所,它不像草本和灌木种类,乔木不需要经常更新,浇灌、修剪和除杂,节省了大量的劳力和经费。草本植物尽管和动物较大相关性,但是主要表现在对昆虫种类的影响上,而且部分有时是害虫;同时草本的经营费用比较高;在生态效益上,草本对城市空气粉尘、噪音和其他污染的净化能力都比乔木和灌木要差,因此在一个城市的绿化中,应尽可能地避免大面积的单纯草地绿化,除非一些需要开阔的广场。
  城市绿地植被的生态效应研究目前并不深入,而且它又有很强的地域特色,因此更深入、详细和具体的研究是必须的,这样才能为我国不断扩大的城镇建设和创建和谐生态城市提供理论和实践上的指导,为城市社会和经济可持续发展打下坚实的自然生态基础。
  4 参考文献
  [1] 哈申格日乐.北京城市生态环境变化与城市绿化建设研究[D].北京:北京林业大学,2006:17-21.
  [2] 陈继红.城市生态环境建设中林业的效益评价[J].东北林业大学学报,2005,33(1):71-72.
  [3] 李延明,郭佳,冯久莹.城市绿色空间及对城市热岛效应的影响[J].城市环境与城市生态,2004,17(1):1-4.
  [4] 张启成.城市化发展趋势与城市生态环境建设[J].城乡建设,2003(2):13-15.
  [5] 张卫民.北京城市可持续发展综合评价研究[D].北京:北京工业大学,2002:48-58.
  [6] 姜汉侨.段昌群,杨树华,等.植物生态学[M].北京:高等教育出版社,2004:20-45.
  [7] 章家恩.生态学常用实验研究方法与技术[M].北京:化学工业出版社,2007.
  [8] ERNST-DETLEF SCHULZE,ERWIN BECK,KLAUS MULLER-