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高校校园是城市绿地的重要组成部分,在维持城市生物多样性方面具有重要作用[1-2]。一方面,成千上万的植物物种被种植在高校校园内,有助于美化环境,为师生创造良好的工作和生活环境[3-4];另一方面,这些植物有助于改良土壤和缓和气候,并为野生动物提供栖息地[5]。校园植物群落丰富的物种多样性为生态学研究提供了一个新的平台[6],特别是在城市物种管理和城市绿色生态系统恢复方面[7]。因此,了解校园植物多样性特征,确定校园内珍稀、濒危、外来物种、本地物种、有害生物和药用植物的存在,有助于将生物多样性保护理论应用到实际的城市管理中,对城市生物多样性的保护具有重要意义[8]。然而,当前关于校园绿地的相关研究主要集中在景观配置和规划设计等方面[9-12],对校园绿地植物群落的物种组成及其多样性等生态学特征的研究则相对较少[8, 13]。因此,本研究以南充市4 所高校6个校区为研究对象,以校区为单位,对各校区内木本植物群落进行了全面调查,并分析其物种多样性特征和群落结构特征,同时对校区内木本植物物种的生活型和保护等级进行了统计,揭示南充市高校校园木本植物多样性特征,为当地高校合理配置植物群落、优化校园环境及植物多样性保护提供参考。
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南充市位于四川盆地东北部、嘉陵江中游,地理坐标为北纬30°35′—31°51′、东径105°27′—106°58′之间,面积1.25万km2。属于中亚热带湿润气候区,具有夏热冬暖,光热同季,无霜期长,雨量充沛,湿润多阴等特点,年平均气温 17 ℃左右,年日照1 500 h左右,年降水1 200 mm左右,无霜期年平均300 d。
本研究以南充市4 所高校6个校区为研究对象(见表 1),对各校区内木本植物群落进行了全面调查。这些校区自营建以来,均形成了具有一定特征的植物群落景观,是进行校园植物群落多样性调查研究的理想场所。
序号 校区 校区类型 建立时间/年 面积/hm2 1 西华师范大学顺庆校区 新校区 2001 101.12 2 西华师范大学北湖校区 老校区 1950 21.34 3 川北医学院顺庆校区 老校区 1946 12.45 4 川北医学院高坪校区 新校区 2003 23.95 5 西南石油大学 老校区 1958 44.04 6 南充职业技术学院 新校区 1976 72.48 Table 1. General information of six campuses of four universities in Nanchong City
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通过对南充市4所高校6个校区校园内木本植物种类的调查和鉴定(见表2)。可以看出,在4所高校6个校区校园中共有木本植物69科、144属和236种。其中,常绿木本植物135种,落叶木本植物101种,重点保护木本植物16种。此外,各校区间木本植物种类组成差异较大。在物种数方面,6个校区内的数量在65~139之间,其中西华师范大学顺庆校区的木本物种最多,有139种,川北医学院顺庆校区内的木本物种最少,仅有65种;在属数方面,6个校区内的数量在53~101之间,其中西华师范大学顺庆校区的最多,有101个属,川北医学院顺庆校区内的最少,仅有53个属;在科数方面,6个校区内的数量在38~55之间,其中西华师范大学顺庆校区的最多,有55个科,川北医学院两个校区内的最少,都为38种;在常绿木本植物物种数方面,6个校区内的数量在31~ 78之间,其中西华师范大学顺庆校区的最多,有78种,川北医学院顺庆校区内的最少,仅31种;在落叶木本植物物种数方面,6个校区内的数量在34~61之间,其中西华师范大学顺庆校区的最多,有61种,川北医学院顺庆校区内的最少,为34种;在重点保护木本植物物种数方面,6个校区内的数量在5~12之间,其中西华师范大学顺庆校区的最多,有12种,川北医学院两个校区、西南石油大学三个校区内的最少,均为5种。
校区 种数 属数 科数 常绿木本植物物种数 落叶木本植物物种数 重点保护木本植物物种数 川北医学院顺庆校区 65 53 38 31 34 5 川北医学院高坪校区 73 61 38 36 37 5 南充职业技术学院 103 72 41 57 46 9 西华师范大学北湖校区 110 84 50 64 46 7 西华师范大学顺庆校区 139 101 55 78 61 12 西南石油大学 86 64 40 46 40 5 总计 236 144 69 135 101 16 Table 2. Species composition of woody plants in six campuses in Nanchong City
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各校区植物物种多样性分析结果可以看出(见表3),尽管南充市4所高校6个校区在木本植物的个体数和物种数方面差异很大,但是在物种多样性指数方面差异较小。在个体数方面,各校区差异较大,其个体总数在1 386~15 697之间,6个校区的排序为:西华师范大学顺庆校区>南充职业技术学院>西华师范大学北湖校区>川北医学院高坪校区>川北医学院顺庆校区。在Shannon-Wiener指数和Simpson指数方面,其数值分别在3.128~3.737和0.885~0.961之间,各校区差异不大。在均匀度Pielou指数方面,除川北医学院两个校区较高外,其他校区之间也差异不大。
校区 个体数 物种数 Shannon-Wiener指数 Simpson指数 Pielou指数 川北医学院顺庆校区 1 386 65 3.513 0.961 0.842 川北医学院高坪校区 2 566 73 3.539 0.957 0.825 南充职业技术学院 6 468 103 3.289 0.932 0.710 西华师范大学北湖校区 4 074 110 3.361 0.913 0.715 西华师范大学顺庆校区 15 697 139 3.737 0.954 0.757 西南石油大学 6 089 86 3.128 0.885 0.702 Table 3. Species diversity of woody plants in six campuses in Nanchong City
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各校区间木本植物群落相似性分析结果见表4。由表4可以看出,南充市4所高校6校区木本植物群落间物种相似程度较高。群落间Sørensen指数在0.466~0.654之间,其中川北医学院高坪校区与西南石油大学的相似度最高,为0.654,川北医学院高坪校区与南充职业技术学院的相似度最低,为0.466。
校区 川北医学院
顺庆校区川北医学院
高坪校区南充职业
技术学院西华师范大学
北湖校区西华师范大学
顺庆校区西南石油
大学川北医学院顺庆校区 1 川北医学院高坪校区 0.594 1 南充职业技术学院 0.500 0.466 1 西华师范大学北湖校区 0.549 0.579 0.535 1 西华师范大学顺庆校区 0.490 0.509 0.521 0.578 1 西南石油大学 0.583 0.654 0.508 0.592 0.569 1 Table 4. Community similarity indexes of woody plants among six campuses in Nanchong City
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以各乔木、灌木植物物种在每个校区的绝对数量为依据,给出每个校区内乔灌比以及乔木、灌木排名前六的优势种(见表5)。可以看出,南充市4所高校6个校园的乔灌比在1∶0.321到1∶0.549之间,其中西华师范大学北湖校区的乔灌比例最高,南充职业技术学院的乔灌比例最低。但是参照城市园林乔灌比1∶3~1∶6而言,南充市各校区的乔灌比均低于这个标准,说明灌木种类的多样性不丰富。具体来说,川北医学院顺庆校区乔木有45种,占69.23%,排名前三的树种为黄葛树(Ficus virens)、雪松(Cedrus deodara)、二球悬铃木(Platanus acerifolia),灌木有20种,占30.76%,排名前三的树种为三角梅(Bougainvillea spectabilis)、栀子(Gardenia jasminoides)、棕竹(Rhapis excelsa),乔灌比为1∶0.444;川北医学院高坪校区乔木有55种,占75.34%,排名前三的树种为桂花(Osmanthus fragrans)、黄葛树、天竺桂(Cinnamomum japonicum),灌木有18种,占24.66%,排名前三的树种为海桐(Pittosporum tobira)、小叶女贞(Ligustrum lucidum)、红花继木(Loropetalum chinense),乔灌比为1∶0.327;南充职业技术学院乔木有78种,占75.73%,排名前三的树种为天竺桂、香樟(Cinnamomum septentrionale)、紫薇(Lagerstroemia indica ),灌木有25种,占24.27%,排名前三的树种为小叶女贞、红花继木、桂花,乔灌比为1∶0.321;西华师范大学北湖校区乔木有71种,占64.55%,排名前三的树种为香樟、珊瑚树(Viburnum odoratissimum)、桂花,灌木有39种,占35.45%,排名前三的树种为棕竹、小叶女贞、蜡梅(Chimonanthus praecox),乔灌比为1∶0.549;西华师范大学顺庆校区乔木有90种,占64.75%,排名前三的树种为天竺桂、秋枫(Bischofia javanica)、香樟,灌木有49种,占35.25%,排名前三的树种为毛叶丁香(Syringa tomentella)、贴梗海棠(Chaenomeles cathayensis)、红花继木,乔灌比为1∶0.544;西南石油大学乔木有56种,占65.12%,排名前三的树种为香樟、珊瑚树、蒲葵(Livistona chinensis),灌木有30种,占34.88%,排名前三的树种为海桐、贴梗海棠、红花继木,乔灌比为1∶0.536。
校区 植物类型 物种数 占比/% 优势种(依次减小) 川北医学院顺庆校区 乔木 45 69.23 黄葛树、雪松、二球悬铃木、天竺桂、棕榈(Trachycarpus fortunei)、珊瑚树 灌木 20 30.77 三角梅、栀子、棕竹、蜡梅、小叶女贞、海桐 川北医学院高坪校区 乔木 55 75.34 桂花、黄葛树、天竺桂、榕树(Ficus microcarpa)、苏铁(Cycas revoluta)、银杏(Ginkgo biloba) 灌木 18 24.66 海桐、小叶女贞、红花继木、贴梗海棠、毛叶丁香、山茶花(Camellia japonica) 南充职业技术学院 乔木 78 75.73 天竺桂、香樟、紫薇、雪松、秋枫、杜英(Elaeocarpus decipiens) 灌木 25 24.27 小叶女贞、红花继木、桂花、光叶海桐(Pittosporum glabratum)、蜡梅、红叶石楠(Photinia × fraseri Dress) 西华师范大学北湖校区 乔木 71 64.55 香樟、珊瑚树、桂花、棕榈、天竺桂、二球悬铃木 灌木 39 35.45 棕竹、小叶女贞、蜡梅、海桐、红花继木、栀子 西华师范大学顺庆校区 乔木 90 64.75 天竺桂、秋枫、香樟、桂花、苏铁、银杏 灌木 49 35.25 毛叶丁香、贴梗海棠、红花继木、海桐、小叶女贞、蜡梅 西南石油大学 乔木 56 65.12 香樟、珊瑚树、蒲葵、桂花、秋枫、黄葛树 灌木 30 34.88 海桐、贴梗海棠、红花继木、蚊母树(Distylium racemosum)、蜡梅、红叶石楠 Table 5. Dominant species of trees and shrubs in six campuses in Nanchong City
通过计算6个校区内所有物种的相对多度和相对频率,我们得出所有物种的常用系数(见表6)。根据常用系数,我们得出南充市排名前十的乔木优势种,其常用系数由大到小排序为:香樟(57.915%)>天竺桂(56.886%)>秋枫(53.104%)>桂花(52.599%)>珊瑚树(52.073%)>紫薇(51.998%)>黄葛树(51.989%)>苏铁(51.818%)>雪松(51.567%)>银杏(51.416%);排名前十的灌木优势种,其常用系数由大到小排序为:海桐(54.885%)>蜡梅(53.388%)>小叶女贞(45.759%)>棕竹(44.594%)>三角梅(42.798%)>栀子(42.331%)>木槿(Hibiscus syriacusLinn.)(42.209%)>毛叶丁香(19.756%)>长花龙血树(16.701%)>绣线菊(8.347%)。
序号 乔木 灌木 优势种 相对多度/RD% 相对频率/RF% 常用系数/% 优势种 相对多度/RD% 相对频率/RF% 常用系数/% 1 香樟 15.831 100 57.915 海桐 9.770 100 54.885 2 天竺桂 13.772 100 56.886 蜡梅 6.775 100 53.388 3 秋枫 6.208 100 53.104 小叶女贞 8.184 83.333 45.759 4 桂花 5.199 100 52.599 棕竹 5.854 83.333 44.594 5 珊瑚树 4.146 100 52.073 三角梅 2.263 83.333 42.798 6 紫薇 3.997 100 51.998 栀子 1.328 83.333 42.331 7 黄葛树 3.979 100 51.989 木槿 1.084 83.333 42.209 8 苏铁 3.636 100 51.818 毛叶丁香 6.179 33.333 19.756 9 雪松 3.134 100 51.567 长花龙血树 0.068 33.333 16.701 10 银杏 2.832 100 51.416 绣线菊 0.027 16.667 8.347 Table 6. Dominant species of woody plants in universities in Nanchong City
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各校区木本植物观赏特性和季相结构分析结果见表7。在观赏特性方面,南充市6个校区观花、观果、观叶和其他植物种类所占的比例分别在31.8% ~ 42.5%、6.80% ~ 14.4%、43.8% ~ 50.5%和6.5% ~ 12.3%之间,且各校区不同观赏特性植物的比例基本一致,即观叶植物>观花植物>观果植物>其他植物。在季相结构方面,南充市6个校区春季、夏季、秋季、冬季和其他观赏植物所占的比例分别在1.5% ~ 11.6%、13.8% ~ 22.1%、12.6% ~ 24.6%、3.5% ~ 7.7%和46.5% ~ 52.5%之间,与观赏特性类似,各校区不同观赏植物的季相结构基本一致,即其他观赏比例>夏季观赏>秋季观赏>春季观赏。
校区 观赏特性 季相结构 观花 观果 观叶 其他 春季 夏季 秋季 冬季 其他 川北医学院顺庆校区 22(33.8) 7(10.8) 31(47.7) 5(7.7) 1(1.5) 9(13.8) 16(24.6) 5(7.7) 34(52.3) 川北医学院高坪校区 31(42.5) 5(6.80) 32(43.8) 5(6.8) 9(12.3) 14(19.2) 12(16.4) 4(5.5) 34(46.6) 南充职业技术学院 33(32.0) 11(10.7) 52(50.5) 7(6.8) 8(7.8) 22(21.4) 13(12.6) 6(5.8) 54(52.4) 西华师范大学北湖校区 35(31.8) 14(12.7) 54(49.1) 7(6.4) 10(9.1) 20(18.2) 16(14.5) 7(6.4) 57(51.8) 西华师范大学顺庆校区 46(33.1) 20(14.4) 67(48.2) 6(4.3) 9(6.5) 29(20.9) 27(19.4) 8(5.8) 66(47.5) 西南石油大学 35(40.7) 7(8.10) 41(47.7) 3(3.5) 10(11.6) 19(22.1) 14(16.3) 3(3.5) 40(46.5) 总数 83 26 114 13 16 54 39 11 116 注:表中的值为种数(比例%)。 Table 7. Ornamental characteristics and seasonal structure of woody plants in six campuses in Nanchong City