城市环境对城市植物影响的研究_1
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江源[11]对 前 联 邦 德 国 卡 尔 斯鲁 厄 市 植 物 区 系 的 研 究表 明: 城市植物区系优势科组成明显变化, 菊科( Asteraceae) 、禾 本科( Poaceae) 、十字花科( Brassicaceae) 、唇型科( Lamiaceae) 植 物 所 占 比 重 明 显 上 升 , 玄 参 科( Scrophu]aceae) 、莎 草 科
35 卷 35 期
冯 强等 城市环境对城市植物影响的研究
11563
占优势。其他种类变化也形成了明显的梯度, 分化成不同的 生态类型, 群落结构也由简单趋向复杂化。
对北京城区 的 自 生 植 物 研究 表 明[12], 建 群 种 为 一 、二 年 生的草本植物群落占的比例最大, 植物群落种类组成和层 次结构简单, 种类数目少。一 、二 年 生 草 本 植物 生 存 策 略 属 于 r 型, 繁殖和迁移能力强, 具有耐践踏、耐机械损伤、耐土 壤碱性等特征, 对强干扰生境具有较强的适应能力。
城市植物群落种类组成数量特点还表现在其种- 面积 曲线与自然群落不同[16]。在自然状态下 同 种 生 境 植物 种- 面 积曲线表现为最小面积, 而城市中同种生境植物种类数量并 不表现为最小面积, 其曲线为直线, 面积越大种类越多。 2.3 城市环境对城市植物群落演替的影响 城市人工、半 人工植物群落的动态, 无论是形成、更新还是演替都是在人 为 干 预 下 进 行 的 。群 落 演 替 是 一 种 偏 途 演 替 或 逆 行 演 替 , 城 市 人 工 、半 人 工 植 物 群 落 无 疑 是 一 种 偏 途 演 替 顶 级 [17]。 在城市化过程中, 城市中残存的自然群落也常发生深刻的 变 化 。沼 田 真 等 人[10]曾 于 1950 ̄1971 年 对 日 本 东 京 自 然 教 育园内天然植物群落的变化过程进行了研究, 发现 21 年中 树木生存率发生了变化, 树木演替过程中日本赤松、日本栗 ( Castanea crenata ) 、黑 松( Pinus thunbergii) 等 树 木 首 先 受 到 严重的伤害并枯死, 日本米储虽然枯死较少, 但长势衰退, 日 本 冷 杉( Abiesfirma) 和 柳 杉( Cryptornerza japonica) 等 早 在 1950 年以前就已受害。这主要是由于城市内各种树木对大 气污染敏感性不同, 受害程度各异所致。自然教育园内的赤 松- 黑 松 林 向着 山 桐 子( Idesia polxarpa) 林 演 替 , 黑 松- 赤 松 林向着黑松- 灰叶稠李( Prunus grawna) 林演替。
人为干扰对植物物种多样性有显著影响, 城市地区人 口密集, 人类活动强烈, 被认为是人类对植物影响最强烈的 地区。人为干扰使城市地区植物物种数逐渐减少, 它既间接 对植物产生不利影响, 又通过樵采和践踏对植物产生直接 危害。王应刚等[19]用 200 m×200 m 样方对太原地区野生高等 植物物种进行了调查, 结果显示: 位于城区中心的大南门点 有 14 个物种; 位于郊区的北寒村点有 32 个物种; 位于农村 地带的新道村点有 44 个物种。可见市中心大南门点的野生 植物种最少, 只 有 新 道 村 点 的 野 生 植物 种 的 1/3。其 他 城 市 也有类似现象, 如北京市中心高密度建筑区自然植物不到 10 种, 城区的紫竹院有 50 多种, 近郊区圆明园有 287 种, 樱 桃沟有 433 种, 位于远郊区的金山有 511 种。一项对美国威 斯 康 星 州 城 市 植 被 的 调 查 研 究 也 表 明[20], 当 地 原 生 植 物 物 种数量在城区较城市周边乡村明显减少, 在城市中心区仅 保存着 1/3 的原生物种。建筑物面积的阔延和城市交通的 发展以及强烈的人为干扰, 是造成城市原生植被减少的主 要 原 因[21]。人 为 干 扰 除 了 对 城 市 地 区 野 生 高 等 植 物 物 种 数
( Cyperaceae) 、百合科( Liliaceae) 所占的比例相对下降, 兰科 ( Orchidaceae) 植物在城市中完全消失。从种的来源上看, 外 来种世界广布种的增多也 是 城 市 植 物 重 要 的 区系 特 征 。结 合前联邦德国其他城市的研究表明: 优势科组成的这种变 化趋势体现了前联邦德国城市植物区系的普遍特征, 并在 不同城市中具有明显的相似性。
植物区系是指一定地区范围内全部植物的分类单位, 包 括 所 有 的 科 、属 和 种 的 数 量 。对 一 个 城 市 植 物 区 系 进 行 研 究, 就是要对这个城市化地 区 所 有 的 植物 种 类 进 行 科 、属 、 种的鉴定, 并对它们的地理成分和历史成分进行分析。城市 化对植物区系的影响, 一方面是乡土植物种类的减少, 另一 方面是人布植物的增多。人 布 植 物 是 指 随 着人 类 活 动 而 散 布的植物, 如农作物和杂草等, 也包括人类有意或无意引 入、后来逸出野生化了的 植 物, 这 类 植 物 也 称 归 化 植 物。总 体而言, 城市的植物种类较之于乡村地区还要多。因为城市 景观多样性高, 存在着不同结构的居民点、不同用途的开敞 空间, 还有许多面积虽小 、但 异 质性 很 大 的 生 境 , 可 为 从 湿 生到旱生, 从阴生到阳生, 从嫌氮到喜氮, 从喜酸到喜碱等 不同生态习性的植物提供生长地点, 但人布植物种类百分 数 明 显 呈 现 出 从 郊 区 向 城 市 逐 渐 增 多 的 趋 势 [10]。
城市中植物区系的特点还表现在植物的生态习性上。 Kunick 和 Wittig 等分别分析比较了城市与郊区植物区系的 生态 指 示 值[13-14], 发 现 城 市 中 植 物 的 光 照 、温 度 、氮 肥 、土 壤 反应和大陆度的指示值均较高, 湿度指示值较小, 即城市植 物对光照、温度、氮肥、土壤 pH 值要求较高, 对水分要求较 低, 更为耐旱。 2 城市环境对城市植物群落的影响 2.1 城市植物群落类型的特点 由于城市生境的特点、景 观破碎化程度及人类干扰的加强, 城市植物群落类型也有 所改变, 并多呈孤岛状分布。总的特征是: 自然群落比例小, 人工、半人工群落的比例增加; 同时出现一些城市中特有的 群落类型, 如耐践踏的 植 物群 落 、一 年 生 宅 旁 杂 草 群 落、多 年 生 宅 旁 高 秆 杂 草 群 落 、草 坪 群 落 以 及 墙 面 屋 顶 群 落 等 [10]。 2.2 城 市 环 境 对 城 市 植 物 群 落 组 成 和 结 构 的 影 响 城 市 植物群落结构分化明显, 趋于单一化, 森林大都缺乏灌木层 和草本层, 层间植物更为罕见。林木的胸高直径分布曲线呈 “L”型, 而非自然林 呈 倒“J”型 。张 金 屯[15]对 纽约“城- 郊- 乡 ” 森林样带变化梯度进行了研究, 揭示了森林植被在组成和 结构上的差异主要是人 类 活 动( 城 市 化) 影 响 的 结 果 。沿 着 样带, 由城区经郊区到农区, 植被变化明显, 优势种发生了 替代, 城区红橡占优势, 郊区白橡占优势, 而农区则是黑橡
安徽农业科学, Journal of Anhui Agri. Sci. 2007, 35( 35) : 11562- 11565
责任编辑 姜 丽 责任校对 王 淼
城市环境对城市植物影响的研究
冯 强 1, 胡 聃 2 *, 王绍斌 1, 李 娜 3
( 1.沈阳农业大学农学院, 辽宁沈阳 110161; 2.中国科学院生态环境研究中心, 北京 100085; 3.北京林业大学, 北京 100083)
摘要 从城市环境对城市植物区系、群落、物种多样性、生长发育的影响方面, 阐述了国内外在该领 域的 研 究动 态和 取 得的 成果 , 并 提出了今后的研究方向。 关键词 城市环境; 植物区系; 植物群落; 植物多样性; 生长发育 中图分类号 Q948.12 文献标识码 A 文章编号 0517- 6611( 2007) 35- 11562- 04
城市中呈小面积孤岛状分布的的残存自然群落, 其维 持机理和演替过程也和地带性自然植被不同, 种子的散布 能力和散布方式及种源母树的存在, 直接影响到孤岛状分 布的群落内种群动态变化, 并左右着演替的进程。特别是那 些 具 有 种 子 产 量 高 、散 布 能 力 强 、初 期 生 长 迅 速 的 典 型 先 锋 种, 其能够较容易的侵入林内, 长期支配群落的动态, 该类 植物被称为顶级先锋种。具有顶级先锋种的群落是城市孤 岛 状 自 然 植 被 的 另 一 个 特 征 [18]。 3 城市环境对城市植物多样性的影响
赵海霞[12]对北 京 城 区 以 及 包括 远 郊 区 县 的 整 个 北 京地 区的植物区系进行了研究, 北京城区种子植物中 50 %以上 的种类隶属少数大科、大 属 。科 、属 组 成 与 整 个北 京 地 区 相 比发生了一定的变化, 蓼科和藜科种类所占比例有所提高。 在城市植被的区系地理成分组成中, 温带成分所占比例有 所减少, 世界成分比例明显增加, 热带成分比例在一定程度 上也有所上升。可见人类对自然生境的强烈改造, 使城市植 被区系特征受地带性自然条件的影响程度有所减弱, 而受人 类活动和土地利用方式影响的强度有不同程度的加强。
Study on the Impacts of Ur ban Envir onment on Ur ban Plant FENG Qiang et al ( College of Agronomy, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161) Abstr act Based on the impacts of urban environment on flora, plant community, plant diversity, growth and development, the research trends and results in this field were reviewed, and the direction should br reinforced in future study was pointed out, hoping offer some valuable references for the study of urban plants and the urban afforestation management. Key wor ds Urban environment; Flora; Plant community; Plant diversity; Growth and development
Hale Waihona Puke Baidu基金项目
作者简介 收稿日期
中国科学院知识创新工程重要方向项目( KZCX2!YW!324) ; 国家重点基础研究发展规划 973 课题( 2005CB72 4206) ; 国家 自然科学基金项目( 70573106, 70433001) 资助。 冯 强( 1981- ) , 男 , 辽 宁 锦 州 人 , 硕 士 研 究 生 , 研 究 方 向 : 城 市生态学。* 通讯作者。 2007! 07!23
目前, 强烈的人类活动改变了城市的气候特征, 城市区 域下垫面的改变和人为热、废气等的排放导致了城市气候 要素( 温、湿、风、雨、光、热) 及 尘 、雾 等 的 变 化 , 由此 而 引 起 城市热岛效应、干岛效应、气 候 穹 隆 、逆 温 现象 、雨 影 、酸 雨 等 。热 岛 现 象 和 大 气 污 染 成 为 城 市 气 候 主 要 的 两 大 特 征 [1- 5]。 城市区域降雨的分配与郊外显著不同, 由此带来了城市区 域 水 文 特 征的 改 变 , 城 市 区 域 降 雨 日 数 和 降 雨 量[6]、径 流 总 量 、地 表径 流 量 及 地 表 径 流 系 数[7]都 较 周 围 农 村 地 区 增 加 ; 另外, 城市化过程使土壤受 到 污 染 , 土 壤 的 理 化 性 质、营 养 元素组成都发生改变[8-9]。因此, 研究城市环境对城市植物的 影 响 、分 析 植 物 对 城 市 环 境 变 异 的 响 应 对 选 择 绿 化 植 物 、管 理 城 市 绿 地 、指 示 环 境 演 变 具 有 重 大 意 义 。 1 城市环境对城市植物区系的影响
35 卷 35 期
冯 强等 城市环境对城市植物影响的研究
11563
占优势。其他种类变化也形成了明显的梯度, 分化成不同的 生态类型, 群落结构也由简单趋向复杂化。
对北京城区 的 自 生 植 物 研究 表 明[12], 建 群 种 为 一 、二 年 生的草本植物群落占的比例最大, 植物群落种类组成和层 次结构简单, 种类数目少。一 、二 年 生 草 本 植物 生 存 策 略 属 于 r 型, 繁殖和迁移能力强, 具有耐践踏、耐机械损伤、耐土 壤碱性等特征, 对强干扰生境具有较强的适应能力。
城市植物群落种类组成数量特点还表现在其种- 面积 曲线与自然群落不同[16]。在自然状态下 同 种 生 境 植物 种- 面 积曲线表现为最小面积, 而城市中同种生境植物种类数量并 不表现为最小面积, 其曲线为直线, 面积越大种类越多。 2.3 城市环境对城市植物群落演替的影响 城市人工、半 人工植物群落的动态, 无论是形成、更新还是演替都是在人 为 干 预 下 进 行 的 。群 落 演 替 是 一 种 偏 途 演 替 或 逆 行 演 替 , 城 市 人 工 、半 人 工 植 物 群 落 无 疑 是 一 种 偏 途 演 替 顶 级 [17]。 在城市化过程中, 城市中残存的自然群落也常发生深刻的 变 化 。沼 田 真 等 人[10]曾 于 1950 ̄1971 年 对 日 本 东 京 自 然 教 育园内天然植物群落的变化过程进行了研究, 发现 21 年中 树木生存率发生了变化, 树木演替过程中日本赤松、日本栗 ( Castanea crenata ) 、黑 松( Pinus thunbergii) 等 树 木 首 先 受 到 严重的伤害并枯死, 日本米储虽然枯死较少, 但长势衰退, 日 本 冷 杉( Abiesfirma) 和 柳 杉( Cryptornerza japonica) 等 早 在 1950 年以前就已受害。这主要是由于城市内各种树木对大 气污染敏感性不同, 受害程度各异所致。自然教育园内的赤 松- 黑 松 林 向着 山 桐 子( Idesia polxarpa) 林 演 替 , 黑 松- 赤 松 林向着黑松- 灰叶稠李( Prunus grawna) 林演替。
人为干扰对植物物种多样性有显著影响, 城市地区人 口密集, 人类活动强烈, 被认为是人类对植物影响最强烈的 地区。人为干扰使城市地区植物物种数逐渐减少, 它既间接 对植物产生不利影响, 又通过樵采和践踏对植物产生直接 危害。王应刚等[19]用 200 m×200 m 样方对太原地区野生高等 植物物种进行了调查, 结果显示: 位于城区中心的大南门点 有 14 个物种; 位于郊区的北寒村点有 32 个物种; 位于农村 地带的新道村点有 44 个物种。可见市中心大南门点的野生 植物种最少, 只 有 新 道 村 点 的 野 生 植物 种 的 1/3。其 他 城 市 也有类似现象, 如北京市中心高密度建筑区自然植物不到 10 种, 城区的紫竹院有 50 多种, 近郊区圆明园有 287 种, 樱 桃沟有 433 种, 位于远郊区的金山有 511 种。一项对美国威 斯 康 星 州 城 市 植 被 的 调 查 研 究 也 表 明[20], 当 地 原 生 植 物 物 种数量在城区较城市周边乡村明显减少, 在城市中心区仅 保存着 1/3 的原生物种。建筑物面积的阔延和城市交通的 发展以及强烈的人为干扰, 是造成城市原生植被减少的主 要 原 因[21]。人 为 干 扰 除 了 对 城 市 地 区 野 生 高 等 植 物 物 种 数
( Cyperaceae) 、百合科( Liliaceae) 所占的比例相对下降, 兰科 ( Orchidaceae) 植物在城市中完全消失。从种的来源上看, 外 来种世界广布种的增多也 是 城 市 植 物 重 要 的 区系 特 征 。结 合前联邦德国其他城市的研究表明: 优势科组成的这种变 化趋势体现了前联邦德国城市植物区系的普遍特征, 并在 不同城市中具有明显的相似性。
植物区系是指一定地区范围内全部植物的分类单位, 包 括 所 有 的 科 、属 和 种 的 数 量 。对 一 个 城 市 植 物 区 系 进 行 研 究, 就是要对这个城市化地 区 所 有 的 植物 种 类 进 行 科 、属 、 种的鉴定, 并对它们的地理成分和历史成分进行分析。城市 化对植物区系的影响, 一方面是乡土植物种类的减少, 另一 方面是人布植物的增多。人 布 植 物 是 指 随 着人 类 活 动 而 散 布的植物, 如农作物和杂草等, 也包括人类有意或无意引 入、后来逸出野生化了的 植 物, 这 类 植 物 也 称 归 化 植 物。总 体而言, 城市的植物种类较之于乡村地区还要多。因为城市 景观多样性高, 存在着不同结构的居民点、不同用途的开敞 空间, 还有许多面积虽小 、但 异 质性 很 大 的 生 境 , 可 为 从 湿 生到旱生, 从阴生到阳生, 从嫌氮到喜氮, 从喜酸到喜碱等 不同生态习性的植物提供生长地点, 但人布植物种类百分 数 明 显 呈 现 出 从 郊 区 向 城 市 逐 渐 增 多 的 趋 势 [10]。
城市中植物区系的特点还表现在植物的生态习性上。 Kunick 和 Wittig 等分别分析比较了城市与郊区植物区系的 生态 指 示 值[13-14], 发 现 城 市 中 植 物 的 光 照 、温 度 、氮 肥 、土 壤 反应和大陆度的指示值均较高, 湿度指示值较小, 即城市植 物对光照、温度、氮肥、土壤 pH 值要求较高, 对水分要求较 低, 更为耐旱。 2 城市环境对城市植物群落的影响 2.1 城市植物群落类型的特点 由于城市生境的特点、景 观破碎化程度及人类干扰的加强, 城市植物群落类型也有 所改变, 并多呈孤岛状分布。总的特征是: 自然群落比例小, 人工、半人工群落的比例增加; 同时出现一些城市中特有的 群落类型, 如耐践踏的 植 物群 落 、一 年 生 宅 旁 杂 草 群 落、多 年 生 宅 旁 高 秆 杂 草 群 落 、草 坪 群 落 以 及 墙 面 屋 顶 群 落 等 [10]。 2.2 城 市 环 境 对 城 市 植 物 群 落 组 成 和 结 构 的 影 响 城 市 植物群落结构分化明显, 趋于单一化, 森林大都缺乏灌木层 和草本层, 层间植物更为罕见。林木的胸高直径分布曲线呈 “L”型, 而非自然林 呈 倒“J”型 。张 金 屯[15]对 纽约“城- 郊- 乡 ” 森林样带变化梯度进行了研究, 揭示了森林植被在组成和 结构上的差异主要是人 类 活 动( 城 市 化) 影 响 的 结 果 。沿 着 样带, 由城区经郊区到农区, 植被变化明显, 优势种发生了 替代, 城区红橡占优势, 郊区白橡占优势, 而农区则是黑橡
安徽农业科学, Journal of Anhui Agri. Sci. 2007, 35( 35) : 11562- 11565
责任编辑 姜 丽 责任校对 王 淼
城市环境对城市植物影响的研究
冯 强 1, 胡 聃 2 *, 王绍斌 1, 李 娜 3
( 1.沈阳农业大学农学院, 辽宁沈阳 110161; 2.中国科学院生态环境研究中心, 北京 100085; 3.北京林业大学, 北京 100083)
摘要 从城市环境对城市植物区系、群落、物种多样性、生长发育的影响方面, 阐述了国内外在该领 域的 研 究动 态和 取 得的 成果 , 并 提出了今后的研究方向。 关键词 城市环境; 植物区系; 植物群落; 植物多样性; 生长发育 中图分类号 Q948.12 文献标识码 A 文章编号 0517- 6611( 2007) 35- 11562- 04
城市中呈小面积孤岛状分布的的残存自然群落, 其维 持机理和演替过程也和地带性自然植被不同, 种子的散布 能力和散布方式及种源母树的存在, 直接影响到孤岛状分 布的群落内种群动态变化, 并左右着演替的进程。特别是那 些 具 有 种 子 产 量 高 、散 布 能 力 强 、初 期 生 长 迅 速 的 典 型 先 锋 种, 其能够较容易的侵入林内, 长期支配群落的动态, 该类 植物被称为顶级先锋种。具有顶级先锋种的群落是城市孤 岛 状 自 然 植 被 的 另 一 个 特 征 [18]。 3 城市环境对城市植物多样性的影响
赵海霞[12]对北 京 城 区 以 及 包括 远 郊 区 县 的 整 个 北 京地 区的植物区系进行了研究, 北京城区种子植物中 50 %以上 的种类隶属少数大科、大 属 。科 、属 组 成 与 整 个北 京 地 区 相 比发生了一定的变化, 蓼科和藜科种类所占比例有所提高。 在城市植被的区系地理成分组成中, 温带成分所占比例有 所减少, 世界成分比例明显增加, 热带成分比例在一定程度 上也有所上升。可见人类对自然生境的强烈改造, 使城市植 被区系特征受地带性自然条件的影响程度有所减弱, 而受人 类活动和土地利用方式影响的强度有不同程度的加强。
Study on the Impacts of Ur ban Envir onment on Ur ban Plant FENG Qiang et al ( College of Agronomy, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161) Abstr act Based on the impacts of urban environment on flora, plant community, plant diversity, growth and development, the research trends and results in this field were reviewed, and the direction should br reinforced in future study was pointed out, hoping offer some valuable references for the study of urban plants and the urban afforestation management. Key wor ds Urban environment; Flora; Plant community; Plant diversity; Growth and development
Hale Waihona Puke Baidu基金项目
作者简介 收稿日期
中国科学院知识创新工程重要方向项目( KZCX2!YW!324) ; 国家重点基础研究发展规划 973 课题( 2005CB72 4206) ; 国家 自然科学基金项目( 70573106, 70433001) 资助。 冯 强( 1981- ) , 男 , 辽 宁 锦 州 人 , 硕 士 研 究 生 , 研 究 方 向 : 城 市生态学。* 通讯作者。 2007! 07!23
目前, 强烈的人类活动改变了城市的气候特征, 城市区 域下垫面的改变和人为热、废气等的排放导致了城市气候 要素( 温、湿、风、雨、光、热) 及 尘 、雾 等 的 变 化 , 由此 而 引 起 城市热岛效应、干岛效应、气 候 穹 隆 、逆 温 现象 、雨 影 、酸 雨 等 。热 岛 现 象 和 大 气 污 染 成 为 城 市 气 候 主 要 的 两 大 特 征 [1- 5]。 城市区域降雨的分配与郊外显著不同, 由此带来了城市区 域 水 文 特 征的 改 变 , 城 市 区 域 降 雨 日 数 和 降 雨 量[6]、径 流 总 量 、地 表径 流 量 及 地 表 径 流 系 数[7]都 较 周 围 农 村 地 区 增 加 ; 另外, 城市化过程使土壤受 到 污 染 , 土 壤 的 理 化 性 质、营 养 元素组成都发生改变[8-9]。因此, 研究城市环境对城市植物的 影 响 、分 析 植 物 对 城 市 环 境 变 异 的 响 应 对 选 择 绿 化 植 物 、管 理 城 市 绿 地 、指 示 环 境 演 变 具 有 重 大 意 义 。 1 城市环境对城市植物区系的影响