Community structure characteristics for landscape-recreational forests in the urban parks of Foshan City

佛山市地处广东省中南部(22°38′~23°34′N，112°22′~113°23′E)，珠江三角洲腹地，总面积为3 797.72 km²，是“粤港澳大湾区”“珠江·西江经济带”的重要组成部分。佛山市属南亚热带季风气候，雨热充沛，干湿分明，年均气温为22.5 ℃，年均降水量为1 681.2 mm。

城市森林样地分别位于南海区、禅城区和三山新城，为人工营建的公园风景游憩林。其中，千灯湖公园风景游憩林样地位于佛山市城市核心区；文华公园风景游憩林样地处于佛山城市次核心区；平洲公园风景游憩林位于佛山城郊，与广州毗邻。由于城市公园为人为营建的公园，3个公园从整体的规划设计风格上具有差异，千灯湖公园、文化公园、平洲公园的风格依次表现出由规则式设计向自然式设计过渡。

采用森林群落生态学研究方法，每个样地中样方数量的选取方法参照周红敏等^[8]的研究成果，在考虑调查时间和成本情况下，设置样方大小为30 m×30 m，抽取样方4个·hm⁻²，以准确表达森林群落的空间分布格局。千灯湖公园研究区面积约4.95 万m²，文化公园研究区面积约10.12 万m²，平洲公园研究区面积约4.88 万m²。因此，本研究以900 m²样方为单元，分别在千灯湖公园风景游憩林群落样地设置调查样方20个，文华公园风景游憩林群落样地设置调查样方40个，平洲公园风景游憩林群落样地设置调查样方20个。所有样方在满足随机选取的前提下，应做到互不相邻，同时水面、建筑、纯草地面积占比1/3以上的样方无效。样方的植被调查包括每木检尺记录胸径D_BH≥5.0 cm的树种名称、胸径、树高、冠幅、活枝下高、健康状况等指标。

计算不同类型公园风景游憩林的优势树种相对多度(R_A)、相对频度(R_F)、相对显著度(R_D)和乔木重要值(I_V)。R_A=(某个种的株数/全部种的总株数)×100%；R_F=(某个种的频度/所有种的频度总和)×100%；R_D=(某个种的断面积/全部种的总断面积)$ \times $100%；I_V=(R_A＋R_F＋R_D)/300%。

根据分布位置不同，将风景游憩林样方划分为核心林地和边缘林地。其中，核心林地分为核心有林地和核心疏林地(以下简称有林地和疏林地)，边缘林地分为亲水林地和建筑旁林地。核心有林地为样方最远一边远离水体或建筑50 m以上，郁闭度0.20以上的林地；核心疏林地为样方最远一边远离水体或建筑50 m以上，郁闭度在0.10~0.19的林地，亲水林地为样方近水边距离水体小于50 m的林地，建筑旁林地为样方近建筑边距离建筑物小于50 m的林地。

根据统计学原理，样方乔木的径级(D_BH)、高度级(H)和冠面积等级(C_D)均采用上限排外法划分^[7]。径级的划分方法：D_BH处于5~10 cm，为第1径级，每5 cm为1个递增单位，当D_BH处于10~40 cm时，每10 cm为1个递增单位；当D_BH处于40~100 cm时，每20 cm为1个递增单位；D_BH在100 cm以上时，为1个径级。高度级的划分方法：H处于3~5 m，为第1高度级，H处于5~7 m为第2高度级，每2 m为1个递增单位，当H处于11~20 m时，每3 m为1个递增单位；当H在20 m以上时，每4 m为1个递增单位。冠面积等级的划分方法：C_D处于0~4 m²为第1等级，C_D处于4~16 m²为第2等级，C_D处于16~36 m²为第3等级，C_D处于36~64 m²为第4等级，C_D处于64~100 m²为第5等级，C_D在100 m²以上为第6等级。

根据公园风景游憩林类型划分原则，将各公园风景游憩林类型进行划分。千灯湖公园核心有林地包含11个样方；核心疏林地包含2个样方；亲水林地包含5个样方；建筑旁林地包含2个样方。文华公园核心有林地包含9个样方；核心疏林地包含17个样方；亲水林地包含9个样方；建筑旁林地包含5个样方。平洲公园核心有林地包含7个样方；核心疏林地包含2个样方；亲水林地包含7个样方；建筑旁林地包含4个样方。各类型公园风景游憩林样方优势树种见表1。

由图1可知：3个样地的风景游憩林基本以中、小径级比例占优势。千灯湖公园有林地群落构成多为中径级乔木，数量占比为72.4%。疏林地群落构成多为中、大径级乔木，中径级乔木数量占比为44.4%，大径级乔木数量占比为37.0%。亲水林地群落构成多为小、中径级乔木，小径级乔木数量占比为36.4%，中径级乔木数量占比为45.5%。建筑旁林地群落构成多为中径级乔木，数量占比为58.1%。文华公园有林地群落构成多为小、中径级乔木，小径级乔木数量占比为41.8%，中径级乔木数量占比为46.9%。疏林地群落构成多为小径级乔木，数量占比为49.5%。亲水林地群落构成多为小径级乔木，数量占比为56.4%。建筑旁林地群落构成多为中径级乔木，数量占比为63.6%。平洲公园有林地群落构成多为小径级乔木，数量占比为48.1%。疏林地群落构成多为中径级乔木，数量占比为55.6%。亲水林地群落构成多为小、中径级乔木，小径级乔木数量占比为39.3%，中径级乔木数量占比为37.2%。建筑旁林地群落构成多为中径级乔木，数量占比为45.4%。

Figure 1.  Diameter class distribution of the different landscape-recreational forests

从表2可知：3个样地风景游憩林的树种密度从大到小依次为有林地、建筑旁林地、亲水林地、疏林地。千灯湖公园4种风景游憩林的大径级树种主要为小叶榕、非洲楝，较为单一；文华公园和平洲公园的大径级树种较为丰富；不同径级之间的树种并无明显差异。

从图2可知：3个样地的风景游憩林基本以中、下层乔木比例占优势。千灯湖公园有林地群落构成以中层乔木为主，数量占比为60.3%。疏林地群落构成以下层乔木树种为主，数量占比为63.0%。亲水林地群落构成以下层乔木树种为主，数量占比为44.3%。建筑旁林地群落构成以中层乔木树种为主，数量占比为51.2%。文华公园有林地群落构成以中层乔木树种为主，数量占比为62.1%。疏林地群落构成以下层乔木树种为主，数量占比为52.0%。亲水林地群落构成以下层乔木树种为主，数量占比为66.3%。建筑旁林地群落构成以中层乔木树种为主，数量占比为57.1%。平洲公园有林地群落构成以中层乔木树种为主，中层乔木数量占比为54.4%。疏林地群落构成以中层乔木树种为主，无上层乔木，中层乔木数量占比为88.9%。亲水林地群落构成以下层乔木树种为主，下层乔木数量占比为56.4%。建筑旁林地群落构成以中层乔木树种为主，中层乔木数量占比为55.8%。

Figure 2.  Height class distribution of the different landscape-recreational forests

由表3可知：千灯湖公园4种风景游憩林的上层乔木树种主要为非洲楝，较为单一；文华公园和平洲公园的上层乔木树种较为丰富；随着由高度级的降低，不同风景游憩林类型的树种差异逐渐增大，树种色彩丰富度也逐渐增强；千灯湖公园的风景游憩林高度级差异最大，文化公园中疏林地和亲水林地的高度级分布一致，平洲公园中有林地和疏林地(即核心林地)的高度级分布一致，亲水林地和建筑旁林地(即边缘林地)高度级分布一致。

从图3可知：3个样地的风景游憩林基本以中冠面积等级的乔木比例占优势。千灯湖公园有林地群落构成以中树冠面积的乔木为主，中树冠面积乔木数量占比为70.8%。疏林地群落构成以中树冠面积的乔木为主，中树冠面积乔木数量占比为63.0%。亲水林地群落构成以小、中树冠面积乔木为主，小树冠面积乔木数量占比为39.4%，中树冠面积乔木数量占比为45.8%。建筑旁林地群落构成以中树冠面积的乔木为主，中树冠面积乔木数量占比为67.4%。文华公园有林地群落构成以中冠面积的乔木为主，中冠面积乔木数量占比为60.6%。疏林地群落构成以中冠面积的乔木为主，中冠面积乔木数量占比为63.4%。亲水林地群落构成以中冠面积的乔木为主，中冠面积乔木数量占比为53.5%。建筑旁林地群落构成以中面积的乔木为主，中冠面积乔木数量占比为70.0%。平洲公园有林地群落构成以中树冠面积的乔木为主，中树冠面积乔木数量占比为61.4%。疏林地群落构成以中树冠面积的乔木为主，中树冠面积乔木数量占比为77.8%，无小树冠面积乔木。亲水林地群落构成以中树冠面积的乔木为主，中树冠面积乔木数量占比为59.7%。建筑旁林地群落构成以中树冠面积的乔木为主，中树冠面积乔木数量占比为68.6%。

Figure 3.  Canopy class distribution of the different landscape-recreational forests

由表4可知：千灯湖公园4种风景游憩林的大冠面积等级树种主要为非洲楝，较为单一；文华公园和平洲公园的大冠面积等级树种较为丰富；随着由冠面积等级的降低，不同风景游憩林类型的树种差异逐渐增大，树种色彩丰富度也逐渐增强；千灯湖公园的有林地和疏林地(核心林地)、文华公园的有林地和疏林地(核心林地)以及亲水林地和建筑旁林地(边缘林地)、平洲公园的亲水林地和建筑旁林地(边缘林地)内部冠面积等级分布均表现较为一致。

森林群落的径级、高度级和冠面积等级是最基本的群落林分结构指标，能综合反映植物生长与环境的关系，是用于预测群落林分结构发展的重要指标^{[4, 9-12]}。谢春平等^[13]对南京仙林大学城公共绿地的研究表明：仙林公园绿地乔木以中、小径级占多数；随着径级的增大，数量呈递减趋势，径级大于18 cm的树木零星分布。由于大学城的开发时间较短，因此大径级乔木偏少，这与本研究的结果相似。除了位于城市核心区的千灯湖公园建筑旁林地外，本研究的其他样地乔木径级多分布于中、小径级。中、小径级乔木在生态功能和景观效果上不如大径级的乔木，但更新能力强，由于处于快速成长期，中、小径级乔木的更新能力将决定群落的未来发展^[14-15]。

本研究样地的疏林地和亲水林地高度级基本呈“前大后小”分布，中、下层乔木所占比例较大，千灯湖公园亲水林地的下层乔木和上层乔木分布比例多，中层乔木分布比例少；而有林地和建筑旁林地的中层乔木较多，其次为下层乔木。刘秀萍^[16]对北京城区的城市森林分析表明：各环路乔木高度平均值均由城中心到城外围逐渐降低，这是由建设时间和绿化时间引起的，城中心的绿化建设时间比较早，这与本研究的结果较为一致。千灯湖公园的平均树高(8.39 m)最高，其次为文华公园，平均树高为7.53 m，平洲公园的平均树高(7.20 m)最小，表明随着风景游憩林位置由城市核心区、次核心区、城郊的过渡，其树高平均值逐渐降低。

李晓婷^[17]对位于北京各环路高校乔木的平均冠面积研究表明：乔木平均冠面积随着环路向外扩张，平均冠面积由城中心到城外围逐渐减小。本研究与李晓婷^[17]的研究结果有所不同，位于城市核心区的千灯湖公园平均冠面积(41.23 m²)是最大的，其次为城郊的平洲公园(平均冠面积37.08 m²)，平均冠面积最小的为城市次核心区文华公园(34.40 m²)。导致这种现象的原因很可能是城市森林中乔木的各个生长指标均受到较强的人为干扰，而树冠作为受人为干扰影响最强的生长指标，城市绿化管理部门会周期性的进行树冠修剪工作，如仅仅采用静态的冠面积数据来反映不同生态位森林群落的冠面积分布趋势是有局限性的。因此，须开展长期的动态冠面积监测才能反映真实的冠面积分布趋势。

城市森林与郊野森林有显著的区别，即城市森林与城市相互融合，人为干扰强烈，群落结构较为单一，景观异质性强，富含人文景观价值^[18-20]，而郊野森林人为干扰小，群落结构较为复杂，景观异质性弱。城市森林和郊野森林的群落特征不同，会导致研究过程中所借助的研究方法和手段有所差异。郊野森林在满足最小样方面积和数量的基础上，一般选择随机取样的方式。本研究的取样方法是建立在周红敏等^[8]对郊野森林随机取样方法研究成果的基础上，根据群落异质性的不同，针对城市森林的特殊性进行调整，即满足每1 万m²抽取4个样方的条件下，样方的选取应避开水面、建筑以及纯草地，并应做到互不相邻，这种样方设置方法更适合城市森林的研究。

本研究表明：3个样地森林群落均具备热带或亚热带季风性气候植物区系特征。有林地的树种数量多，以常绿树种为主，搭配少量观花树种和棕榈科Palmae植物；而疏林地的树种数量相对较少，主要为常绿树种；亲水林地的树种主要为常绿树种，搭配少量观花树种和棕榈科植物，小乔木数量较多；建筑旁林地主要为常绿树种，搭配棕榈科植物，有少量高大常绿乔木。从风景游憩林径级分布上分析，核心林地和边缘林地内部径级分布均表现出差异，随着城市核心区、次核心区、城郊的过渡，风景游憩林高度级分布差异逐渐变小；从风景游憩林冠面积分布上分析，核心林地、边缘林地内部冠面积分布表现出一定的相似性。