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城市是人类聚集产生的地区,随着城市功能和规模不断扩大,城市中的环境问题日益突出。为了改善城市环境,将森林引入城市、在城市中建立城市森林生态系统,在改善城市生态环境,促进城市人与自然协调发展,发挥着重要功能。贵州省贵阳市森林占全市面积的85%,为国家首个森林城市,成为喀斯特地貌上的“绿色奇迹”。贵阳喀斯特小生境丰富,植被恢复类型多样,因此,研究喀斯特地貌上的城市森林物种多样性特征,揭示不同植被类型的多样性特征及规律,可为喀斯特城市森林人工管理措施提供基础性资料,为人工植被管理和保护提供理论依据。本研究在贵阳市喀斯特地貌上选择7种森林类型,分别为灌木林(Shrubbery)、樟树林(Camphor Forest)、杨树林(Populus Forest)、麻栎林(Quercusacutissima Forest)、刺槐+梓木林(Robinia pseudoacacia+Catalpa ovata Forests)、亮叶桦+意杨林(Betula luminifera and Italian Poplar Mixed Forests)和针阔混交林(Fir and Broad-leaved Trees Mixed Forests),对各林分的物种组成与结构、多样性进行了系统的研究。主要研究结果为:
1.在7种类型的森林群落中,灌木林灌木植物主要由火棘、灰毛果莓、皱叶荚蒾、金银花、紫薇等组成,隶属于14科19属20种,草本层主要由五节芒、黄茅和艾蒿组成,隶属于4科5属6种;樟树林乔木层由樟树组成,灌木层主要由马尾松、油茶、杉木、白栎组成,隶属于5科5属5种,草本层主要由报春花、白茅、黄背茅、淡竹叶等组成,隶属于5科8属9种;杨树林林分乔木层主要由杨树组成,灌木层主要由六月雪、野山楂、灰毛果莓组成,隶属于7科9属9种,草本层主要由白茅、淡竹叶等组成,隶属于隶属于8科9属9种;麻栎林乔木层主要由麻栎、杉木组成,灌木层主要由麻栎、山机、杉木、六月雪等组成,隶属于14科20属20种,草本层主要由鳞毛蕨、黄茅等组成,隶属于隶属于4科5属6种;刺槐+梓木林林分内乔木层主要由梓木和刺槐组成,灌木层主要由乌敛莓、野花椒、野蔷薇等组成,隶属于3科5属5种,草本层主要由柴胡、鸢尾、黄茅等组成,隶属于4科4属4种;亮叶桦+意杨混交林林分内乔木层主要由马尾松、亮叶桦和意大利214杨组成,灌木层主要由毛栗、泡桐和白栎等组成,隶属于12科16属17种,草本层主要由柴胡、鸢尾、黄茅等组成,隶属于4科6属6种;针阔混交林林分内乔木层主要由马尾松、楸树和野樱桃组成,灌木层主要由野花椒、榛子、野蔷薇等组成,隶属于7科7属7种,草本层主要由鳞毛蕨、黄茅、柴胡等组成,隶属于4科7属7种。
2.在7种类型的森林群落中,樟树林、杨树林、刺槐+梓木林群落的乔木层优势种均以单一树种占绝对优势,物种数目较少;灌木层和草本层物种数目较丰富;麻栎林、亮叶桦+意杨林、针阔混交林群落乔木层、灌木层显示出了较高的物种多样性,并由多优势物种构成,草本层与单一优势种的群落草本层相差不大,物种数目相对较低。
3.从垂直结构分析,所有群落层次结构相对简单,可明显分为三层,乔木层、灌木层和草本层,但多优势种的群落乔木层相对更加复杂。7种类型的城市森林群落乔、灌、草层之间的物种多样性指数的高低顺序依次为:樟树林、杨树林的草本层>灌木层>乔木层;灌木林、麻栎林、刺槐+梓木林和亮叶桦+意杨林的灌木层>草本层>乔木层。而喀斯特城市7种森林的均匀度指数变化趋势较复杂,均匀度指数表现出多样化的趋势,各林分间乔木层灌木层、草本层的均匀度指数的差异不相同,相对而言,灌木层的均匀度指数的差异较大,而乔木层和草本层均匀度指数在各林分间差异较小。
4.7种林分的物种丰富度指数从大到小顺序依次为:麻栎林>针阔混交林>亮叶桦+意杨林>杨树林>灌木林>樟树林>刺槐+梓木林;Shannon-wiener多样性指数大小顺序依次为针阔混交林>灌木林>亮叶桦+意杨林>杨树林>刺槐+梓木林>麻栎林>香樟林;均匀度指数大小顺序依次为:灌木林>刺槐+梓木林>樟树林>杨树林>针阔混交林>亮叶桦+意杨林>麻栎林。各多样性指数中,最能反映物种多样性实际状况的是Shannon-wiener指数,其它测定指数或多或少都有一定的波动。
5.亮叶桦+意杨林和麻栎林林分间的β多样性指数Cs值最大,为0.47,表明亮叶桦+意杨林和麻栎林林分间物种共有度最大,生境相似度最大,群落异质性最小。其他林分间的β多样性指数大小依次为:针阔混交林和亮叶桦+意杨林(0.41)、针阔混交林和和麻栎林(0.36)、麻栎林和樟树林(0.35)、刺槐+梓木林和灌木林(0.34)、针阔混交林和刺槐+梓木林(0.33)、亮叶桦+意杨林和杨树林(0.33)等。
6.与其它地区比较,贵阳喀斯特城市森林的多样性指数(Shannon-Wiener指数)普遍小于茂兰喀斯特地区,与贵州喀斯特山地草地植物群落相差不大。与非喀斯特地区相比,贵阳城市森林的的多样性指数普遍要比在同纬度地区多样性指数高。