第三节城市绿地植物群落结构特征

第三节城市绿地植物群落结构特征

一、植物群落结构相关概念

1、自然植物群落与人工植物群落

植物群落指在某一地段内全部植物在时空分布上的综合，在一定的生境条件下，具有相对的种类组成与数量比例和特定的结构与外貌，发挥着一定的功能。植物群落按照其形成可分为自然植物群落和人工植物群落。自然植物群落指植物在长期的历史发育过程中自然形成的群落。人工植物群落是指通过人为干涉，按照人们意愿与功能需求，在模拟与借鉴自然植物群落结构的基础上，通过对植物进行选择、配置、营造与管理而形成的植物群落，城市绿地植物群落是人工植物群落的重要组成部分。著名学者王伯荪将城市植被定义为城市里覆盖的生活植物，是完全不同于自然植被的特点、性质以及生境的植物群落。通过概念的解析，城市绿地植物群落与自然植物群落两者之间的异同在于：首先，植物群落所处生境不同；“城市”为人工植物群落限定了范畴，是以城市环境为背景，伴随着城市发展而形成的具有人工化典型特征的群落。所涉及的城市环境包含有城市的建筑，小气候、地形、土壤等综合因素，这些都有别于自然植物群落所具有的特征。其次，植物群落生长发育过程存在一定差异；城市绿地植物群落多是出自多元化的功能与服务等方面考虑，按照人们意愿进行的植物配置，人为选择决定了植物群落的空间结构特征。

2、植物种植设计与植物群落结构

植物种植设计，与之含义相近的概念有植物配置、植物造景、植物景观设计。从以下几个方面来理解植物种植设计：从美学角度出发，植物种植设计是

利用不同种类的植物来营造景观空间，使其充分发挥植物群落或个体的形态、色彩、线条等方面的自然美。从生态学角度出发，植物种植设计是依据立地条件与植物自身的生长规律而营造的植物群落，使其满足植物最佳生长状态所需的环境资源，从而很好地发挥生态效益与服务功能以达到改善生态环境的目的。从行为心理学角度出发，植物种植设计是通过植物的巧妙组合来满足城市中的人们不同的生理与心理方面的需求。由此可见，植物种植设计是满足不同功能需求的不同植物种类在空间上的布置。植物种植设计是城市绿地植物群落结构形成的前提，绿地类型、功能以及种植设计形式的不同，都将会引起城市绿地植物群落结构的异同。群落结构指某个等级或尺度（种群、群落）的生态系统中不同性状与大小的组成单元在空间上的分布与排列。植物群落结构体现了群落内个体间的空间分布格局，主要包括以下几个方面：第一，群落中个体在数量上的聚集程度，如密度、多度、尺度等；第二，群落中个体在空间上的组合关系，如水平分布与垂直结构等；第三，群落中个体在形态上的分化程度，如胸径、冠幅、树高等。此外，植物群落历经长时间的进化与演替，形成了相对稳定具有一定逻辑关系的结构与形态。因此，植物群落结构是不同生态学过程在不同时间与空间尺度上综合作用的结果。

二、植物群落各组件结构特征与属性

1、冠层结构特征

植物的生长发育与树冠有着密切联系，树冠不仅对太阳能等资源的分配起到关键作用，还对林下植物群落的组成及生长变化产生直接或间接的影响。作为光合作用的主要场所，树冠的形态、尺度以及健康状况与否对植物活力及生产力起到关键作用。植物群落中不同植物种类所组成的冠层结构在植物群落结

构中具有重要意义。树冠结构特征包括冠形、树冠尺度（大小、面积以及体积等）、树冠肌理以及枝与叶的分布格局等。

目前，对植物冠层结构描述与分析的指标主要分为二维指标与三维指标两大类。二维指标主要包括冠幅、冠长、圆满度与树冠率等；三维指标主要包括树冠体积、树冠表面积、树冠密度、树冠生产率等。

（1）树冠的形态。树冠的形态是人们对树木最为直观的印象。植物的冠形丰富多样且存在一定异同，主要与植物种类与生境有关。不同植物种类的主干与侧枝的生长特点与分布格局有所不同，例如，侧枝的生长角度、叶的分布以及枝叶疏密程度等差异，呈现不同形态的树冠。树冠的形态可从横断面与纵断面两方面来分析。单木理想状态下，横断面多近似于圆形，但植物群落中的植物个体受到环境与竞争等多元因素的影响，导致树冠偏离严重，呈现卵圆形、多边形以及不规则形等。有学者认为树冠的纵断面呈抛物线的形态，也有学者则提出用立体曲面描述树冠的形态。

（2）树冠的尺度。二维尺度上，树冠尺度主要指树冠的横向生长空间，如垂直投影面积；三维尺度上，树冠尺度就包括纵向因素如树高、枝下高等，通常以树冠体积、表面积等指标来描述。估测特定树种的树冠尺度与动态对如何合理地选择树种以及确定初始生长空间尺度具有重要意义与启示。不同的植物种类除了具有不同的树冠形态以外，树冠的尺度也不尽相同。

树冠尺度大小取决于树木种类、年龄、遗传特性、生长速率、资源供应以及生境等，这些都会对树木生长空间需求的准确评估产生较大影响。植物群落中，树冠尺度大小决定其他树木的生长等。植物生态学理论中，常用树冠尺度等级来表达植物个体在群落中的地位，描述群落中个体间的相互关系。按照树

冠尺度等级可将群落中个体划分为以下几种类型：第一，优势树。占据植物群落上层树冠或有利的生长空间，冠形完整且饱满；第二，共优势树。植物个体间共同构成群落的上层树冠，可接受上方以及侧方相对较少的光照辐射；第三，中等木。常位于植物群落冠层结构的中下部，与共优势树位于同一冠层，略低于共优势树，仅接受上方少量的光辐射，无侧面光辐射，一般冠形不完整且不饱满。第四，受压木。受到冠层或邻体植物的压迫，导致接受光辐射受限或生长空间受压缩。

（3）树冠的肌理。叶片和枝干的分布格局是树冠形态、肌理、叶面积以及体积的组成要素，枝叶的形态、肌理、大小等属性不仅影响植物整体的表观形态与景观的视觉感受，同时也决定了植物光合能力的强弱。叶片在树冠结构中分布的密实度与填充度也体现了光辐射在树冠的传输与分布状况以及冠层空间的利用程度，不仅有助于研究植物群落冠层辐射以及林下空间，对指导植物群落的构建具有现实意义。

2、枝干结构特征

树干与分枝格局决定了植物树体骨架的形成，其排列方式、大小、角度等对树冠的形态产生直接影响。了解植物的分枝形态与属性对研究植物群落形态结构、提高光能利用、提升空间利用率等方面具有重要意义。一般地，树木的分枝主要可以分为以下几类：

第一，总状分枝式（单轴分枝）。这类枝的顶芽具有较强的生长优势，可以形成通直的主干，同时依次产生侧枝，所有侧枝生长都不超过主干，多呈塔形树冠。这种具有明显主干的分枝形式称之为总状分枝式。其中典型的植物代表有银杏、鹅掌楸、水杉、池杉、雪松、杨等，以裸子植物居多。