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兰考县城道路绿地植物多样性调查研究

2021-03-10刘汉宇孙利娜王鹏飞

林业调查规划 2021年1期
关键词:兰考县种数带式

张 雯,刘汉宇,孙利娜,王鹏飞

(1.河南农业大学林学院,河南 郑州 450002;2.兰考县住房与城乡建设局,河南 兰考 475300)

随着城市化的快速推进,人们对城市绿化建设也越发重视。道路绿地作为城市绿地系统中重要的一部分,具有净化空气、缓解热岛效应、减尘滞尘、维持城市内生物多样性和绿地系统生态稳定的重要作用[1]。道路绿地作为城市绿地系统中的“线”,通过其线性结构,将城市散布的“点”状绿地和大面积的“面”状公园,连接成一个具有“点线面”结构的完整城市绿地系统[2]。道路作为一个城市的骨架和交通命脉,同时也是人们日常休闲活动较为频繁的场所[3]。道路绿地是一个城市绿化建设水平的体现和向外界展示城市形象和城市文化内涵的名片[4],不仅可以带来遮阳、防风、降噪、保持水土等效益,还可以吸引大量资本流入,并形成城市环境的品牌效应,间接促进城市的发展。因此,道路绿地建设对改善城市环境和城市的可持续发展具有重要意义。

在城市的快速发展中,道路绿地一直以来都不被人们所重视,处于滞后于城市发展的状态,人们对道路绿地的认知也仅仅停留在为城市增添绿色的层面上,并未认识到其环境和经济效益[5]。在之前的城市发展中,仅将道路的交通通行作用放在首位,道路绿地仅作为一种点缀的作用存在,未进行科学规划,且在道路绿地建设中存在着建设滞后、管理粗放的情况,为后期城市绿地系统规划和城市绿地系统的生态稳定埋下隐患。目前,有学者对城市道路绿地从不同角度做了大量的研究[2-9],但研究大多针对道路绿地中的行道树方面,关于道路绿地植物多样性和道路绿地综合分析方面的研究较为缺乏。

本研究以河南省兰考县城建成区为研究区域,通过选取建成区的道路绿地进行调查,对其道路断面形式、植物种类、多样性、配置方式及观赏特征等方面进行分析,以期为后期城市道路绿地规划建设提供参考。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

兰考县城位于河南省东北部,豫东平原西北部,黄河中下游南岸,九曲黄河的最后一道弯,交通便利,是豫东北通往鲁西南的重要门户。地理坐标位于东经114°41′~115°15′,北纬34°45′~35°02′;属北温带大陆性气候,年均气温14℃,四季变化明显,冬季寒冷,春季干旱少雨,夏季炎热,秋季较为凉爽。兰考县注重县城绿化建设,被评为“国家生态园林县城”。截至2019年底,县城绿化覆盖率达40%,人均公园绿地面积8.1 m2。

1.2 研究方法

采取典型取样法[10],选取范围内的38条道路,其中南北向道路19条,东西方向17条,其他方向2条;共设置调查样点40个,每个样地取60 m长,取本条道路典型绿化段。在查阅相关资料的基础上,借助奥维地图进行现场踏查、拍照和记录。调查内容包括道路断面形式,植物种类、数量,植物配置方式等,其中道路绿篱按照5 m一个单位计数。

1.3 数据处理

对调查数据进行整理,分别统计计算道路断面形式、植物应用频率、相对多度[11]、相对频度及多样性指数[12]。

植物应用频度=(某种植物出现的样地数/全部样地数)×100%

植物相对频度=(某种植物的频度/全部植物的应用频度之和)×100%

相对多度=(某种植物的个体数/全部植物的个体数)×100%

物种多样性指数(H)(Shannon-Wiener indix),反映的是调查样本中某物种的不确定性,不确定性越大,表示物种多样性也就越高。物种均匀度(D)(Simpson′s diversity index)表示随机取样的两个个体属于不同种的概率,即对构成群落多样性的测定。

(1)

(2)

上述公式中,Pi指第i种的个体数量占样方中个体总数的比例,S为物种数目。对数据均采用Excel 2016软件进行统计处理。

2 结果与分析

2.1 道路断面形式

通过调查数据显示,兰考县建成区道路断面形式有“一板两带式”、“两带三板式”、“三板四带式”、“四板五带式”五种,各种断面形式分布见图1。

其中一板两带式为兰考县城道路断面最常见的道路断面形式,共有19条,占调查道路的50.0%;其次是三板四带式,有15条,占调查总道路的39.5%;两板三带式3条,占总数的7.9%;四板五带式仅有1条(图2,表1)。由图2可见,其道路断面形式主要是一板两带式和两带三板式。

图1 兰考县城建成区道路断面形式分布

图2 道路断面形式组成比例

表1 兰考县城建成区道路断面形式

兰考县城建成区“一板两带式”道路在6~15 m,仅在道路两旁种植行道树。该模式多数分布于老城区,代表路段有建设路、文明路、焦裕禄大道等(表1)。这种断面形式是我国最常见的道路断面形式,特点是占地少、建设成本低、管理较为方便,但当路面过宽时会影响遮荫效果,机动车和非机动车行驶混杂,适合车流量较少的路段。在城市发展初期多采用这种断面形式,故该断面形式多分布于老城区,未考虑城市后期发展,有一定的局限性。“两板三带式”道路有航海路、南环路和西环路3条,道路宽度在9~25 m,道路中间设置一条宽1.5 m的分车带。该模式是在“一板两带式”的基础上加了一条中央分车带,特点是消除相向车辆行驶的干扰,但不能解决机动车和非机动车混杂问题。三板四带式的道路有15条,道路宽度25~40 m,在道路上分别设置两条2 m宽的绿化带将机动车与非机动车分隔开来。该模式主要分布于城市外围和产业聚集区,多为新建市政道路。这种断面形式的特点是可以消除机动车和非机动车之间的干扰,绿化覆盖率高,遮荫效果较为理想,非机动车行驶安全性较高,是目前道路建设中采用最为广泛的一种道路断面形式。四板五带式的道路仅有一条,为济阳大道。该道路设置双向八车道,设置三条2.5 m宽的绿化带将机动车与非机动车相向的车辆分别隔开。该模式遮荫效果好,适合交通和人流量大的路段。

2.2 道路绿地植物组成及多样性

通过对兰考县城建成区道路绿地的踏查统计,道路绿地中有园林植物86种(含变种),隶属于38科67属。其中:乔木41种,灌木35种,草本10种[13](表2);落叶植物60种,常绿植物26种,常绿植物与落叶植物种类应用频率为1∶2。将道路绿地植物的38科按照所包含植物种数的多少从高到低排列,包含3种及以上的植物共有8个科50种,占总种数的58.14%。其中:木犀科18种,占总种数的18.60%;蔷薇科16种,占总种数的11.63%;豆科8种,占总种数的9.30%(图3)。可见,木犀科、蔷薇科、豆科和柏科植物在道路绿地中应用较为广泛,组成了道路绿地植物多样性的骨架。

植物相对多度反映的是该植物在道路绿地中数量的多少,直观体现的是道路绿地的组成所占百分比。对调查数据进行统计,得到了道路绿地植物的相对多度(图4)。兰考县城道路绿地中常绿与落叶植物之比为1∶4.3,其中悬铃木的数量最多,占总数的44.62%;其次是白蜡树和红叶石楠,分别占总数的8.75%和6.63%;大叶女贞、紫叶李和冬青卫矛次之,分别占总数的3.58%、3.35%、3.07%。以上6种树种占兰考县城道路绿地植物总数的68%。可见,兰考县城道路绿地植物组成结构合理性较差,常绿植物占比较少,少数树种出现频率高且数量多,对绿地生态安全不利,易遭受大规模病虫害危害,不利于极端气候条件下绿地植物的生存。且单一树种的大量运用也会导致道路绿地景观丰富度的低下。

表2 道路绿地植物生活型及占比

通过对调查数据计算,兰考县城道路绿地多样性指数为5.94,均匀度指数为0.73,可见兰考县城道路绿地物种丰富度较高,但分布不均匀,存在潜在的生态安全风险[6]。

2.3 植物应用形式及应用频率

根据各种植物在道路绿地的景观应用不同,可分为景观树、行道树、绿篱和地被植物4种类型。景观树指的在道路红线内和道路两侧廊道绿化中,呈自然式种植的花色艳丽、枝干奇特或树姿优美的花灌木。道路绿地中含有景观树44种,占总种数的51.16%,代表植物有碧桃、紫荆、紫玉兰、银杏等。

图4 道路绿地植物组成比例

行道树指在道路两侧或分车绿带中成列规则种植的乔木,具有遮荫、防护和美化的功能,包含悬铃木、国槐、紫叶李、黄山栾树等17种,占总种数的19.77%。绿篱植物指在分车带及道路两侧带状种植或修剪为规则形状的低矮灌木,包含冬青卫矛、火棘、海桐、红叶石楠等15种,占总种数的17.44%。地被植物指生长低矮、植株密集和匍匐在地面上的灌木、藤本及草本植物等,覆盖能力强,可防止黄土裸露和水土流失,并具有一定的观赏价值和经济价值,包含鸢尾、麦冬、红花酢浆草、白车轴草等10种,占总种数的11.63%(图5,表3)。对植物应用类型分析,可得兰考县城道路中景观树种类较为丰富,行道树、绿篱植物和草本地被植物种类较少,相比景观树,行道树种类较为单一。

植物应用频率指某种植物在调查样地中出现次数所占的百分比。应用频率的大小代表该种植物的应用普遍程度,不代表该植物的应用数量,应用频率越高代表该植物在道路绿地中应用越广泛。对道路绿地86种植物的应用频率进行计算,得到植物的应用频率(P)。将应用频率分为5个区间,低频率区间(0

图5 道路绿地植物类型占比

表3 道路绿地植物类型

2.4 道路绿地季节观赏特点

通过调查,兰考县城道路绿地中具有明显的季节观赏特征的植物有69种。季节观赏特征主要通过植物的生长季相变化体现,按照观赏部位的不同可分为观花、观果、观叶、观干4种类型。在观赏特征的组成上,观花植物占54.95%,观果植物占18.68%,观叶植物占23.08%,观干植物占3.30%;整个观赏特征上以观花为主,其次是观叶,观干植物占比最少(图7)。按照观赏季节的不同进行划分:春季具有观赏特征的植物45种,占34.35%;夏季37种,占28.24%;秋季36种,占27.48;冬季13种,占5.63%(图8)。其中,有的植物在两个及以上季节中均有良好的观赏效果,如月季花、红花酢浆草、红枫等。季节方面,春夏秋三季的景观季相较为丰富,冬季观赏特征较为缺少。在色系组成上,红色系占20.90%,黄色系26.88%,白色占23.00%,紫色系占14.18%,绿色系占20.90%。整个色系上以秋季的黄色系占据主导地位(图9)。对春夏秋冬4个季节的季相特征进行分析,春季各色系均表现良好,景观效果较丰富;夏季以绿色系为主;秋季以黄色为主色调;冬季在植物色彩上表现最差,景观效果一般。

图6 道路绿地植物应用频率分布

3 结论与建议

3.1 结论

通过对38条道路的调查和分析,初步掌握了兰考县城道路绿地的情况,得出以下结论:

兰考县城道路断面形式以一板两带式和三板两带式为主,两板三带式和四板五带式仅占极小比例;一板两带式主要分布于老城区,在城市建设初期建设,其规划设计具有一定的局限性;新建道路以三板四带式为主,四板五带式应用少;部分道路绿地功能和作用尚未能充分体现。道路绿地中有园林植物86种(含变种),隶属于38科67属,其中乔木41种,灌木35种,草本10种;其中落叶与常绿种类比为1∶0.43,常绿植物与落叶植物应用频率比为1∶2;在数量上,常绿与落叶之比为1∶4.3,悬铃木、国槐和白蜡为优势树种。道路绿地植物种类组成不尽合理,花灌木等景观树的应用较少。道路绿地植物配置应用方面,以景观树的种类最多,行道树种类次之;低频率应用植物占总种数的88.37%,大部分植物种类未得到普遍应用;道路绿地中乡土植物应用较少,未能体现出地域文化特色。季相观赏方面,色系组成上,以白色、红色和黄色占据主导地位,随着季节的变化各季节的主色调也随之变化。观赏特征以观花为主,春夏秋三季景观季相较为丰富,冬季景观效果较差。

图9 道路绿地季相色系分布

3.2 建议

道路绿地作为城市绿化的重要组成部分,植物的多样性直接决定了植物景观的丰富性。在道路绿地建设时,应从满足道路绿地功能和作用出发,科学进行规划设计,将植物配置多样化,以进一步丰富道路绿地景观。针对兰考县城道路绿地景观现状,提出以下几点建议:

1)提高多板多带式道路绿地类型的应用,优化更新老城区道路绿化。随着城市的扩张和经济社会的发展,人们对交通和美好环境的需求也日益提高,在今后的道路绿建设中,应优先考虑三板四带式和四板五带式道路断面形式,同时推进廊道绿化,为道路添绿增绿。加强对老城区道路绿地的养护管理,及时对表现较差的路段进行更新。

2)进一步引进表现良好的树种应用,提高现有植物种类的应用程度,调整现有植物组成比例,强化道路绿地生态结构。提高常绿植物的比例,使之趋近于1∶3的比例[14]。改善植物物种组成。根据Clark[15]在城市森林可持续发展的模式研究中指出,一种树种的种群数量不宜超过总数的10%,故应减少悬铃木的应用,提高其他植物的比例。

3)合理配置,营造良好的季相景观。合理配置道路绿化树种,达到春天百花争艳,夏季绿树茵茵,秋季树叶金黄,冬季青松挺拔的景观效果。兰考县城道路绿地夏季景观丰富度有所欠缺,应推广合欢、紫薇、木槿等观花树木的应用,以丰富夏季景观。

4)提高乡土植物的应用,彰显地域文化特色。兰考县城道路绿地中植物种类丰富度尚可,但乡土植物应用较少,缺失不利于营造具有地域文化特色的道路景观,造成地域文化特色的缺失。应加强兰考泡桐、国槐、柽柳、楝、榆、臭椿等树种的应用。乡土树种具有良好的适应性、抗逆性和抗病虫害能力,有利于维护生态安全,彰显地域文化,展示良好的城市形象。

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