CN109544429A - 一种利用城市绿地空间保育濒危植物提高城市生物多样性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用城市绿地空间保育濒危植物提高城市生物多样性的方法，主要包括：区域内濒危植物自然群落的现状调查；濒危植物种苗繁育；濒危植物生长主要环境限制因子与最适生态位的确定；城市绿地空间适宜生境的确定与调查；濒危植物在城市绿地适宜生境的应用与管理；濒危植物在城市绿地适宜生境的监测与评估等；还可包括对濒危植物的科普宣传教育。本发明利用城市绿地空间中存在的高度多样化生境特点，寻找适宜生境，引入濒危植物，建设能充分利用空间资源，适应本地环境，形成稳定的、能与城市绿地长期共存的濒危植物种群，有效地促进濒危植物保护，提高城市生物多样性和城市绿地的文化服务功能。

Description

一种利用城市绿地空间保育濒危植物提高城市生物多样性的 方法
技术领域
本发明属于森林、绿化和恢复生态技术领域，涉及一种利用城市绿地空间保育濒危植物提高城市生物多样性的方法。
背景技术
濒危植物由于其种群数量已达到存活极限，如种群大小进一步减小，将有导致该植物灭绝、基因流失的危险。一个物种的消失可能会带来几十种伴生物种的消失。因此，保护濒危植物对于保护生态平衡、保护生态系统多样性和提升生态系统服务功能有极其重要的作用。
在濒危植物保护方面，通过建成自然保护区，全国60％的濒危高等植物已得到保护。但是，近年来，自然保护区遇到挑战：随着建区时间延长，保护区内一些被保护的濒危植物种群并没有有效扩大。因此，迁地保护的方式成为了扩大这些濒危植物种群的重要手段之一。
城市绿地在改善城市生态环境、丰富城市景观方面有重要作用，是促进区域社会、经济、环境可持续发展的重要基础。近年来，我国城市园林绿化建设取得了快速发展，城市绿地面积的扩展速度大于城市面积的扩展。城市绿地空间异质性较大，包含了十分丰富的植物群落和土地利用格局，高度多样化生境能够为多种类型的濒危植物提供潜在的生态位和更多的生存空间。此外，城市绿地进行群落构建和人工管理的可操作性强，能够补充栽培自然保护区中不能扩繁的濒危植物。在遵循科学原理的基础上通过人工管理干预，在城市绿地中开展本地濒危植物的保育是可行的。
随着经济水平和文化水平的提高，绿地受到人类活动(如踩踏、采摘等)的随机干扰减少，其植物配置的设计开始模仿自然植被的乔、灌、草复层结构，城市绿化中物种数随经济水平显著增加。近年来，许多城市将濒危植物作为观赏种类引进，并有意识地保护，但对城市绿地如何有效保护濒危植物尚未形成相关理论，因此，根据生态学原理利用城市绿地开展濒危植物的保育工作，探索通过保护濒危植物提高城市绿地植物多样性进而强化城市植被生态功能的机制，形成城市濒危植物保护方面系统性的知识，可以为保护植物学开辟一条新路，并发展出一套在城市中判定濒危植物生境适合性的方法体系，以实现濒危植物在城市绿地中低成本的人为辅助下的生存乃至自我繁殖。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用城市绿地空间保育濒危植物提高城市生物多样性的方法。
本发明利用城市绿地空间异质性较大，包含了十分丰富的植物群落和土地利用格局，高度多样化生境能够为多种类型的濒危植物提供潜在的生态位和更多的生存空间的特点，寻找适宜生境，引入濒危植物，建设能充分利用空间资源，适应本地环境，形成稳定的、能与城市绿地长期共存的濒危植物种群，有效地促进濒危植物保护，提高城市生物多样性和城市绿地的文化服务功能。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用城市绿地空间保育濒危植物提高城市生物多样性的方法，包括区域内濒危植物自然群落的现状调查；濒危植物生长主要环境限制因子与最适生态位的确定；城市绿地空间适宜生境的确定与调查；濒危植物种苗繁育；濒危植物在城市绿地适宜空间的应用与管理；濒危植物在城市绿地适宜空间的监测与评估；等，具体包括如下步骤：
A、区域内濒危植物自然群落的现状调查
通过文献资料调研，了解本地区濒危植物的分布点历史和现状信息。每个地区的濒危植物都是当地的重要植物种质资源，也反映了该地区植物区系的重要特征，同时也是利用城市绿地进行保育的本底资料。
利用群落学调查方法，开展对本区域濒危植物的群落调查工作，记录相关数据，进行群落分析，重点记录种类组成、结构、生态位、更新苗、环境因子等信息，以了解濒危植物的群落与生态学特征。
B、濒危植物生长主要环境限制因子与最适生态位的确定
在野外群落生态学调查基础上，通过观测所选濒危植物种野外生境的非生物环境和植被特征，分析所选濒危种的野外实际生态位(光、水、营养和植被等)，判别不同濒危植物野外生境的基本要素，判断影响所选濒危植物生存的主要环境限制因子；
利用同质园控制栽培试验，分析濒危植物的生长对主要环境限制因子的响应。通过对比记录不同梯度水平的环境限制因子对濒危植物生长、繁殖的影响，进一步确定濒危植物生长的最适生态位。同质园控制栽培试验应确保除控制因子外其他环境因子均完全一致。
C、城市绿地空间适宜生境的确定与调查
利用地理信息系统(GIS)软件对城市目标区域高分辨率卫星影像进行判读，根据需要提取不同景观类型的空间单元，对可能作为濒危植物潜在生境的进行标注。
对所有标注的区域进行随机抽取，开展地面调查，验证影像判读的准确度，并通过反复修正，获得比较准确的判读结果，并确定城市绿地空间适宜生境。此外需对该区域绿地植物群落进行适度人工干扰，营造适宜生长空间，适度人工干扰是指在不破坏群落结构的前提下进行的修剪、施肥、灌溉、疏伐等人工管理，以为濒危植物提供所需的合适环境条件。
D、濒危植物种苗繁育
将选择引入的濒危植物自然种群作为种质资源库，通过采集种子或植物繁殖体进行有性或无性繁育，开展苗木生产；具体为：将筛选出来的濒危植物在种子成熟季节进行野外采种，通过种子进行繁育与苗木生产。对结实率较低的濒危植物，在不破坏植株生长的前提下，适当剪取成熟枝条，通过扦插或嫁接等无性繁殖方式进行繁殖和苗木生产，利用3-5年，培育根系发育良好、生长势强的种苗。
E、濒危植物在城市绿地适宜生境的应用与管理
针对不同濒危植物，根据其生长习性进行人工管理，对其生长环境进行改良，为濒危植物提供良好生长条件；具体为：可充分利用植物性材料发酵腐熟的有机肥料来增加土壤有机腐殖质，改善土壤理化性能。同时要注意调节土壤酸碱度，为濒危植物生长提供良好土壤环境。
根据濒危植物对土壤水分需求不同，选择适宜的水分环境。对不耐积水的，要及时排水防涝；对不耐旱的，要及时浇水，避免土壤过干；
栽植后根据植物对光照的需求，通过人工管理，控制群落郁闭度，调整群落结构，调节群落内的光照强度，使其满足濒危植物生长的适宜光照条件。
要充分考虑到种植幼苗与成熟植物大小的反差，留出充足生长空间，以避免植株生长过程中争抢空间资源。避免同时栽培与濒危植物有相同生态位的植物，减少种群之间对相同资源的直接竟争。
F、濒危植物在城市绿地适宜生境的监测与评估
对在城市绿地中定植的濒危植物进行定期监测，包括濒危植物群落数量动态、生长发育、繁殖状况等，同时记录生长环境因子(光照、水分、土壤等)和人为干扰因素(迁移、破坏等)的变化。每次监测时间应与上一年监测时间基本一致。每年对监测结果提供评估分析，了解濒危植物的生长和生境变化情况，并根据评估结果，对不足之处及时进行人工调整，予以改正，最终形成利用城市绿地开展濒危植物保护的基本体系和方法，以实现濒危植物在城市绿地中低成本的人为辅助下的生存乃至自我繁殖。
此外，本发明方法最好还包括：
G、濒危植物的科普宣传教育
在濒危植物栽培应用处，竖立或悬挂植物铭牌，以图片或文字的方式，介绍濒危物种信息和对生物多样性保护的意义，进行濒危植物保护宣传。同时利用现代信息技术，实现快速获取濒危植物保育信息，增强公众的濒危植物保护意识。
本发明利用城市绿地面积大、生境多样化程度高、生境构建和管理的可操作性强，可为多种类型的濒危植物提供潜在的生态位和更大的潜在生存空间的特点，建立稳定植物群落，从而提高绿地本身的生物多样性，提升城市绿地的功能和生态服务价值，从而达到美化环境、优化生态的作用，获得显著的社会和生态效益。为进一步推广利用城市绿地保护其他珍稀濒危植物提供技术指导，对加强珍稀濒危物种迁地保护工作具有重要现实意义。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
选择杭州西湖风景名胜区某绿地保育濒危植物夏蜡梅(Calycanthus chinensis)提高城市生物多样性的实践操作，包括区域内夏蜡梅自然群落的现状调查、夏蜡梅种苗繁育、夏蜡梅生长主要环境限制因子与最适生态位的确定、城市绿地空间适宜夏蜡梅生境的确定与调查、夏蜡梅在城市绿地适宜生境的应用与管理、夏蜡梅在城市绿地适宜生境的监测与评估、夏蜡梅的科普宣传教育等内容。
A、区域内夏蜡梅自然群落的现状调查
通过文献资料调研，确定该区域夏蜡梅现状分布，并选取其中5个不连续的分布点，利用群落生态学方法，进行样地调查，每个分布点设置5个10m×10m的样方，记录样方生境的特征和群落的垂直结构，包括群落郁闭度、土壤条件、水分条件、样方内物种数量、高度、盖度、密度、生活型等。
B、夏蜡梅种苗繁育
以夏蜡梅自然植物群落作为种子库，在不破坏自然群落前提下，于10月份，瘦果外壳由绿转黄，内部种子棕黑色时进行采种；采集的种子埋入干的细河沙，放置到4℃的环境冷藏，每隔10天检查一次，防止霉变；次年3-4月，采取条播或撒播的方式播种，覆土2cm；种子出苗后根据生长势及时进行疏苗、移栽、养护管理，待树龄3年以上，植株高度大于1m，冠幅大于0.6m×0.6m，分枝数不少于2根时，可进行栽培应用。
C、夏蜡梅生长主要环境限制因子与适宜生态位的确定
在对夏蜡梅本底群落学调查的基础上，对不同生境下夏蜡梅群落的种类组成、结构、生态位、更新苗等群落学特征进行调查，同时详细记录生长环境因子，包括光照、水分、土壤等。分析确定群落内光照强度为影响夏蜡梅生长的主要环境因子。
选择两年生、植株大小相近的夏蜡梅幼苗进行不同光照条件下生长情况的对比研究，设定10％、30％、50％、70％、100％全光照5个光照强度，生长2个月之后，测定生长参数，确定夏蜡梅的适宜光生态位为30％-70％全光照。
D、城市绿地空间适宜生境的确定与调查
利用Google Earth的高分辨率影像，对目标区域内所有面积大于100m2的块状绿地进行判读，把郁闭度在0.3-0.7之间的绿地生境作为夏蜡梅种植的潜在生境，然后进行地面测量和验证，记录潜在生境的生境特征、林冠郁闭度和光照强度等，最终确定直射光照强度不大、散射光充足，土壤疏松、排水性良好，群落郁闭度0.5，面积约150m2的疏林为保育区域。
E、夏蜡梅在城市绿地适宜生境的应用与管理
3月中旬，选择植株姿态自然、优美，叶色正常，无明显病虫害和机械损坏，根系发达，树龄3年以上，植株高度大于1m，冠幅大于0.6m×0.6m，分枝数不少于2根的苗木，在早春萌动栽植；栽植密度为不超过1株/m2，以留出充足生长空间，共栽植100株；苗木栽植时施肥一次，用植物性材料发酵腐熟的有机肥料作基肥，埋入土壤，5月底开花后使用N:P:K＝4:2:3的缓释无机复合肥，追肥一次；根据土壤水分情况，上午10:00以前和傍晚17:00进行浇水，保持土壤最大田间持水量50-80％，雨后及时排水防涝，防止积水；通过人工管理，对上层乔木进行适当修剪，控制群落郁闭度在适宜范围内，确保夏蜡梅获得生长所需光照，同时进行修枝和病虫害防治，确保植株健康生长。
F、濒危植物在城市绿地适宜生境的监测与评估
对保育的夏蜡梅群落进行动态跟踪分析，包括群落数量动态、生长发育、繁殖状况等，同时对生长环境因子(光照、水分、土壤等)和人为干扰因素(迁移、破坏等)进行监测，对监测结果应提供评价分析，了解夏蜡梅生长和生境变化情况，并根据分析结果，进行夏蜡梅保育情况进行评估，对不足之处及时进行人工调整，予以改正。
G、濒危植物的科普宣传教育
在群落醒目处悬挂尺寸为28cm×20cm的二维码植物科普铭牌。铭牌上有夏蜡梅中文名、拉丁名、科属信息和带杭州植物园标志的二维码。二维码的信息中包含夏蜡梅的形态描述、分布地区、主要用途等。通过科普铭牌信息的获取，进行濒危物种保育宣传教育，提高社区居民和游客生态环境保护意识，进一步引导公众参与濒危植物保护。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，并非对本发明的构思和范围进行限定，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术范围内所做的各种改进，均涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种利用城市绿地空间保育濒危植物提高城市生物多样性的方法，其特征在于，该方法包括濒危植物调查、限制因子分析、种苗繁育、城市绿地空间适宜生境调查、城市绿地适宜生境的应用与管理、监测与评估构成，具体包括如下步骤：
A、区域内濒危植物自然群落的现状调查
通过文献资料调研，了解本地区濒危植物的分布点历史和现状信息；并利用群落学调查方法，对本区域濒危植物的群落进行调查及分析，记录种类组成、结构、生态位、更新苗、环境因子的信息，以了解濒危植物的群落与生态学特征；
B、濒危植物生长主要环境限制因子与最适生态位的确定
通过观测所选濒危植物种野外生境的非生物环境和植被特征，分析所选濒危种的野外实际生态位，判别不同濒危植物野外生境的基本要素，判断影响所选濒危植物生存的主要环境限制因子；
利用同质园控制栽培试验，分析濒危植物的生长对主要环境限制因子的响应，通过对比记录不同梯度水平的环境限制因子对濒危植物生长、繁殖的影响，进一步确定濒危植物生长的最适生态位；
C、城市绿地空间适宜生境的确定与调查
对城市目标区域高分辨率卫星影像进行判读，根据需要提取不同景观类型的空间单元，对可能作为濒危植物潜在生境的进行标注；对所有标注的区域进行随机抽取，开展地面调查，验证影像判读的准确度，并通过反复修正，确定城市绿地空间适宜生境；并对该区域绿地植物群落进行适度人工干扰，营造适宜生长空间；
D、濒危植物种苗繁育
将选择引入的濒危植物自然种群作为种质资源库，通过采集种子或植物繁殖体进行有性或无性繁育，开展苗木生产；
E、濒危植物在城市绿地适宜生境的应用与管理
针对不同濒危植物，根据其生长习性进行人工管理，对其生长环境进行改良，为濒危植物提供良好生长条件；
F、濒危植物在城市绿地适宜生境的监测与评估
对在城市绿地中定植的濒危植物进行定期监测，包括濒危植物群落数量动态、生长发育、繁殖状况，并记录生长环境因子、和人为干扰因素的变化；根据生长和生境变化情况，进行生存适宜性评估，对不足之处及时进行人工调整，最终形成利用城市绿地开展濒危植物保护的基本体系和方法，实现濒危植物在城市绿地中低成本的人为辅助下的生存乃至自我繁殖。
2.根据权利要求1所述的利用城市绿地空间保育濒危植物提高城市生物多样性的方法，其特征在于，步骤B中同质园控制栽培试验应确保除控制因子外其他环境因子均完全一致。
3.根据权利要求1所述的利用城市绿地空间保育濒危植物提高城市生物多样性的方法，其特征在于，步骤C中所述的适度人工干扰是指在不破坏群落结构的前提下进行的修剪、施肥、灌溉、疏伐等人工管理，以为濒危植物提供所需的合适环境条件。
4.根据权利要求1所述的利用城市绿地空间保育濒危植物提高城市生物多样性的方法，其特征在于，步骤E中具体包括：1)改良土壤和地形，营造适宜土壤与水分环境；2)适度修剪，形成适宜的光照环境和生长空间；3)结合自然种群特征，以合理的种植密度栽培。
5.根据权利要求1所述的利用城市绿地空间保育濒危植物提高城市生物多样性的方法，其特征在于，步骤F中，每次监测时间应与上一年监测时间基本一致。
6.根据权利要求1所述的利用城市绿地空间保育濒危植物提高城市生物多样性的方法，其特征在于，该方法还包括对濒危植物的科普宣传教育，应在濒危植物栽培应用处，竖立或悬挂植物铭牌，介绍濒危物种信息和对生物多样性保护的意义，进行濒危植物保护宣传，增强公众的濒危植物保护意识。
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