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1、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
2、、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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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
9、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。第二，合轴分枝式。这类枝的顶芽经过一段时间生长后，先端分化，由邻近的侧芽代替延长生长，此后以上述方式分枝生长。其
10、中典型的植物代表有悬铃木、椴树、榆、柳、桃、梨、核桃等，以被子植物居多。第三，假二叉分枝式。具有对生芽的植物，顶芽分化，有其下对生芽代替延长生长，从而形成了叉状侧枝，形态上犹如二叉分枝，其实这也是合轴分枝的一种类型。典型的植物代表有泡桐、梓树、丁香等。一般地，树木的树冠及分支的属性主要包括顶端优势、干性与层性。植物的顶端优势是枝条背地性生长的极性表现，也称极性强，一般多呈现自上而下递减的趋势。植物树干与分枝的顶端优势在植物群落方面主要表现为水平方向（冠幅）以及垂直方向（树高）的加长与加粗生长。干性主要指树木中心干的强弱以及维持时间的长短，顶端优势明显的树种，中心干强而持久。一般地，乔木枝干的中
11、轴部分比侧生部位具有显著的相对优势。层性指主枝在中心干上的分布以及二级枝在主枝上的分布情况，从而形成明显的层次。通常具有层性的树冠有利于光线及风的渗透，有利于形成植物群落良好的光环境。3、植物群落结构属性植物作为造园材料中具有生命特征的元素，其自身具有诸多复杂的特性与功能。把握这些特性是植物种植设计的前提基础，也是保证植物个体与群落正常发育与健康生长的关键。那些对植物特性认识和考虑不到位的植物种植设计，导致所形成的植物群落难以经受时间的考验。故植物种植设计与管理的科学性与合理性与否取决于对城市环境中的植物群落生长与发育状况及规律的认知程度。城市绿地植物群落结构主要具有以下属性：第一，景观属性（
12、艺术性）。城市绿地植物群落结构是人为地为实现某种艺术形式或效果而形成，并非不同种类植物数量的无序堆砌。自然植物群落是通过长期地自然选择而出现不同外貌结构的植物景观，城市绿地植物群落则是满足植物生理生态特性的基础上，通过艺术构图、人为选择与设计而成的具有自然群落特质的植物景观，前者显露了大自然的艺术，后者则体现了城市独有的人文艺术。第二，空间属性（异质性）。不同的植物群落结构类型具有不同的空间属性。应对城市不同绿地功能的需求导致植物群落数量特征、分布格局以及配置形式等方面的差异，从而形成了具有不同空间属性的植物群落结构，围合、通透、封闭、开阔等都是对植物群落空间异质性特征的体现。第三，生理属性（
13、需求性）。不同种类的植物群落对生境的需求具有明显差异，植物群落就是满足植物个体不同生理需求的有机综合体。合理的植物群落结构使得植物能充分利用光照、水分和土壤等资源，最大限度地提升植物群落对资源与空间的利用率。第四，形态属性（独特性）。植物群落外貌与形态是个体形态的综合表现。不同种类植物之间形态上有其相似性与异同性，同种植物种类的形态也存在差异。植物形态的独特性通过树型、冠型、枝型以及叶型等表达。植物种类的多样性极大地丰富了植物景观的语言。第五，生态属性（联系性）。植物群落结构是不同种类植物在空间上的组合，群落个体间存在某种联系性，这种相互关系造就了群落的结构，并推动群落结构的变化与发展。植物群
14、落个体间的生态联系通过选择、适应、竞争与互利共生等形式表达，体现了植物群落种间的联结性与相关性。第六，动态属性（过程性）。变化与发展是植物群落的基本属性。伴随植物个体生长的过程，植物群落生长发育也经历着初期、中期、后期等阶段。植物群落个体之间以及与环境之间是一个动态变化的过程，随着时间、空间、环境等因素的变化而变化。在城市特定的生境下，经过一定阶段生长发育，植物群落个体间经过资源的争夺使其结构产生分化，逐步向稳定状态过渡。这个转变的过程不仅是动态的，同时也是人工选择与自然进程共同作用的。三、城市绿地植物群落构建的关键特征分析植物种植设计是由一定数量、不同种类与规格的园林植物在空间组织关系的体现
15、，其本质就是解决一个“种什么（种类）、种多少（数量）、如何种（组合）”的问题。种植设计决定了植物群落结构特征，进而影响其功能与效益的发挥。针对城市绿地植物群落构建过程中的关键要素特征（数量、格局、组合、过程）进行分析与总结，并审视了可能出现的问题。1、密度（Density）：城市绿地植物群落结构的数量特征植物群落密度是评定单位面积内林木之间拥挤程度的一项重要指标。与植物群落密度表述相关的概念主要有以下几种。单位面积株数是对植物群落密度最直接的表观描述，是群落结构设计与构建过程中常用的表达方式。胸高断面积能够粗略的反映林分的稀疏状况，不论株数多少，其断面积大，则反映密度大。疏密度也称之为相对密度
16、，即胸高断面积与相应最大断面积的比值。密度既是植物群落的数量指标，用以说明植物对空间的利用率；同时也是其质量指标，反映在植物群落生物量、光合产量、品质等方面。密度效应所引发的竞争会导致群落个体间的分化。植物群落的分化与分级有助于了解对植物个体在群落竞争中所处的地位以及对群落结构的作用。如何合理地定量化研究植物邻体竞争以及植物群落密度效应有助于对植物群落结构特征和生长发育做出合理评估。植物种植密度是针对城市绿地人工植物群落而言，在一定区域范围内或单位面积内进行人工植物种植或栽培时对植物种植数量的控制。种植密度是研究城市绿地植物群落结构的基础，也是衡量植物群落结构合理与健康的一项关键性的数量指标。密度是制约植物正常生长的关键性因子之一，对植物群落结构稳定具有重要意义。在密度较大的植物群落中，由于植物间以及植物与环境间的相互作用导致植物生长速率的差异，表现在株高、冠幅、胸径等方面的过度分化以及形态、尺度、生理等方面的差异变化，进而影响了植物群落的外貌结构以及生态
