我国已进入城市化高速发展阶段，在城市人口迅速增加、城市规模不断扩大的同时，人们对人居环境质量特别是对城市自然环境的要求愈来愈高。城市森林是城市自然环境的重要成分之一，建设城市森林是改善城市环境的重要举措。城市林业学者提出运用乡土植物建设近自然、结构稳定及健康的城市森林生态系统(Clark et al., 1998；Kielbaso，2008)。为实现此目标，科学选择及合理配置树种以构建功能完好的城市森林群落非常重要。目前城市绿化过程中存在过分依赖外来植物及少数观赏性植物的现象，城市森林群落树种组成单一，建设与养护的投入过高，与健康城市森林目标存在差距，因此研究城市森林树种的组成及结构对城市林业规划、城市森林构建及经营十分重要。

城市森林树种组成研究源于城市植物研究，世界各国对城市植物的研究都有很长的历史。在20世纪60年代城市植物学的概念被提出，后为城市林业所代替(Miller，1997)。欧洲一些重要的城市(如柏林、伦敦、华沙等)都曾几次全面研究城市植物区系，并对其进行历史比较，结果表明：城市植物区系要高于周围的自然林地(Brande et al., 1990)；城市不同区域植物区系存在差异，城市植物区系复杂性与城市规模、城市人口有关(Kowarik，1990)；城市区系的变化周期短、植物种类增加与消失明显(Sukopp et al., 1983)；植物丰富度从市区向郊区减少，而植被覆盖率增加(Gielber，1991)。目前城市森林结构与功能的研究较集中(Kendle et al., 1997；Nowak et al., 2006)，城市森林树种组成被列为重要研究内容(Rowantree，1984；McPherson，1998)，城市自然资源与生物多样性保护研究受到关注(Steohan et al., 2005)。

我国在城市植被方面的研究最早见于20世纪20年代，如南京玄武湖植物群落之观察，随后开展了北京市近郊植物调查(石子兴，1942)及上海市植物区系组成分析(徐炳生，1959)，但60年代以后相当长的时间里城市植物领域的研究几乎为空白。最近，城市植物研究重新受到关注，涉及城市植物区系、城市人工或自然植物群落(王贤荣等，2006；达良俊等，2004)。在城市生态系统植物种类构成及分布特征、城市植物区系与植被类型、典型城市森林群落结构及城市绿地生物多样性保护等方面的研究较多(张庆费，1999；何兴元等，2000；吴泽民等，2002；徐文铎等，2003；孟雪松等，2004)，但城乡间的树种组成及多样性差异一直被忽视。

本研究对马鞍山市从市中心到郊区不同地域城市森林群落的树种组成进行比较，分析不同经营活动对城市森林组成及结构的影响，探寻建设近自然城市森林的途径，为建设健康及稳定的城市森林提供依据。

1 马鞍山市概况

马鞍山市位于安徽省东部(118°24′30″—118°41′23″ E，31°36′38″—31°46′54″N)，地处丘陵湖泊地区，西邻长江、东接丘陵，市区众山环绕，形成“九山环一湖，翠螺锁大江”的秀丽景色，具有典型的江南园林城市风貌，最高海拔154.7 m。北亚热带季风型湿润气候，四季分明，温和湿润，梅雨集中，季风明显。年均气温15.8 ℃，极端最低气温-8.0 ℃，极端最高气温37.2 ℃，全年无霜期234 d；年均降水量1 023 mm。植被属安徽省中部常绿阔叶与落叶阔叶混交林地带的芜巢沿江沿湖植被区，区内原生自然植被已不复存在，以次生植被和人工植被为主。常见树种有马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)、茅栗(Castanea seguinii)、短柄枹(Quercus glandulifera var.brevipetiolata)、白栎(Quercus fabri)、朴树(Celtis tetrandra)、榔榆(Ulmus parvifolia)、榉树(Zelkova serrata)、黄檀(Dalbergia hupeana)、山槐(Albizia macrophyla)、枫杨(Pterocarya stenoptera)、化香(Platycarya strobilacea)、枫香(Liquidember formosana)等；城市绿化树种中出现频率较高的树种是香樟(Cinnamomum camphora)、女贞(Ligustrum lucidum)、桂花(Osmanthus fragrans)、国槐(Sophora jabonica)、银杏(Ginkgo biloba)、乌桕(Sapium sebipherum)、悬铃木(Platanus acerifolia)、无患子(Sapindus mukorosii)、圆柏(Sabina chinesis)、雪松(Cedrus deodara)等。

马鞍山市是我国十大钢铁工业基地之一，是安徽省重要的工业和港口城市，至2007年建成区面积达67.58 km²，市域1 464 km²；主城区规划采取“一城四团式”的空间结构，1972年境内的山体全部被绿化，构成城市森林的主体，目前建成区有各类绿地1 764 hm²，绿地率和绿化率分别达40.1%和42.57%；1996年被评为“国家园林城市”，还获“中国优秀旅游城市”、“中国人居环境范例奖”及“联合国迪拜国际改善居住环境良好范例奖”等称号。

2 研究方法 2.1 典型城市森林类型确定

鉴于马鞍山市建成区以各类开放式城市公园为主、具有良好的道路绿化基础，郊区拥有较大面积的残留天然次生林的特点，从市中心到郊区按不同地理位置划定4种类型。1)市内公园中片状森林。位于中心城区，以雨山湖公园(123.6 hm²)、南湖公园(21.1 hm²)及儿童公园(5 hm²)为代表，完全为人工林。2)市内丘陵地森林。位于建成区内的几座低山，在次生林基础上引栽阔叶树种，21世纪初改造为开放性公园，以佳山公园(26.8 hm²)及雨山公园(27.4 hm²)为代表。3)近郊风景林。即城市西侧长江边的采石矶风景区，以人为经营与改造的次生林为主，面积175.4 hm²。4)远郊天然次生林。距市区20 km，为20世纪70年代封育形成的天然次生林，面积1 000 hm²。

2.2 树种调查及分析

2006—2007年对上述4种城市森林类型分别进行树种调查。同时针对不同类型作样地调查：每个类型设样地5个，样地面积20 m²×20 m²。每个样地中设4个5 m×5 m的样方，调查样方内林下灌木。样地内乔木采用每木调查法，分别记录树种、测量胸径、树高、冠径及枝下高。记录样方中灌木的树种、株数及地径。并计算群落特征值，Shannon-Wiener指数H为：

Pielou均匀度指数E为：

Shannon-Wiener优势度指数D为：

式中：S为物种数，P_i为物种i的个体数与总个体数的比例。不同类型之间的相似性采用Jaccard相似性系数L(%)：L=[a/(a+b+c)]×100。式中：a为2个类型共有的种数，b为仅出现在第1种类型的种数；c为仅出现在第2种类型的种数。重要值=相对密度+相对频度+相对显著度(宋永昌，2001)。

3 结果与分析 3.1 树种组成

据调查，马鞍山木本乡土植物计58科、201种，其中乔木88种、灌木113种；城市绿化树种计70个科、232个种，其中乔木129种，属38个科，本地树种指数为0.84。4种城市森林类型的组成树种数量有显著差异：远郊天然次生林树种数最多(201种)，以后依次为市内公园中片状森林(154种)、近郊风景林(153种)、市内丘陵地森林(123种)。除市内公园中片状森林外，其他3种类型具有自然起源特点，整体来看树种丰富度从市区向郊区逐渐增加，表明人为干扰强度与树种丰富度呈负相关(表 1)。从表 1可见，市内丘陵地森林及公园中片状森林中乔木树种比例高于灌木，近郊风景林及远郊天然次生林地则表现为灌木树种比例高于乔木；市内丘陵地森林以乔木比例最高(61.8%)，其次为市内公园中片状森林(59.7%)、近郊风景林(49.1%)及远郊天然次生林(43.8%)。远郊天然次生林物种丰富度高的主要原因在于林下灌木种类多。

3.2 树种相似性

从表 2可看出，马鞍山市不同城市森林类型间树种相似性系数均＜0.4。远郊天然次生林与近郊风景林拥有相同树种85种，市内公园中片状森林与远郊自然林相同树种57种；同时出现在市内公园中片状森林、市内丘陵地森林及近郊风景林中的树种仅23种(乔木16种、灌木7种)，这23种植物在长江流域城市绿化中十分常见，如悬铃木、香樟、女贞、桂花、龙柏(Sabina chinensis f. kaizuka)、水杉(Metasequoia glyptostroboides)、三角枫(Acer bugerianum)、桃树(Prunus persica)、乌桕、泡桐(Paulownia tomentosa)、合欢(Albizia julibrissin)及刺槐(Robinia pseudoacalia)等。

从表 3可以看出，市内公园中片状森林与近郊风景林树种相似性系数最高为0.364，与市内丘陵地森林相似性系数为0.319，与远郊自然林相似性系数最低为0.198。就乔木树种而言，市内公园中片状森林与近郊风景林、市内丘陵地森林及远郊天然次生林的相似性系数分别为0.427，0.355与0.216。近郊风景林基本上是残留的天然次生林，理论上应与远郊天然次生林具有较高的相似性，但2者相似性系数总体为0.316，略低于与市内公园中片状森林及市内丘陵地森林的相似性系数，2者乔木相似性系数为0.336，灌木为0.299。近郊风景林在作为风景区经营后引栽了一些常见的城市绿化树种，使得与市内2种类型的树种相似性较高；市内丘陵地森林为在次生林基础上进行人工经营后形成的，因此与近郊风景林树种相似性系数达到0.346，乔木树种相似性更高，为0.411。远郊天然次生林与公园中片状森林树种相似性系数为0.266，乔木为0.312，灌木为0.20。市内公园中片状森林与远郊天然次生林相似性系数最低为0.198，乔木为0.216，灌木为0.167。

3.3 典型群落特征

4种林分平均Shannon-Wiener指数值排序为远郊天然次生林(3.20)>近郊风景林(2.47)>市内公园中片状森林(2.30)>市内丘陵地森林(2.22)；均匀度值排序为远郊天然次生林(0.82)>市内丘陵地森林(0.81)>市内公园中片状森林(0.80)>近郊风景林(0.73)；Shannon-Wiener优势度值排序为近郊风景林(0.94)>市内公园中片状森林(0.60)>远郊天然次生林(0.53)>市内丘陵地森林(0.49)(图 1)。

从图 1可看出，远郊天然次生林具有最高的物种多样性、最高的物种均匀度及较低的物种优势度，而近郊风景林的多样性指数列在第2，均匀度列位最低而优势度最高。4种林分从建成区到郊区的地理过渡序列依次为市内公园中片状森林、市内丘陵地森林、近郊风景林及远郊天然次生林，后3种林分多少都具有自然更新起源特征，反映了随距市中心距离增加人为干扰减少，群落物种多样性增加的总趋势。但均匀度与优势度却不完全遵循上述趋势，表现为远郊天然次生林均匀度最高、优势度较低，最具有自然更新林分的特征；近郊风景林多样性指数高于市内丘陵地森林，但均匀度低于后者、优势度却高于后者，这与近年来风景区引种栽植，导致某些种群(如女贞、雪松、香樟等)的数量增加有关；市内公园中片状森林多样性指数低于近郊风景林及远郊天然次生林，均匀度接近远郊天然次生林，优势度略高于远郊自然林，而均优于近郊风景林，由此可见市内公园中片状森林组成种的种群结构与当地自然林水平相近，差距表现在组成树种的数量上。

3.4 冠层树种重要值

不同类型城市森林林分冠层主要组成树种之间存在显著差异(表 4)，远郊天然次生林、近郊风景林、市内丘陵地森林中，重要值居前5位的树种均为乡土树种；市内公园中片状森林中重要值位居前5位的树种除了香樟外，在其他类型中均未列入前5位；香樟在市内丘陵地森林及近郊风景林中重要值分别位于第3位及第14位。从表 4可以看出，市内公园中片状森林与市内丘陵地森林2者重要值排在前15位的树种中，相同树种仅有国槐、女贞及圆柏这3种，这使得2者的群落外貌有较大的差异。构树(Broussonetia papyrifera)是乡土树种，在近郊风景林及市内丘陵地森林中重要值都排在前10位，特别是在市内丘陵地森林中高居第6位，这个树种是典型的林缘树种，具有一定的耐荫性及极强的萌蘖能力，具有极强的生活力，适宜在各类立地条件下生长，特别是在林缘及疏林中，大量出现在市内丘陵地森林中会影响其他林下植物的更新生长，最终导致林下植物组成简单化，在林分经营中需要注意这一问题。

4 结论

1) 马鞍山市城市森林树种组成中乡土树种比例较高，特别是市内丘陵地森林中以香樟、青冈栎及木荷等地带性植被为主要常绿树种，林分表现出较高的自然植被特征；外来树种基本上是长江流域城市的常见种，未效仿一些城市引种热带棕榈科植物的做法。

2) 远郊天然次生林的冠层树种主要为落叶阔叶类，未见地带性顶极群落的常绿树种，表明群落尚处于植被恢复演替的发育阶段，可在林隙中引种一些常绿树种促进演替。

3) 具有自然更新起源特征的市内丘陵地森林、近郊风景林及远郊天然次生林的物种多样性随着离市中心距离增大而增加，即表现为与人为干扰程度负相关；市内公园中片状森林物种多样性、均匀度均列第3位，优势度位居第2，表明少数种的种群数量较高；近郊风景林群落均匀度最低优势度最高，表明林分种群结构不合理，这与近年引种绿化树种、建设小块人工绿地有关，风景林应维持自然林分的种群关系，不应模仿城市公园中片状森林的种植设计。

4) 市内公园中片状森林与近郊风景林树种相似性系数最高，与远郊天然次生林最低，4种林分间树种相似性总体不高，一方面表明自然林中还有相当数量的种类尚未被城市绿化所应用；另一方面表明城市森林林分在模拟自然群落方面存在欠缺。今后应注重对当地次生林冠层乔木树种的利用。

5) 灌木在增加城市森林物种多样性方面发挥着重要作用，应重视对灌木树种的运用，适当选用当地次生林中具有观赏价值的灌木，减少对少数外来物种的依赖。