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鄭州市和新鄉市綠化植被生物多樣性的發展問題和方法

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 隨著我國城鎮化進程的不斷加快,城市規模和人口在迅速增加,使本來就已經脆弱的城市自然生態系統受到進一步的威脅。人們關注城市經濟和社會生態的過程中,卻又往往忽視城市自然生態,但本質上來講,自然生態是一個城市其他生態的基礎,只有良好的自然生態,才能維持一個城市系統的可持續發展[1-3]。盡管城市自然生態系統過多打上了人為的烙印,但是像任何自然生態系統一樣,城市生態系統物種的多樣性是維持一個城市良好自然生態的基石;豐富多樣的動植物種類可以使城市自然生態系統具有更強的穩定性和自我協調能力,使一個城市的經濟運行成本降低,同時也會城市社會環境更加和諧和具有活力與競爭力[4-5]。因此,一個城市生物的多樣性帶來的不僅是城市自然環境的持續發展,同時也促進了經濟和社會環境的優化和良性循環。
  植物不僅是所有動物物質和能量的最終提供者,而且也為其自身和其他生物提供了棲息地和信息交流的場所[6]。因此,一個城市的植被和城市的物種多樣性的程度是密切相關的。不同類型植被其生物多樣性可能有或多或少的區別,因而研究城市綠化過程中不同植被類型和生物多樣性之間的相互關系,對于創建生態城市,促進自然、社會與經濟的和諧和持續發展具有重大意義。同時通過這種研究可以使人們在進行城市綠化和園林建設時做到遵循自然規律,最大限度地發揮城市綠化的生態、經濟和社會效益。本研究對新鄉市和鄭州市不同地點不同植被類型的生物多樣性的進行了調查研究,并初步探討了影響這些不同植被類型之間生物多樣性的因素和他們彼此之間的相關性。
  1 材料與方法
  1.1 城市綠地植被類型劃分和研究地點
  在所研究的植被類型中,喬木層的蓋度均大于60%,灌木和草本層的蓋度均大于50%。根據植被組成的不同,將城市綠地劃分為以下6種植被類型:喬木+灌木+草本(A),喬木+灌木(B)、喬木+草本(C)、喬木(D)、灌木+草本(D)、灌木(F)、草本(G),將裸地或硬化地面設置為(CK)。在鄭州市和新鄉市的不同綠化區域選擇了研究地,每個特征植被類型面積不小于1 hm2。鄭州市研究地點包括人民公園、碧沙崗公園、森林公園、鄭州大學老校區、河南農業大學校區、河南博物院、京珠高速綠化帶和綠城廣場;新鄉市研究地點包括人民公園、森林公園、濱河公園、市政府廣場、河南科技學院校區、河南師范大學校區、平原大學新校區和東環路綠化帶等。
  1.2 觀測方法與數據處理
  對植物種類每2個月測定1次,連續觀測1年(2011年11月至2012年11月),采用最小面積法;對于動物種類,每2個月觀測1次,連續觀測1年(2011年11月至2012年11月),采用總體計數法和樣方計數法[7]。為了統計和討論的方便,一般缺少某個層的植被類型中,該種類型的種類數目統一設置為0。其中動物種類的觀測分別在6:00—7:00、11:00—13:00和18:00—20:00進行。在特征植被類型中,所有觀測點和樣地的選擇都采取隨機抽樣方式進行確定。所獲得的觀察數據用SPSS 11.0進行相關的統計處理和分析。
  2 結果與分析
  2.1 城市綠化植被類型中不同植物種類之間相關性
  在自然界較少受人為干預的生態系統中,喬木、灌木和草本植物種類一般呈遞增趨勢,并且它們之間具有明顯的正相關[6-8]。然而,根據所調查的數據,城市植被類型中,不同植物種類的多樣性卻不具有該種相關性。如表1和圖1所示,雖然A~D類型喬木種類差異很小,但是其灌木和草本種類有明顯的差異,E~H類型也有類似的結果。同時也表明不同植物種類之間一般沒有明顯的相關性。主要原因是城市綠化植被是一個很大程度受到人為干擾的系統,特別是在植物種類的選擇上,一般被人們進行了強制性的選擇,因此一個植被類型中的植物種類都被固定選擇為幾種植物種類如表1的B、D、C、F類型等。在所有研究的有草本層的植被類型中,總的植物種類都受到草本種類的很大影響(圖2),這表明在選擇或保留了草本層的植物類型中,由于草本植物生長的周期短、生活力強、植株矮小和植株密度大等原因,因此人工選擇剔除困難,導致草本種類數目相對于其他種類植物更容易在一個人工干擾的環境中生存。另外表明,特定草本植物種類的人工選擇和保留需要經常剔除和清理其他不需要的草本植物種類,否則達不到相應園林觀賞要求。
  2.2 城市綠化植被中不同動物種類的相關性
  在城市不同綠化植被中,不同類型動物種類的相關性有以下2種情況,首先是鳥類和兩棲、爬行和哺乳類以及昆蟲類的數目沒有明顯相關性(表1),散點圖類似圖1。昆蟲與兩棲、爬行和哺乳類之間卻有一定的相關性(圖3)。而且其中任何一種動物種類數目都對總的動物種類數目變化產生較強的影響(其散點圖類似圖3)。說明在不同動物種類之間的相關性明顯大于不同植物種類之間的相關性。因為動物本身的活動性導致了其種類較少受到人為選擇,而只是間接受到人為對植物種類選擇的影響,所以在昆蟲與兩棲、爬行和哺乳動物之間存在一定的相關性,并且所有動物種類都對總數目產生一定程度的影響。然而,鳥類多樣性和其他動物多樣性沒有相關性,原因很可能是因為它們具有很強的活動范圍和其對林冠層棲息的特殊要求導致的。
 2.3 城市綠化植被中動植物之間多樣性的相關性
  在城市綠化植被中,不同動物種類和植物種類數目之間的關系一般并沒有明顯的相關性,但是昆蟲種類以及兩棲、爬行和哺乳動物種類的數目與草本種類數目之間有一定的正相關性(圖4)。導致這些相關性的原因很可能是昆蟲對草地生物和棲息地的依賴性以及兩棲、爬行和小型哺乳動物對昆蟲食物的依賴形成的,另外兩棲、爬行和小型哺乳動物也沒有鳥類那樣方便和迅速的活動能力。鳥類種類和喬木種類數目之間有比較特殊的對應關系,在有喬木層的植被類型中,鳥的種類要遠大于其他無喬木的植被類型,但是喬木種類的數目和鳥的種類數目沒有明顯的正負相關性(表1、圖5),說明鳥類對喬木層有特殊的依賴性。盡管有些鳥類的食物來源不在林冠層,由于它們方便靈活的活動能力,因此它們可以很方便地去周圍其他植被類型的地方覓食。鳥類和喬木種類之間這種特殊的關系說明喬木在維持(上接第180頁)
  鳥類物種多樣性中的核心地位(表1、圖5)。
  3 結論與討論
  由于過度人為

地對城市綠化地植物種類的選擇,已經使城市綠地不同植物種類多樣性的相關性完全破壞。因此,目前的城市綠化中應該在綠化種類的選擇和搭配上更多的遵循生態學原則,而不是只為觀賞去選擇或保留植物種類。
  喬木綠化在城市生態多樣性維持中起著重要作用[2]。喬木首先是絕大多數鳥類的棲息繁殖場所,同時也為許多其他動植物種類提供了特殊的生態環境。而且也是人們進行休閑和鍛煉的優良場所,它不像草本和灌木種類,喬木不需要經常更新,澆灌、修剪和除雜,節省了大量的勞力和經費。草本植物盡管和動物較大相關性,但是主要表現在對昆蟲種類的影響上,而且部分有時是害蟲;同時草本的經營費用比較高;在生態效益上,草本對城市空氣粉塵、噪音和其他污染的凈化能力都比喬木和灌木要差,因此在一個城市的綠化中,應盡可能地避免大面積的單純草地綠化,除非一些需要開闊的廣場。
  城市綠地植被的生態效應研究目前并不深入,而且它又有很強的地域特色,因此更深入、詳細和具體的研究是必須的,這樣才能為我國不斷擴大的城鎮建設和創建和諧生態城市提供理論和實踐上的指導,為城市社會和經濟可持續發展打下堅實的自然生態基礎。
  4 參考文獻
  [1] 哈申格日樂.北京城市生態環境變化與城市綠化建設研究[D].北京:北京林業大學,2006:17-21.
  [2] 陳繼紅.城市生態環境建設中林業的效益評價[J].東北林業大學學報,2005,33(1):71-72.
  [3] 李延明,郭佳,馮久瑩.城市綠色空間及對城市熱島效應的影響[J].城市環境與城市生態,2004,17(1):1-4.
  [4] 張啟成.城市化發展趨勢與城市生態環境建設[J].城鄉建設,2003(2):13-15.
  [5] 張衛民.北京城市可持續發展綜合評價研究[D].北京:北京工業大學,2002:48-58.
  [6] 姜漢僑.段昌群,楊樹華,等.植物生態學[M].北京:高等教育出版社,2004:20-45.
  [7] 章家恩.生態學常用實驗研究方法與技術[M].北京:化學工業出版社,2007.
  [8] ERNST-DETLEF SCHULZE,ERWIN BECK,KLAUS MULLER-

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