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行道树是城市绿化中不可或缺的部分,亦是城市森林建设的重要一环[1],具有提供荫蔽、调节气温、净化空气、增加湿度、减轻污染、阻滞尘埃、隔音降噪、杀菌、防风等重要功能[2-5]。行道树作为城市道路绿地这一线性绿色廊道的构成主体,联系和沟通了彼此孤立的面状和点状绿地斑块,与其他类型的绿地共同组成城市绿地生态系统[6, 7]。行道树种植池则是伴随着行道树而存在着的空间,其环境的优劣对于行道树木的生长有着直接的影响,目前城市行道树种植池常采用覆盖式处理,但普遍存在通气不良、蓄水不足、树势衰退等问题[8, 9],严重则导致树木病害死亡。随着工程技术的进步,钻孔通气技术以及铁篦子、玻璃钢篦子、鹅卵石、透空砖、嵌草砖、碎石砾黏合铺装等透水通气材料的应用,对于树池环境的改良有一定的作用,但研究发现,在没有人为管理的条件下,种植池通常长满了自生植物,即使有一定的人为干扰,行道树池中自生植物也是“春风吹又生”。
城市自生植物(Urban spontaneous plant),即未经人工栽培而在城市环境中自发定居生长的植物群体[10, 11]。这类植物是长期适应城市气候、土壤等因素的结果,具有抗逆性强、适应性强、耐受性强等特点,能够适应城市特殊生境,并具有抵抗人为干扰的生存策略;这类植物在构建可持续、低维护的园林植物景观中具有重要地位[12],并且相比城市栽培群落可更好地发挥生态效益,如:保护本地种、为动物提供栖息地、固碳[13]、恢复土壤环境、保留雨水、吸附棕地土壤重金属等[14-18]。这些无需过多养护管理、可自播繁衍、野趣美感十足的自生植物在城市环境中广泛存在,目前已经引起了国内外学者的关注,并且开展了相关的理论和实践研究[11, 12, 19-21],涉及城市公园[11, 21, 22]、墙体[23, 24]等。
自生植物存在一定的生态和景观价值,但是在某些特殊地段,自生植物的存在也给人们的日常活动带来了一定的困扰,比如,影响已规划景观的设计效果,增加日常管理费用等。目前城市绿化对自生植物常采用人工刈割或喷洒药剂等方式处理,这些方法都忽视了自生植物存在的价值,也没有达到完全控制自生植物的目的。
本研究以福州市行道树种植池自生植物为研究对象,对其果实类型进行统计,分析自生植物种子传播方式特征,从而揭示行道树种植池自生植物存在的机制,为探索城市自生植物的管理与应用提供参考依据。
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研究结果表明:福州市行道树种植池自生植物种类丰富,共记录维管植物99科288属353种,其中乡土植物226种(64.02%),入侵植物46种;果实类型有蒴果(84,23.8%)、瘦果(64,18.13%)、核果(38,10.76%)、浆果(34,9.63%)、颖果(26,7.37%)、坚果(19,5.38%)、荚果(15,4.25%)等19种(图3)。
在种子传播方面,动物传播型植物最多,达61科132属163种(46.18%),以蔷薇科(Rosaceae)植物为首,达12种;其次为风传播型,共计45科84属100种(28.33%),其中以菊科植物最多,达39种;自体传播型植物有15科32属36种(10.20%),其中豆科(Leguminosae)植物比重最大,达14种;单纯的水传播型植物最少,仅有3种(0.85%),但是依靠水和其他媒介混合传播型中也有8种水传播型植物;混合传播型和其他传播型植物种数相近,分别是28(7.93%)和23(6.52%)种(表1)。
传播方式
Dispersal mode非入侵植物
Non-invasive plants/%入侵植物
Invasive plants/%植物总体
Plant population/%动物传播Animal dispersal 150(48.46) 13(28.26) 163(46.18) 风传播Wind dispersal 81(26.38) 19(41.30) 100(28.33) 自体传播Autologous dispersal 29(9.45) 7(15.22) 36(10.20) 水传播Hydraulic dispersal 3(0.98) / 3(0.85) 混合传播Mixed dispersal 23(7.49) 5(10.87) 28(7.93) 其他传播Other dispersal 21(6.84) 2(4.35) 23(6.52) 合计Total 307(100.00) 46(100.00) 353(100.00) Table 1. Seed dispersal modes of spontaneous plants in the street tree planting ponds
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非入侵植物有96科254属307种,其中菊科植物种类最多,有28种,其次是禾本科(Gramineae、27)、蔷薇科(13)、豆科(13)、大戟科(Euphorbiaceae,12)、芸香科(Rutaceae,9)等。果实类型有蒴果(73)、瘦果(47)、核果(36)、浆果(31)、颖果(24)等19种(图3)。
非入侵植物的种子传播有6种类型(表1),其中动物传播型56科122属150种(48.46%),居于首位,其果实类型主要有核果(36)、浆果(31)等共13种类型,物种较多的有蔷薇科(12)、芸香科(9)、禾本科(8)和大戟科(8)等;其次为风力传播型植物,共45科70属81种(26.38%),果实类型主要集中在瘦果(34)、蒴果(21)等7种类型,物种数在科的方面差异明显,最多为菊科26种;自体传播型植物共计14科26属29种(10.20%),果实类型7种,集中在荚果(12)和蒴果(9)两类,尤以豆科(12)植物最为明显;水力传播型植物有2科3属3种(0.98%),即禾本科棒头草(Polypogon fugax)、千金子(Leptochloa chinensis)以及伞形科(Umbelliferae)水芹(Oenanthe javanica),果实类型即颖果(2)和蒴果(1);混合传播(23,7.49%)与其他传播型(21,6.84%)相差较少,整体占比不高,其中,物种数较多的果实类型分别是颖果(10)和蒴果(16),禾本科在两种类型中植物数量均为最多,分别是11和4种。
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本研究共记录入侵植物20科44属46种,其中菊科植物达16属17种,占据首位。果实类型有瘦果(17,36.96%)、蒴果(11,23.91%)、浆果(3,6.52%)、胞果(3,6.52%)等10种类型(图3),也以菊科植物的瘦果型为主。
入侵植物的种子传播类型共计5种(表1),没有单一的水传播型植物,其中风传播型有7科18属19种(41.30%),果实类型主要为瘦果,其中菊科植物有13种,比较常见的有藿香蓟(Ageratum conyzoides)、一年蓬(Erigeron annuus)、钻叶紫菀(Symphyotrichum subulatum)等,其他入侵植物分布在禾本科、旋花科(Convolvulaceae)、苋科(Amaranthaceae)等6科各1种;动物传播型有11科12属13种(28.26%),居于次位,果实类型包括蒴果(4)、浆果(3)、坚果(2)、核果(2)以及胞果(2)共5种,植物的科属分布相对平衡,常见的植物如莎草科(Cyperaceae)香附子(Cyperus rotundus)、旋花科三裂叶薯(Ipomoea triloba)以及苋科的凹头苋(Amaranthus blitum)等;自体传播型共5科7属7种(15.22%),包含荚果(2)、角果(2)、蒴果(2)、双悬果(1)共4种果实类型,常见植物有豆科白三叶(Trifolium repens)、十字花科(Cruciferae)独行菜(Lepidium apetalum)以及石竹科(Caryophyllaceae)鹅肠菜(Myosoton aquaticum)等;混合传播型共有5种(10.87%),其中锦葵科(Malvaceae)赛葵(Malvastrum coromandelianum)、禾本科黑麦草(Lolium perenne)、菊科鬼针草(Bidens pilosa)属于动物以及风力混合传播,菊科鳢肠(Eclipta prostrata)及微甘菊(Mikania micrantha)属于风力以及水力混合传播,果实类型有瘦果(3)、蒴果(1)颖果(1)3种;其他传播型植物有2(4.35%)种,整体占比较小,其果实类型为双悬果和蒴果各1种。