貴陽市山地公園苔蘚植物物種組成及分布特征

貴陽市山地公園苔蘚植物物種組成及分布特征

苔蘚植物作為一種先鋒植物分布在不同的生態(tài)位上。貴陽市是全國具有代表性的喀斯特山地城市，近年來一直堅持建設(shè)生態(tài)文明城市，為此提出建設(shè)“千園之城”的構(gòu)想，建成或待建許多山地公園。苔蘚植物作為具有環(huán)境指示作用的隱花植物，是整個生態(tài)景觀中不可獲缺的一部分1材料和方法1.1研究領(lǐng)域的總結(jié)貴陽市屬于喀斯特中、低山丘陵及溶蝕盆地，森林覆蓋率達(dá)58.5%1.2空間的變化對3個公園苔蘚植物群落進(jìn)行樣方調(diào)查及標(biāo)本采集。苔蘚植物生長于土地、石頭、樹干的表面，存在于公園的林下空間、道路空間、草地空間、開闊地空間和駁岸空間中。為掌握不同基質(zhì)和景觀空間下苔蘚植物的種類組成和群落特征，本文結(jié)合凱文·林奇《城市意象》1.3標(biāo)本形態(tài)觀察采用經(jīng)典形態(tài)法，借助HWG-1型解剖鏡和XSZ-107TS型光學(xué)顯微鏡對標(biāo)本形態(tài)進(jìn)行觀察，并參照《中國生物物種名錄·第一卷·苔蘚植物》1.4處理數(shù)據(jù)1.4.1苔蘚多樣性指數(shù)的表征依據(jù)調(diào)查得出的苔蘚植物蓋度、種類，結(jié)合計算公式，計算出樣點、樣地的Patrick豐富度指數(shù)、ShannonWiener多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)。1)Patrick豐富度指數(shù)D:式中S表示樣地內(nèi)的苔蘚種數(shù)。2)Shannon-Wiener多樣性指數(shù)H:式中N以苔蘚總蓋度代替，Ni以第i種的蓋度代替3)Pielou均勻度指數(shù)J:1.4.2環(huán)境因子的測量記錄每個景觀類型苔蘚植物種類的蓋度，并針對樣地上層喬木的郁閉度、基質(zhì)類型、濕度和人為干擾個環(huán)境因子進(jìn)行測定1.4.3cca分析方法為分析環(huán)境對苔蘚植物種類的影響，選取公園各類樣地中物種多樣性排第一的樣地里的苔蘚植物，采用典范對應(yīng)分析法（CanonicalCorrespondenceAnalysis,CCA），揭示山地公園苔蘚植物和環(huán)境的關(guān)系。CCA是基于對應(yīng)分析發(fā)展而來的一種排序方法，將對應(yīng)分析與多元回歸分析相結(jié)合，每一步計算均與環(huán)境因子進(jìn)行回歸，又稱多元直接梯度分析。其基本思路是在對應(yīng)分析的迭代過程中，每次得到的樣方排序坐標(biāo)值均與環(huán)境因子進(jìn)行多元線性回歸使用Excel2010、SPSS23、Canoco5.0等軟件進(jìn)行多樣性分析和典范對應(yīng)分析。2結(jié)果與分析2.1屬5種，蘚綱3種3個公園中的苔蘚植物共有16科24屬44種（表3），其中苔綱2科2屬3種，蘚綱14科22屬41種。將野外調(diào)查中在樣方出現(xiàn)12次以上的物種視為優(yōu)勢種，有齒邊同葉蘚、疏網(wǎng)美喙蘚、懸垂青蘚、芽胞濕地蘚、狹葉小羽蘚、側(cè)枝匐燈蘚、偏葉麻羽蘚、野口青蘚、灰白青蘚9種。2.2苔蘚植物群落多樣性分析2.2.1土生型苔蘚群落多樣性通過對山地公園的36個樣地進(jìn)行Shannon-Wiener指數(shù)的分析可知，不同位置的土生群落苔蘚植物的多樣性指數(shù)值為1.0～1.9（圖1）。從平均值來看，整體多樣性指數(shù)排序從大到小依次為草地土生、開闊地土生、路旁土生、林下土生。草地土生型群落因光照時長適宜，有不同類型草本植物為苔蘚植物生長提供了空間和水分，且上層蓋度及凋零物蓋度較小，所以群落多樣性數(shù)值高。開闊土生型群落中喬木和草本的郁閉度小，凋零物蓋度在40%左右，光照較多，影響苔蘚植物的生長，因此物種多樣性數(shù)值居中。路旁土生型群落中，喬木層、灌木層、草本層的蓋度適中，但地理位置特殊，人為破壞程度大，導(dǎo)致苔蘚植物蓋度小，因此多樣性數(shù)值低。林下土生型群落中，上層喬灌郁閉度大，透光性弱，苔蘚植物獲得的光照少，生長環(huán)境差，因此多樣性數(shù)值低。對公園內(nèi)部各樣地類型分析可知：花溪公園的多樣性指數(shù)從大到小依次為草地土生、開闊地土生、路旁土生、林下土生，黔靈山公園的為開闊地土生、林下土生、路旁土生、草地土生，觀山湖公園的為草地土生、開闊地土生、林下土生、路旁土生。結(jié)果表明，每個公園的土生型苔蘚在不同空間中的物種多樣性存在差異。路旁土生型和林下土生型樣地中，苔蘚植物多樣性數(shù)值最高的位于黔靈山公園，證明該公園路旁和林下的空間給苔蘚群落提供了良好的生存環(huán)境；草地土生型和開闊地土生型苔蘚植物多樣性表現(xiàn)良好的樣地位于花溪公園，證明花溪公園草地和開闊地的空間更適合苔蘚植物生長。Pielou指數(shù)數(shù)值為0.8～1.0（圖2），總體差別不大，說明4種群落生態(tài)系統(tǒng)中苔蘚植物個體均勻程度相當(dāng)。2.2.2石生生境和物種多樣性通過對山地公園的45個樣地進(jìn)行Shannon-Wiener指數(shù)分析可知，不同位置石生群落苔蘚植物多樣性指數(shù)值為0.9～1.7（圖3）。由平均值可知，整體多樣性指數(shù)排序從大到小依次為林下石生、開闊地石生、駁岸石生、草地石生、路旁石生。林下石生群落喬木高大，以闊葉樹種為主，郁閉度適中，人為干擾小，苔蘚植物幾乎布滿整塊假山、巖石，多樣性數(shù)值高。開闊地石生群落內(nèi)上層郁閉度小，光照充足，苔蘚植物主要生長于假山等造景石上，人工養(yǎng)護(hù)頻繁，多樣性指數(shù)較高。駁岸石生群落位置特殊，上層郁閉度達(dá)50%，光照充足，且臨近河、湖空氣相對濕度高，人為干擾小，為苔蘚生長提供了良好的空間，多樣性數(shù)值居中。草地石生群落人為干擾大，苔蘚獲得的養(yǎng)料和水分較少，小生境單一，多樣性數(shù)值較低。路旁石生群落人為干擾最大，生長環(huán)境差，苔蘚種類單一，多樣性數(shù)值最低。對公園內(nèi)部各樣地類型分析可知：花溪公園多樣性指數(shù)從大到小依次為林下石生、路旁石生、草地石生、開闊地石生、駁岸石生，黔靈山公園的為開闊地石生、駁岸石生、草地石生、路旁石生、林下石生；觀山湖公園的為林下石生、駁岸石生、開闊地石生、路旁石生、草地石生。研究表明，每個公園石生型苔蘚群落在不同空間中的物種多樣性存在差異。路旁石生型、林下石生型和草地石生型樣地中，苔蘚植物多樣性數(shù)值最高的位于花溪公園，證明這3種類型的空間給苔蘚群落提供了良好的生存環(huán)境；開闊地石生型和駁岸石生型苔蘚植物多樣性表現(xiàn)良好的樣地位于黔靈山公園，證明黔靈山公園開闊地和駁岸空間更適合生長苔蘚植物。Pielou指數(shù)數(shù)值為0.8～1.0（圖4），總體差別不大，說明5種群落生態(tài)系統(tǒng)中苔蘚植物個體均勻程度相當(dāng)。2.2.3樹生苔蘚群落由Shannon-Wiener指數(shù)可知山地公園9個樣地中苔蘚植物多樣性指數(shù)值為0.5～1.3（圖5），其中最高的為花溪公園（1.249），最低的為觀山湖公園（0.580）。樹生苔蘚群落以樹干生、樹基生為主，苔蘚植物的蓋度小，顏色較深，其由疏網(wǎng)美喙蘚、偏葉麻羽蘚、卵葉小羽蘚、日本細(xì)喙蘚、懸垂青蘚、毛地錢等組成?；ㄏ珗@樹生苔蘚植物多樣性高的原因為公園面積小，人為干擾少，郁閉度適中，環(huán)境濕度穩(wěn)定，能為苔蘚植物生長提供舒適的生存環(huán)境。Pielou指數(shù)數(shù)值在0.6～1.0（圖6），總體差別不大，說明生態(tài)系統(tǒng)中苔蘚植物個體均勻程度相當(dāng)，整體變化趨勢與Shannon-Wiener指數(shù)變化趨勢一致。2.3不同群落類型由不同群落類型苔蘚植物的相似性系數(shù)（表4）可知，公園各群落類型之間苔蘚植物的種類組成差異大。但其中路旁石生型和開闊地石生型群落極相似，相似性系數(shù)最高，為0.824，兩者共有種數(shù)為18種，原因是兩群落苔蘚植物的生長基質(zhì)一致，環(huán)境中空氣濕度差異小，所以群落間差異較小。其他群落類型差異較大的原因是郁閉度不同，光照時間長短不一，空氣及土壤濕度存在差異。駁岸石生和林下土生的相似性系數(shù)最低，為0.364，兩者共有種數(shù)僅6種，物種組成差異大，原因是苔蘚植物生長的基質(zhì)存在本質(zhì)區(qū)別，提供給苔蘚植物生長的養(yǎng)分和環(huán)境條件差異顯著。2.4苔蘚類型分析采用CCA揭示苔蘚植物和環(huán)境因子的關(guān)系。計算環(huán)境因子與CCA前兩軸間的相關(guān)系數(shù)（表5），確定第一軸環(huán)境因子對苔蘚植物影響從大到小排序為基質(zhì)、濕度、郁閉度和人為干擾，第二軸為人為干擾、基質(zhì)、濕度、郁閉度。生成CCA排序圖（圖7），其中箭頭表示環(huán)境因子，箭頭所處的象限表示環(huán)境因子與排序軸之間的正負(fù)相關(guān)性，箭頭連線的長度代表某個環(huán)境因子與研究對象分布相關(guān)程度的大小，連線越長，代表這個環(huán)境因子對研究對象的分布影響越大。箭頭連線與排序軸的夾角代表這個環(huán)境因子與排序軸的相關(guān)性大小，夾角越小，相關(guān)性越高。根據(jù)苔蘚植物在CCA排序圖中的位置，結(jié)合苔蘚生態(tài)學(xué)特性，將其劃分為4組：1）該組位于第一象限，與濕度、郁閉度呈正相關(guān)，與基質(zhì)、人為干擾呈負(fù)相關(guān)，有12種苔蘚植物，分別是小胞仙鶴蘚(1)、芽胞濕地蘚(5)、尖葉匐燈蘚(8)、狹葉小羽蘚(12)、灰羽蘚(14)、粗疣蘚(15)、密枝青蘚(17)、懸垂青蘚(19)、卵葉青蘚(21)、亞灰白青蘚(23)、深綠褶葉蘚(26)、芽胞裂萼苔(35)。2）該組位于第二象限，組與濕度呈正相關(guān)，有8種苔蘚植物，分別是芒尖毛口蘚(6)、東亞小羽蘚(13)、毛尖青蘚(18)、長葉青蘚(20)、野口青蘚(22)、疏網(wǎng)美喙蘚(24)、直葉灰蘚(29)、南亞異萼苔(36)。3）該組位于第三象限，與基質(zhì)、人為干擾呈正相關(guān)，與郁閉度和濕度呈負(fù)相關(guān)，有13種苔蘚植物，分別是多形小曲尾蘚(2)、暖地鳳尾蘚(3)、背卷對齒蘚(4)、側(cè)枝匐燈蘚(9)、毛尖碎米蘚(10)、灰白青蘚(16)、羽枝美喙蘚(25)、日本細(xì)喙蘚(27)、光柄細(xì)喙蘚(28)、圓枝青蘚(30)、密葉擬鱗葉蘚(31)、齒邊同葉蘚(32)、長帽絹蘚(33)。4）該組位于第四象限，與郁閉度呈正相關(guān)，有3種苔蘚植物，分別是土生真蘚(7)、偏葉麻羽蘚(11)、毛地錢(34)。上述結(jié)果表明：深綠褶葉蘚、灰羽蘚、南亞異萼苔、卵葉青蘚抗干擾能力強(qiáng)，可以在公園廣場、公園入口等人流量大的空間使用；毛尖青蘚、長葉青蘚、圓枝青蘚在潮濕的環(huán)境中長勢好，可使用于駁岸景觀的營建；偏葉麻羽蘚、土生真蘚受光性強(qiáng)，耐旱，適宜用于大草坪、以低矮的灌木、草叢為主的開闊空間；基質(zhì)對毛地錢、密葉擬鱗葉蘚、日本細(xì)喙蘚等苔蘚植物有較大影響，這類苔蘚在進(jìn)行公園造景時需因地制宜；暖地鳳尾蘚、背卷對齒蘚、毛尖碎米蘚等苔蘚的抗干擾能力弱，觀賞時長短，可用于特定時間（如節(jié)慶）的微景觀營建。3土壤溫度與環(huán)境因子的關(guān)系貴陽市山地公園苔蘚植物共有16科24屬44種，9個優(yōu)勢種，物種豐富程度較低，原因是苔蘚植物生長受環(huán)境影響顯著，公園各景觀空間人為干擾活動較多，影響苔蘚植物分布。不同基質(zhì)上苔蘚植物分布存在顯著差異，其中土生苔蘚群落種類最豐富，其次是石生苔蘚群落，樹生苔蘚群落最少，原因是不同基質(zhì)內(nèi)部養(yǎng)分構(gòu)成不同，土生生境穩(wěn)定性高，空氣濕度和光照條件適宜，其苔蘚植物的組成與分布相對較好。通過CCA分析得出基質(zhì)和濕度是影響苔蘚植物分布的關(guān)鍵因子，這與程軍本文通過對苔蘚植物群落多樣性研究和環(huán)境因子研究，得到不同景觀空間適配的苔蘚植物種類。整體研究表明，本文選取的公園皆有山地公園特征，苔