文章信息
- 黎燕琼, 郑绍伟, 陈俊华, 李宇奇, 罗奕爽, 慕长龙
- LI Yanqiong, ZHENG Shaowei, CHEN Junhua, LI Yuqi, LUO Yishuang, MU Changlong
- 成都市中心城区城市森林树木的数量结构特征
- Study on quantitative structure characteristics of forest in central of Chengdu City
- 森林与环境学报,2018, 38(1): 71-75.
- Journal of Forest and Environment,2018, 38(1): 71-75.
- http://dx.doi.org/10.13324/j.cnki.jfcf.2018.01.012
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文章历史
- 收稿日期: 2017-04-24
- 修回日期: 2017-05-27
城市森林作为城市的绿色基础设施,在美化环境,改善城市小气候,缓解“热岛效应”,维持二氧化碳和氧气的平衡,吸附、吸收污染物或阻碍污染物扩散,降噪消噪等改善城市生态环境,以及提升城市文化影响力、知名度、竞争力等方面的重要作用已经得到全社会的普遍认同[1-4]。2006年, 成都市出台《关于创建国家森林城市的意见》正式启动森林城市建设,2007年, 成都市被评为国家森林城市,经过10 a的建设,城市森林建设成效卓然。自2007年以来,成都市林业用地面积增加到43万hm 2,森林覆盖率达38.4%,中心城区绿化覆盖率42%,人均公园绿地面积达到13.5 m2。
树木是城市森林的主体,树木的树种组成、生长状况,尤其数量的树冠覆盖和三维绿量是影响城市森林生态效益的重要因素[5-8]。了解和掌握城市森林树木组成结构和生长状态是规划管理城市森林的基础[9-11],可在有限的城市绿化土地资源中有效地提高城市生态环境效益。文中采用遥感图像判读和野外调查相结合的方法,定量分析了成都市中心城区城市森林树木的数量结构特征,为准确评价成都市森林城市建设成效,合理规划管理城市森林建设,提高城市绿地质量和空间利用率提供基础数据。
1 研究区概况成都市总面积12 390 km2,建成区面积604 km2,据《2016年成都市常住人口数量统计》,成都市常住人口1 442.8万,其中主城区常住人口达529.54万,全市人口密度为1 159人·km-2,主城区人口密度在各圈层中最大, 为11 388人·km-2,第二生活圈的人口密度为1 338人·km-2,第三生活圈的人口密度为528人·km-2。截止2014年,建成区绿化覆盖率35.9%,人均公园绿地面积达到13.77 m2。研究区属亚热带湿润季风气候区,年平均气温16.2 ℃,年平均降水量918.2 mm,主要集中在7—8月。
2 研究方法 2.1 调查样地设置调查范围为成都市三环路以内的中心城区,涉及武侯区、锦江区、青羊区、金牛区和成华区,总面积192.5 km2。分析研究区内Spot-5分辨率2.5 m的彩色卫片等资料,初步确定城市植被分布范围,根据成都市城市森林类型,结合研究区内土地利用性质,将成都市城市森林类型划分为景观游憩林(包括公园、广场等)、河岸林带(包括府南河景观绿化带、沙河景观绿化带等)、道路林带(包括三环路内侧绿化带、城内主干道两侧的绿化林带、交通岛绿地等)、居住区绿地(包括小区绿地、社区绿地等)和企事业单位附属绿地(包括机关、学校、医院、工厂、旅馆、公司等单位绿地)。按照城市森林类型设置调查样点,其中公园、景区10个、城区主次道路绿地5条、水岸绿地3条、居住区绿地40个、学校、医院、机关等单位附属绿地45个,共设置样点103个。每个样点内按每公顷设置1个20 m×20 m样地(不足1 hm2按1 hm2算),道路与水系绿化则沿道路与水系一侧,每隔500 m设置1个长不小于20 m、面积不小于400 m2的样带进行样地设置。一共设置样地485个。
2.2 调查方法样地调查集中在2016年5—10月进行,调查样地总面积233 475 m2。按照每木调查方法记录各样地内乔木的树种、树高(H)、胸径(DBH)、冠幅(东-西和南-北)、枝下高、树冠形状、病虫害和修剪情况等指标,然后计算树冠投影面积(S)、三维绿量(V)等。
2.3 数据处理样地内单株乔木树种的树冠投影面积均以东-西冠幅和南-北冠幅的平均值进行计算;三维绿量计算采用文献[7]的公式计算。数据统计采用Excel 2007软件,数据相关性分析和回归分析采用SPSS17.0软件。
3 结果与分析 3.1 树种的组成结构调查共收集到DBH≥5 cm树种10 235株,属于40科62属118种(不包括竹)。从树种使用的总体情况看,灌木的数量比例为3.71%,常绿树种的数量比例为53.48%,数量比例>1%乔木树种有22种,占乔木树种的91.77%。由表 1可知,樟科的天竺桂、香樟, 杉科的水杉, 豆科的刺槐, 杨柳科的垂柳, 木犀科的女贞, 银杏科的银杏和桑科的黄葛榕树种的数量比例较高(>4%)。从树种的相对频度看,相对频度>0.01的树种有18个,其中垂柳的相对使用频率最高,达到0.102。树种的相对覆盖度则表现为香樟、刺槐和黄葛榕较高(>0.100)。树冠投影面积则以垂柳、栾树、黄葛榕和香樟较大,树冠投影面积>50.00 m2。树种的重要值>0.03的有11个树种,并表现为香樟(0.119)>天竺桂(0.087)>刺槐(0.085)>垂柳(0.082)>黄葛榕(0.064)>水杉(0.057)>女贞(0.048)>栾树(0.041)>银杏(0.039)>喜树(0.032)>杨树(0.031),这11个树种的重要值累计达到0.685,其数量比例累计达71.64%,相对覆盖度累计达0.797。
树种 Tree species |
数量比例 Proportion /% |
密度 Density /(tree·hm-2) |
覆盖度 Coverage |
频度 Frequency |
相对密度 Relative density |
相对覆盖度 Relative coverage |
相对频度 Relative frequency |
天竺桂Cinnamomum japonicum Sieb. | 11.10 | 51.654 | 0.125 | 0.235 | 0.103 | 0.097 | 0.059 |
香樟Cinnamomum camphora (L.) Presl. | 10.19 | 47.426 | 0.237 | 0.301 | 0.095 | 0.185 | 0.076 |
水杉Metasequoia glyptostroboides Hu & W. C. Cheng | 9.95 | 46.324 | 0.042 | 0.184 | 0.093 | 0.033 | 0.046 |
刺槐Robinia pseudoacacia Linn. | 9.95 | 46.324 | 0.148 | 0.184 | 0.093 | 0.116 | 0.046 |
垂柳Salix babylonica L. | 8.10 | 37.684 | 0.089 | 0.404 | 0.075 | 0.070 | 0.102 |
女贞Ligustrum lucidum Ait. | 4.78 | 22.243 | 0.042 | 0.265 | 0.044 | 0.033 | 0.067 |
银杏Ginkgo biloba Linn. | 4.62 | 21.507 | 0.039 | 0.176 | 0.043 | 0.031 | 0.044 |
黄葛榕Ficus benguetensis Ait. | 4.46 | 20.772 | 0.133 | 0.191 | 0.042 | 0.104 | 0.048 |
桂花Osmanthus fragrans (Thunb.)Lour. | 3.40 | 15.809 | 0.026 | 0.096 | 0.032 | 0.021 | 0.024 |
喜树Camptotheca acuminate Decne. | 3.12 | 14.522 | 0.030 | 0.169 | 0.029 | 0.023 | 0.043 |
荷花玉兰Magnolia grandiflora L. | 3.00 | 13.971 | 0.042 | 0.088 | 0.028 | 0.032 | 0.022 |
栾树Koelreuteria paniculata Laxm. | 2.88 | 13.419 | 0.100 | 0.074 | 0.027 | 0.078 | 0.018 |
杨树Populus L. | 2.49 | 11.581 | 0.035 | 0.169 | 0.023 | 0.027 | 0.043 |
蒲葵Livistona chinensis (Jacq.) R. Br. | 1.97 | 9.191 | 0.018 | 0.037 | 0.018 | 0.014 | 0.009 |
楠木Phoebe zhennan S.Lee et F.N.wei | 1.97 | 9.191 | 0.008 | 0.029 | 0.018 | 0.006 | 0.007 |
樱花Cerasus yedoensis (Matsum.) Yu et Li | 1.62 | 7.537 | 0.017 | 0.037 | 0.015 | 0.013 | 0.009 |
榆树Ulmus pumila L. | 1.58 | 7.353 | 0.007 | 0.088 | 0.015 | 0.005 | 0.022 |
柏木Cupressus funebris Endl. | 1.50 | 6.985 | 0.002 | 0.022 | 0.014 | 0.001 | 0.006 |
小叶榕Ficus concinna (Miq.) Miq. | 1.42 | 6.618 | 0.019 | 0.051 | 0.013 | 0.015 | 0.013 |
刺桐Erythrina variegate Linn. | 1.42 | 6.618 | 0.023 | 0.051 | 0.013 | 0.018 | 0.013 |
重阳木Bischofia polycarpa (Levl.) Airy Shaw | 1.18 | 5.515 | 0.012 | 0.074 | 0.011 | 0.009 | 0.018 |
乐昌含笑Michelia chapensis Dandy | 1.07 | 4.963 | 0.007 | 0.044 | 0.010 | 0.006 | 0.011 |
合计Total | 91.77 | 0.854 | 0.937 | 0.746 | |||
树种 Tree species |
重要值 Important value |
树冠投影面积 Average coverage area/m2 |
树高 Tree height /m |
平均胸径 Mean diameter at breast height /cm |
平均冠幅 Mean crown /m |
三维绿量 Living vegetation volume/m3 |
|
天竺桂Cinnamomum japonicum | 0.087 | 24.138 | 7.0±0.3 | 13.70±0.47 | 4.2±0.4 | 58.8±1.9 | |
香樟Cinnamomum camphora | 0.119 | 50.028 | 14.9±0.3 | 27.31±0.50 | 7.5±0.6 | 430.9±1.5 | |
水杉Metasequoia glyptostroboides | 0.057 | 9.085 | 9.6±0.4 | 13.74±0.36 | 3.2±0.4 | 25.7±1.3 | |
刺槐Robinia pseudoacacia | 0.085 | 31.902 | 10.0±0.3 | 16.99±0.52 | 4.9±0.5 | 128.3±1.3 | |
垂柳Salix babylonica | 0.082 | 78.722 | 8.5±0.3 | 22.88±0.29 | 5.0±0.3 | 144.1±0.9 | |
女贞Ligustrum lucidum | 0.048 | 18.914 | 8.6±0.3 | 16.99±0.42 | 4.8±0.4 | 94.2±1.3 | |
银杏Ginkgo biloba | 0.039 | 18.223 | 10.3±0.5 | 18.32±0.53 | 4.2±0.6 | 134.2±1.5 | |
黄葛榕Ficus benguetensis | 0.064 | 63.914 | 9.4±0.3 | 25.01±0.58 | 7.9±0.5 | 301.2±1.2 | |
桂花Osmanthus fragrans | 0.025 | 16.699 | 5.3±0.3 | 13.40±0.40 | 5.5±0.7 | 79.3±1.6 | |
喜树Camptotheca acuminate | 0.032 | 20.438 | 10.3±0.3 | 14.26±0.46 | 5.1±0.3 | 102.8±1.0 | |
荷花玉兰Magnolia grandiflora | 0.028 | 29.730 | 8.1±0.3 | 20.67±0.47 | 5.8±0.4 | 139.8±1.2 | |
栾树Koelreuteria paniculata | 0.041 | 74.801 | 12.0±0.2 | 20.03±0.36 | 6.8±0.3 | 238.6±0.9 | |
杨树Populus | 0.031 | 30.023 | 12.5±0.4 | 21.45±0.53 | 5.2±0.5 | 219.9±1.7 | |
蒲葵Livistona chinensis | 0.014 | 19.622 | 5.2±0.4 | 24.08±0.21 | 4.6±0.3 | 8.6±0.8 | |
楠木Phoebe zhennan | 0.011 | 9.035 | 8.9±0.2 | 13.60±0.23 | 3.6±0.3 | 44.1±0.7 | |
樱花Cerasus yedoensis | 0.013 | 22.433 | 6.1±0.2 | 14.99±0.37 | 5.1±0.3 | 75.2±1.0 | |
榆树Ulmus pumila | 0.014 | 8.989 | 7.1±1.2 | 16.22±1.37 | 6.1±1.3 | 152.6±1.9 | |
柏木Cupressus funebris | 0.007 | 2.657 | 8.1±2.2 | 17.22±2.37 | 7.1±2.3 | 153.6±2.9 | |
小叶榕Ficus concinna | 0.014 | 28.463 | 9.1±3.2 | 18.22±3.37 | 8.1±3.3 | 154.6±3.9 | |
刺桐Erythrina variegate | 0.015 | 35.123 | 10.1±4.2 | 19.22±4.37 | 9.1±4.3 | 155.6±4.9 | |
重阳木Bischofia polycarpa | 0.013 | 21.644 | 11.1±5.2 | 17.09±0.31 | 5.0±0.3 | 84.4±0.9 | |
乐昌含笑Michelia chapensis | 0.009 | 14.507 | 12.1±0.3 | 11.94±0.42 | 3.6±0.4 | 45.9±1.2 | |
合计Total | 0.848 |
由表 2可看出,在成都市中心城区乔木树种从低到高垂直立木层次结构上,其树木株数和物种数变化趋势一致,均呈中间高两头低的倒“V”字型,即以5 m≤H<10 m等级分布的树木株数和物种数最多, 分别为54.39%和75个。高大乔木(H≥15 m)、中等乔木(10 m≤H<15 m)和小乔木(H<10 m)的树木株数比为8.62:23.30:68.08。
树高等级分布Tree height distribution | 胸径等级分布DBH distribution | |||||
树高 Tree height/m |
比例 Proportion/% |
物种数 Number of species |
胸径 DBH/cm |
比例 Proportion/% |
物种数 Number of species |
|
H<5 | 13.69 | 57 | DBH<10 | 22.59 | 64 | |
5≤H<10 | 54.39 | 75 | 10≤DBH<20 | 46.64 | 79 | |
10≤H<15 | 23.30 | 45 | 20≤DBH<30 | 19.51 | 48 | |
15≤H<20 | 5.36 | 27 | 30≤DBH<40 | 6.68 | 32 | |
20≤H<25 | 2.93 | 11 | 40≤DBH<50 | 2.45 | 22 | |
H≥25 | 0.33 | 5 | DBH≥50 | 2.13 | 12 | |
树冠投影面积等级分布Crown rank distribution | 三维绿量等级分布Tridimensional green volume distribution | |||||
投影面积 Coverage area/m2 |
比例 Proportion/% |
物种数 Number of species |
体积 Volume/m3 |
比例 Proportion/% |
物种数 Number of species |
|
S<50 | 86.93 | 97 | V<100 | 70.49 | 95 | |
50≤S<100 | 8.72 | 34 | 100≤V<200 | 13.01 | 50 | |
100≤S<150 | 2.33 | 20 | 200≤V<300 | 4.68 | 34 | |
150≤S<200 | 1.03 | 6 | 300≤V<400 | 3.32 | 24 | |
200≤S<250 | 0.32 | 4 | 500≤V<600 | 2.38 | 11 | |
S≥250 | 0.67 | 3 | V≥600 | 6.12 | 26 |
由表 2可看出,成都市中心城区乔木树种大径级(DBH≥30 cm)、中等径级(10 cm≤DBH<30 cm)和小径级(DBH<10 cm)的树木分别占11.26%、66.15%和22.59%,即中等径级树木所占比例较大。从不同径级水平上树木株数与物种数分布来看,10 cm≤DBH<20 cm径级分布的树木最多,株数占46.64%,物种数达79个。
3.2.3 树木树冠投影面积与三维绿量结构特征由表 2可看出,成都市中心城区乔木树种的树木株数和物种数均随着树冠投影面积的增加而降低。S < 50 m2的树木占86.93%,涉及97个物种;S≥200 m2的树木占0.99%。成都市城市森林乔木树种的树木株数和物种数也随着三维绿量的增加而减少。
4 讨论与结论在对成都市中心城区城市森林树木的调查中,共收集到40科62属118种树木,其数量比例>1%的乔木树种有22种,重要值>0.03的乔木树种有11个,主要是香樟、女贞、天竺桂、桂花等地带性常绿树种,在调查中还发现不少种数量比例<1%,具有较高景观价值的落叶乡土树种,如蓝花楹(Jacaranda mimosifolia D. Don)、七叶树(Aesculus chinensis Bunge)、苦楝(Melia azedarach L.)、香果树(Emmenopterys henryi Oliv.)、黄连木(Pistacia chinensis Bunge)、五小叶槭(Acer pentaphyllum Diels)等。这表明成都市中心城区绿化树种较为丰富,并以乡土树种为主,其树种组成优于国内部分城市[12-14]。成都市中心城区地带常绿树种构成了城市的基调景观,而数量比例相对较少的落叶乡土树种则增加了城市森林林内景观的多样性。成都市地处亚热带湿润地区,植物资源丰富,仅种子植物就有2 682种,从城市森林树种的使用数量上看,地带性乡土植物的开发利用空间很大,比如一些四川特有并具有较高景观价值和经济价值的物种,如康定玉兰(Magonlia dawsoniana Rehd.et.wils)、雅安琼楠(Beilschmiedia yaanica N.Chao)、钝齿花楸(Sorbus helenae Koehne)等目前还多处于保护阶段,而垂柳、香樟、杨树等几个高大乔木树种的广泛重复使用导致城区大量同质景观的产生。因此,成都市一方面应提高城市森林物种丰富度,另一方面还应增加苦楝、七叶树、蓝花楹、峨嵋含笑(Michelia wilsonii Finet et Gagn.)、油桐[Vernicia fordii (Hemsl.) Airy Shaw]等观赏价值高、生态功能强的乡土树种的使用数量比例和频度,从而减少城市森林景观的趋同性,增加城市森林景观丰富度和保护生物多样性,促进城市森林生态系统的稳定。
“大树底下好乘凉”形象地说明大树具有降温增湿等生态效益。彭镇华[15-16]也认为,大树能发挥各种效益,其所形成的森林在降温增湿、固碳释氧、生物多样性保护等方面具有更大的效益。从成都市中心城区乔木树种树木的结构看,H<15 m和DBH<30 cm的树木分别占91.38%和88.74%,S<50 m2和V<100 m3的树种分别占86.93%和70.49%,表明成都市中心城区绿化树种不仅在高度和胸径等形态生长上具有较大的发展潜力,在三维绿量上也具有较大的增长空间,城市森林树种大部分还处于快速生长期,森林群落没有完全达到成熟阶段。在调查中发现,成都市中心城区绿化采用了大量的大苗,主要是香樟、银杏、桂花、栾树、水杉等树种,近年来开发使用的楠木(Phoebe zhennan S. Lee et F. N. Wei)、黄连木、马褂木[Liriodendron chinense (Hemsl.) Sarg]等树种多处于中幼龄, 主要分布在新建的小区绿地、公园和单位附属绿地等区域。H≥15 m、DBH≥30 cm、S≥50 m2和V≥100 m3的大树主要集中于历史相对较久远的寺庙、祠堂、公园、老校区等区域。在保护现有成都市城市森林建设成效的同时,还需要加强对单株三维绿量有较大增长空间树木的管护,提高土地单位面积上林木的三维绿量,以增加单位绿地生态功能,这将是缓解成都市中心城区生态用地紧张状况的关键措施。
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