摘要：公路綠化植物多樣性的研究和利用對(duì)于提升公路綠化建設(shè)質(zhì)量和水平具有重要意義。以江蘇省南通市主要干線公路G15、G228、G204、S334和S335為研究對(duì)象，運(yùn)用群落學(xué)方法對(duì)5條公路綠化帶人工植物群落的物種組成、數(shù)量特征、物種多樣性及群落相似性等進(jìn)行調(diào)查和比較分析。結(jié)果表明，植物群落物種數(shù)表現(xiàn)為喬木種類!灌木種類!草本種類，喬木在群落結(jié)構(gòu)組成中占據(jù)主導(dǎo)地位。

　　在綠化帶喬木層中楊樹(Populussimoniivar.przewalskii)、女貞(Ligustrumlucidum)、中山杉(Taxodiumhybrid‘Zhongshanshan’)和香樟(Cinnamomumcamphora)的重要值較高。在灌木層中夾竹桃(Neriumindicu)、紅葉石楠(Photinia×fraseri)和海桐(Pittosporumtobira)重要值較高。利用Shannon-Wiener指數(shù)表征5條公路喬木層植物多樣性，排序?yàn)镚204>S334>G15>G228>S335。公路間群落相似系數(shù)均介于0.29～0.42，相似度較高。揭示了南通地區(qū)公路綠化植物群落結(jié)構(gòu)特征和景觀特點(diǎn)，可為公路綠化植被的科學(xué)管理提供理論依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：干線公路;植物群落;重要值;多樣性指數(shù)

　　公路綠化是我國(guó)國(guó)土綠化的重要組成部分，如何通過對(duì)植物多樣性的研究和應(yīng)用來提高公路綠化的景觀多樣性和景觀質(zhì)量，已經(jīng)成為當(dāng)前我國(guó)公路綠化研究的重點(diǎn)課題之一[1-4]。前人對(duì)公路植物多樣性的研究大多是針對(duì)公路周邊自然植物群落物種多樣性，并以此來推測(cè)運(yùn)用這些植物材料構(gòu)建人工植物群落的可能性和可行性，對(duì)于已建成公路人工植物群落的研究則較缺乏[5]。

　　例如龔琴等通過對(duì)廣梧高速公路兩側(cè)野生鄉(xiāng)土植物資源的調(diào)查，提出公路兩側(cè)綠化帶和邊坡的植物群落構(gòu)建模式[6];謝振華等應(yīng)用數(shù)量生態(tài)學(xué)方法對(duì)京珠高速公路(衡陽(yáng)段)鄉(xiāng)土植物種類進(jìn)行研究，并提出力求使路段沿線的植被恢復(fù)獲得最佳效果的喬灌草配置模式[7];殷云龍等通過對(duì)江蘇全省干線公路綠化樹種資源的調(diào)查，分析樹種結(jié)構(gòu)因子與地理和經(jīng)濟(jì)的關(guān)系[8]。

　　由于江蘇省公路網(wǎng)的整體格局已基本形成，公路綠色通道體系已由建設(shè)階段進(jìn)入恢復(fù)和重建階段，因此迫切需要對(duì)公路綠地系統(tǒng)的植物多樣性開展系統(tǒng)研究，以便為公路綠化植物群落構(gòu)建和景觀質(zhì)量提升提供理論依據(jù)。本研究運(yùn)用群落學(xué)法對(duì)5條公路綠化帶植物群落的物種組成、數(shù)量特征、物種多樣性及群落相似性等進(jìn)行調(diào)查和比較分析，揭示江蘇省南通地區(qū)干線公路綠化植物群落的結(jié)構(gòu)特征和景觀風(fēng)貌，以期為南通市乃至其他類似地區(qū)的公路綠化管理和景觀質(zhì)量提升提供借鑒，為構(gòu)建近自然人工植被群落提供科學(xué)依據(jù)。

　　1材料與方法

　　1.1調(diào)查線路和調(diào)查樣帶設(shè)置

　　按公路等級(jí)分別選取G15、G228、G204、S334和S335作為研究對(duì)象，其中3條縱向干線，2條橫向干線，具有區(qū)域代表性，這5條干線公路基本反映了當(dāng)前南通市干線公路綠化的整體水平。每隔10km選取一段公路綠化典型段作為調(diào)查樣帶，共選定48個(gè)調(diào)查樣帶。

　　1.2植物群落調(diào)查方法

　　在植物生長(zhǎng)最茂盛、植株形態(tài)特征最明顯的7—9月進(jìn)行植物群落調(diào)查。在樣帶選取時(shí)，以一個(gè)完整的綠化模式為單位，選擇群落結(jié)構(gòu)完整、植物種類豐富、觀賞價(jià)值高、具有代表性的模式段，選取樣帶長(zhǎng)度為500～800m。在實(shí)地調(diào)研時(shí)，首先要確定樣帶起止樁號(hào)、長(zhǎng)度、寬度。調(diào)查使用的工具主要有圍尺、卷尺、測(cè)高儀、數(shù)碼相機(jī)、行車記錄儀等，調(diào)查方式包括拍攝視頻和照片、記錄各樣帶內(nèi)公路綠化寬度、立地條件、植物種類組成等情況，分別調(diào)查和測(cè)定喬木層、灌木層、草本層的相關(guān)數(shù)據(jù)。

　　喬木層(高度>2m)測(cè)定指標(biāo)包括種名、胸徑、樹高、冠幅、冠形、植株密度、種植形式、郁閉度、樹木抵觸情況、葉脫落情況等;灌木層(高度≤2m)測(cè)定指標(biāo)：種名、高度、地徑、植被面積、植株密度、種植形式、應(yīng)用形式、郁閉度、健康等級(jí)等;草本層測(cè)定指標(biāo)包括種名、高度、植被面積、長(zhǎng)勢(shì)情況等。公路綠地中的地被多為草本或匍匐藤本植物，成片栽植，分別統(tǒng)計(jì)同一種類的覆蓋面積。部分?jǐn)?shù)量較少的野生雜草只記錄種名，不進(jìn)行面積統(tǒng)計(jì)。

　　1.3群落特征參數(shù)計(jì)算

　　群落特征參數(shù)包括相對(duì)多度(relativeabundance，RA)、相對(duì)頻度(relativefrequency，RF)、蓋度(cover-degree)即相對(duì)投影蓋度(relativecover-degree，RC)和相對(duì)顯著度(relativedominance，RD)[9-10]，以此計(jì)算喬、灌木重要值(importancevalue)。其中：?jiǎn)棠局匾��?相對(duì)多度+相對(duì)頻度+相對(duì)顯著度;灌木重要值=相對(duì)頻度+相對(duì)投影蓋度。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，公路綠化以喬木和灌木為主，地被草本層在公路綠化群落中的地位和作用相對(duì)較小，因此著重對(duì)喬木層、灌木層植物重要值進(jìn)行計(jì)算分析。

　　1.4群落物種多樣性調(diào)查

　　按照Simpson指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)分析方法進(jìn)行多樣性調(diào)查[11]。1.5群落相似度調(diào)查群落相似度以2區(qū)域或2群落的共有種數(shù)量與所有種的比值即相似系數(shù)來表示[12]。

　　2結(jié)果與分析

　　2.1喬木層植物生長(zhǎng)狀況分析

　　在南通市公路綠地系統(tǒng)中喬木層是植物群落中最主要的組成部分。喬木總密度最大的干線公路是G204，為1548株/hm2;其次是S334、G228，分別為1129、1018株/hm2，這3條為近幾年新建或擴(kuò)建的干線公路，按江蘇省公路綠色通道建設(shè)要求高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)而成，喬木植株總密度均超過1000株/hm2，但喬木平均胸徑、平均高度和平均冠徑相對(duì)較小。

　　其中G228全線緊貼海岸布設(shè)，地質(zhì)、水文條件較為惡劣，全線鹽漬土路段長(zhǎng)達(dá)72km，含鹽量為5%～8%，占全線長(zhǎng)度的14%，潮汐、海水、海風(fēng)、鹽霧等對(duì)公路綠化的影響極大，植物生長(zhǎng)條件較差，因此喬木平均胸徑、樹高、冠徑均最小;S335與G15公路綠化帶建成時(shí)間較長(zhǎng)，喬木平均胸徑、樹高、冠幅較大，其中G15公路兩側(cè)綠化植物由于生長(zhǎng)時(shí)間較長(zhǎng)，且速生楊樹較多，所以喬木的平均胸徑、樹高、冠幅最大。

　　5條公路，植物群落的常綠喬木種數(shù)均低于落葉喬木種數(shù)。植物物種數(shù)最多的干線公路是G228，共有59種;其次是G204，共有50種;最少的是S335，共有30種;G15和S334的物種數(shù)分別為48種和40種。5條公路調(diào)查樣帶中的木本植物物種數(shù)均大于20種，其中G228最為豐富，有51種;S335最少，為24種。

　　G204、G15和S334分別為47種、36種和33種。草本植物種數(shù)最豐富的是G15，共有12種;其次是G228，有8種;G204最少，為3種;S334的草本植物種數(shù)和S335一樣，均為6種。通過比較5條公路的喬木、灌木和草本植物物種數(shù)可知，5條公路的草本植物種類所占比例均較低，G15的草本植物占比最大，喬∶灌∶草接近2∶1∶1。5條干線公路普遍存在草本植物數(shù)量過低的情況，可能是由于林帶樹木覆蓋度過高，間隙小，不利于野生種入侵。

　　2.2植物群落物種的數(shù)量特征分析

　　2.2.1喬木層物種數(shù)量特征

　　調(diào)查發(fā)現(xiàn)，喬木層主要樹種有楊樹(Populussimoniivar.przewalskii)、銀杏(Ginkgobiloba)、雪松(Cedrusdeodara)、香樟(Cinnamomumcamphora)、紫薇(Lagerstroemiaindica)、柳樹(Salixbabylonica)、女貞(Ligustrumlucidum)、櫸樹(Zelkovaserrata)、黃山欒樹(Koelreuteriapaniculata)、合歡(Albiziajulibrissin)、刺槐(Robiniapseudoacacia)、中山杉(Taxodiumhybrid‘Zhongshanshan’)、檉柳(Tamarixchinensis)、枇杷(Eriobotryajaponica)、二喬玉蘭(Yulania×soulangeana)、垂絲海棠(Malushalliana)、紫葉李(Prunuscerasiferaf.atropurpurea)、廣玉蘭(Magnoliagrandiflora)、喜樹(Camptothecaacuminata)、池杉(Taxodiumdistichumvar.imbricatum)、桂花(Osmanthusfragrans)、無(wú)患子(Sapindussaponaria)和日本晚櫻(Cerasusserrulatavar.lannesiana)。

　　在5條干線公路的喬木層中，重要值排在前面的樹種表現(xiàn)出了一定的相似性，G15、G228、G204和S334的喬木重要值排在前3位的樹種既有針葉樹，也有闊葉樹，且針葉樹表現(xiàn)出很大的優(yōu)勢(shì)，由此可見，在公路綠化造林中，針闊葉混合運(yùn)用較為常見。

　　G228和G204的喬木重要值最大的樹種均是常綠闊葉樹種女貞，其他3條公路的調(diào)查樣帶中女貞也表現(xiàn)出較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)度，由此可見，女貞在南通市干線公路綠化植物群落中占有優(yōu)勢(shì)地位。其他表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)的常綠闊葉骨干樹種還有香樟和廣玉蘭等。

　　總體來看，在落葉闊葉樹種中櫸樹、銀杏、黃山欒樹和柳樹等在各群落中均有較大的優(yōu)勢(shì)，尤其是銀杏和櫸樹作為秋色葉景觀樹種優(yōu)勢(shì)十分明顯。另外紫薇、紫葉李作為干線公路綠地系統(tǒng)中重要的觀花小喬木，應(yīng)用十分廣泛，且優(yōu)勢(shì)地位明顯，重要值排名均在前5位。從重要值排名前3位的植物群落來看，G228、G204和S334的物種相似度較高。各群落間重要值排在后幾位的樹種則各不相同，無(wú)太大的一致性，主要以闊葉樹種為主，有落葉樹種，也有常綠樹種。

　　2.2.2灌木層物種數(shù)量特征

　　調(diào)查發(fā)現(xiàn)，灌木層主要樹種有夾竹桃(Neriumindicum)、蜀檜(Sabinachinensiscv.Pyramidalis)、火棘(Pyracanthafortuneana)、蚊母樹(Distyliumracemosum)、大葉黃楊(Buxusmegistophylla)、海桐(Pittosporumtobira)、木槿(Hibiscussyriacus)、金邊黃楊(Euonymusjaponicusvar.aurea-marginatus)、木芙蓉(Hibiscusmutabilis)、紅葉石楠(Photinia×fraseri)、金森女貞(Ligustrumjaponicum‘Howardii’)、海濱木槿(Hibiscushamabo)、云南黃馨(Jasminummesnyi)、鋪地柏(Juniperusprocumbens)、桃葉珊瑚(Aucubachinensis)、短穗竹(Semiarundinariadensiflora)、紫荊(Cercischinensis)、粉花繡線菊(Spiraeajaponica)和日本珊瑚樹(Viburnumodoratissimumvar.awabuki)。

　　5條干線公路植物群落灌木重要值排名靠前的樹種也表現(xiàn)出了很強(qiáng)的相似性，重要值排前3位的主要為夾竹桃、紅葉石楠和海桐，其中夾竹桃表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)。由于夾竹桃萌發(fā)能力強(qiáng)，樹形和綠量龐大，花色繁茂，常作為綠化帶前景樹種應(yīng)用。蜀檜、夾竹桃、紅葉石楠、海桐、金邊黃楊、木槿、金森女貞等在5條干線公路綠地中優(yōu)勢(shì)明顯，這是由于這些植物對(duì)干旱等惡劣環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng)，對(duì)汽車尾氣污染具有較強(qiáng)的抗性，是用于中分帶綠化的適宜樹種。

　　2.2.3草本層物種數(shù)量特征

　　除麥冬(Ophiopogonjaponicus)和蔥蘭(Zephyranthescandida)主要用于中分帶綠化外，草本層植物主要是指綠化帶的下層植物。對(duì)各調(diào)查樣帶草本層的植物種類進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，由表4可知，主要栽培種有美人蕉(Cannaindica)、白三葉(Trifoliumrepens)和蘆竹(Arundodonax)等，野生種有結(jié)縷草(Zoysiajaponica)、互花米草(Spartinaalterniflora)、二色補(bǔ)血草(Limoniumbicolor)、蘿雐(Metaplexisjaponica)、一年蓬(Erigeronannuus)和白茅(Imperatacylindrica)等。從種類來看，野生種已占到調(diào)查種類的50%。因此，隨著時(shí)間的推移，野生種的比例將會(huì)逐年增加。部分栽培草種可能很快會(huì)被野生草種取代。

　　2.3群落的物種多樣性指數(shù)分析

　　由于公路植物群落中，喬木層相對(duì)重要，本研究對(duì)喬木層物種多樣性指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。5條干線公路喬木層Simpson指數(shù)由大到小的排序是S334>G204>G15>S335>G228，Shannon-Wiener指數(shù)由大到小的順序?yàn)镚204>S334>G15>G228>S335。

　　不同干線公路喬木層的Simpson指數(shù)差異不大，而Shannon-Wiener指數(shù)則差異較明顯，因此Shannon-Wiener指數(shù)可以更好地反映物種數(shù)與物種個(gè)體數(shù)之間的關(guān)系。然而，只考慮物種數(shù)和個(gè)體數(shù)量是不夠的，分析群落多樣性時(shí)還應(yīng)考慮群落中物種個(gè)體分布的均勻程度。

　　Pielou均勻度指數(shù)則把群落中個(gè)體的均勻度納入了度量范圍，這里分別選用基于Simpson指數(shù)的Jsi和Shannon-Wiener指數(shù)的Jsw，5條干線公路的均勻度指數(shù)Jsi由高到低的排列順序?yàn)镾334>S335>G15=G204>G228，指數(shù)Jsw和Jsi的排序相似。

　　2.4群落相似性比較

　　G15和S334、G228和G204的群落物種相似性度最高，均為0.42，相似度最低的是G228和S334，為0.24。其他公路間兩兩比較的相似性系數(shù)均在0.29～0.42之間，說明5條干線公路植物群落間物種相似性均較大[12]，其景觀風(fēng)貌表現(xiàn)較為相似，共有種有銀杏、女貞、紫薇、夾竹桃、海桐等。

　　3結(jié)論與討論

　　本研究中5條干線公路的植物群落物種數(shù)表現(xiàn)為喬木種類!灌木種類!草本種類，喬木在結(jié)構(gòu)配置中占據(jù)主導(dǎo)地位。這是由于喬木樹種具有生態(tài)適應(yīng)性廣、綠量大、養(yǎng)護(hù)成本低和固碳釋氧等生態(tài)效益高等優(yōu)點(diǎn)，體現(xiàn)了公路綠化注重生態(tài)效益的基本要求。5條干線公路的喬木層以楊樹、女貞、中山杉和香樟的重要值較高。櫸樹、銀杏、黃山欒樹、柳樹等喬木樹種，在干線公路綠化中的應(yīng)用也較為普遍。紫薇、紫葉李等色葉小喬木樹種的應(yīng)用較為普遍，主要作為綠化帶中景或前景樹種應(yīng)用。

　　由于南通地區(qū)處于太平洋季風(fēng)氣候區(qū)，臺(tái)風(fēng)是影響該地區(qū)樹種選擇的重要因素之一。楊樹由于生長(zhǎng)快，根系淺，每當(dāng)7—8月臺(tái)風(fēng)肆虐時(shí)，很容易發(fā)生大面積倒伏和折斷，不僅破壞路基，而且影響交通安全。因此在公路綠化中應(yīng)減少楊樹的使用，尤其是諸如G228這樣更易遭受臺(tái)風(fēng)襲擊的近海路段。中山杉屬生根性樹種，不僅耐水、耐鹽，而且抗臺(tái)風(fēng)抗病蟲害能力較強(qiáng)，在公路綠化中既可作為色葉喬木樹種種植，也可作為女貞、香樟等常綠樹種的背景樹種植。

　　5條干線公路的灌木層以?shī)A竹桃、紅葉石楠和海桐的重要值較高，主要應(yīng)用于綠化帶內(nèi)側(cè)邊緣種植。蜀檜、紅葉石楠、海桐、金邊黃楊、木槿、金森女貞等在5條干線公路綠化中應(yīng)用也較為普遍，這是由于這些植物對(duì)鹽堿、干旱、高溫、凍害等極端環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng)，尤其適合在中分帶種植。相對(duì)于喬木，灌木維持其良好景觀狀態(tài)的養(yǎng)護(hù)成本較高，一般在城市路段、中分帶和互通立交等精細(xì)管理的路段應(yīng)用頻率較高，在綠化帶種植中作為前景植物配置。在公路綠化帶植物配置中，草本植物對(duì)于充實(shí)林緣邊際線，豐富林下空間，構(gòu)建開敞空間，保護(hù)水土生態(tài)等具有重要作用。

　　例如麥冬(Ophiopogonjaponicus)和蔥蘭(Zephyranthescandida)等體型較小的草種比較適合在中分帶種植;鳶尾(Iristectorum)、美人蕉(Cannaindica)和萱草(Hemerocallisfulva)等花型較大的觀花植物適合在互通立交區(qū)種植;二月蘭(Orychophragmusviolaceus)和波斯菊(Cosmosbipinnatus)等具有自繁能力的草花適合粗放管理?xiàng)l件下的林帶和互通區(qū)種植。

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