文章信息
- 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
2. 福建农林大学园林学院, 福建 福州 350002
2. College of Landscape, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China
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。
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。
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 | ||||||||
科 Family |
受冻科 Frozen family |
受冻比例 Frozen rate/% |
属 Genus |
受冻属 Frozen genus |
受冻比例 Frozen rate/% |
种 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。
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 |
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%。
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 |
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。
[1] | LI Y J, ZHENG H, WEI J B. Vegetation change in Shenzhen city based on NDVI change classification[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2008, 19(5): 1064–1070. |
[2] | 王敏, 宋岩. 服务于城市公园的生物多样性设计[J]. 风景园林, 2014(1): 47–52. |
[3] | 叶宝鉴, 兰思仁, 李明河, 等. 福建农林大学校园植物区系特征[J]. 福建农林大学学报(自然科学版), 2013, 42(1): 51–56. |
[4] | 唐岱, 杜娟, 孙晓佳. 昆明主城区2016年冬季园林植物冻害情况调查分析与建议[J]. 中国园林, 2017, 33(4): 87–91. |
[5] | 陈振东, 林陈秀香. 福建省棕榈科植物冻害调查初报[J]. 福建热作科技, 2001, 26(1): 33–35. |
[6] | 詹其龙. 南平市区引种树种1999年冬季冻害调查[J]. 福建林业科技, 2000, 27(3): 77–80. |
[7] | 黄晓雪. 北京引种抗寒棕榈的抗寒性初步研究[D]. 北京: 北京林业大学, 2011. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10022-1011134938.htm |
[8] | 黄骐. 2008年福州市区常见园林植物寒害调查[J]. 海峡科学, 2008(6): 182–184. |
[9] | 李先文, 黄新华, 刘京, 等. 植物冻害发生的机制及预防措施[J]. 湖北农业科学, 2010, 49(10): 2579–2581. DOI:10.3969/j.issn.0439-8114.2010.10.074 |
[10] | 宋杰, 李树发, 陆琳, 等. 2013-2014年冬春昆明主要园林植物冻害调查分析[J]. 西南林业大学学报, 2015, 35(3): 102–106. |
[11] | 张媛, 李宗波. 2013年昆明市榕属植物冻害及恢复研究[J]. 中国农学通报, 2016, 32(4): 21–25. |
[12] | 王莉, 靳素娟. 南方常见园林植物寒冻害成因及防御措施[J]. 现代农村科技, 2009(11): 21–22. DOI:10.3969/j.issn.1674-5329.2009.11.022 |
[13] | 杨晓东, 赵永祥, 林卫东, 等. 云南师范大学校园植物受冻害调查与植物合理配置分析[J]. 林业调查规划, 2014, 39(1): 79–82. |
[14] | 黄秋淋, 苏小青, 陈世品, 等. 福州市公园绿地植物的多样性[J]. 亚热带农业研究, 2014, 10(4): 252–257. |
[15] | 于苏建. 福州市主城区公园绿地的综合评价研究[D]. 福州: 福建师范大学, 2011. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10394-1012267419.htm |
[16] | 福建省科学技术委员会《福建植物志》编写组辑委员会. 福建植物志:1-6卷[M]. 福州: 福建科学技术出版社, 1982. |
[17] | 中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志:2-80卷[M]. 北京: 科学出版社, 1959. |
[18] | 姜必亮, 张宏达. 福建种子植物区系地理研究[J]. 广西植物, 2000, 20(2): 117–125. |
[19] | 阎传海. 植物地理学[M]. 北京: 科学出版社, 2001. |
[20] | 程国栋. 我国高海拔多年冻土地带性规律之探讨[J]. 地理学报, 1984, 39(2): 185–193. |