森林与环境学报  2018, Vol. 38 Issue (3): 361-366   PDF    
http://dx.doi.org/10.13324/j.cnki.jfcf.2018.03.016
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靳文平, 苏小青, 兰思仁, 李明河
JIN Wenping, SU Xiaoqing, LAN Siren, LI Minghe
福州市城区绿地冻害植物的引种地分析
Analysis on the introduction of froze injury species in the urban area of Fuzhou
森林与环境学报,2018, 38(3): 361-366.
Journal of Forest and Environment,2018, 38(3): 361-366.
http://dx.doi.org/10.13324/j.cnki.jfcf.2018.03.016

文章历史

收稿日期: 2017-10-26
修回日期: 2018-02-25
福州市城区绿地冻害植物的引种地分析
靳文平1, 苏小青1, 兰思仁2, 李明河2     
1. 福建农林大学林学院, 福建 福州 350002;
2. 福建农林大学园林学院, 福建 福州 350002
摘要:2016年初在"拉尼娜"现象的影响下,福州市园林植物遭受严重冻害。本研究以福州市43个公园的绿地植物及其受冻害情况的调查为基础,分析其受冻植物组成、生活型和来源地特征。结果表明:1)常见绿地植物901种(隶属148科547属),共有受冻害植物272种(隶属97科197属,占总量的30.19%);其中,受冻的本地植物68种,占本地植物总量的13.44%,受冻的外来植物204种,占外来植物总量的51.65%。2)在生活型上,草本受冻害物种最多,其次为灌木、乔木,藤本植物最低,多年生草本>一年生草本,常绿木本>落叶木本。3)在受冻外来植物的引种地上,国内的广东、云南、海南和国外的美洲热带、南美洲、亚洲热带、北美洲、大洋洲等8个地区的受冻植物占相应地区引种总量的半数以上,引种受冻风险高。
关键词福州市    公园绿地    植物冻害    拉尼娜    园林植物    
Analysis on the introduction of froze injury species in the urban area of Fuzhou
JIN Wenping1, SU Xiaoqing1, LAN Siren2, LI Minghe2     
1. College of Forestry, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China;
2. College of Landscape, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China
Abstract: Under the inpact of "La Niña" in early 2016, the gardening plants had suffered seriously frozen injury in Fuzhou. Based on the investigation of 43 parks in Fuzhou, the species composition, life form and origin areas of the frozen plants were analyzed in this study. The results showed that 1) there are 901 species of common green plants in 547 genera and 148 families, including 272 species of frozen plants (accounting for 30.19%) in 197 genera and 97 families. Among the frozen plants, there are 68 native species accounting for 13.44% of the total number of native species, and 204 non-orginal species accounting for 51.65% of the total number of non-orginal species. 2) In the life forms, the degrees of freezing injury are herb > shrub > tree > vine, evergreen woody > deciduous woody, and perennial herbs > annual herb. 3) For the domestic and abroad areas the plants introduced from, the proportions of frozen plants introduced from the Guangdong, Yunnan and Hainan Province, and tropical Asia, South America, North America and Oceania abroad accounted for more than half of the introduced plants numbers in the corresponding area separately, implying high freezing injury risk for introduction from these areas.
Key words: Fuzhou     park green space     frozen plant     La Niña     landscape plant    

城市植物多样性是改善城市生态环境,丰富城市景观,凸显地域特征,促进区域社会、经济、环境可持续发展的重要基础;公园绿地是社会的窗口,也是城市植物多样性的重要载体[1-2]。为了建立更为完善的城市绿地,园林植物引种工作日益增多,对地区植物区系和景观的结构产生了很大的影响[3];但在极端低温的气候条件下,这些外来引种类群往往具有较高的受冻风险[4-6],已引起学者广泛的关注,包括植物的抗寒性[7-8],植物冻害的景观影响程度[9-10],植物受冻害后的恢复情况[11],以及对植物冻害的预防及管理措施[12-13],等。分析这些研究显示受冻植物往往与起源地密切相关,然而却未有对其引种地进行分析的报道。

在全球性的“拉尼娜”现象影响下,2016年1月24-26日,福州平均低温比正常年份低6 ℃,最低温度达-1 ℃,为60年来最冷记录。在此罕见的气候背景下,福州市大量园林植物受到不同程度的冻害,对城市绿化造成巨大损失。本文拟在课题组前期研究的基础之上[14],开展在此次极端低温天气下的受冻植物调查,分析其生活型和来源地特征,旨在为今后建立健全城市公园与园林绿化体系提供参考。

1 研究区概况与方法 1.1 研究地区概况

福州位于福建省东部,北纬25°15′~26°39′,东经118°08′~120°31′,地貌状况属于河口盆地,丘陵、山地面积广,占总面积的72.68%,地带性土壤为赤红壤。气候类型为亚热带季风气候,雨量充沛且光热资源丰富,年平均气温为16~20 ℃,年相对湿度约77%,夏长冬短,霜期40 d,最冷月1—2月,平均气温达6~10 ℃,少有零下低温出现[15]

1.1 研究方法

本文在黄秋淋等[14]对福州市11个公园绿地植物调查研究的基础上,2015年10月起,增加调查32个公园,共43个公园(图 1),其中二环内公园19个、二环至三环内公园18个、三环及周边的公园6个。参照文献[7-13]确定植物受冻害等级,参考《福建植物志》[16]、《中国植物志》[17],编写植物名录,确定原生植物和外来植物,统计福州市主要公园绿地植物的种类构成,并对生活型进行分析,总结受冻植物的引种地特征。将外来植物分为国内引进和国外引进,前者根据参考的书志记载,按省份区域划分为广东、云南和海南等11区;后者综合洲区的气候特征[18-19]划分为美洲热带、南美洲和亚洲热带等13区。

图 1 选取公园位置分布图 Fig. 1 The distribution of park position 注:蓝色圆点表示二环内的公园;橙色圆点表示二环至三环的公园;绿色圆点表示三环及周边的公园环;五角星表示福州市政府。Note:blue circle point presents park in the second ring road;orange circle point presents park between the second to third ring road;green circle presents park around the third ring road.
2 结果与分析 2.1 物种组成分析

通过对43个福州市三环内的公园物种进行调查发现,福州市公园绿地植物共计901种(表 1),隶属148科547属。其中,本地种506种,含135科356属;国内引种115种,含56科87属;国外引种280种,含77科198属。受冻害植物共计272种(97科197属),占植物总量的30.19%。其中,本地种68种,占冻害植物总量的25.00%,占本地种植物总量的13.44%;外来引种204种,占冻害植物总数的75.00%, 占外来引种植物的51.65%。在这次寒潮中,福州市公园绿地约占1/3的植物遭受了冻害,国外引种受冻植物均占其总量的1/2以上,本地种适应性良好,外来引种抗寒表现差。

表 1 福州市公园绿地植物来源地构成情况统计 Table 1 The statistics of original constitution of the garden greenbelt plants in Fuzhou City
物种来源
Species origin
科级别统计Family statistics 属级别统计Genus statistics 种级别统计Species statistics

Family
受冻科
Frozen family
受冻比例
Frozen rate/%

Genus
受冻属
Frozen genus
受冻比例
Frozen rate/%

Species
受冻种
Frozen species
受冻比例
Frozen rate/%
本地种Native species 135 40 29.63 356 59 16.57 506 68 13.44
国内引种Inland origin 56 32 57.14 87 42 48.28 115 60 52.17
国外引种Outland origin 77 54 70.13 198 109 55.05 280 144 51.43
合计Total 148 97 65.54 547 197 36.01 901 272 30.19

植物冻害在科的组成上,桑科8种如垂叶榕(Ficus benjamina Linn.)、棕榈科8种如金山葵[Syagrus romanzoffiana (Cham.) Glassm.]和大王椰子[Roystonea regia (Kunth) O. F. Cook]、豆科8种如羊蹄甲(Bauhinia purpurea DC. ex Walp.)和鸡冠刺桐(Erythrina crista-galli Linn.)、锦葵科5种如朱槿(Hibiscus rosa-sinensis Linn.)、马鞭草科5种(如金叶假连翘Duranta erecta ‘Golden Edge’)、大戟科4种如红桑(Acalypha wilkesiana Muell. Arg.)和变叶木[Codiaeum variegatum (L.) Rumph. ex A.Juss.]和杜鹃花科4种如蝶花杜鹃(Rhododendron aberconwayi Cowan)等冻害严重。另有红龙草[Altemanthera brasiliana (L.) Kuntze)、芭蕉(Musa basjoo Siebold)、八角金盘[Fatsia japonica (Thunb.) Decne. et Planch.]、番石榴(Psidium guajava Linn.]、大鹤望兰(Strelitzia nicolai Regel et Koern.)和朱蕉[Cordyline fruticosa (L.) A.Chev.]等都受冻较重。冻害严重的区域主要分布在三环外的公园,可能与这些地区人口密度较低、地区比较空旷,释放热量较少,不易积累有关。

2.2 冻害植物生活型分析

对受冻害的272种植物的生活型进行分类(表 2),结果表明:受冻害乔木106种,占乔木总数42.06%,其中,受冻常绿乔木70种,占常绿乔木总数40.00%,受冻落叶乔木36种,占落叶乔木总数46.75%;受冻害灌木101种,占灌木总数49.51%,其中,常绿灌木94种,占常绿灌木总数55.62%,落叶灌木7种,占落叶灌木总数20.00%;受冻害的常绿木本植物(含常绿乔木、常绿灌木)有164种,占木本植物47.67%,高于落叶木本植物(含落叶乔木、落叶灌木)的38.39%。受冻害草本共65种,占草本总数的16.75%,其中,多年生草本59种,占多年生草本总数22.61%,一年生草本6种,占一年生草本总数4.72%;藤本植物未见明显受冻现象。

表 2 物种生活型冻害分析 Table 2 Life form analysis of cold injury species
生活型Life form 乔木Arbor 灌木Shrub 草本Herb 藤本
Vine
合计
Total
常绿
Evergreen
落叶
Deciduous
常绿
Evergreen
落叶
Deciduous
多年生
Perennial
一年生
Annual
物种数Species 175 77 169 35 261 127 57 901
冻害植物Frozen species 70 36 94 7 59 6 272
比例Rate/% 40.00 46.75 55.62 20.00 22.61 4.72 30.19
2.3 冻害植物引种地分析

来自国内地区引种排名靠前的有广东(Guangdong,GD)、云南(Yunnan,YN)、海南(Hainan,HN),分别有40、21、15种,是福州市公园绿地植物引种的主要地区(表 3),同时引种来自这3个地区的物种受冻数分别为23、13、10种,受冻比例为57.50%、占66.67%、61.90%(图 2a),受冻比例均高于国内引种受冻水平。来自江苏(Jiangsu, JS)、台湾(Taiwan, TW), 浙江(Zhejiang,ZJ)引种数量超过5种,是福州公园绿地植物引种的重要地区,受冻数分别为3、2、2,受冻指数低于平均水平,其中浙江、台湾地区受冻指数为22.22%、25.00%,可能与此二地区与福建比邻,气候条件相近有关。引种来自山东(Shandong,SD)、河北(Hebei,HB)、香港(Xianggang,XG)、四川(Sichuan,SC)、新疆(Xingjiang,XJ)地区的种数少于5种,是福州公园绿地植物的重要补充,其中,引种来自山东、河北、四川、新疆的冻害指数超过50%。

表 3 国内外引种数量与比例 Table 3 The introduced number and rate of inland and outland species
国内地区
Inland
种数
Species
占国内引种数
Rate to inland species/%
国外地区
Outland
种数
Species
占国外引种数
Rate to outland species/%
广东GD 40 38.33 美洲热带AT 52 20.14
云南YN 21 21.67 南美洲SA 46 19.44
海南HN 15 16.67 亚洲热带IT 43 18.06
江苏JS 6 5.00 北美洲NA 47 16.67
台湾TW 9 3.33 非洲AF 26 6.94
浙江ZJ 8 3.33 大洋洲OC 13 5.56
山东SD 4 3.33 印度洋岛屿Ⅱ 15 5.56
河北HB 3 3.33 欧洲EU 9 2.78
香港XG 3 1.67 亚洲东部EY 9 2.08
四川SC 2 1.67 太平洋岛屿PI 4 0.69
新疆XJ 2 1.67 亚洲西部WY 8 0.69
美洲西部WA 4 0.69
美洲东部EA 3 0.69
图 2 国内外各地区引种冻害比例 Fig. 2 Frozen injury rate species introduced form inland and outland

冻害较明显的国内引种植物有如下几种:盆架木(Alstonia scholaris C. E. C. Fisch.)在三环区域的公园均受冻害,高山榕(Ficus altissima Bl.)叶片全部萎蔫;朱槿在二环内的公园受害严重;台湾栾树[Koelreuteria elegans subsp. formosana (Hayata) Meyer]在郊区公园冻害明显,这些冻害植物多在公园作为孤植树造景;秋海棠(Begonia spp.)在公园作为盆景或地被观赏,叶片及花朵受冻萎蔫,此类植物应有选择性的种植。

国外地区引种分布分析表明,引种来自美洲热带(Tropical America,TA)、南美洲(South America,SA)、亚洲热带(Tropical Asia,TI)、北美洲(North America,NA)、非洲(Africa,AF)物种数量较多,分别有52、46、43、47、26种(图 2b),是福州公园绿地植物国外引种的重要地区,除非洲外,引种来自这些地区的受冻指数均超过55%。引种来自大洋洲(Oceania,OC)、印度洋岛屿(Indian Ocean Island,Ⅱ)、欧洲(Europe,EU)、亚洲东部(East Asia,EI)、亚洲西部(West Asia,WI)种数也较多,其中引种来自大洋洲、印度洋岛屿的物种受冻指数高于50%,引种自亚洲西部的受冻指数最低,为12.50%。引种来自太平洋岛屿(Pacific Island,PI)、美洲西部(West America,WA)、美洲东部(East America,EA)物种相对较少,受冻指数不高于1/3。

冻害较明显的国外引种植物有如下几种:金边龙舌兰(Agave americana var. variegate Nichols)、翅荚决明[Cassia alata (L.) Roxb.]和长隔木(Hamelia patens Jacq.)在郊区公园大都冻害死亡,大乔木蓝花楹(Jacaranda mimosifolia D. Don)和鸡冠刺桐(Erythrina crista-galli Linn.)在二环外的公园受冻害明显;乔木刺桐(Erythrina variegata Linn.)、鱼尾葵(Caryota monostachya Blume ex Mart.)冻害严重,后者的叶片在多处公园枯萎死亡;吊竹梅(Zebrina pendula Heynh.)和一品红(Euphorbia pulcherrima Willd. ex Klotzsch)在市中心区的茶亭公园,全株叶子变褐色,冻害死亡率高;香龙血树(Dracaena fragrans Ker-Gawl.)在屏山公园、闽江南园和西湖公园等3处公园都冻害至死;变叶木、红叶朱蕉[Cordyline fruticosa (L.) A.Chev.]和旅人蕉(Ravenala madagascariensis Sonn.)在福州多处公园受冻害严重,此类植物抗寒性差。

3 结论与建议

福州市公园常见绿地植物共901种,隶属148科547属,公园绿地共计受冻害植物272种,隶属97科197属,占公园常见植物总量的30.19%,其中,本地种68种,占冻害植物总量的25.00%,占本地种植物总量的13.44%,外来引种204种,占75.00%、51.65%。国内引种、国外引种受冻植物均占其总量的一半以上,福州本地种生长适应性良好,外来引种抗寒表现差。

在生活型构成上,受冻害的272种植物中,乔木106种,占乔木总数42.06%;灌木共101种,占49.51%;草本65种,占16.75%,且冻害乔木大都分布在郊区公园,市区公园草本、灌木冻害严重,受冻害的常绿木本植物是落叶木本植物的3倍多。生活型特征表明:草本植物物种受冻最多,其次为灌木、乔木,藤本植物最低;在草本植物组成上,多年生>一年生;在木本植物组成上,常绿阔叶树>落叶树。

国内的冻害植物研究大都分析其种类,少有针对冻害植物的引种地进行分析。福州公园绿地植在国内引种方面上,排名靠前的引种区有广东、云南、海南,受冻比例分别为57.50%、66.67%、61.90%,高于国内引种受冻水平。在国外引种方面上:引种来自美洲热带、南美洲、亚洲热带、北美洲、大洋洲,分别有52、46、43、47、13种,受冻指数均超过55%。这些省份及地区的植物对福州公园绿地植物组成有重要作用,但冻害比例较高,引种这些区域的植物受冻风险较高,后期应加强引种驯化,挑选并培育优选种。

地气系统辐射平衡值从赤道开始,随纬度上升而增加,在约25°处达最大值,随后随纬度的上升而开始递减,在约38°时由正值转为负值[20];福州位于北纬25°15′~26°39′,属于辐射平衡值开始递减的区域。2016年1月24-26日的-1 ℃亦是福州60年来最冷记录,同时其绿地受冻物种占超过半数以上的8个区域(国内的广东、云南、海南和国外的美洲热带、南美洲、亚洲热带、北美洲和大洋洲)多位于南北纬38°区域内,这表明在福州受冻的植物也许与其起源地的地气辐射平衡值相关。植被分布具有典型的经度、纬度和垂直三线地带性,是一个复杂的自然选择过程,值得进一步研究探讨。

“拉尼娜”现象周期性发生,有关文章大都为冻害等级研究,鲜有针对冻害植物引种地的研究。本文研究了福州市特定低温年份的冻害植物与引种地的相关性,可为该地区园林植物引种提供理论参考。福州为体现造景丰富多样性,不可避免要引进外来观赏性植物,要注意多引进与福州地缘相近、气候相宜地区的植物,还应注意引种驯化。引至南美洲的大乔木桃花心木[Swietenia mahagoni (Linn.) Jacq.]、美丽异木棉[Bombax insigne (A.St.--Hil.) Ravenna]、番石榴(Psidium guajava Linn.)在郊区公园叶片受冻害明显,引至亚洲热带的红花羊蹄甲(Bauhinia blakeana Dunn)、大花紫薇[Lagerstroemia speciosa (Linn.) Pers.]及引至印度的腊肠树(Cassia fistula Linn.),在森林公园冻害严重,且影响景观观赏;而榕树(Ficus microcarpa L.f.)、雅榕(F. concinna (Miq.) Miq.)、樟树[Cinnamomum camphora (L.) J.Presl]、木荚红豆(Ormosia xylocarpa Chun ex L. Chen)、黄栀子(Gardenia jasminoides Ellis)和尖尾枫[Callicarpa longissima (Hemsl.) Merr.]等福州老树种适应气候变化能力较强。乔木作为公园造景的主力树种,应重视乡土植物的造景,形成以乡土树种为主,外来树种为辅的绿化格局;这样有益组成较稳定的植物群落,减少异常低温造成的冻害,亦可突出地方特色。

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