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2024 , Vol. 31 >Issue 1: 103 - 111

DOI: https://doi.org/10.3724/j.fjyl.202307050301

专题：风景园林的自然观

成都四环路内工业废弃地自生植物生境及物种多样性

  • 包钰婷 ,
  • 李晓鹏 ,
  • 黄瑞 , *
展开
  • 西南交通大学建筑学院

包钰婷/女/西南交通大学建筑学院在读硕士研究生/研究方向为园林生态与植物景观规划设计

李晓鹏/女/博士/西南交通大学建筑学院讲师、硕士生导师/研究方向为园林植物与生物多样性

黄瑞/女/博士/西南交通大学建筑学院副教授/研究方向为生态与可持续景观规划设计

Copy editor: 王一兰

收稿日期: 2023-07-05

  修回日期: 2023-11-16

  网络出版日期: 2025-12-11

基金资助

国家自然科学基金青年科学基金项目“成都城区自生植物的分布格局及其对绿地异质性的响应”(52108065)

版权

版权所有 © 2024 风景园林编辑部
收起

The Habitat and Diversity of Spontaneous Plants in Industrial Wasteland in the Fourth Ring Road of Chengdu

  • Yuting BAO ,
  • Xiaopeng LI ,
  • Rui HUANG , *
Expand
  • School of Architecture, Southwest Jiaotong University

BAO Yuting is a master student in the School of Architecture, Southwest Jiaotong University. Her research focuses on landscape ecology and plantscape planning and design

LI Xiaopeng, Ph.D., is a lecturer and master supervisor in the School of Architecture, Southwest Jiaotong University. Her research focuses on garden plants and biodiversity of landscape

HUANG Rui, Ph.D., is an associate professor in the School of Architecture, Southwest Jiaotong University. Her research focuses on planning and design of ecological and sustainable landscape

Received date: 2023-07-05

  Revised date: 2023-11-16

  Online published: 2025-12-11

Copyright

Copyright © 2024 Landscape Architecture. All rights reserved.
Fold

摘要

【目的】城市工业废弃地是自生植物重要的栖息地之一。揭示此类特殊生境中自生植物的物种组成和多样性特征，可以指导低维护植物景观的营建。【方法】采用网格布样法结合典型样点方法，选取成都市四环路内不同方位的10个重工业和轻工业废弃地，共584个样方展开自生植物调研，根据场地特征将工业废弃地生境分为荒置生境、半硬质生境、水湿生境和建筑生境四大类，在此基础上，细分出自生草地、砖石地、洼地等14种微生境，并分析不同生境和微生境中的自生植物物种组成和多样性特征。【结果】共记录到237种自生植物，隶属69科、186属。自生植物的生活型以多年生草本为主，占总物种数的30.80%。在自生植物群落多样性上，不同废弃年限和不同面积废弃地中的物种频度存在显著性差异，生境与微生境的物种丰富度差异不显著，但各生境间和微生境间的群落多样性呈极显著差异。【结论】为未来工业废弃地再利用的低维护植物规划提供了新思路，通过科学保留和利用自生植物，形成规划—“自然”设计—再规划的过程，激发工业废弃地自然恢复能力与潜力，并能最大化发挥再野化对工业废弃地生态修复和自然景观营造的作用。

关键词： 植物景观; 自生植物; 城市工业废弃地; 生境异质性; 物种组成; 群落多样性

本文引用格式

包钰婷 , 李晓鹏 , 黄瑞 . 成都四环路内工业废弃地自生植物生境及物种多样性[J]. 风景园林, 2024 , 31(1) : 103 -111 . DOI: 10.3724/j.fjyl.202307050301

Abstract

[Objective] In cities, there is a category of plants given little attention, the so-called spontaneous plants. Although being “indigenous urban inhabitants”, such plants are often seen as targets for removal due to their rough and messy appearance, strong breeding and settlement capabilities, and competitive advantage over cultivated plants. However, in the current context of ecological sustainability, people are gradually realizing that large-scale homogenized landscapes are not the optimal solution for the healthy development of urban ecosystems. It is necessary to explore other beneficial solutions, and spontaneous plants, the inconspicuous “urban weeds”, may be the “key” to such new solutions. Urban industrial wasteland is one of the important habitats for spontaneous plants. Revealing the species composition and diversity characteristics of spontaneous plants in such special habitats may guide the construction of low-maintenance plantscape. [Methods] This research focuses on the central urban area within the Fourth Ring Road (Chengdu Ring Expressway) in Chengdu City, Sichuan Province. The area is divided into the four parts of southeast, northeast, northwest, and southwest parts, based on the lines connecting the four entrances and exits of the Chengdu Ring Expressway to Tianfu Square. Through stratified random sampling, the research determines the potential for reusing wasteland as green space based on land use planning, surrounding water systems, and people’s usage needs. Subsequently, the research selects from within the Fourth Ring Road 10 typical industrial wastelands, including the lands for both light and heavy industries, based on their distribution, size, and industrial type. In total, 584 quadrats are recorded, and the habitat types of spontaneous plants are categorized into four major types: abandoned habitat, semi-hard habitat, wetland habitat, and building habitat. Furthermore, 14 micro-habitat types including spontaneous grassland, spontaneous shrub grassland, and spontaneous underwood are classified based on different stages of plant succession and environmental substrates, and the species composition and diversity characteristics of spontaneous plants in different habitats and micro-habitats are analyzed. [Results] This research records a total of 237 spontaneous plant species, belonging to 183 genera within 70 families, with 84.9% thereof found in the built-up areas of Chongqing. In terms of dominant families, Asteraceae and Poaceae are prominent, and perennial herbaceous plants constitute 30.80% of the total species. Significant differences are found in the frequency of species among wastelands varying in abandonment duration and area, while the species richness of habitats and micro-habitats show no significant differences. The absence of clear boundaries between different habitats in unmanaged abandoned areas may promote species exchange, resulting in little variation in spontaneous plant species among different habitats. However, there are significant differences in community diversity between habitats and micro-habitats, with the diversity of communities along channels, water edges, industrial structures, and factory edges being higher in micro-habitats. Despite the limitations of sample size, it can be found that heterogeneous habitats can promote community diversity. In undisturbed industrial wasteland, spontaneous plants tend to settle and grow in areas beyond obvious hard surface. With the change in the duration of disuse of wasteland, spontaneous plants in different succession stages form a multi-layered wild vegetation structure, thus creating abandoned habitats in various “soft” areas of wasteland. In areas formed after the demolition of roads, pavements, and buildings, a small amount of soil can provide rooting space for spontaneous plants, which can gradually cover most of the original hard grounds, forming a semi-hard habitat. In addition, despite the small number of quadrats recorded in wet habitats formed in depressions, ditches, and ponds, such habitats support a diverse range of species. There are more typical quadrats along the edges of factories and industrial structures, which are important building habitats in industrial wastelands. [Conclusion] This research is a rare exploration focusing on the distribution pattern of spontaneous plant species and the diversity characteristics of communities on urban industrial wastelands. Spontaneous plants are the most natural component of urban biodiversity, making them ideal material for studying the interaction mechanism between urbanization and urban ecosystem. Urban industrial wastelands, as urban wilderness, are important habitats for spontaneous plants, which can preserve natural wilderness forms and maintain rich biodiversity. In spring alone, 237 species of spontaneous plants were recorded on 10 industrial wastelands within the Fourth Ring Road of Chengdu, showing extremely high species richness. Species frequency varies significantly with the abandonment duration and area of wastelands, reflecting the dominant characteristics of different species. In terms of community diversity, different habitats present significantly different and distinctive communities, forming natural and interesting plantscape with various ornamental benefits. In future planning and design, it is necessary to scientifically preserve and utilize dominant species and spontaneous plants in industrial wastelands, and formulate reasonable plant zoning plans according to the different levels of pollution in the wastelands. Furthermore, it is essential to appropriately plant cultivated plants based on the distribution patterns of different species and the structure of community components in various habitats, in order to construct a habitat that supports the survival of diverse species while maximizing aesthetic and ecological benefits. However, further research is needed to provide more comprehensive and scientific guidance for low-maintenance plants, predominantly spontaneous plants.

Key words： plant landscape; spontaneous plant; urban industrial wasteland; heterogeneity of habitat; species composition; community diversity

目前的城市植物景观仍以人工配置建造为主，此方式带来了“物种组成相似、群落结构单一、观赏价值降低、地域特色缺失、维护成本高”等问题[1]。在城市中有这样一类关注度很低的植物，它们本就是城市中的“原住民”，但由于其形态粗糙杂乱、繁衍定居力极强和竞争力优于栽培植物，往往被视作清除的对象[2]。但在当前生态可持续发展的背景下，人们逐渐意识到大面积同质化景观并不是城市生态系统健康发展的最优解，还需挖掘其他有益方案，而城市中不起眼的“杂草”或许能成为新方案的“敲门砖”[3]。
20世纪80年代，不少学者开始注意到城市中一类未经人工栽培、能自播繁衍、定居生长的植物群体，并将其称为自生植物（spontaneous plants）[4-5]。在21世纪初，自生植物的生态效益和观赏价值逐渐得到欧美生态学家、风景园林师的广泛关注，他们发现自生植物几乎不需要经济投入，且环境适应力强，能为昆虫和动物提供食源与栖息地[6-8]、吸附棕地土壤重金属[9-11]，并在调节气候、保持生物多样性、净化空气和水体、水土保持方面有很大的潜力[12]。同时，自生植物也逐渐被运用在低维护植物景观设计中，有学者研究城市自生植物的物种组成和分布特征[13-14]，也有研究者关注自生植物群落设计，根据设计要求，通过适当干预，允许自然做功，形成生态和观赏效益较高的可持续、低维护植物景观[3]。
21世纪初国内学者最早关注这类植物时，目的多为在农田系统和城市绿地系统中的杂草防治[15-17]。后来，自生植物的野性和自然美、物种和结构演变形成的动态美逐渐被发掘，它们不仅能满足人们的游憩和观赏需求，还有重要的心理学价值[18]。近些年才逐渐有关于自生植物在生态实践和园林应用方面的研究，宏观层面多数研究围绕城市建成区展开，如哈尔滨、重庆、西安[19-21]，中观层面关注城市公园、高校[22-23]，微观层面聚焦墙体和河流岸边等特殊生境[24-25]。近几年来，也有学者关注城市闲置地的自生植物。研究废弃10年以上的原上海溶剂厂的植物多样性与群落结构，发现在完全无人工干预的情况下，入侵植物会占主导地位，通过适当的植被管理，可促进植物多样性自然恢复的能力与潜力[26]。尤其等研究了自生植物的种间联结关系，揭示了群落结构稳定性，并对土壤因子展开量化研究，证明了群落优势种分布与土壤含水量和土壤pH有关[27]。而城市工业废弃地作为闲置地的一种特殊类型，也是在城市化进程中容易被遗忘的“生境”，由于人为干扰低，这些地方通常容纳了丰富的动植物资源，包括许多稀有物种[28]。此外，工业废弃地内部的工业建筑、硬质铺装、道路结构等与普通闲置地不同，会对自生植物的生境、物种组成和群落结构特征产生不同影响，但相关研究较为匮乏。
基于此，本研究在成都“建设践行新发展理念的公园城市”的背景下，聚焦成都市四环路（绕城高速）内的中心城区，以工业废弃地的自生植物为研究对象，分析废弃地内不同生境的自生植物物种组成和群落多样性特征，以期为公园城市建设背景下工业废弃地再利用中的低维护植物景观规划设计和城市特殊类型废弃地的生物多样性保护提供参考。

1 研究地区与研究方法

1.1 研究地区概况

研究范围选取四川省成都市四环路内的中心城区。1994年，成都实行“退二进三”计划，将二环路内大量工厂搬迁至郊区。但随着城市不断扩张发展，工业废弃地与城市距离不断缩小，直至与城市“相融”。目前，成都市核心区域的四环路内的中心城区的工业废弃地数量高达2 968块，总面积9 104.75 hm2，分别占棕地总数量和总面积的92.69%和94.90%。它们的平均面积较小，约为2.91 hm2，且较为均匀地分布于四环路内的4个方位（图1、2）。作为成都市传统的四环路内中心城区①，人口密度高且绿地数量少，人地关系极为紧张。这些零碎但高密度的未利用工业废弃地将是成都市公园城市建设中未来建设用地和生态本底的重要“储备地”。
图1 各棕地分类分布

Fig. 1 Classification and distribution of brownfields

图2 工业废弃地现状分布

Fig. 2 Current status of industrial wasteland

1.2 研究方法

1.2.1 研究样地的选取

以成都绕城高速东、南、西、北4个出入口与天府广场的连线作为方位划分依据，将研究范围划分为东南、东北、西北和西南4个区域。在分层随机抽样的基础上，根据用地规划、废弃地周边的水系、用地类型、配套设施和人们的使用需求等确定废弃地被再利用为绿地的潜力状况，再根据分布方位、规模大小和工业类型等情况从四环路内选取10个典型的工业废弃地。其中东南3个、东北3个、西北2个、西南2个（图3）。将以纺织、家具制造、印刷为主的工厂归为轻工业，以金属和非金属制造、机械制造为主的归为重工业，其中轻工业和重工业工厂废弃地各5个，以期较为科学地覆盖不同方位、不同类型的工业废弃地。
图3 研究范围及样地分布

Fig. 3 Research scope and sample plot distribution

1.2.2 样点及样方的设置

采用网格系统取样法，利用Google Earth设置网格对未利用工业废弃地进行布点，部分样点根据实际情况微调。根据Google Earth所显示的各网格交点的坐标点，利用奥维互动地图进行定位，从而确定每个调研样点的实际位置。网格设置的依据为：以废弃地边界为网格边缘，在网格全域覆盖的基础上，确保网格间距随工业废弃地面积的增加而较为平均地增加。最终，在面积0.2~1.5 hm2的工业废弃地内设置10~20 m的网格；在面积1.5~3.0 hm2的工业废弃地内设置20~30 m的网格；在面积4.5~7.0 hm2的工业废弃地内设置40~50 m的网格。
以每个网格交叉样点为中心，设置1个3 m×3 m的大样方，记录自生灌木和自生乔木的物种名、株数、株高、冠幅和胸径。在每个3 m×3 m的样方四角设置4个1 m×1 m的小样方，记录自生草本植物的物种名、个体数、盖度和高度。此外，当遇到典型生境和特殊物种时，进行样方补充记录。对物种个体、种群和群落结构进行拍照记录，并以样方点进行编号命名。10个工业废弃地共计146个样点和584个小样方（表1）。
表1 各方位工业废弃地概况

Tab. 1 Overview of industrial wastelands in various orientations

序号 废弃地名称 方位 工业类型 面积/hm2 样点数
1 成都市团结电力结构厂 东南 重工业 0.77 12
2 亨达泡沫厂 东南 轻工业 0.26 9
3 成都电力金具总厂 东南 重工业 6.40 24
4 成都盛鑫床上用品有限公司 东北 轻工业 2.01 14
5 华西混凝土有限公司 东北 重工业 2.70 20
6 四川华钢构建设有限公司 东北 重工业 2.20 16
7 四川大昌户外灯具制造厂 西北 轻工业 0.52 11
8 成飞包装材料厂 西北 重工业 0.95 14
9 香江印刷厂 西南 轻工业 2.00 14
10 武侯区华康包装厂 西南 轻工业 0.92 12

1.2.3 数据统计与分析

频度采用F i=（S i/N）×100%进行计算，式中，S i为物种i出现的样方数，N为总样方数，即146。物种多样性采用Patrick指数R进行考量：R=S，S为物种数。群落多样性利用Shannon-Wiener指数H进行考量：$ H = - \sum {P_i} \ln P_i $，式中，Pi为物种i占总个体数的比例。
群落样方整理和频度、Patrick指数、Shannon-Wiener指数的计算与分析在Excel 2019和SPSS 26.0中进行。进行相关性检验前，对所有变量进行正态分布检验，当且仅当2组连续随机变量符合正态分布时，采用参数检验中的单因素方差分析，并运用Duncan检验进行差异显著性检验；对不符合正态分布的变量采用非参数检验中的Kruskal-Wallis检验，差异显著性检验采用K-W单因素ANOVA检验。统计图使用Excel 2019和SPSS 26.0绘制。

2 结果与分析

2.1 自生植物生境与微生境类型

2.1.1 工业废弃地生境分类

3 m×3 m的大样方共记录到146个。根据场地中自生植被形成类型、水源、砖石和建筑分布等特征，将自生植物的生境类型分为四大类：荒置生境、半硬质生境、水湿生境和建筑生境。根据自生植物的演替阶段与所处环境基质不同，划分自生草地（spontaneous land, SL）、自生灌草丛（spontaneous bush, SB）、自生林下（under spontaneous arbor, US）、自生林灌（spontaneous arbor and bush, SA）、砖石地（Masonry land, ML）、砖石苔藓地（Masonry mossy land, MM）、砾石地（gravel land, GL）、砾石苔藓地（gravel mossy land, GM）、洼地（bottom land, BL）、沟渠边（ditch side, DS）、水边（water side, WS1）、工业构筑边（industrial structure side, IS）、厂房边（factory building side, FS）、墙边（wall side, WS2）14种微生境类型（图4）。总体来说，荒置生境记录到的样方数最多，具备多样的植物演替阶段，其中的微生境类型也较丰富，记录到27个自生灌草丛样方，这一生境类型在废弃年限不长的废弃地中较为常见。半硬质生境中的砖石地出现频度较高，这与大多数工业废弃地拆迁有关。建筑生境中现仍保留完整厂房和工业构筑的废弃地较少，而位于场地边缘的墙边也是自生植物“青睐”的又一微生境类型（表2）。
图4 各生境与微生境类型

Fig. 4 Types of habitats and micro-habitats

表2 生境与微生境类型特征及样方数

Tab. 2 Characteristics of and number of quadrats in different types of habitats and micro-habitats

生境类型 微生境类型 特征描述 样方数
荒置生境 自生草地 自然演替形成的草本群落 12
自生灌草丛 自然演替形成的草本和灌木的复层群落 27
自生林下 自然演替形成的乔木群落 7
自生林灌 自然演替形成的灌木和乔木的复层群落 10
半硬质生境 砖石地 有砖块堆积的土地 26
砖石苔藓地 砖块堆积且有苔藓生长的土地 6
砾石地 有砾石堆积的土地 9
砾石苔藓地 砾石堆积且有苔藓生长的土地 8
水湿生境 洼地 中间低四周高且土壤较为湿润的地形 8
沟渠边 人工修建且用于引、排水的渠道 4
水边 人工修建的池、塘、湖或自然形成的水域 5
建筑生境 工业构筑边 工业生产中一些辅助的生产设施、设备 5
厂房边 进行工业生产活动的房屋 3
墙边 由砖石垒成的垂直墙体 16

2.1.2 不同工业废弃地生境类型

轻工业和重工业废弃地中记录到的荒置生境、半硬质生境、水湿生境和建筑生境的样方数分别为56、49、17、24。总体看来，重工业废弃地的生境样方数明显多于轻工业废弃地，而荒置生境和半硬质生境的样方数在2类工业废弃地中都显著多于其他生境。荒置生境在所有废弃地中均有出现，共记录到56个样方，占总样方数的38.36%。半硬质生境在四川华钢构建设有限公司中记录到11个样方，该类生境在场地中占主导地位。对于建筑生境，重工业废弃地中记录到的样方数更多，这与重工业厂中一般需要更大体量和更高密度的厂房、工业构筑等有关。水湿生境一共仅记录到17个样方，占总样方数的11.64%，在轻工业废弃地中出现的频度高于重工业废弃地，但此类生境在废弃地中较为少见。重工业废弃地中生境样方数最多的是电力金具总厂，有24个；轻工业废弃地中生境样方数最多的是盛鑫床上用品厂和香江印刷厂，均为14个（图5）。
图5 轻工业（5-1）和重工业（5-2）废弃地的生境样方数

Fig. 5 Number of quadrats of habitats in light industrial wastelands (5-1) and heavy industrial wastelands (5-2)

2.2 自生植物物种组成

2.2.1 科属组成及来源特征

在584个小样方中，调研共记录到自生植物237种，隶属69科、186属。其中有3个科物种数大于10种，分别为菊科（Asteraceae）44种、禾本科（Gramineae）17种、唇形科（Lamiaceae）15种；有30个科只记录到1个物种，如土人参科（Talinaceae）、通泉草科（Mazaceae）、瓶尔小草科（Ophioglossaceae）、牻牛儿苗科（Geraniaceae）等。186个属中仅记录到1种植物的有150个，约占总属数的80.65%，表明物种较为多样。在物种来源方面，乡土植物173种，占总物种数的73.00%，如附地菜（Trigonotis peduncularis）、扬子毛茛（Ranunculus sieboldii）、紫花地丁（Viola philippica）等；国内外来植物13种，占5.49%，如大青（Clerodendrum cyrtophyllum）、华南鳞盖蕨（Microlepia hancei）、黑茶藨子（Ribes nigrum）等；国外外来植物13种，占5.49%，如柠檬草（Cymbopogon citratus）、黄秋英（Cosmos sulphureus）、白花紫露草（Tradescantia fluminensis）等；入侵植物记录到38种，占16.03%，比例较高，如土人参（Talinum paniculatum）、鬼针草（Bidens pilosa）、落葵薯（Anredera cordifolia）等。

2.2.2 生活型特征

本研究共记录到19种自生植物生活型。其中，多年生草本最丰富，共计73种，占总物种数的30.80%；其次为一年生草本，58种，占24.47%；多年生水生草本、藤状灌木和竹类都仅有2个物种，均占总物种数的0.84%；而一年生寄生植物仅记录到菟丝子（Cuscuta chinensis）1个物种，占0.42%。另外，由于工业废弃地受人为干扰较小，演替时间较长，高演替阶段的生活型相对更多，故记录到不同生活型的乔、灌木大类共40种，占总物种数的16.88%。成年乔木有构树（Broussonetia papyrifera）、朴树（Celtis sinensis）等5种，成年灌木有插田藨（Rubus coreanus）、水麻（Debregeasia orientalis）等16种，而乔、灌实生小苗共计13种（表3）。
表3 自生植物生活型组成情况

Tab. 3 Composition of life forms of spontaneous plants

生活型 物种数 比例/% 代表物种
一年生草本 58 24.47 斑种草（Bothriospermum chinense）、尖头叶藜（Chenopodium acuminatum）
二年生草本 7 2.95 草木樨（Melilotus suaveolens）、野胡萝卜（Daucus carota）
一或二年生草本 18 7.59 附地菜、荔枝草（Salvia plebeia）
多年生草本 73 30.80 牛至（Origanum vulgare）、商陆（Phytolacca acinosa）
一或多年生草本 4 1.69 天蓝苜蓿（Medicago lupulina）、窃衣（Torilis scabra）
二或多年生草本 4 1.69 旱芹（Apium graveolens）、蛇含委陵菜（Potentilla kleiniana）
多年生水生草本 2 0.84 豆瓣菜（Nasturtium officinale）
一年生草质藤本 4 1.69 拉拉藤（Galium spurium）、薯蓣（Dioscorea polystachya）
多年生草质藤本 13 5.49 海金沙（Lygodium japonicum）、茜草（Rubia cordifolia）
木质藤本 5 2.11 蛇葡萄（Ampelopsis glandulosa）、地果（Ficus tikoua）
灌木幼苗 3 1.27 黄花倒水莲（Polygala fallax）、火炬树（Rhus typhina）
半灌木 4 1.69 喀西茄（Solanum aculeatissimum）、牛皮消（Cynanchum auriculatum）
藤状灌木 2 0.84 铁包金（Berchemia lineata）、鸡屎藤（Paederia foetida）
灌木 16 6.75 插田藨、水麻
乔木幼苗 10 4.22 榆树（Ulmus pumila）、白背枫（Buddleja asiatica）
乔木 5 2.11 构树、朴树
蕨类 6 2.53 蜈蚣凤尾蕨（Pteris vittata）、贯众（Cyrtomium fortunei）
竹类 2 0.84 麻竹（Dendrocalamus latiflorus）、箬竹（D. latiflorus）
一年生寄生 1 0.42 菟丝子

2.2.3 物种频度特征

在146个样方中，出现频度最高的是小蓬草（Erigeron canadensis），在80个样方中皆有记录，频度54.79%；其次是构树，频度为49.32%；黄鹌菜（Youngia japonica）和翅果菊（Lactuca indica）出现频度也较高，分别为44.52%和42.47%。频度大于10%的自生植物共计24种，隶属13科24属，其中菊科有9种（图6-1）。由频度排序可以看出，小蓬草和鬼针草这类入侵植物在无人为干扰的工业废弃地中更易占据其他乡土物种的生态位，获得更多生存空间。葎草（Humulus scandens）、落葵薯和蛇莓（Duchesnea indica）等藤本植物在多种群落中通过匍匐或攀缘都能在底层空间或垂直空间上取得竞争优势。而构树、插田藨这类乔、灌木因较高的结实率和虫媒传播方式繁衍出大量实生小苗。筛选不同方位、不同废弃年限和不同面积的废弃地中频度大于10%的物种进行差异性比较，结果表明：4个方位间高频度物种间差异性不显著（图6-2），但西南方向的平均频度高于其他3个方位，波动程度也相对更大。在废弃年限上，高频度物种随废弃年限的增加呈现波动式变化，2~4年的秩平均值最高，且2~4年与4~6年的高频度物种的差异性显著（图6-3），这可能与群落结构稳定性有关，废弃时间越长，群落越趋于稳定，物种变化小，频度波动幅度也会减小。在面积上，高频度物种随面积增加而增加，且4.5~7.0 hm2的频度波动更大，0.2~1.5 hm2和1.5~3.0 hm2的高频度物种都与4.5~7.0 hm2的高频度物种频度有显著性差异（图6-4）。在工业类型上，轻工业和重工业的高频度物种无显著性差异，但前者的平均频度更高，波动也更大（图6-5）。
图6 总高频度物种排序及各分类因子的高频度物种差异性比较

Fig. 6 Ranking of total high-frequency species and comparison of differences between high-frequency species in different categories

2.3 不同生境自生植物群落多样性特征

2.3.1 不同生境自生植物群落物种丰富度

对样点物种丰富度的分析发现，四类生境间无显著性差异，但水湿生境的物种丰富度最高，荒置生境、半硬质生境都略低于建筑生境。对微生境来说，砖石地和砾石地的物种丰富度相似，厂房边和水边的物种丰富度最高，但二者的样方数都较少，故各微生境间的物种丰富度差异性不显著（表4）。
表4 各生境与微生境间自生植物物种丰富度差异比较

Tab. 4 Comparison of differences in species richness of spontaneous plants between habitats and micro-habitats

生境类型 微生境类型 Patrick指数
　　注：数据为平均值及标准差，a表示差异显著（p<0.05）。
荒置生境 自生草地 9.95±5.13a 10.75±4.00a
自生灌草丛 10.31±5.76a
自生林下 8.57±5.88a
自生林灌 8.90±4.07a
半硬质生境 砖石地 10.27±4.55a 9.44±4.59a
砖石苔藓地 12.17±6.52a
砾石地 9.44±2.01a
砾石苔藓地 12.38±4.50a
水湿生境 洼地 12.81±4.71a 11.14±4.63a
沟渠边 12.25±2.22a
水边 15.60±5.68a
建筑生境 工业构筑边 11.92±5.76a 12.60±4.45a
厂房边 16.67±8.51a
墙边 10.81±5.47a

2.3.2 不同生境自生植物群落Shannon-Wiener多样性

Duncan检验表明各生境间差异性极显著（p<0.001，表5），水湿生境的群落多样性显著高于其他生境，Shannon-Wiener多样性指数均值为5.73，其次是建筑生境，指数均值为4.9，荒置生境最低，指数均值仅为3.02，可能是生境异质性对群落多样性变化产生一定影响。微生境的Shannon-Wiener多样性指数值0.293~8.203，且各微生境间具极显著差异（p<0.001，表5）。沟渠边和厂房边群落多样性显著高于其他微生境，Shannon-Wiener多样性指数均值分别为7.25和6.15，其次是水边和工业构筑边，指数均值为5.31和5.93，这4个微生境记录到的样方数虽少，但群落多样性都较高。自生灌草丛和自生林下的群落多样性指数最低，仅为2.96和2.31，这2个微生境群落稳定性低，资源分配相对不均。总体看来，在生境中，荒置生境中几个微生境的Shannon-Wiener多样性指数值域都较广，群落多样性的波动性较大；在微生境中，自生灌草丛和砾石地的群落多样性变化较为丰富，沟渠边的Shannon-Wiener多样性指数值较大，但变化范围小（图7）。
表5 各生境与微生境间自生植物群落多样性差异比较

Tab. 5 Comparison of differences in community diversity of spontaneous plants between different habitats and micro-habitats

生境类型 微生境类型 Shannon-Wiener指数
　　注：数据为平均值及标准差，不同上标字母表示差异显著（p<0.001）。
荒置生境 自生草地 3.02±1.34c 3.38±1.18cde
自生灌草丛 2.96±1.47de
自生林下 2.31±1.36e
自生林灌 3.24±1.05cde
半硬质生境 砖石地 4.36±1.05b 4.44±1.04bcde
砖石苔藓地 4.57±0.95bcd
砾石地 3.56±1.02cde
砾石苔藓地 4.86±0.82bcd
水湿生境 洼地 5.73±1.18a 5.16±0.88abcd
沟渠边 7.25±0.79a
水边 5.31±0.73abc
建筑生境 工业构筑边 4.90±1.10ab 5.93±0.43ab
厂房边 6.15±0.81ab
墙边 4.34±0.86bcde
图7 生境（7-1）和微生境（7-2）Shannon-Wiener多样性差异比较

Fig. 7 Comparison of differences in Shannon-Wiener diversity between habitats (7-1) and micro-habitats (7-2)

3 讨论

3.1 城市工业废弃地自生植物物种组成特征

调研共记录到成都市四环路内10个不同的工业废弃地中的自生植物共237种，隶属于69科186属。同属西南地区的重庆市，其建成区中荒置地、砾石地等5种生境的1 460个样方中共记录到自生植物279种[21]，相比而言本研究聚焦城市工业废弃地这一种生境对象，所调研记录到的自生植物是前者的84.94%。另外，本研究记录到的自生植物物种数也显著高于宏观层面的城市建成区物种数，如宁波127种[29]、哈尔滨175种[20]，高于中观层面的城市公园，如北京奥林匹克森林公园128种[23]，高于微观层面的城市墙体，如重庆建成区墙体193种[26]。由此看出，城市废弃地自生植物丰富度较高，尤其是自生乔、灌木明显多于城市建成区。另外，记录到仅出现过一次的物种高达108种，大部分都是偶见种和乡土植物，在城市核心区难以见到它们的“踪迹”。稀有物种的出现支撑起了丰富的生物多样性，后期在以自生植物为主的低维护植物景观规划设计中，需注重稀有物种的种质资源保护和科学利用。在优势科上，以菊科和禾本科为主，这与前人研究相似[21-22]。在生活型上，出现频度最高的是多年生草本和一年生草本，这与城市建成区环境中的研究结果不一致[20, 29]。废弃地中存在大量演替先锋阶段的一年生和多年生植物，在几乎无人为干扰的状态下更易演替到高级阶段，在难以到达的荒置生境深处，往往是灌木和乔木占主导优势[30]。在物种来源上，乡土植物占约73.00%，与成都河流廊道自生植物研究的结果相似[31]。入侵植物比例占比高达16.03%，它们具备较强的扩散能力和生存繁衍能力，易在种间竞争中占据优势，获得更多生态位资源，形成大片单优势群落（图8）[32]。另外，高频度物种的频度差异分析表明3个不同废弃年限的高频度物种间存在显著性差异。在无人干扰的废弃地中，1~2年内会有大量先锋草本植物定居和繁衍，此后逐渐形成草丛到灌丛的演替趋势，在不同生活型达到生长和繁衍峰值后，优势种频度变化会趋于稳定[33]。不同面积的工业废弃地的高频度物种的频度间也存在显著性差异，在小于10 hm2的废弃地中，优势种的频度与面积成正比。植物的数量与废弃地的面积成正比[16]，面积大的废弃地可为自生植物提供大范围的栖息地和更丰富的资源，优势种的频度也会随之提升，更易形成类型多样、结构稳定的自生植物群落。
图8 形成优势群落的入侵植物

Fig. 8 Invasive plants that form dominant communities

3.2 工业废弃地异质性生境对自生植物多样性分布的影响

在无人为干扰的工业废弃地中，自生植物会先在明显硬质地以外的区域定居生长。随着废弃地闲置年限的变化，不同演替阶段的自生植物形成多层次的荒野植被结构，从而在废弃地的各个“软质”区域形成荒置生境。在因道路、铺装和建筑等拆除后形成的砖石地区域，自生植物仅需少量土壤提供扎根空间，就能逐渐覆盖大部分原硬质地面，形成半硬质生境。另外，虽然在洼地、沟渠边和水边形成的水湿生境中记录到的样方数不多，但此类生境却承载了多样的物种生存。厂房边和工业构筑边作为工业废弃地中重要的建筑生境，出现的典型样方较多。其中，重工业厂中的大体量和高密度的建筑比轻工业厂的多，建筑的不同高度、方位和材料等会影响建筑周边的微环境，如阳坡区域受到的太阳辐射高于阴坡，土壤含水量一般较低[2, 34]，为喜阳、耐旱的自生植物提供适宜的生存空间。
在物种丰富度上，各生境间和微生境间差异不显著（表4）。在没有人为管理的情况下，废弃地中各生境间不易形成明显的边界，促进了生境之间的物种交流，所以自生植物种类差异不大。水湿生境的Patrick指数最高，且水湿生境下的3个微生境中，水边的物种丰富度最高。水湿丰富和低人工干扰的生境为喜水湿的自生植物营造了更有利的环境优势。荒置生境的物种丰富度低于半硬质生境和建筑生境，可能与环境条件相关。厂房边和工业构筑边微环境变化更为多样，种间竞争较小，物种相对丰富，而荒置生境大多形成于完全废弃的空地上，环境条件相对单一，同一物种易形成高密度种群，物种同质化程度高。另外，本研究发现入侵植物大多分布于荒置生境中，较强的竞争力帮助它们迅速占领生态位，强大的繁殖力也能让它们在短时间内实现大面积“部署”，导致部分荒置生境样方的物种数都较单一。这也从侧面说明通过科学的人为介入，能对入侵物种和大面积优势种进行适当干预，给多样的物种提供生存空间。
在群落多样性上，各生境间和微生境组内都呈现出极显著差异（表5）。水湿生境的Shannon-Wiener指数显著高于其他生境，微生境中沟渠边、水边、工业构筑边和厂房边的群落多样性都处于较高水平，虽然有些样方量少，不能完全代表整体，但也能说明异质化的生境能促进群落多样性的提升。自生灌草丛和自生林下记录到的样方数多，但样方中多为广布种占据大部分生态位，群落多样性并不高。相比其他微生境，墙边微生境是大部分藤本植物的栖息地，自生草本和木本植物在此的生存较受限，群落多样性较低。

3.3 对工业废弃地野境景观营造的启示

城市更新与产业升级将产生更多的工业废弃地[27]，也为风景园林发展带来新挑战与新机遇。国内出色的工业遗产改造案例大多还是倾向于大面积的人工植物种植，而在中国生态文明战略背景下，构建资源集约与节约的生态友好型城市已成为重要的战略目标。由于人类对废弃地的开发与控制度较低，自然演替的生态过程在此发生，废弃地也逐渐形成具有较强生态系统韧性和丰富的生物多样性的城市野境[35]。从只想观赏规则、有序的人工植物景观到接受“物之不齐，物之情也”的自然规律，越来越多的人开始欣赏纯自然力下的野趣[36]。本研究为独特后工业景观规划提供新的植物景观营建思路，在尊重自然、顺应自然、保护自然的原则下，挖掘特色乡土自生植物，形成规划—“自然”设计—再规划的过程，构建自然美与生态优的多样群落，为人们提供工业与自然和谐交融的沉浸式体验。对于荒置生境，筛选广布种，清除喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides）、小蓬草等恶性入侵种，适当增植乡土植物，如细风轮菜（Clinopodium gracile）、碎米荠（Cardamine occulta）、黄鹌菜、紫花地丁、龙葵（Solanum nigrum）等。合理的自生植物配植能预先填补目标入侵物种的生态位，以阻挡入侵植物扩散，并且能最大化发挥自生植物高度的生态适应性和生态效益。另外，再野化的植物景观能充分挖掘自生植物的典型美学价值，构建集生态与观赏效益于一体的荒野景观。对于水湿生境，合理分析喜水湿自生植物的物种组成、生态特性和分布特征，构建稳定的群落结构，如小鱼眼草（Dichrocephala benthamii）、水蓼（Persicaria hydropiper）、透茎冷水花（Pilea pumila）等喜水湿植物可构建层次丰富的观赏性群落。对于半硬质和建筑生境，在规划设计前应对原有自生植物资源和多样性进行全面调研和评估，根据设计需求进行合理保留利用，适当配植低维护的、观赏性较好的栽培植物，如构建紫花地丁、翠云草（Selaginella uncinata）和鄂报春（Primula obconica）形成的紫红色群落，黄鹌菜和扁竹兰（Iris confusa）形成的黄白色群落等，形成生态和观赏效益可持续发展的植物景观。

4 结论

本研究是目前少有的聚焦城市工业废弃地自生植物物种分布格局和群落多样性特征的摸索。自生植物是城市最具自然性的生物多样性成分，是研究城市化与城市生态系统互馈机制的理想材料，也是高生态价值的低维护植物景观的关键材料。城市工业废弃地作为城市野境，是自生植物重要的栖息地，保留了自然的荒野形态，维持了丰富的生物多样性。成都市四环路内10个工业废弃地仅在春季就记录到237种自生植物，具有极高的物种丰富度，且物种频度与废弃地年限和面积间存在显著差异，体现出不同物种的优势特征。在群落多样性上，不同生境中有多样性呈现极显著差异且各具特色的群落，形成不同观赏效益的自然野趣植物景观。在未来的规划设计中，应对工业废弃地中的优势种和乡土植物进行科学保留和利用，并根据废弃地不同的污染程度，制定合理的植物分区规划。并结合各生境中不同物种的分布规律和群落组分结构，根据生态位特征适当补植栽培植物。但是，栽培植物与自生植物间的科学配置还需要进一步的研究，以期为自生植物为主的低维护植物景观提供更全面、科学的指导，并能达到构建合理生境、支撑多样物种生存、最大化发挥野境景观的美学效益和生态价值的目的。

① 《成都市城市总体规划（2003—2020）》中的中心城区即为成都绕城高速公路以内的用地范围。最新版《成都市城市总体规划（2016—2035年）》将中心城区扩大为所有市辖区。

图表来源(Sources of Figures and Tables)：

图1~3由作者绘制，其中底图来自1954版、1982版、1996版、2011版、2016版成都城市总体规划的中心城区用地布局规划图叠加后识别得到的1954—1982年、1982—1996年、1996—2011年、2011年后产生的棕地分布图，POI数据来源于2010年和2020年成都市百度POI数据；图4、8由作者拍摄；图5由作者绘制，数据源于实地调研；图6由作者绘制，数据来源于Excel 2019和SPSS 26.0分析；图7由作者绘制，数据来源于SPSS 26.0分析；表1根据实地调研及《国民经济行业分类》（GB/T4754—2017）绘制；表2、3根据实地调研数据及后续分析绘制；表4、5根据实地调研及SPSS 26.0分析数据绘制。

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