广西大学校园公共活动区人工植物群落调查与分析

黄紫妍，唐世斌，覃盟琳,2

（1.广西大学 林学院，广西南宁 530004；2.广西大学 土木建筑工程学院，广西南宁 530004）

随着生态环境建设理念的不断深入，高校校园绿化建设作为评判高校建设水平的重要标准之一，成为高校校园建设的重要组成部分。对高校公共活动区域的植物群落特征进行调查有重要的现实意义。目前，关于校园植物群落的研究主要集中在植物资源调查[1-3]、结构特征分析[4-6]、植物群落设计与优化[7-8]、植物景观评价[9-10]和生态效应[11-13]等方面，且大多将校园作为整体或仅针对校园内少数典型植物群落进行多样性及景观的分析[1-5，8-15]。对广西大学校园植物的研究主要有资源调查[16-17]和植物造景评析[18-19]等，缺乏对其植物群落数量及结构特征的分析。本研究对广西大学校园公共活动区人工植物群落进行全面调查，从物种组成、数量特征、植物多样性和群落结构等方面进行分析，并提出优化建议，以期为广西大学校园和其他高等院校人工植物群落建设提供参考。

1 材料与方法

1.1 调查区概况

广西大学位于广西壮族自治区南宁市西北部（108°16′ ～108°18′E，22°50′ ～23°51′N），属南亚热带季风气候，阳光充足，雨量充沛，霜少无雪，气候温和适宜[20]。创办于1928年的广西大学，是广西办学历史最悠久且规模最大的综合性大学，占地面积约1 420 hm2[19]，其中校园面积约293 hm2，分东、西校园两个部分。参照广西大学校园总体规划及具体使用功能，可将校园划分为校园核心区、教学办公区、学生生活区、教工生活区、运动休闲区、湖岸水景区和其他用地区7种类型。因校园核心区主要指校园正门的入口景观广场、综合楼、大礼堂、校长办公室及其附属绿化所组成的轴线区域，故校园核心区为西校园特有功能区。

1.2 调查对象与方法

2021年3—8月，在对校园全面踏勘的基础上，选取东、西校园的校园核心区、教学办公区、运动休闲区和湖岸水景区4种与师生日常教学活动及休闲娱乐息息相关的公共活动区域，进行人工植物群落调查。

群落调查采用样方法，在大于100 m2的287 个人工植物群落内分别设置1 个或多个10 m × 10 m的调查样方，记录乔木种类、胸径、高度和冠幅；在每个样方的四角处布设5 m × 5 m 的灌木和草本植物样方，记录灌木和草本植物的种类、高度和盖度。由于实际调查中地形和环境的特殊性，少数样方根据具体情况调整长度和宽度，但样方面积控制在100 m2，灌木和草本植物样方的长度和宽度也随之调整，面积控制在25 m2[21]。在样方数量的设置上，以500 m2为基准面积，100 ～500 m2取1 个样方，此后每增加500 m2，增设1 个样方，设置样方的面积应大于等于群落面积的20%，确保调查数据的全面性，共设置500个样方。

1.3 指标测定

物种重要值是对植物群落物种组成和植被特征的客观反映，不同功能区植物群落的物种和数量有一定差异；统计调查区物种重要值，可准确确定不同植物在不同区域植物群落中的地位和作用，进而可以分析不同区域群落植物的组成特点[22]。重要值公式最早由Curtis 提出，采用相对密度、相对频度和相对优势度3 个指标之和表示乔木层植物的地位[23]，在实际使用时可根据群落情况构建适宜的重要值公式，对各植物层次分别进行统计与分析[24]；灌木和草本植物以片植为主，个体数量统计难度大，植物高度和盖度是调查中较易获得的数据，以此来构建灌木层和草本层重要值公式能减少个体数计算带来的误差[25-26]。本研究利用Excel 软件统计与分析收集的调查数据。根据实际调查情况，采用以下公式计算乔木层、灌木层及草本层各植物的重要值[26-28]：

重要值携带的信息更全面，能更真实地反映群落实际多样性水平，因此本研究采用物种相对重要值代替“物种个体数量”计算物种丰富度指数（S）、Simpson指数（D）、Shannon-Weiner指数（H）和Pielou均匀度指数（J）[26-29]。

式中，S为种i所在样方的物种总数；Pi为种i的相对重要值。

2 结果与分析

2.1 植物种类组成

调查区内共有238种植物，隶属78科182属；其中，蕨类植物4 科4 属4 种，裸子植物3 科3 属3 种，被子植物71 科175 属231 种（表1）。被子植物种数占植物总种数的97.06%，占绝对优势。具有观赏性的目标植物有67 科158 属210 种，其中野生植物28种。含10 种以上的科有豆科（Fabaceae）（14 属21种）、棕榈科（Arecaceae）（13 属15 种）、禾本科（Poaceae）（12属14种）、桑科（Moraceae）（4属11种）和桃金娘科（Myrtaceae）（4 属10 种），共计5 科47 属71种，占总科、属和种数的6.41%、25.82%和29.83%；含5种以下的寡种科和单种科[30]有61科84属96种，占总科、属和种数的78.21%、46.15%和40.34%。从科的统计上看，植物种类集中于寡种科和单种科。

表1 调查区植物种类组成Tab.1 Composition of plant species in survey areas

2.2 植物类型

植物生活型是植物因长期适应一定的综合生境条件表现在外貌上的生长类型，在外貌上具有相似特征的植物可归为同一生活型[31]。根据植物生活型，将调查区内的植物分为乔木、灌木、草本和竹类（表2）。乔木植物有43 科85 属109 种，占总种数的45.80%；灌木植物有35 科51 属58 种，占总种数的24.37%；草本植物有34 科59 属68 种，占总种数的28.57%；竹类植物有1 科1 属3 种，占总种数的1.26%。乔木、灌木、草本和竹类植物种类的比例为36.3∶19.3∶22.6∶1，常绿树种与落叶树种的比例约为3.5∶1。调查区内，常绿树种数量远多于落叶树种，客观反映校园所处地理位置的气候环境。

表2 调查区植物生活型分布Tab.2 Distributions of plant living types in survey areas

2.3 植物群落重要值

2.3.1 乔木层重要值

统计各功能区重要值排名前3 的乔木优势种（表3）。东校园湖岸水景区植物群落的优势种与其他区域均不同；其他6 个区域植物群落的优势种有一定重叠。杧果（Mangifera indica）、扁桃（Mangifera persiciforma）、波罗蜜（Artocarpus heterophyllus）和小叶榕（Ficus concinna）等乡土树种在植物群落中有一定优势，这些乡土树种的运用既能在构建稳定的植物群落中发挥重要作用，又可以形成有地域标识的植物群落景观。各功能区重要值排名前3的树种中，仅有两种落叶树种，均在东校园湖岸水景区，常绿树种占比较高。

表3 各功能区植物群落乔木层主要物种重要值Tab.3 Important values of main species in arbor layers of plant communities in functional areas

2.3.2 灌木层重要值

西校园校园核心区、教学办公区和湖岸水景区及东校园教学办公区灌木层的优势种均为鹅掌柴（Schefflera heptaphylla），重要值分别 为0.253 3、0.251 6、0.600 9 和0.181 7（表4）。西校园运动休闲区灌木层优势种为三角梅（Bougainvillea spectabilis），重要值为0.632 6，主要伴生种为鹅掌柴和黄素梅（Duranta repenscv. 'Golden Leaves'），重要值分别为0.352 2 和0.246 2。东校园运动休闲区仅有1 种灌木，即黄金榕（Ficus microcarpa'Golden Leaves'）。东校园湖岸水景区灌木层的优势种为亮叶朱蕉（Cordyline fruticosa'Aichiaka'），重要值为0.414 2；该植物为色叶植物，其应用可丰富湖岸水景区植物景观色彩。

表4 各功能区植物群落灌木层主要物种重要值Tab.4 Important values of main species in shrub layers of plant communities in functional areas

2.3.3 草本层重要值

西校园校园核心区、教学办公区、运动休闲区和湖岸水景区及东校园教学办公区草本层优势种均为沟叶结缕草（Zoysia matrella），重要值分别为0.588 4、0.927 8、1.260 3、0.341 3 和0.906 0（表5）。作为广西大学校园文化代表的荷花（Nelumbo nucifera）及园林常用湿生植物粉美人蕉（Canna glauca）的重要值在东、西校园湖岸水景区中比其他湿生植物高，说明它们在此功能区的植物群落中占有绝对优势。有些区域的植物群落中，乌蔹莓（Cayratia japonica）和酢浆草（Oxalis corniculata）等野生草种重要值较高，从侧面反映部分区域植物群落养护管理欠缺。

表5 各功能区植物群落草本层主要物种重要值Tab.5 Important values of main species in herb layers of plant communities in functional areas

2.4 植物群落多样性分析

从垂直结构上分析植物群落，包括各区域内乔木、灌木和草本3个层次的物种丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数。

西校园校园核心区及教学办公区的物种丰富度指数表现为灌木层＞乔木层＞草本层，运动休闲区表现为灌木层＞乔木层=草本层，湖岸水景区表现为草本层＞乔木层＞灌木层；东校园教学办公区的物种丰富度指数表现为乔木层＞灌木层＞草本层，运动休闲区表现为草本层＞乔木层＞灌木层，湖岸水景区表现为乔木层＞灌木层= 草本层。总体来看，东校园公共活动区的乔木物种种类比西校园丰富，灌木层和草本层物种种类表现为西校园公共活动区更丰富（图1）。

图1 各功能区植物群落丰富度指数Fig.1 Plant community richness indexes in functional areas

各功能区乔木层的Simpson 指数为0.288 3 ～0.961 3，Shannon-Wiener 指数为0.463 2 ～3.642 6，Pielou 均匀度指数为0.668 3 ～0.909 7（图2 ～4）。西校园校园核心区和教学办公区及东校园教学办公区和湖岸水景区乔木层的Simpson 指数、Shannon-Wiener 指数和Pielou 均匀度指数均较高，表明这些区域的植物群落中乔木物种种类丰富且分布较均匀；东校园运动休闲区乔木层的3 类指数均最低，与该区域只有两种乔木且物种丰富度指数低的结果一致。

图2 各功能区植物群落Simpson指数Fig.2 Plant community Simpson indexes in functional areas

各功能区灌木层的Simpson 指数为0 ～0.977 3，Shannon-Wiener 指数为0 ～4.063 3，Pielou 均匀度指数为0.900 1 ～0.948 8（除东校园运动休闲区外）。受物种丰富度影响，东校园运动休闲区的乔木和灌木层Simpson 指数、Shannon-Wiener 指数及Pielou 均匀度指数均明显低于其他区域，这与其可用绿化面积小有关；在运动休闲区内，仅在体育场周围栽植有少量以小叶榕为主的高大乔木，提供场地遮荫及场地分隔，没有考虑植物造景，无灌木辅助，植物配置景观效果不佳。

各功能区草本层的Simpson 指数为0.786 3 ～0.952 5，Shannon-Wiener 指数为1.963 0 ～3.361 5，Pielou均匀度指数为0.748 8 ～0.944 0。

各功能区的多样性指数整体呈灌木层＞乔木层＞草本层的趋势。从整体来看，广西大学东、西校园各功能区植物群落的3 个层次在Simpson 指数和Shannon-Wiener 指数上变化趋势相近，侧面反映各功能区内植物群落的营造整体上有一定相似性。

图3 各功能区植物群落Shannon-Wiener指数Fig.3 Plant community Shannon-Wiener indexes in functional areas

图4 各功能区植物群落Pielou均匀度指数Fig.4 Plant community Pielou uniformity indexes in functional areas

2.5 植物群落层次结构

287 个人工植物群落在层次结构上可分为7 种类型，分别为乔、乔-灌、乔-草、灌、灌-草、草和乔-灌-草（表6）。其中，复层型结构[22]（乔-灌-草）有118 个，群落占比最高（41.12%）；其次为双层型结构[22]（乔-灌、乔-草和灌-草），有101 个，群落占比35.19%，各类型结构的群落数量分布均匀；单层型结构[22]（单层乔、单层灌和单层草）的群落占比最少（23.69%）。广西大学校园公共活动区植物群落以“乔-灌-草”复层型结构为主，整体群落结构完善。

表6 调查区植物群落层次结构Tab.6 Analysis on community hierarchy in survey areas

校园核心区和教学办公区作为校园的主体部分，是校园规划的重心。校园核心区是校园的轴线，其植物群落以复层型结构为主，辅以少量双层型结构，将姿态优美的乔木与颜色丰富的花灌木搭配，利用植物配置营造开放和相对隐秘的空间，满足师生的不同日常活动需求。在教学办公区的建筑物附近，以乔-灌或乔-草结构为主，既可美化建筑物外缘，也可对物种进行有针对性的选择，突出主体建筑物的特点。

结合各功能区3 个层次的物种应用情况，乔木层的优势物种主要有小叶榕、扁桃、杧果、人面子（Dracontomelon duperreanum）、垂叶榕（Ficus benjamina）和波罗蜜，其他重要树种还有白兰（Michelia alba）、假 槟 榔（Archontophoenix alexandrae）和 蒲葵（Livistona chinensis）等，这些树种均有良好的遮荫效果及浓厚的地域特点，形成了植物特色鲜明的校园景观；灌木层的优势物种主要有鹅掌柴、红花檵木（Loropetalum chinensevar.rubrum）、福建茶（Carmona microphylla）、阴香（Cinnamomum burmannii）、朱槿（Hibiscus rosa-sinensis）、锦绣杜鹃（Rhododendron pulchrum）、红背桂（Excoecaria cochinchinensis）和黄金榕等；草本层的优势物种主要有沟叶结缕草、旅人蕉（Ravenala madagascariensis）、地毯草（Axonopus compressus）、沿阶草（Ophiopogon bodinieri）和粉美人蕉等栽培种及酢浆草、矛叶荩草（Arthraxon lanceolatus）和鬼针草（Bidens pilosa）等野生草种。

3 讨论与结论

本研究运用植物群落学的研究方法，分析广西大学东、西校园师生公共活动区人工植物群落结构特征。在调查的500个样方中，共有78科182属238种植物，以常绿树种为主，高于李晓征等[32]2016年调查的南宁市10所大学植物群落物种数，可见广西大学校园绿化情况比之前有所改善；其中具有观赏性的目标植物有67 科158 属210 种，分别占南宁市常用园林植物科、属和种数（116 科、241 属、522 种）的57.76%、65.56%和40.23%[33]，校园内杧果、扁桃、波罗蜜和小叶榕等乡土树种不仅能遮荫且观赏效果较好，是广西大学校园公共活动区绿化的骨干树种，这与相同市域[32，34]或相同纬度带[35-36]上高校绿化的优势种有差异，这些差异使得每个校园绿化景观各具特色。

整体上来说，广西大学校园公共活动区人工植物群落灌木层的物种丰富度及多样性指数均较高，且分布均匀，乔木次之，说明校园绿化景观更注重木本植物种类的搭配与运用，灌木层具有较高的多样性，有利于植物群落的自我更新发展[37]；大部分区域均大面积使用同一草种，物种优势度集中，草本层物种多样性与均匀度有待提高。各功能区植物群落的3 个层次在Simpson 指数和Shannon-Wiener指数上变化趋势相近，且与物种丰富度存在一定正相关，与孙世卫等[38]和王万平[39]研究结果一致，该变化印证了各指数在描述人工植物群落物种多样性时有一定的客观准确性，从侧面反映出广西大学校园公共活动区各功能区人工植物群落营造有一定相似性。除西校园湖岸水景区外，其他功能区的Pielou 均匀度指数均表现出与上述两种多样性指数相同的变化趋势；西校园湖岸水景区草本层物种丰富度指数高于木本植物，但单一使用湿生植物片植进行装饰，其Pielou 均匀度指数较低。研究结果显示，广西大学东校园教学办公区的木本植物种类最多，且分布较均匀；高校教学区是高校公共活动区的主要功能空间，其绿化植物多样性比其他区域高[36]。广西大学校园公共活动区整体群落结构的选择基本与环境功能相适应，多为复层型及双层型结构，占群落总数的76.31%，不仅能增加单位绿化面积的植物覆盖率，还可充分利用垂直方向上的空间及自然资源，增加植物群落带来的生态效应[40-41]，同时还使得校园群落具有较强的稳定与协调性，能保持较好的景观效果[42-43]。

本研究发现，在广西大学校园公共活动区人工植物群落中，有较多群落含鬼针草等入侵植物，这些植物的快速繁衍容易对草坪及绿篱的目标种进行压迫[44-45]，造成目标种优势度低于野生物种。学校应加强校园各区域绿地的养护管理，定期除去易生杂草，减少杂草和杂株花木对绿化景观的影响。广西大学校园公共活动区中，观赏藤本及攀爬类园林植物利用较少，缺少结合墙面、廊架等布置的立体绿化景观。在杜铃等[46]和黄秋丽[47]的研究中，列举了29 种南宁市用于造景的藤本植物。广西大学可依据杜铃等[46]和黄秋丽[47]的研究，提高观赏类藤本植物的应用率，可选用绿萝（Epipremnum aureum）、紫藤（Wisteria sinensis）等观赏性强的藤本植物与校园绿地中的高大乔木或廊架等构筑物相结合，增加垂直景观效果，丰富校园绿化层次。广西大学校园公共活动区中，常绿树种与落叶树种的比例远高于1∶2.5 ～1∶3 的基本比例[16]，可选择苦楝（Melia azedarach）、紫玉兰（Yulania liliiflora）等乡土落叶乔木，平衡常绿树种与落叶树种的比例，还可通过栽植三色堇（Viola tricolor）、雪花木（Breynia disticha）等时令花卉或彩叶植物，增加季相变化带来的观赏性。同时，在校园的不同功能区内，利用不同冠型的乔木、色叶灌木及地被植物进行搭配，可更好地突出各区域的植物景观特色，打造更加和谐和多样的校园环境。