上海外環(huán)綠帶植物群落鄰體干擾特征分析

施朝陽(yáng)

摘要：調(diào)查分析了上海外環(huán)綠帶植物群落的鄰體干擾指數(shù)，結(jié)果表明：外環(huán)林帶林分內(nèi)，植物個(gè)體大小與基株的胸徑、鄰體胸徑、鄰體距離、鄰體冠幅相關(guān)。群落內(nèi)個(gè)體之間存在著強(qiáng)烈的種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)，且種內(nèi)、種間及與整個(gè)林分的鄰體干擾指數(shù)強(qiáng)度都隨著基株木個(gè)體的增大而下降。提出了應(yīng)依據(jù)鄰體指數(shù)對(duì)植物生長(zhǎng)空間的最適宜范圍、鄰體干擾程度等進(jìn)行量化，選出各類植物群落中鄰體間的較適宜的生長(zhǎng)空間，并與群落中單位面積株數(shù)值與群落冠幅總面積等密度因子結(jié)合，為進(jìn)行必要的經(jīng)營(yíng)措施提供基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：上海外環(huán)綠帶；植物群落；鄰體干擾；特征

中圖分類號(hào)：TU986

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2016）21-0003-03

1 引言

植物群落中的植物個(gè)體間的關(guān)系十分復(fù)雜，相鄰個(gè)體為了獲得適宜自己生長(zhǎng)的最佳生態(tài)位，必然與其它個(gè)體爭(zhēng)奪環(huán)境資源如光、熱、水、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等，生物與環(huán)境之間這種相互作用、相互影響，就是生態(tài)學(xué)領(lǐng)域里的鄰體干擾[1]。影響植物個(gè)體生長(zhǎng)的因素很多，不僅有自身的遺傳特性有關(guān)，也與其所處的生境質(zhì)量以及它對(duì)環(huán)境資源的利用狀況等有著密切的聯(lián)系。干擾或競(jìng)爭(zhēng)對(duì)植物個(gè)體生長(zhǎng)和植物群落結(jié)構(gòu)及種群動(dòng)態(tài)有著重要的影響。植物鄰體干擾研究是揭示植物種群競(jìng)爭(zhēng)能力及其在群落中行為的主要途徑之一[2]。本文通過(guò)對(duì)上海市外環(huán)綠帶群落鄰體干擾特征的研究，以揭示群落個(gè)體大小、距離遠(yuǎn)近與鄰體干擾的關(guān)系，為進(jìn)一步了解環(huán)城綠帶的群落競(jìng)爭(zhēng)和密度效應(yīng)，為分析綠帶的潛在的問(wèn)題和探討有效的調(diào)整措施提供科學(xué)依據(jù)。

2 研究區(qū)自然概況

上海市環(huán)城綠帶規(guī)劃總面積6208 hm2，1995年啟動(dòng)建設(shè)，至2015年底，環(huán)城綠帶已累計(jì)完成面積約3555 hm2。建成區(qū)域的綠帶以生態(tài)為核心，與自然水系、濕地、田園風(fēng)光等共同構(gòu)成具有生態(tài)防護(hù)、景觀觀賞、休閑健身、文化娛樂(lè)、公共服務(wù)、隔音降噪、減排治霾、防災(zāi)避難等多功能的城市公共綠地。特別是早年建成的林帶，已經(jīng)大樹成蔭。綠帶植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程，也是群落結(jié)構(gòu)和種群的演變過(guò)程。群落的密度雖然表現(xiàn)在數(shù)量上，而實(shí)質(zhì)是群落種內(nèi)和種間的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程和狀態(tài)。植物的鄰體干擾是群落鄰體間為爭(zhēng)取可利用資源而產(chǎn)生的負(fù)作用過(guò)程，與鄰體間的空間位置關(guān)系及其鄰體對(duì)可利用資源的影響程度有關(guān)。

構(gòu)成外環(huán)綠帶的喬木出現(xiàn)頻率較高的植物主要有：香樟（Cinnamomum camphora）、意楊（Populus deltoids）、女貞（Ligustrum lucidum）等；灌木主要有：蚊母（Distylium racemosum）、狹葉十大功勞（Mahonia fortunei）、海桐（Pittosporum tobira）、八角金盤（Fatsia japonica）等；人工種植的地被植物主要有：麥冬（Ophiopogon japonicus）、鳶尾（Iris tectorum）、紅花酢漿草（Oxalix rubra）、白花三葉草（Trifolium repens）等。

3 研究方法

本研究選擇上海市外環(huán)綠帶浦東新區(qū)三林段、南匯橫沔段、閔行顧戴路段林帶群落進(jìn)行鄰體干擾調(diào)查，在林分中選擇一代表性基株，測(cè)定與其直接相鄰植株的距離、胸徑和冠幅，調(diào)查樣地共6個(gè)。鄰體干擾指數(shù)的計(jì)算公式如下[3]：

4 結(jié)果與分析

4.1 各樣地的密度和優(yōu)勢(shì)度比較

鄰體調(diào)查主要的因子有基株的胸徑、鄰體胸徑、鄰體距離、鄰體冠幅等，并對(duì)群落內(nèi)的光照強(qiáng)度和群落外的光照強(qiáng)度進(jìn)行比較，通過(guò)鄰體間的生存空間和干擾系數(shù)等公式和模型來(lái)分析群落布局結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀[4]。調(diào)查結(jié)果見(jiàn)表1。

從表1可見(jiàn)，6個(gè)樣地的密度均較高，并具有一定的差異，特別是樣地6和樣地3的密度高達(dá)70.22%和53.69%， 其它樣地的密度在31.42%和38.74%之間。而樣地間的優(yōu)勢(shì)度差異明顯大于密度間的差異。樣地1和樣地2的優(yōu)勢(shì)度最大，這與樣地主要由楊樹和香樟組成，特別是楊樹生長(zhǎng)迅速有關(guān)；樣地5的胸徑較大，而樣地6的密度較大，該2個(gè)樣地的優(yōu)勢(shì)度也比較大，而樣地3的廣玉蘭徑級(jí)小，樣地4香樟的密度小，它們的優(yōu)勢(shì)度的密度和優(yōu)勢(shì)度均比較小。由此可見(jiàn)，綠帶群落的優(yōu)勢(shì)度不僅與密度有關(guān)，更與樹木的徑級(jí)有關(guān)。

4.2 各樣地的冠幅差異比較

樣地間的樹冠冠幅的差異與樹木胸徑和優(yōu)勢(shì)度的變化相似，樣地1和樣地2的冠幅較大，其次是樣地3，而樣地6的泡桐栽植的時(shí)間短，密度大，樹冠生長(zhǎng)空間受到限制，冠幅最小。樣地的透光率與樹冠冠幅正相關(guān)，樣地5由樸樹和榆樹組成，枝繁葉茂，樹冠重疊，透光率最低，樣地1和樣地2的冠幅大，透光率也比較低，而樣地3、4和6的林冠稀疏，透光度高。

4.3 各樣地的鄰體指數(shù)比較

干擾植物生長(zhǎng)的因素包含多方面，如種的生態(tài)習(xí)性、生態(tài)幅度、個(gè)體大小、立地條件以及生長(zhǎng)速度等都能影響植物的競(jìng)爭(zhēng)能力。對(duì)鄰體干擾指數(shù)（Iw）和生態(tài)鄰體干擾（Ix），取對(duì)數(shù)后作回歸分析（表2）。

從鄰體干擾指數(shù)表（表2）可見(jiàn)，樣地1、2 的Iw值和Ix值最大，這與該2個(gè)樣地的鄰體胸徑比較大、鄰體與基株距離較小有關(guān)，而樣地1的Iw值大于樣地2，而樣地1的Ix值小于樣地1，這與Ix值考慮基株胸徑，而Iw值不考慮胸徑有關(guān)，因?yàn)闃拥?基株的胸徑（7.07 cm ）小于樣地1（13.6 cm）。盡管樣地5的鄰體距基株的距離大于樣地3、4和6，但由于它的鄰體和基株的胸徑也明顯大于后者，因此，樣地5的Iw值和Ix值均大于后者。樣地3、4、6的Iw值和Ix值均比較小，這與它們的基株較小有關(guān)。

根據(jù)Iw值和Ix值的大小，可以將6個(gè)樣地分成三類：數(shù)值較小的有樣地4、6、3，較大的樣地5，而樣地1、2則高于其它樣地。數(shù)值較大樣地的特點(diǎn)是上層喬木樹齡和胸徑較大，基株和鄰體的距離也影響Iw值和Ix值的大小。

基株與鄰體之間生存空間分割的距離Lij的數(shù)據(jù)變化相對(duì)較小，Lij較高的是樣地1和樣地5；其次是樣地3和樣地4，而樣地6和樣地2相對(duì)較小。APA指數(shù)可表征樹木生長(zhǎng)中可利用的生存空間面積，APA值大小與Lij值成正比，各樣地間的差異次序相同。樣地1和樣2的鄰體距離和鄰體據(jù)基株距離較大，并且鄰體和基株胸徑差距較大，因此，這2個(gè)樣地的APA值和Lij值較高，反映了利用的生存空間比較大；樣地3和樣地4的基株和鄰體的胸徑差距較小，因而，它們的Lij值和APA值小于樣地1和樣地5，而樣地6和樣地2的鄰體和基株的胸徑差距小，樣地6鄰體和基株的距離僅178.5 cm ，是6個(gè)樣地中最小的，因此，樣地2和樣地6的Lij值和APA值相對(duì)最小。

Ici指數(shù)是大小比值及距離衰減的競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)，從表2可見(jiàn)，Ici指數(shù)較大的是樣地6、其次是樣地2和4，而樣地5和1則較小。數(shù)值大小變化與APA的指數(shù)成反比，樣地間的Ici指數(shù)值變化幅度也比較小，最大值與最小值之間僅相差170% 。

4.4 各樣地調(diào)查因子的相關(guān)性

從鄰體競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)的5個(gè)公式計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)，由于各樣地之間的樹木的種類、徑級(jí)和距離等不同，樣地間的鄰體間相互競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)和生存空間差異較大，同時(shí)，各指數(shù)的生態(tài)學(xué)含義也不同[5] 。通過(guò)表3的計(jì)算結(jié)果顯示，Iw值和Ix值與樣地群落的透光率相關(guān)。

從調(diào)查因子的相關(guān)系數(shù)（表3）可見(jiàn)，與Iw顯著相關(guān)的因子有基株胸徑、鄰體胸徑、優(yōu)勢(shì)度和鄰體冠幅；而Lij 、APA和Ici之間也顯著相關(guān)；群落密度與基株鄰體間距離顯著正相關(guān)；群落優(yōu)勢(shì)度與基株胸徑、鄰體胸徑和鄰體冠幅；基株胸徑與鄰體胸徑也正相關(guān)；鄰體冠幅與基株胸徑、鄰體胸徑正相關(guān)；透光率與基株鄰體距離正相關(guān)。

5 結(jié)語(yǔ)

鄰體干擾會(huì)引起植物個(gè)體生長(zhǎng)速度的變異，導(dǎo)致林分強(qiáng)烈分化，產(chǎn)生明顯的自疏和他疏現(xiàn)象[5，6] 。從林分水平看，林分密度愈大，個(gè)體受鄰體干擾就越強(qiáng)，林相也就越參差不齊，個(gè)體分化強(qiáng)烈。間伐林分中的病弱株和雜木，控制林分密度，并控制群落內(nèi)個(gè)體的鄰體個(gè)數(shù)，限制鄰體干擾效應(yīng)，以減小個(gè)體間的負(fù)效應(yīng)，促進(jìn)林分良好生長(zhǎng)，就可以獲得群落林分整體效益的最大化[7，8]。通過(guò)本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在表示群落個(gè)體競(jìng)爭(zhēng)的因子中，Iw、基株與鄰體間距離、密度和優(yōu)勢(shì)度是比較適宜的因子。隨著林帶的植物群落不斷生長(zhǎng)將會(huì)出現(xiàn)的植物生長(zhǎng)空間適宜大小、群落植株的空間競(jìng)爭(zhēng)等問(wèn)題，試用上述公式對(duì)植物生長(zhǎng)空間的最適宜范圍、鄰體干擾程度等進(jìn)行量化，選出各類植物群落中鄰體間的較適宜的生長(zhǎng)空間，并與群落中單位面積株數(shù)值與群落冠幅總面積等密度因子結(jié)合，就可以對(duì)今后外環(huán)林帶的維護(hù)管理很重要的作用。

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