基于群落生態學原理的風景林景觀更新策略研究
——以深圳市仙湖植物園為例

饒顯龍 喻 敏 何田恬 樓凌云 包志毅

生態環境對人類身心健康產生了重大影響，已成為國家和社會各界的共識。城市周邊和建成區內的風景林作為改善人居環境、促進人體身心健康的重要綠色生態資源顯得彌足珍貴，是城市生態文明發展的有力見證和重要體現[1]。關于風景林，有學者將其定義為以發揮景觀功能為主、具有一定穩定性的人工或自然森林群落[1]。近年來，國內外學者對風景林的研究給予了較高的關注，尤其是高市政和建筑密度的特大和超大城市周邊的風景林對改善城市生態環境，如緩解熱島效應、降溫增濕、水土保持、降噪滯塵等，以及對構建城市綠色生態景觀具有重要價值。

隨著城市風景林的生態價值和視覺美學價值不斷提高[2]，以及其對提高人類幸福感和提升城市形象等具有重要影響，城市風景林更是成為近年來城市生態方面研究的重點和熱點[1]。目前國內關于風景林的研究多集中于群落結構和植物多樣性調查[3-5]、風景林中的植物資源評價[6-8]和質量評價等方面[9-12]。隨著風景林的生態價值、視覺景觀效果及林相的色彩變化訴求愈發高漲[13-16]，因此，對城市內部或城市周邊風景林景觀質量的更新亦勢在必行。

1 研究背景

隨著深圳城市規模的不斷擴張，高強度開發的建成區周邊自然生態系統——風景林則顯得極為珍貴。風景林在深圳建成環境下，一方面發揮著重要的景觀功能，另一方面還承載著穩定深圳的生態系統、緩解“大城市病”的重要作用，對改善深圳城市人居環境的重要性不言而喻。仙湖植物園作為深圳市的建成區核心輻射范圍，對當地的生態環境改善、風景旅游休閑、科普科研發揮著極其重要的作用。其原址為深圳林場，建園后保留較大面積的人工林(圖1)，承擔著深圳市仙湖植物園風景林的功能，主要有臺灣相思、杉木和馬占相思等單優勢種的人工林，多呈“面狀”和“帶狀”分布，成為仙湖植物園各景點、景區和專類園的綠色大背景[17]。由于仙湖植物園建園于起伏較大的丘陵地貌之上，因此形成了良好的開闊景觀視線和視域，而風景林則成為視域可及范圍內最大的景觀類型，亦是深圳城區周邊重要的自然景觀資源。有研究表明，近70%游客對仙湖植物園的面狀風景林印象最為深刻，可見其景觀質量高低對仙湖植物園的整體景觀風貌的優劣產生重大影響[17]。

本研究對仙湖植物園分布面積最廣、景觀影響面最大的臺灣相思風景林景觀質量進行科學研判。臺灣相思主要分布于園內湖區西岸、盆景園等區域的周邊山體，是園內面積最大的人工風景林建群樹種。此外，該樹種為常綠喬木，原產我國臺灣丘陵低山地區和平原，菲律賓亦有分布，廣東、廣西、海南等省均有栽培[18]。林內郁閉度均在0.95以上，林相終年常綠，花期5—7月，金黃色覆被花相形成的植物景觀具有較強的視覺感觀。近年來，由于該樹種屬于速生短壽樹種，仙湖植物園內的臺灣相思風景林林相退化和斷層現象明顯，風景林群落結構單一，景觀質量整體欠佳，植被退化現象嚴重、抵御病蟲害侵擾的能力較差。因此，作為定位以風景旅游為主的仙湖植物園，其面狀的風景林景觀質量提升和更新的必要性極為迫切，對其景觀風貌進行科學的研判和更新意義重大。

2 調查和研究方法

運用群落生態學樣地調查法，對仙湖植物園風景林進行研究，采用隨機取樣的方法，根據相關文獻中的方法確定調查樣方面積和位置，選取8個20m×20m的樣方，總計3 200m2，進行喬木的調查，每個樣方的四角及中央設置5個4m×4m的小樣方進行灌木及草本植物的調查[19-20]。其中對胸徑2cm以上的喬木每木檢尺，測量其樹高、胸徑、冠幅，并對其生長狀況進行記錄，統計每樣方中喬木樹種的株數，對樣方中的灌木(主要包括直徑2cm以下的小喬木或幼苗)、草本植物和層間植物的蓋度、種類、高度、數量及生長情況進行記錄。根據群落生態學的相對多度(RA)、相對頻度(RF)、相對顯著度(RP)、重要值(IV)及物種多樣性(Species Diversity)測度等方法進行計算[4，21-23]。

3 群落物種多樣性及植物景觀動態分析

3.1 風景林群落物種組成分析

根據樣方調查，3 200m2的臺灣相思群落樣地內共有維管束植物57種，隸屬于36科48屬。其中蕨類植物6科6屬9種，裸子植物1科1屬1種，被子植物29科41屬47種，被子植物占82.46%。由于受人為的干擾較大，林冠層的郁閉度較高，單一的生境類型很大程度導致林下植物多樣性較低。群落中臺灣相思優勢地位顯著，主要體現在個體數量最多、生物量大，且分布均勻，樣地中共計429株胸徑≥2cm的個體，占樣地內喬木層總個體數的70.39%，占絕對優勢。

該風景林林相終年常綠，季相變化不顯著，群落分層現象明顯，可分為喬木層、灌木層、草本層、藤本層(或稱層間植物)。喬木層高約為16～20m，灌木層高多為4～6m，由此可知喬灌木層的斷層現象亦較為明顯，缺乏潛在的群落建群種，因此需要進行人工補種建群景觀樹種。

通過群落樣方調查發現，其林下多為較耐陰的小喬木、灌木、草本植物及層間植物(藤本植物)。喬木層主要為陰香、鵝掌柴、三椏苦等，亦多為常綠成分。由表1可知，臺灣相思重要值為185.787 8，為群落中的絕對優勢種；喬木層的下層高度約為8m，主要以少量的陰香、三椏苦、銀柴等相對較耐陰的植物為主，重要值分別為36.370 8、7.579 9、6.846 1。陰香為該群落重要的伴生種。調查的樣地中荔枝、榕樹、南洋楹、破布葉呈零星分布狀態。

表1 臺灣相思群落喬木層樹種的特征值[17]

灌木層主要以陰香、三椏苦、銀柴和九節的小樹為主，這些樹種在喬木層偏下亦有分布，重要值分別為24.716 2、17.518 1、16.176 5、14.422 1。鵝掌柴、粗葉榕、山油柑等在灌木層中葉占有重要的地位，以上幾種植物的數量占灌木層的71.93%(表2)。整個樣地中喬木層僅由16種植物，除建群種外的其他15種喬木在群落中呈零星分布，進一步說明了喬木層中臺灣相思的優勢顯著，因此其景觀穩定性較弱。

表2 臺灣相思群落灌木層樹種的特征值[17]

3.2 風景林植物群落物種多樣性分析

臺灣相思風景林群落的辛普森多樣性指數(Simpson's diversity index)和香農-威納指數(Shannon-Wiener index)均呈現灌木層、草本層、藤本層、喬木層依次降低的趨勢(表3)。說明該群落中的灌木層物種多樣性最高，喬木層最低。均勻度指數[Evenness index(Jsw)]亦呈現以上趨勢，再次表明灌木層的植物分布相對均勻，質量相對較高；喬木層植物分布最不均勻，缺乏潛在高質量的代替臺灣相思的演替景觀樹種，景觀質量相對低。數據分析可知，出現以上結果和現象，與臺灣相思占據絕對的優勢地位，導致喬木層其他種類呈零星分布密切相關。

表3 臺灣相思群落及各層次的物種多樣性[17]

臺灣相思群落的豐富度指數(Richness index)表現為灌木層、喬木層、草本層、藤本層呈依次下降的趨勢，灌木層的豐富度指數最高，藤本層的豐富度指數最低。群落四大主要指標中灌木層均為最高值，說明中層的灌木層的植被發育程度相對較高，可以為后期的林相改造提供較好的本底植被基礎。

以上數據分析可知，目前仙湖植物園臺灣相思風景林的單優勢群落出現不穩定的趨勢，喬木層中的陰香及灌木層的陰香小苗和幼苗在群落中占據主要地位，為臺灣相思重要的伴生種。三椏苦、鵝掌柴、銀柴等樹種對臺灣相思群落具有重要的演替潛力，該研究結果和馬占相思風景林一致[4]。盡管灌木層具有向優勢層代替現有的臺灣相思作為建群種的演替趨勢，但現有灌木層的植物多為常綠喬木，未來頂極群落的林相景觀依舊比較單一，缺乏色彩變化，難以滿足其作為風景植物園的景觀要求。因此，需要進行人工改造和林相的更新干預，以達到風景植物園的林相景觀訴求。

3.3 仙湖植物園風景林群落動態分析

依據群落中喬木層植物的重要值大小排列，臺灣相思的重要值為185.787 7，個體數為302株，占該層總數的70.40%，在群落中占絕對優勢。因此，重點統計其種群的徑級分布，分析該種群的增長趨勢和群落演替方向，對評價風景林的景觀質量優劣具有重要意義。由圖2可以看出，徑級在35cm以上的植株有12株，徑級15～35cm的有212株。胸徑12cm以上的有272株。占總數量的90.07%。徑級小于12cm的只有30株。其種群的年齡結構呈近“反J形”曲線，建群種的幼樹較少，且樣方內幾乎未發現其幼苗，表明其天然更新能力較弱，加之臺灣相思屬于速生短壽樹種，由此進一步說明群落中的臺灣相思處于退化階段，風景林景觀質量處于下行趨勢。

圖2 臺灣相思立木級分布(作者繪)

3.4 小結

通過以上研究和分析可知，仙湖植物園臺灣相思風景林目前呈現退化趨勢、群落結構單一、喬灌木層之間的斷層現象嚴重、植物多樣性低、植物群落中缺乏具有較高景觀質量的風景林潛在建群樹種等問題，這和臺灣相思林的高郁閉度亦有較大關聯，嚴重影響仙湖植物園風景林的景觀質量。因此，根據以上研究結果反映出的相應問題，結合仙湖植物園的功能定位，確定仙湖植物園風景林景觀質量提升和更新的目標，如景觀功能需求、豐富植物多樣性的功能、引種保育功能的需要、體現深圳地域特色，以及營建多樣的生境類型等目標。根據以上目標提出了相應的更新措施，并通過擬定科學合理、切實可行的技術路線(圖3)，構建風景林群落結構優化模式及建群種群類型，以達到仙湖植物園風景林景觀質量提升和更新的目標，尤其是以風景旅游為主的植物園景觀游賞需求。

圖3 仙湖植物園風景林改造技術路線(作者繪)

4 風景林景觀質量更新策略

4.1 林相改造的景觀樹種選擇原則

4.1.1 師法自然，參考周邊穩定的風景林林相結構

作為仙湖植物園園貌本底的風景林，營造深圳當地典型的植被結構特征的林相極為重要，一方面是體現深圳地域特色；另一方面，也是植物園開展科研、科普的重要內容。在風景林景觀質量進步過程中，結合鄰近趨于穩定的(頂極群落)風景林群落結構組成，模擬其自然植物景觀狀態，選擇相應的景觀樹種進行優化提升，以改善現有臺灣相思林的林分結構。

4.1.2 因地制宜，突出仙湖植物園地域和功能特色

根據仙湖植物園風景林的立地環境和功能，因地制宜，在不同小環境選擇不同的樹種和群落構建模式。如在谷地和坡地等小環境不同的場地選擇耐旱或喜濕潤、耐瘠薄或喜肥沃、喜陽或耐陰等生態習性不同的樹種。即在樹種選擇方面主要使用深圳鄉土植物作為基調，提升其風景林的地帶性植被特征，從而體現深圳的地域性植物景觀特色。通過模擬深圳自然群落結構，提高仙湖植物園風景林的植物多樣性，從而形成具有南亞熱帶地域特色的森林景觀，以改善現有風景林優勢樹種單一、群落結構簡單、景觀風貌單調的缺點，恢復深圳地域性的季風常綠闊葉林景觀[17]。

4.1.3 景觀優先，兼顧作為植物園的風景林生態價值

風景林作為仙湖植物園內重要的風景旅游資源，需要滿足植物景觀色彩明快、風貌優美、林相結構穩定、富有季相變化等基本要求。與此同時，也要兼顧風景林的生態價值，如水源涵養、防止水土流失、調節小氣候、豐富植物群落結構和植物多樣性等生態功能。

4.1.4 總體布局，分步分階段科學實施和優化調整

仙湖植物園內分布有臺灣相思、馬占相思和杉木等單優勢種的人工風景林，其林分結構相似，對以上風景林林相改造可進行通盤綜合考慮，總體規劃布局，實施“網格化”改造更新策略對其中部分網格進行相應的改造。在優化現有植物群落結構的同時，應從風景林立地條件的實際情況出發，分階段進行提升改造，合理規避因改造對當前林相景觀的過度破壞，影響植物園的風景旅游功能需求?？筛鶕傮w布局的網格選取其中不影響整體視覺效果的區域進行試點，網格化進行試驗，主要應用不同生長型的本地植物小規格苗木合理配置，對適應性差、成活率較低的樹種進行更新，需考慮其遠期植物景觀的效果，然后擴大風景林改造區域，進而逐步改善現有風景群落的結構、植物景觀效果和提高植物多樣性[17]。

4.1.5 林相豐富，鄉土和外來樹種結合且苗木資源充沛

林相景觀提升區域養護管理難度較大，應選擇適應性較強的本地樹種和適應性強的外來樹種。一方面可以減少因養護不到位帶來的苗木損失，提升林相改造的可操作性和成功率；另一方面也是營造深圳地帶性植物景觀特色的關鍵一環。同時，各樹種在市場上具備一定的苗木資源，確?？陕涞貙嵤，F有風景林多為坡度較大的山林地，土壤的保水和持水能力較差。大量實踐證明，在山坡地進行林相改造，小規格苗木成活率最高且遠期林相改造成效最好[17]。另外可結合植物園的保育、引種功能，選擇部分適應性好、景觀效果佳的外來植物做進一步補充，一方面滿足植物園植物多樣性保育的需求，另一方面豐富植物園的植物景觀類型。

4.2 更新目標

深圳仙湖植物園定位為“以風景旅游為主，科研、科普和生產相結合的風景植物園”[24]。作為南亞熱帶具有較大影響力的風景植物園，承載著風景旅游、引種保育、科學研究、科普休閑、植物生產及深圳市生態文明展示窗口等諸多社會功能。作為仙湖植物園范圍內本底面積最大的風景林景觀質量更新策略和措施則有別于其他類型風景林。因為不僅涉及當前科普休閑、旅游觀光對園內風景林林相景觀質量的訴求因素，更應考慮作為植物園的引種保育和科學研究的長遠需求，植物園作為植物保護保育的“諾亞方舟”，需要營造和預留足夠的生長空間和相應的生境類型。

以上因素決定了深圳仙湖植物園風景林的林相景觀改造，需要達到以下目標：1)景觀價值較高的林相風貌，滿足作為風景植物園的景觀需求；2)生物(植物)多樣性較為豐富，達到深圳仙湖植物園引種保育的基本功能；3)具有深圳地域特色的植物群落結構(可演替為當地頂極群落)，體現地域植物景觀和植物生態系統的地域特色；4)營建多樣的生境類型，以滿足不同類型植物的遷地保護和保育需求。

4.3 更新措施

4.3.1 間伐

通過群落結構特征可知，由于臺灣相思占據絕對重要地位，其林下植被群落結構相對簡單，如大面積對其進行砍伐，進行林相植物景觀改造，勢必會導致水土流失，難以控制，違背林相改造的初衷。因此改造過程建議實施“網格化”更新，對網格中部分其區域逐步進行相應的改造。因此，對目標網格內的臺灣相思進行間伐，一方面為群落中重要值相對較高、景觀效果好的樹種留出空間，另一方面為補充建群樹種提供場地。

4.3.2 撫育

根據風景林群落調查可知，陰香、木棉、蒲桃、藍花楹、南洋楹、山烏桕等重要植相對較高且具有一定季相色彩變化的喬木具有撫育的價值，更新時需注意保留和撫育目標樹種，及時清除周邊的臺灣相思等非目標樹種。

4.3.3 補種

網格化間伐后，根據林相總體規劃布局和景觀視線分析，補充相應景觀樹種(表4)，該類樹種應占據林相主體地位，模擬頂極群落的配置比例進行補種和更新改造。

表4 風景林改造景觀樹種推薦

4.3.4 營林

對補種的景觀樹種進行養護管理，定期清理周邊影響目標景觀樹生長和群落演替的因素，及時防治病蟲害，定期進行監測和巡查，對風景林的景觀質量更新方案及時優化調整，為后續的風景林改造提供實踐支撐。

4.4 風景林群落結構優化模式及建群種群類型構建

王定躍等根據梧桐山景觀生態林林相改造，提出了風景林的改造模式，即：景觀建群樹種+原生本底植物=景觀生態林，該模式已在梧桐山風景林景觀質量更新實踐中取得很好的成效[16]。因此本研究的群落物種多樣性及植物景觀動態分析則為確定優勢種的重要參考依據。景觀樹種的確定，一方面可通過撫育現有植物群落中景觀效果較好的優勢種(如喬木層的木棉)；另一方面，梳除臺灣相思、馬占相思、杉木等呈現退化的景觀林的優勢樹種，補種效果較好的景觀建群樹種2種模式。作為景觀林的優勢建群樹種，依據以上原則，選擇以開花鮮艷、葉色變化明顯豐富的植物為主，其中開花植物的花相特征以覆被花相、團簇花相、密滿花相為主(表4)。

5 結論和討論

本研究結合群落生態學調查的方法評估風景林的植物景觀質量和發展趨勢，為合理制定仙湖植物園風景林的景觀更新提供科學支撐。作為定位于風景旅游功能為主、兼具科研科普的植物園這一特殊的功能空間，從植物園植物物種多樣性保護的角度而言，受植物園面積的限制，植物多樣性要求高及小環境的營造難度大等因素制約。另外，從植物園的功能和地域性植物景觀的角度來講，大面積的純林景觀難以體現仙湖植物園的功能和深圳的地帶性植被特色，也不利于形成穩定的且具有較高景觀質量的植被。

因此通過研究林相景觀更新的相關措施，并依據仙湖植物園功能要求和深圳的自然氣候特點，優選了一批景觀效果較好、適應性強的建群樹種，依托本底植物構建了深圳仙湖植物園風景林群落結構配置模式，并推薦了部分外來的適應性較強且具有較高觀賞價值的景觀植物，以期為改善仙湖植物園風景林景觀提質更新提供依據和技術支撐。本研究成果亦可為相似氣候環境和類似立地條件的風景林景觀更新改造提供借鑒和參考。