重庆市渝中区园林绿地生物多样性调查与分析

生物多样性是人类赖以生存和发展的物质基础，是生态安全与可持续发展的关键保障。然而，在全球范围内，城市化进程的加速带来了栖息地破碎化、外来物种入侵、环境污染等复合压力，导致生态系统退化与物种锐减，生物多样性保护已成为全球生态治理的紧迫议题。城市绿地作为城市中重要的生态基础设施，在维护城市生态稳定、提升居民生活质量方面发挥着不可替代的作用。因此，对城市绿地的生物多样性进行科学、系统的监测与评估，不仅是衡量城市生态环境质量的重要标尺，也是制定有效保护策略、实现人与自然和谐共生的前提。如何通过严谨的数学模型，精确量化不同尺度下（群落、不同植被层次、不同绿地类型）的植物多样性特征，并揭示其空间分异规律，是当前亟需解决的核心科学问题。特别是，不同绿地类型（公园、广场、附属绿地）的功能定位与管理方式如何影响其乔木层与灌草层的多样性指数差异，尚缺乏深入的定量解读。本研究选取作为重庆“母城”与核心城区的渝中区为研究对象，该区域的绿地植物多样性构成了重庆城市生态系统的本底，其所面临的发展挑战与优化路径对重庆乃至同类城市绿地建设具有典型的示范意义。

1／材料与方法

1.1研究区域

本研究区域为重庆市渝中区，具有典型的山地城市特征。受“两江”与复杂地形的限制，区域内建筑密度极高，可供开发的土地资源极为稀缺。这一特殊的自然地理背景与高强度的人类活动共同塑造了区内“一脊、两带、多园、微网”的绿地空间格局，城市绿地呈现斑块破碎化、空间分布不均、异质性高的特征。截至2024年底，渝中区绿地总面积约661公顷，绿地率达36.9%，绿化覆盖率近40%，城市绿地类型主要由公园绿地、广场用地和附属绿地三种组成，不同类型绿地在功能定位、管理模式和植被配置上存在显著差异，是开展城市绿地植物多样性研究的理想区域。

1.2样地设置与调查方法

本研究利用ArcGIS软件在研究区内生成120个随机候选样地（点间最小距离≥100m），经实地核查，剔除政府机关单位、军事用地、私人管理等因权限限制无法进入的样地后，最终获得88个有效样地（含公园绿地23个、广场用地5个、附属绿地60个），样地空间分布均匀，详见图1所示。参照《城市绿地分类标准》（CJJ/T85-2017），并结合渝中区绿地实际，将调查样地划分为公园绿地（G1）、广场用地（G3）和附属绿地（XG）三种主要类型。样地大小为100m×100m，于2025年1-12月详细记录植物名称和数量。  

1.3物种多样性指数计算

运用物种Margalef丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数及Pielou均匀度指数来评估不同尺度下的植物多样性特征。数据统计分析采用SPSS及R语言vegan程序包完成。多样性指数的计算公式：

Margalef丰富度指数（R'）：           …（式1-1）             

式中，R'为Margalef丰富度指数；S为样方中的物种总数；N为样方中所有物种的个体总数。

Shannon-Wiener多样性指数（H'）：

         ……（式1-2）

式中，H'为Shannon-Wiener多样性指数；   为第i个物种的个体数占所有物种个体总数的比例，即     。

Simpson优势指数（D）：       ……（式1-3）

式中，D为Simpson优势度指数。为便于直观理解，本文采用其互补形式(1-D)，这里的(1-D)值越大，代表优势度越低、多样性越高。

pielou均匀度指数（J'）：      …（式1-4）

式中，J'为Pielou均匀度指数。

2／结果与分析

2.1渝中区物种多样性指数分析

根据调查数据，渝中区多样性指数（Shannon）中位数约0.90，均匀度指数（Pielou）约0.70，表明群落具有一定复杂度且分布较均衡，详见图2所示。 

Margalef指数离散程度较大。中位数约为0.85，四分位区间大致在0.5–1.3范围内，部分样地可达到2.0以上。整体分布范围较宽，离散点较多，说明不同样地之间的物种丰富度差异较为明显，部分样地物种数量较高，而部分样地的物种组成相对简单。

Pielou指数整体水平较高。中位数约为0.70，四分位区间大致在0.40–0.85之间，大部分样地分布在0.5–0.9范围内，仅少数样地接近0。表明样方内各物种个体数量分布较为均衡，优势种对群落的支配程度相对较低，群落结构较为稳定。

Shannon指数处于中等水平。中位数约为0.90，四分位范围约为0.45–1.25，多数样地分布在0.6–1.4区间内，少数样地可达到2.0以上。表明研究区绿地植被群落具有一定的物种复杂度，但整体多样性水平仍存在一定提升空间。

Simpson指数表现出一定差异。中位数约为0.50，四分位范围约为0.20–0.65，多数样地集中在0.25–0.70区间，少数样地可接近0.80。表明部分样地存在一定程度的优势物种，但群落结构总体保持相对稳定状态。

2.2不同植被层次生物多样性指数分析

根据调查数据，按植被层次（乔木层、灌木层、草本层）分别计算各多样性指数，其箱线图分布特征详见图3所示。整体而言，灌木层与草本层的物种丰富度（Margalef）及综合多样性（Shannon_H、Simpson_1-D）均高于乔木层，而均匀度（Pielou）在三个层次间差异较小，均维持在较高水平。

乔木层中，Margalef、Shannon_H和Simpson_1-D指数均处于三个植被层次中的最低水平。其中，Shannon_H指数中位值约为0.60，四分位区间大致位于0.30–0.90；Simpson_1-D指数中位值约为0.35–0.40，多数样地集中在0.20–0.55区间。表明乔木层物种数量有限，优势种现象较弱。值得注意的是，乔木层的Pielou指数中位值约为0.80，且数据分布较为集中（四分位距约0.10），这反映出尽管乔木层物种数量较少，但各树种在个体数量上的分布较为均衡，未出现单一树种显著占优的局面。

灌木层的各项多样性指数均较乔木层有明显提升。其中，Shannon_H指数中位值约为0.65，较乔木层提高约8%；Simpson_1-D指数中位值约为0.40，略高于乔木层；Margalef指数的提升更为显著，其四分位范围明显上移，部分样地甚至超过1.0；Pielou指数中位值约为0.70，虽略低于乔木层，但仍属于较高水平，说明灌木层在增加物种丰富度的同时，并未破坏群落的均匀结构，群落内各类灌木个体数量分布相对协调。

草本层的多样性表现与灌木层相近或略高。Shannon_H指数中位值约为0.65–0.70，Simpson_1-D指数中位值约为0.40左右，二者的四分位范围与灌木层高度重叠。Margalef指数的上须延伸较长，离散程度大于灌木层，提示部分样地中草本植物种类异常丰富，主要源于自然定居的野生草本与人工种植草种的叠加效应。草本层的Pielou指数中位值约0.70，与灌木层基本持平，表明其物种个体分布亦较为均衡。

2.3不同绿地类型生物多样性指数分析

按绿地类型（公园绿地、广场用地、附属绿地）分层统计各多样性指数（均值±标准差），结果表明不同绿地类型间的多样性差异主要体现在乔木层、灌木层与草本层的差异相对较小，详见图4所示。

公园绿地在各层次中均表现出较高的多样性水平。乔木层Margalef指数（0.58±0.34）与Shannon_H指数（0.58±0.34）均为三类绿地中最高，表明公园作为综合性休闲游憩空间，其规划设计中更注重植物群落的观赏性与生态复合性，倾向于配置多样化的乔木树种。灌木层Shannon_H指数（0.58±0.34）和Simpson_1-D指数（0.50±0.34）均居首位，草本层Simpson_1-D指数（0.51±0.34）亦为最高，反映出公园绿地凭借较大的占地面积、相对较低的人为干扰频度以及更接近自然的土壤条件，为下层植被提供了优越的生境，支持了更为丰富和稳定的灌草群落。

广场用地的乔木层呈现出丰富度中等、均匀度较高的特征。其Margalef指数（0.48±0.34）与Shannon_H指数（0.48±0.34）在三类绿地中居中，而Pielou指数（0.58±0.34）与公园绿地持平，说明广场乔木配置在物种数量有限的前提下，仍注重个体数量分配的均衡性，这可能与广场作为开放空间强调列植、阵列式景观秩序的设计策略有关。灌草层的多样性指数略低于公园绿地，与上述解释相一致——广场人流密集、土壤压实程度高、养护修剪频繁等因素共同限制了下层植物的自然萌发与物种累积。

附属绿地的乔木层多样性指数介于公园绿地和广场用地之间（Margalef：0.48±0.34；Shannon_H：0.48±0.34），处于中等水平，表明其乔木配置受景观美化、遮荫需求、管线避让及管理成本等多重因素综合制约，物种选择趋于折中。值得注意的是，附属绿地的灌草层多样性表现优异，其中草本层Simpson_1-D指数（0.51±0.34）与公园绿地持平，灌木层Shannon_H指数（0.50±0.34）亦与广场用地相近。这一结果可能源于附属绿地内存在多样化的微生境、小尺度环境异质性和差异化管理方式等，反而为多种灌草植物提供了生态位分化和共存的空间。

3／结论与讨论

渝中区城市绿地生物多样性呈现出“上层功能分化显著，下层基底条件尚可”的特征，表明城市绿地的功能定位与管理模式对上层乔木物种的筛选与配置具有深刻影响。未来开展精细化管理与生态提升工作时，需针对不同类型绿地的结构性缺陷制定差异化优化策略。

对群落三个垂直层次的综合比较结果显示，研究区绿地群落的物种多样性主要富集于下层植被（灌木层与草本层），二者的Margalef指数、Shannon_H指数及Simpson指数均显著高于乔木层，其中位值差值分别为0.2–0.3、0.05–0.10及0.02–0.05；而Pielou指数在各垂直层间差异不显著（中位值差值＜0.10），说明群落垂直层次间的差异主要体现于物种丰富度与物种组成的异质性，而非物种个体分布的均匀性。上述结果表明，下层植被在维持研究区绿地群落物种多样性过程中发挥着核心作用，未来城市绿地生态功能提升应当重视灌木层与草本层的物种配置优化。

对三类绿地的综合比较结果显示，公园绿地是维持研究区植物多样性最为关键的绿地类型，其乔木层、灌木层、草本层的物种多样性指数均处于较高水平；广场用地受功能定位约束与高强度人工管护影响，整体生物多样性水平偏低；附属绿地则呈现出“乔木层多样性中等，灌草层多样性突出”的独特格局。这种分层差异特征提示，未来城市绿地生物多样性的保护与提升策略应遵循分类施策原则：公园绿地以维持现有多层群落结构为核心，广场用地需探索抗逆性强、耐践踏的下层植物配置模式，附属绿地则应充分利用其微生境多样性优势，挖掘区域潜在物种库资源。

本研究仍存在一定局限性，后续研究可从以下维度进一步深化拓展：其一，在研究尺度层面，可由单一绿地类型尺度拓展至基于“斑块-廊道-基质”模式的景观格局分析维度，结合基质-斑块-廊道理论开展绿地生态连接度评价；其二，在监测技术层面，可响应相关规划要求，探索应用环境DNA（eDNA）、智能传感器、无人机遥感等天空地一体化监测技术，实现渝中区绿地生物多样性的动态精准监测，构建感知多样性指数模型，为绿地精细化管护提供决策支撑。

（基金项目：①重庆市技术创新与应用发展专项面上项目（CSTB2024TIAD-GPX0011）；②重庆市科技计划项目（CSTB2024JXJL-YFX0059）；③川渝共建乡土植物种质创新与利用重庆市重点实验室自设项目（XTZW2025-ZS04）。）

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