徐州地区乡村植物群落物种组成及其多样性的研究
摘要：为探究徐州地区乡村植物群落特征，选取柳园村、半楼村、岗楼村3个村落作为调研对象，对其不同生境条件下的植物群落进行取样调查，并运用多样性指数等对其进行分析。研究表明，3个村落绿化植物共有57科109属144种，乔木层以落叶阔叶乔木为主，物种多样性较高；灌木层以常绿灌木为主，物种单一，多样性指数低，但优势种显著；草本层植物种类最多，最能体现乡村特点，有多种可食用作物，但入侵物种泛滥，影响群落物种多样性与稳定性。研究结果可为乡村绿化与景观建设提供一定借鉴。
乡村自古以来就是人类聚居的基本单位，乡村植物不仅是乡村景观环境的组成部分，对乡村生态建设起到决定性作用，具备基础的生态服务功能，而且可作为承载地域性特征的文化载体。近几年来，随着乡村振兴战略的提出与逐步深入，新农村、美丽乡村建设等一系列人居环境改造工程相继实施。但是由于盲目绿化，一味模仿城市景观营造手法，引进外来植物，缺少乡土性与地域性特征，最终呈现出不适合乡土环境的乡村景观[1-3]。虽然追求乡村建设与实施相应改造已是大势所趋，但改善乡村生态环境、丰富乡村物种多样性、构建自然生态性群落结构、发挥植物生态功能尤为重要[4-6]。本研究以徐州为例，通过对柳园村、半楼村、岗楼村3个村落乡村植物的调查，探讨其群落特征，并在此基础上提出景观营造策略，以期为徐州地区乡村绿化营造提供参考。
1研究地概况
徐州地处中国南北分界线、华北平原东南部、江苏西北部，介于东经116°22′~118°40′、北纬33°43′~34°58′之间，是主要交通干线交会处，素有“五省通衢”之称。地形以平原为主，面积占全市总面积的90%；属温带季风性气候，气候温和，四季分明。2021年，徐州市全面贯彻落实“十四五”时期乡村振兴战略，提出坚持人与自然和谐共生原则，全面改善乡村整体面貌和农民生存环境。本次调研对象是位于徐州市铜山区3个相连的村庄，由北向南依次是岗楼村、半楼村、柳园村。村庄被大片的田地包围，被一条长1.8km的主要道路贯穿。
2研究方法
2.1调查方法
根据村庄主要生境特征将绿地分为4类：道路绿地、宅旁绿地、公共空间绿地、滨水绿地。其中，道路绿地包括村与村之间主要交通干道和村内支路旁的绿地，宅旁绿地指以村民宅院墙为分隔的周围环境植物景观，公共空间指具有休憩集会功能的场所绿地，滨水绿地指村落河道、湖泊周围绿地。
采用样方法对3个村庄的4种绿地类型进行调查。考虑到不同区域的绿地面积大小存在差异，为确保所在样方植物群落的完整性与连续性，不同生境类型的绿地样方面积有所不同。宅旁绿地较为分散、面积小，样方面积设置在10~20m2；公共空间绿地范围集中、面积较大，样方面积设置在50~100m2；道路绿地和滨水绿地较狭长，面积适中，样方面积设置在30~60m2。
最终选取柳园村18个、半楼村11个、岗楼村11个共40个样方，其中，道路绿地20个，公共空间绿地8个，宅旁绿地9个，滨水绿地3个。乔木层记录每个样方内名称、数量、高度、冠幅、胸径和生长状况等，灌木层记录每种灌木的名称、高度、冠幅、盖度和生长状况等。每个样方沿对角线至少选3个1m×1m的小样方记录草本层的植物名称、高度、盖度和生长状况。
2.2数据分析
2.2.1植物数量特征计算方法[7]。相对密度：某一物种个体数占总物种个体数的百分比；相对频度：某一物种频度与所有物种频度之和的百分比；相对显著度（乔木）：某种乔木胸高断面积之和与所有物种胸高断面积之和的百分比；相对盖度（地被植物）：某种的分盖度与所有种分盖度之和的百分比；重要值（乔木）：（相对密度+相对频度+相对显著度）/3；重要值（灌木/草本）：（相对密度+相对频度+相对盖度）/3。
2.2.2物种多样性指数[8-9]。Patrick丰富度指数（R）：均匀度指数（J）：J=H/lnS；其中Pi指种类i的个体数占所有种的个体数的比值，S指所有物种数。
3结果与分析
3.1植物科属种统计
经调查研究发现，3个村落共有植物57科109属144种（表1），其中种数排名前十的科有菊科（Aster-aceaeBercht.）15属20种，禾本科（PoaceaeBarnhart）10属11种，豆科（Fabaceae）8属10种，蔷薇科（Rosaceae）7属15种，苋科（Amaranthaceae）4属8种，木樨科（Oleaceae）3属5种，大戟科（Euphorbiaceae）2属4种，十字花科（Brassicaceae）2属4种，茄科（SolanaceaeJuss.）2属3种，唇形科（LamiaceaeMartinov）2属3种，总计分别占属、种的47.7%、75.4%。单属单种的科数共有32个，总计分别占科、种、属56.1%、29.3%、28.0%。
3.2植物生活型分析
调查研究发现，乔木22科26属44种，占总种数30.56%，常绿乔木与落叶乔木种数比值为13︰31，各占9.03%、21.53%；灌木16科18属23种，占总种数15.97%，常绿、落叶灌木种数比值为21︰2，各占14.58%、1.39%；草本29科56属68种，占总种数47.22%；竹类1科2属2种，占总种数1.39%；藤本5科6属7种，占总种数4.86%（表2）。
由表2可知，徐州地区乡村草本类植物种类数量占比最高，而后依次是乔木类、灌木类、藤本类、竹类；乔木层种类数量远远大于灌木层，灌木层种类单一；乔木层以落叶乔木为主，常绿树种较少。结果表明，由于地理位置的限制，作为标准温带大陆性季风气候，徐州以落叶阔叶林、常绿针叶林为主要植物群落类型，常绿阔叶树种较少，导致徐州地区冬季景观较为枯燥萧条。但是由于变色落叶树种居多，徐州地区秋季景观丰富多样且极具观赏性[10]。而灌木层则多是一些常绿灌木种，以红叶石楠、黄杨、金森女贞、海桐等居多，因其具有耐寒、生长快、耐修剪等优点，在徐州乡村地区使用广泛。
3.3植物重要值分析
重要值作为分析评价物种多样性的一个重要指标，通过综合植物相对密度、相对频度、相对显著度、相对盖度的数据计算，是判断某种植物是否为群落中优势种的重要依据。
3.3.1乔木类重要值。乔木层共有植物44种，主要有国槐（Styphnolobiumjaponicum）、榆树（Ulmuspumila）、高杆女贞（Ligustrumlucidum）、桃树（Prunuspersica）、黄连木（PistaciachinensisBunge）、紫薇（Lagerstroemiain-dica）、垂柳（Salixbabylonica）、椤木石楠（Photiniadavidsoniae）、石楠（Photiniaserratifolia）、杨树（PopulusL）、桂花（Osmanthus）、海棠（Malusspectabilis）、石榴（Punicagranatum）、木槿（Hi-biscussyriacusLinn）等。其中，高杆女贞是此次调查范围内数量最多的乔木，出现频率为32.5%，重要值在乔木层排名最高，为12.96%，属群落优势种。紫薇、红叶石楠、桃树、杨树、石榴、海棠等乔木在所有样方中出现频率相对较高。其中，石楠和杨树重要值排序位于第二层次，属群落次优势种。桃树、桂花、紫薇、海棠、石榴位于第三层次，属一般优势种。木槿、国槐重要值与上一层次差距较大，不属于群落优势种[11]（表3）。
3.3.2灌木类。灌木层共有物种23种，主要有红叶石楠（PhotiniaxfraseriDress）、冬青（IlexchinensisSims）、金边黄杨（Euonymusjaponicus）、金森女贞（Ligustrumjaponicum）、黄杨（Buxussinica）、小叶女贞（Ligustrumquihoui）、锦绣杜鹃（Rhododendronpulchrum）、小叶黄杨（Buxussinica）、海桐（Pittosporumtobira）、红花檵木（Loropetalumchinense）、紫叶小檗（Berberisthunbergii）、六月雪（Serissajaponica）、枸骨（Ilexcornuta）等。其中，红叶石楠在灌木层群落中数量最多、盖度最大、出现频率最高，占所有样方总数的25%，也是灌木层中重要值最高的种，为19.90%，属群落中的绝对优势种。其次，按重要值排序是冬青、金边黄杨、金森女贞、黄杨，它们的重要值差距不大，也属徐州乡村群落优势种。锦绣杜鹃、小叶女贞、小叶黄杨、海桐、红花檵木，这几个种重要值不高、差距不大，处于同一水平，不能算群落优势种（表3）。
3.3.3草本类。草本层共有物种75种，主要有一年蓬（Erigeronannuus）、钻叶紫苑（Astersubulatus）、狗牙根（Cynodondactylon）、马唐（Digitariasanguinalis）、蒜（Al-liumsativum）、车前草（Plantagoasiatica）、狗尾巴草（Se-tariaviridis）、艾（ArtemisiaargyiLévl.etVan）、芦苇（Phragmitescommunis）、藜（Phragmitescommunis）、鸡冠花（Celosiacristata）、细叶结缕草（Zoysiatenuifolia）、酸模（Rumexacetosa）、红花酢浆草（Oxaliscorymbosa）、蛇莓（Duchesneaindica）、马兰（Kalimerisindica）等。其中，一年蓬、钻叶紫苑是草本层数量最多的2个种，出现频率也最高，分别为25%、22.5%；狗牙根次之，频度为17.5%，但相对盖度最大，为12.6%。从重要值排序来看，一年蓬和钻叶紫菀相对较高，属群落中优势种，狗牙根为次优势种。而后，依次是马唐、蒜、车前草、狗尾巴草、艾，重要值均低于5%，不能算群落优势种（表3）。由于乡村群落地区缺少绿化与物种保护意识与措施，草本层往往由入侵物种占据主要地位，而其他草本植物的生存空间被挤压，难以形成优势种。
3.4多样性指数分析
为确定群落多样性特征，采用丰富度指数R、Shannon-winner指数H、Pielou指数J作为衡量指标。丰富度指数R代表群落物种丰富度，即群落中所有物种的总数。Shannon-winner指数是用来衡量群落物种丰富度，指数越大，则说明群落物种丰富度越高；Pielou指数是衡量物种均匀度的指标，Pielou指数越高，说明群落物种均匀度越高，则群落中优势种不明显；反之，则说明群落中有显著优势种[12]。
3.4.1乔木多样性指数分析。3个村落中柳园村乔木种类最多，共有31种乔木种，占总数的67.39%，半楼村、岗路村乔木种类数量相差不大，分别为22种、20种，占总数的47.82%、43.48%，丰富度指数柳园村＞半楼村＞岗楼村。Shannon-winner指数和Pielou指数排序与丰富度指数一致，说明柳园村乔木层多样性指数最高，群落稳定性最好，半楼村和岗楼村则相差不大。
3.4.2灌木多样性指数分析。3个村落中柳园村和半楼村灌木种数量相同，皆为13种，分别占灌木种总数的42%，岗楼村灌木种类最多，有18种，占总数的72%。Shannon-winner指数H柳园村＞半楼村＞岗楼村，其中半楼村和岗楼村的Shannon-winner指数相关较小。个村落灌木层的Pielou指数J排序与Shannon-winner指数排序一致。岗楼村虽然灌木层植物种类最多，但是Pielou指数和Shannon-winner指数均最低，说明优势种显著但群落稳定性差；柳园村和半楼村灌木丰富度相同，但是相对来说柳园村群落稳定性更强，物种均匀度更高。
3.4.3草本多样性指数分析。3个村落中柳园村草本种类数量最多，有60种，占草本层总数的77.92%，然后依次是半楼村、岗楼村，各有38种、27种，分别占总数49.35%、35.06%。Shannon-winner指数：柳园村＞岗楼村＞半楼村；Pielou指数：柳园村＞半楼村＞岗楼村。柳园村草本丰富度指数最高，均匀度指数也最高，说明柳园村草本层在群落中分布均匀，优势种不显著，群落稳定性强。岗楼村草本层种类最少，优势种显著，但是Shannon-winner指数最低，群落稳定性差。
3.4.4综合多样性指数分析。总体来说，群落垂直结构中乔木层Shannon-winner指数、Pielou指数均最高，说明乔木层物种丰富，物种均匀度最高且群落稳定性也最好。草本层与灌木层相比，物种更丰富，多样性指数也更大，但是Pielou指数低，说明草本均匀度指数低，群落中优势种显著，群落稳定性最差（表4）。
4结论
（1）本次研究所调查的3个村落植物资源较为丰富，共有植物57科109属144种，其中乔木46种、灌木25种、草本77种，菊科、蔷薇科、禾本科为调研区域的主要优势科。根据重要值来看，3个村落的优势物种主要有高杆女贞、杨树、红叶石楠、冬青、黄杨、一年蓬、钻叶紫苑。虽然徐州地区乡村常绿植物种类较少，但数量大，导致常绿乔灌木占据了优势地位。
（2）柳园村整体物种丰富度、物种均匀度、物种多样性都最高，群落稳定性最强；半楼村与岗楼村基本相差不大，稍逊于柳园村。从群落垂直结构来看，3个村落乔木层群落稳定性最强，物种多样性指数最高，生态功能最强；灌木层群落稳定性较高，但是物种丰富度最低，植物种类匮乏；草本层植物种类最多，优势种显著，但是群落稳定性相对较低。村落中入侵物种泛滥，几乎随处可见，对乡村植物群落多样性和生态稳定性产生不良影响。应对入侵物种进行排查整治，重点发展乡土植物，加强群落生态性与稳定性[13]。
（3）调查发现，村落中植物配置及种植杂乱不成体系，后期养护不到位，景观给人“破败”“随意”的印象。绿化还是存在抄袭城市的现象，不能充分体现乡村特色。尤其是没有妥善利用水体，水生植物种类少，水体存在污染问题，缺少亲近“自然”之感，水边植物不符合滨水特点，没有吸引力。
（4）岗楼村作为经历过景观改造的村落，虽然景观趋于规整与美观，但是物种丰富度和生物多样性指数较低；而柳园村和半楼村因为缺乏后期管理，植物肆意生长，入侵物种泛滥，但是物种丰富度和物种多样性指数更高。基于此，在乡村振兴和建设美丽乡村的过程中如何兼顾景观与生态、人与自然生存空间，从而打造乡村景观仍然是需要考虑的问题。
