河南工业大学是几本

郑州市高校校园木本植物群落调查及物种多样性分析

张龙冲;郭二辉;李永生;郭坤;王建圆;杨晓峰;毕会涛

【摘要】对郑州市10所代表性高校校园进行了木本植物群落全面调查和定量化分

析,结果显示,各高校共有木本植物191种,分别隶属60科、115属,单个校园物种较

为丰富,物种多样性指数较高,Shannon-Wiener指数在2.307～3.702之

间,Simpson指数在0.844～0.956之间,Pielou指数在0.660～0.830之间.但从

整体分析来看,校园间木本群落相似性较高,Sφrenn相似性系数在0.5以上的占

总数的比例高达46.7％,优势种较为传统单调,重点保护植物较少,仅有7种.最后对

郑州市高校校园木本植物群落构建提出了针对性建议,包括进一步丰富物种多样性,

避免集中过多应用几种常用绿化树种;增强木本植物群落除绿化功能之外的其他功

能,在林木建植上体现高校特色;多引种珍稀濒危和重点保护植物,增强校园木本植物

在教学、科研和基因库方面的作用.

【期刊名称】《江西农业学报》

【年(卷),期】2016(028)006

【总页数】6页(P36-41)

【关键词】木本植物群落;郑州;高校校园;物种多样性指数

【作者】张龙冲;郭二辉;李永生;郭坤;王建圆;杨晓峰;毕会涛

【作者单位】河南农业大学林学院,河南郑州450002;河南农业大学林学院,河南郑

州450002;河南农业大学林学院,河南郑州450002;河南农业大学林学院,河南郑州

450002;河南农业大学林学院,河南郑州450002;河南农业大学林学院,河南郑州

450002;河南农业大学林学院,河南郑州450002

【正文语种】中文

【中图分类】S948.15

高校校园是城市绿地生态系统的重要组成部分，是城市物种多样性的重要资源库。

高校植物群落的建设水平不仅影响着师生工作、学习和生活的质量，而且作为校园

文化的具体体现，直接影响着校园环境的风格和特色。木本植物因形体高大、形态

多样、观赏期长、遮荫效果好、养护成本低而成为校园植被最重要的组成部分。高

校校园木本植物群落绝大部分属于人工森林群落，人为干扰大，较为脆弱。因此，

有必要对高校校园森林群落的树种组成、结构特征以及物种多样性等进行研究。目

前，关于城市其他公共绿地木本植物群落的相关研究较多[1-5]，也有一些就某一

高校[6-10]以及北京市高校森林群落特征方面的研究[11-13]。针对郑州市而言，

有一些关于公园绿地植物群落的研究[14-16]，而对于全市多数高校校园木本植物

群落方面的研究尚处于起步阶段。

本文选取郑州市9所典型高校为研究对象，对其校园木本植物群落进行了全面调

查，掌握了郑州市高校校园森林群落特征的基础数据，并分析其群落结构特征和物

种多样性，同时对校园受保护木本植物物种进行了统计，旨在为当地高校绿化建设、

植物多样性保护及其森林系统规划提供科学依据。

郑州市位于河南省中部偏北，北临黄河，西依嵩山，东南为广阔的黄淮平原。全区

介于东经112°42′～114°13′和北纬34°16′～34°58′之间。郑州市气候属北温带大

陆性季风气候，冷暖适中、四季分明。随着四季的明显交替，依次呈现春季干旱少

雨，夏季炎热多雨，秋季晴朗日照长，冬季寒冷少雨的基本气候特征。郑州年平均

气温14.4℃，1月平均气温0.4℃，最低温度可以达到-10℃；7月最热，平均

气温27.4℃，最高气温能达到38℃。年均降水量约640.9mm，夏天降水量约

占全年的55%。郑州地区的土壤类型多样化，有明显的区域性、分异性特征，适

合大多数木本植物生存。

2.1群落调查方法

在郑州市选取不同高校类型的典型代表，共计6大类9所高校10个校区(表1)，

进行校园木本植物群落资源调查和物种多样性研究。目前，对植物群落多样性的研

究主要集中在自然群落中，普遍采用法瑞学派的Braun-Blanquet最小样地取样法，

由于城市公共绿地是人工群落，由大小不等、形状各异的景观单元构成，形成具有

多功能性的景观格局，因此套用上述经典的最小取样法，得出的数据结果往往分析

意义不大，采用大面积取样会更科学[17]。笔者对各个校区进行了整校园实地调查，

记录其每个树种的物种名，统计其数量并逐一进行拍照，对于不认识的树种向后勤

绿化处咨询或查阅工具书[18-21]进行物种鉴定，本次调查的对象为胸径在3cm

以上，冠幅在50cm以上，树高1.5m以上的植株。考虑到工作量和调查人员较

多，对各校园林木盖度的统计偏差较大，故没有采用这一指标。

2.2数据分析

2.2.1各高校木本群落物种多样性分析方法α多样性是反映群落内部物种数量

变化以及物种相对多度的最常用方法。本测度方法采用α多样性的2类指标从整

个校园层面分析各校区的物种多样性变化：(1)物种丰富度，以种的数目和全部种

的个体数来描述物种多样性；(2)物种多样性指数，综合考虑了群落内物种在多度

和均匀度上的变化，在生态学上，常采用Simpson指数、Shannon-Wiener指数

和均匀度Pielou指数，计算公式为[5,16]:

Shannon-Wiener指数PilnPi

Simpson指数

Pielou指数

上述公式中，S为群落内物种数；N为群落内所有物种个体总数；Pi为第i个物种

的个体数占所有物种个体总数之比。

2.2.2各高校木本植物群落相似性分析群落间相似性分析是一切数量分类的基

础。群落间相似性系数是不同植物群落结构特征相似程度的直接反映，本文选用在

植物数量生态分类中使用相对较多的Sørenn相似性系数计算法[22]求算各高校

间木本植物群落相似性系数，其计算公式为：

rmn=2c/a+b

式中：c为共同出现于高校m与高校n的木本植物物种数；a为出现于高校木本

植物群落m的所有物种数；b为出现于高校木本植物群落n的所有物种数。

2.2.3郑州市高校主要优势种重要值计算通过对郑州市9所高校10校区木本植

物群落的调查，结合树种出现频率和数量，统计出郑州市高校10大优势木本植物，

笔者将10个校区作为10个大样地，并视为一个整体木本植物群落，以此为依据

计算该优势树种的相对频度和相对多度，最后算出这10大优势树种的重要值，公

式如下[23]：

重要值：IV=(RD%+RF%)/2

式中RD代表相对多度，RF代表相对频度。

3.1各高校校园木本植物种类组成

通过对各高校校园木本植物种类的调查与鉴定，可以确定9所高校10个校区内共

有木本植物60科、115属、191种(包括亚种和变种)，其中裸子植物6科、10属、

19种(郑万钧系统，1978年)；被子植物54科、105属、172种(哈钦松系统，

1976年)；双子叶植物51科、102属、169种；单子叶植物3科、3属、3种。

其中常绿木本植物49种、落叶木本植物142种。在郑州市一些高校校园内，常绿

木本植物偏少，造成了冬季校园景观效果不是很理想。

在科的统计上，根据每种科所含植物的种数，将其划分为多种科(≥10种科)、寡种

科(2～9种科)、单种科(1种科)3种级别。其中多种科所含种类65种，占所有种

的34.0%，而科数只有4科，占所有科的6.7%；寡种科含木本植物93种，所含

种数最多，占所有种的48.7%，所占科数23科，占所有科的38.3%；单种科含种

数33种，占所有种的17.3%，所占科数33科，占所有科的55.0%。这说明郑州

市高校校园木本植物在科的统计上以单种科数最多，寡种科所含种数最多，是校园

木本植物的主要组成。而对于所占科数最少的多种科，虽占总科数的比例较低，但

所含种数较多，其中蔷薇科(Rosaceae)所占种数最多，有31种，其次是木犀科

(Oleaceae)，有14种，柏科(Leguminosae)和豆科(Leguminosae)各有10种，

这与王鹏飞等[14]对郑州市公园绿地木本植物这方面的调查结果相似。

在属的统计上，根据各属所含植物的种数，将其划分为多种属(≥5种属)、寡种属

(2～4种属)、单种属(1种属)3种级别。其中单种属有75属，含植物75种，所占

比例分别占所有属的65.22%，占所有种的39.27%；寡种属有35属，占所有属

的30.43%，含植物87种，占所有种的45.55%；多种属所含属数和种数都最少，

有属数5属，占所有属的4.35%，种数29种，占所有种比例15.18%。多种属包

含蔷薇科李属(PrunusL.)8种，杨柳科柳属(Salix)6种，蔷薇科苹果属

(MalusMill.)5种，柏科圆柏属(SabinaMill.)5种和槭树科槭属(AcerL.)5种。由此

可见，郑州市高校校园木本植物区系在属的多样性上较为丰富，以单种属和寡种属

为主，所含种数最多，大属较少。

3.2高校校园木本植物物种多样性研究

城市森林植物多样性(包括植物丰富度、多样性、均匀度等)水平能反映城市森林群

落结构和功能复杂性以及组织化水平，能比较系统和清晰地表现各群落的一个生态

学特征，是衡量城市森林群落稳定性和健康性的一个重要指标。物种多样性指数包

括物种丰富度和α多样性，诸如Shannon-Wiener指数、Simpson指数、

Pielou指数等，9所高校10个校区的木本植物群落在物种多样性指数上存在一定

的差异(表2)。

从表2可以看出，在木本植物个体总株数方面，各校区差异较大，其总个体数在

501～49535之间，可能与各校区的面积有关，处于前5位的校区依次为：郑州

大学新校区、郑州师范学院、河南财经政法大学、郑州大学老校区、河南农业大学；

在各校区木本植物物种数比较中，各校区差距也较大，在29～123种之间，树种

较多的校区依次为：郑州大学新校区、河南农业大学、郑州航空工业管理学院、郑

州师范学院、郑州轻工业学院。采用Shannon-Wiener指数来衡量各校区树种多

样性，其数值在2.307～3.702之间，处于前5位的校区依次为：郑州大学新校区、

河南农业大学、郑州航空工业管理学院、郑州轻工业学院、郑州师范学院。在各校

区Simpson指数衡量中，其数值在0.844～0.956之间，差异较小，处于前5位

的校区依次为：河南农业大学、郑州大学新校区、郑州轻工业学院、郑州航空工业

管理学院、郑州师范学院；在反映不同树种多度均匀程度的Pielou指数上，各校

区数值在0.660～0.830间变动，处于前5位的校区依次为：河南中医药大学、郑

州轻工业学院、河南农业大学、郑州师范学院、华北水利水电大学。

在上述分析中，各校区间在植株总个体数和物种数上差异较大，但在Shannon-

Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数上整体变化趋势较为一致，各校区具

有较高的α多样性水平[2]。综合物种多样性指数分析结果发现，郑州大学新校区、

河南农业大学、郑州轻工业学院、郑州师范学院、郑州航空工业管理学院等校区木

本植物群落内物种多样性处于前列，郑州大学老校区树种多样性水平较低；河南中

医药大学尽管校园面积小，但在树种的个体数上差异较小，搭配均匀。高校木本植

物群落几乎完全由人工建植，树种类别、种植规模及景观配置在很大程度上受人为

控制，这几个校区物种多样性指数处于前列，说明其在规划上对校园绿化及林木景

观配置这方面重视程度较高，也有可能与这几所学校设有与林学、生物科学、园林

设计等相关专业以便于教学实习有关，当然，郑州大学新校区的高物种多样性水平

也与其面积较大、植株总体个数较多有关。

3.3各校区木本植物群落相似性系数分析

通过对各校区相似性系数的分析(表3)，明显发现郑州市各校区木本植物群落间物

种相似程度较高，群落间Sørenn相似性系数在0.6～0.7之间的占总数的

15.6%，在0.5～0.6之间的占总数的31.1%，即各校区群落间Sørenn相似性

系数在0.5以上的占总数的比例高达46.7%，在0.4～0.5之间的占总数的37.8%，

在0.3～0.4之间的占总数的15.5%，在0.7以上和0.3以下的比例为0。每个校

区与其他校区的Sørenn相似性系数平均值大小依次为：郑州轻工业学院

(0.564)>河南工业大学(0.531)>华北水利水电大学(0.513)>河南财经政法大学

(0.507)>河南农业大学(0.498)>郑州师范学院(0.494)>郑州大学新校区(0.457)>郑

州大学老校区(0.453)>河南中医药大学(0.424)>郑州航空工业管理学院(0.383)。

以上各高校都处于郑州市内，所在的生态环境基本相同，植物群落基本全是人工林，

不存在自然更新，虽然各个校园物种多样性指数较高，但各校园物种的高相似程度

只能说明大部分郑州高校在人工造林时对树种的选择上同质化现象严重，在树种选

择上没有突出自身特色，造成这种现象的原因可能是各高校对校园木本植物的功能

定位上仍只局限于绿化功能，在根据学校自身的特点和需求进行校园森林文化特色

建设方面还有不足。

3.4郑州市高校校园内木本植物优势种及其重要值分析

3.4.1各高校木本植物优势种分析通过对郑州市9所高校10个校区木本植物的

调查统计，以各物种在每个校区的绝对数量数为依据进行排序，得出各高校校区

10大优势树种(表4)，郑州大学新校区这10个主要树种占该校园木本植物总个体

数的58.01%，排在前3位的树种为大叶女贞(LigustrumlucidumAit.)、毛白杨

(PopulustomentosaCarr.)和雪松[Cedrusdeodara(Roxb.)]。河南农业大

学校区中法桐(PlatanusorientalisL.)、水杉、大叶女贞、毛白杨这4个树种占校园

木本植物总个体数的31.32%，其中法桐数量最多。郑州师范学院校区主要树种为

水杉、大叶女贞、毛白杨、法桐、红叶李(Prunnscerasifera)、紫薇

(Lagerstroemiaindica)，占校园木本植物总个体数的53.85%，数量最多的为水

杉。郑州航空工业管理学院校区主要树种为国槐(SophorajaponicaLinn.)、七叶树

(AesculuschinensisBunge)，占校园木本植物总个体数的23.76%。郑州轻工业

学院校区内大叶女贞、大叶黄杨(Euonymusjaponlcus)、毛白杨、法桐、小叶女

贞(LigustrumquihouiCarr)数量较多，占校园木本植物总个体数的45.25%，而建

群种为毛白杨与法桐。河南财经政法大学内10大树种占校园木本植物总个体数的

72.48%，而建群种为法桐、栾树(KoelreuteriapaniculataLaxm.)、毛白杨。华北

水利水电大学校区内为法桐、毛白杨、梧桐[Firmianaplatanifolia(L.f.)Marsili]、

大叶黄杨这4个树种占校园木本植物总个体数的45.31%，法桐和毛白杨数量居于

前2位。河南中医药大学内仅国槐、楸树(.)、梧桐这3

个树种就占校园木本植物总个体数的43.91%，国槐数量最多。河南工业大学校区

内大叶女贞、刺柏(JuniperusformosanaHayata.)、三角枫

(AcerbuergerianumMiq.)、法桐这4个树种占校园木本植物总个体数高达

60.90%，大叶女贞数量最多。郑州大学老校区内法桐、大叶女贞、棕榈、毛白杨、

雪松、广玉兰(Magnoliagrandiflora)这6个树种占校园木本植物总个体数的

84.69%。由此可见，郑州市各高校内主要树种仍局限于以上几个传统常用的园林

树种，优势种相对单调，尤其像新建的郑州大学新校区，在树种选择上仍较保守，

较多承袭老校区的建植模式，校园森林文化特色不明显。

3.4.2郑州市高校园区优势木本植物种重要值分析通过对郑州市9所高校优势

木本植物的统计，找出郑州市10大高校优势木本植物，结合其重要值大小依次为

大叶女贞(11.363%)>毛白杨(7.750%)>雪松(5.915%)>法桐(5.174%)>大叶黄杨

(3.509%)>桂花(3.245%)>水杉(2.229%)>珊瑚树(2.228%)>国槐(1.902%)>木槿

(1.864%)。由此可以看出，郑州市高校10大优势树种仍是较传统的园林绿化种，

处于前5位的树种重要值很大，尤其常绿树种大叶女贞，其重要值高达11.363%，

可见,这些树种在郑州市高校校园内的优势地位。这些常见园林树种固然在生物特

性方面有其自身的绿化优势，如生长快、树形好、常绿等特点，但近年来一些负面

效应已渐趋明显，如大叶女贞的果实粘液、春季法桐的“花粉雨”、毛白杨的“飞

絮雨”等危害已给广大师生的工作、学习乃至身心健康带来很多不便。国槐、毛白

杨等树种的病虫害肆虐以及树干老化现象，严重影响该人工林群落的稳定性和健康

性。

3.5郑州市高校重点保护木本植物名录

根据《中国珍稀濒危保护植物名录》、《国家重点保护野生植物名录(第一批)》和

《国家重点保护野生植物名录(第二批)》，郑州市高校校园共有7种珍稀濒危保护

植物，占河南省国家级濒危保护植物名录的20%，其中有国家一级重点保护植物

2种，国家二级重点保护植物5种，国家三级重点保护植物1种(表5)。可以看出，

郑州市各高校在选择绿化树种时，对于珍稀濒危和重点保护木本植物利用较少。

在此次调查中，笔者从5个方面分析了郑州市9所高校10所校园木本植物群落结

构特征，包括物种组成、物种多样性指数、群落优势种及其重要值和受保护植物物

种。

(1)郑州市高校校园木本植物种类丰富，成分多样，双子叶植物是校园木本植物的

主要组成，但常绿植物偏少，导致一些校园冬季景观效果不甚理想；与其他城市高

校相比，在木本植物物种种类多样化上仍需进一步提高，如河南大学[6]、武汉大

学[9]、河北农业大学[24]、山西农业大学[8]、信阳师范学院[7]等单个高校校区内

木本植物物种种类均在200种以上，尤其纬度上比郑州市还高的河北农业大学校

区、山西农业大学校区，它们比郑州市9所高校所有的木本植物物种总数还要多，

这意味着郑州市高校校园的木本植物树种种植仍有很大的提升空间。郑州市高校校

园木本植物的科、属上多样化程度较高，单种科、单种属、寡种科和寡种属所占比

例较大，这说明郑州市区域是适合很多科属植物生存的，在引种上仍有很大的潜力。

(2)虽然郑州市各高校木本植物植物资源较丰富，大部分校园物种多样性水平较高，

但就整体而言，各校园间物种的相似程度大，在树种的选择上同质化现象严重，尤

其在群落优势种种植中，仍习惯于选择传统的常用的园林绿化树种，没有打造出主

题突出、特色鲜明、景观优美的校园森林文化，其实完全可以利用植物造景的优势

充实校园内涵，构造出独具优势的校园园林景观，如河南中医药大学可以多种些药

用树种，河南农业大学可以多种植些经济类树种，郑州大学、河南轻工业学院、郑

州师范学院等这些开设有艺术专业的高校可以利用特色树种配置一些体现艺术特色、

张扬院系个性的园林景观等等，提升郑州市高校乃至整个城市的景观特色。在景观

单元构造搭配中，没有很好地利用乡土植物物种，其实完全可以种植一些观赏价值

高、绿化效果好的乡土树种，如构树(Broussonetiapapyrifera)、楝树

(Meliaazedarach)、榆树(Ulmuspumila)、梓树、香椿(Toonasinensis)、泡桐等，

增强该类人工群落的系统稳定性和健康性。

(3)除了公园、植物园外，高校校园也是储备植物资源种库的理想场所。从目前的

调查结果来看，郑州市高校内濒危、受保护树种偏少，数量也不多，有些保护树种

甚至是单株，如秤锤树，保护重视程度也不高，甚至有些濒危树种连标志牌都没有，

以至于很多在校师生不知道这些物种就在校园内。可以多收集、引种一些珍稀濒危

和重点保护树种，满足科研、教学需要，提高生物遗传多样性，丰富校园功能和文

化特色。

致谢：河南农业大学2010级林学(2)班全体同学在本次调查中提供了帮助！

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