沈陽市濱河路樹木多樣性調查研究

邱立紅

（阜新市林業局，遼寧 阜新 123000）

生物多樣性是生物及其與環境形成的生態復合體以及與此相關的各種生態過程的總和，包括數以百萬計的動物植物微生物和它們所擁有的基因以及它們與生存環境形成的復雜的生態系統，主要有遺傳多樣性、物種多樣性、生態系統多樣性和景觀多樣性四個層次。物種多樣性指一個地區內物種的多樣化，主要是從分類學、系統學和生物地理學角度對一定區域內物種的狀況進行研究。物種多樣性的主要涵義是：一是種的豐富渡和多度，二是種的均勻度和平衡性，三是種的多樣性。本文旨在通過對沈陽市重要的景觀路——濱河路兩旁的綠化樹木的物種多樣性的調查，初步掌握沈陽市區內路旁綠化樹木的多樣性基礎數據，為進一步對其景觀生態學等方面的深入研究提供必要的研究基礎。

1 調查研究區自然概況

濱河路位于沈陽市沈河區東南部，橫穿萬柳塘公園。萬柳塘公園位于沈陽市東南部，總面積31萬m2，因柳樹種類和數量的眾多而得名。萬柳塘在清代被譽為“柳塘避暑”而被列入盛京八景之一。

2 調查研究方法

2.1 喬灌植物群落類型調查

2010年5月份對濱河路的樹木多樣性進行采樣調查。在東陵大橋至長青大橋大約10km的濱河路兩側進行采樣：每1km路段，在公路南北兩側各取一塊樣地，總共取了20塊樣地。具體調查的因子有：樣方的分布區域、喬木種類、灌木種類、林分的密度，最后通過歸納總結，濱河路主要樹木群落類型及分布。

2.2 植物群落α多樣性指數計算

α多樣性指數是測量植物群落內的物種多樣性的方法。其計算方法很多，本文主要采用以下幾種測定計算方法：

2.2.1 物種數量豐度：所有樹木種類之和，公式F＝N1＋N2＋N3＋……Ni，其中F為物種數量豐度；Ni為每個物種個體。

2.2.2 物種密度：單位面積的物種數目，即物種密度來測度物種的豐富程度，一般用每平方米的物種數目來表示，公式di＝S／m2，其中di為物種密度；S為物種數目；m2每平方米面積。

2.2.3 Simpson指數：公式 D＝1－ΣPi2，其中Pi是種的個體數占群落中總個體數的比例。

2.2.4 Shannon－Wienner指數：其公式 H＝－ ΣPi×lnPi；其中Pi是種的個體數占群落中總個體數的比例。

2.2.5 Pielou群落均勻度指數：公式R＝－ΣPi×ln Pi／ln S，其中S為每一樣方中的物種總數；Pi＝Ni／N，其中Pi是種的個體數占群落中總個體數的比例；N為樣地內物種個體總數（或相對蓋度之和）；Ni為第i種的個體數（或相對蓋度）。

2.3 植物群落β多樣性指數計算

β多樣性指數是測量群落的物種多樣性沿著環境梯度變化的速率。不同群落或某環境梯度上不同點之間的共有種越少，β多樣性越大。本文研究主要采用Whittaker指數和Cody指數。

2.3.1 Whittaker指數法：該指數由 Whittake于1960年提出，它直觀的反映了β多樣性和物種豐富度S之間的關系。其表達式為：βw＝S／mα—1，其中S為研究系統中記錄的物種總數；mα為各樣方或樣本的平均物種樹。

2.3.2 Cody指數法：即在調查中，物種在生境梯度的每個點（樣）上被替代的速率，公式β0＝［g（H）＋l（H）］／2，其中β0為Cody指數；g（H）是指沿生境梯度增加的物種數目；l（H）是指沿生境梯度減少的物種數目，即在上一個梯度中存在而下一個梯度中沒有的物種。

在濱河路整個區域中，樹木群落間存在著差異。調查中將濱河路分為南、北兩個部分。從東到西共取樣20塊。現將1、2、3、4、5、6、7、8、9、10劃分為南區，將11、12、13、14、15、16、17、18、19、20劃分為北區。然后計算比較兩組水平之間的物種增加和減少的數目，最后分析濱河路樹木多樣分布變化情況。

3 結果與分析

3.1 濱河路的喬灌植物群落及組成

根據野外調查，沈陽東濱河路主要有以下10種植物群落類型：油松天然純林群落、柳樹天然純林群落、楊柳混交林群落、楊樹純林群落、京桃純林群落、天然雜木混交林群落、柳樹云杉混交林群落、紅瑞木天然純林群落、火炬樹人工純林群林、榆樹天然純林群落。在這10種群落中，從每個群落的喬木、灌木的種類組成和數量來看，都有很大的差別，其中分布種類最為豐富的是天然雜交混交林群落，總計分布7種樹木（5月中旬調查結果），分布種類最少的是紅瑞木天然純林群落，總計分布2種。具體各植物群落的詳細情況如表1、2所示：

表1 濱河路樹木群落調查概況表

表2 濱河路樹木群落組成概況表

3.2 植物群落類型α多樣性指數

3.2.1 物種數量豐度

通過調查與計算可知，濱河路物種數量豐度為26種。

3.2.2 物種密度

通過對濱河路植物群落的全面調查和分析，抽樣、計算其物種密度如表3所示：

表3 沈陽濱河路植物物種密度統計表 種·m－2

3.2.3 Simpson指數

Simpson指數是計算物種多樣性的常用方法，其指數的值越大，多樣性越大。根據公式D＝1－Σpi2進行計算，每個群落的Simpson指數都存在很大的區別。其中雜木混交林群落的Simpson指數最大，值為0.865；而榆葉梅天然純林群落的Simpson指數最小，其值僅僅為0.164，其多樣性明顯差于其他群落。具體內容如表4所示：

表4 濱河路植物群落的Simpson指數統計表

3.2.4 Shannon－Wienner指數

表5 各植物群落的Shannon－Wienner指數統計表

Shannon－Wienner指數也是反映生物多樣性的重要公式，物種數量越多，分布越均勻，物種的個體數量越大，則多樣性指數值就會越高。通過對植物群落的調查與統計，Shannon－Wienner指數最高的為雜木混交林群落，其值為2.164，主要是因為雜木混交林群落的樹木種類比較多，而且分布相對均勻，所以它的Shannon－Wienner指數較高。Shannon－Wienner指數最低的是榆葉梅天然純林群落，其值僅僅為0.387，主要是該群落內樹木種類稀少，并且分布不均勻所致。具體結果如表5所示：

3.2.5 Pielou群落均勻度指數

Pielou群落均勻度指數表示群落中物種的多度和分布的均勻程度，其數值越大，說明物種越多，分布越均勻。通過計算可知，Pielou群落均勻度指數最高的為雜木混交林群落，其值為0.985。而油松五角楓混交群落的均勻度指數最低，其值僅僅為0.558。具體如表6所示：

表6 各植物群落的Pielou均勻度指數統計表

3.3 植物群落β多樣性

3.3.1 Whittaker指數

計算結果顯示：北陵公園喬灌植物群落的Whittaker指數為（表7所示）。計算可知各樣方的平均物種數為6.753，取整為7種，假設隨機所取的20塊樣方中物種完全相同，那么Whittaker指數βw＝0；相反假設物種完全不相同，那么 Whittaker指數βw＝19。因此北陵公園喬灌植物群落的 Whittaker指數應該在0～19之間，我們所計算得出的Whittaker指數為6.753正好在這個區域內，而且處于一個居中的位置，說明在不同樣方之間的共有種比較多。

表7 各植物群落Whittaker指數統計表

3.3.2 Cody指數

計算結果顯示：分別對南區、北區進行統計、計算，結果顯示（見表8、9）：南、北兩區由東到西的Cody指數明顯不同，平均指數分別是5.50、4.80，東側區域上植物多樣性變化明顯高于西部。在東部區域內的4個小組中，從南到北的Cody指數總體上呈現增加趨勢。相反，西側區域Cody指數則呈下降趨勢。

表8 濱河路南側區域不同組間的Cody指數統計表

表9 濱河路北側區域不同組間的Cody指數統計表

4 結論

4.1 實地調查結果顯示，沈陽濱河路的植物群落類型主要有以下15種：油松天然純林群落、柳樹天然純林群落、楊柳混交林群落、錦帶花純林群落、天然雜木混交林群落、柳樹云杉混交林群落、紅瑞木天然純林群落、火炬樹人工純林群落、榆樹天然純林群落、楊樹純林群落、刺玫天然純林群落、繡線菊天然純林群落、榆葉梅天然純林群落、杏樹天然純林群落、紫丁香天然純林群落。

4.2 濱河路喬灌植物的α多樣性指數分別是：物種數量豐度為26種；平均物種密度為1.413／m2；群落的Simpson指數范圍0.164～0.865，指數最大的是雜木混交林群落，最小的榆葉梅天然純林群落；群落Shannon－Wienner指數范圍0.387～2.164，指數最大的是雜木混交林群落，最小的榆葉梅天然純林群落；Pielou群落均勻度指數0.558～0.985，指數最大為雜木混交林群落、最小的是榆葉梅天然純林群落。總體上沈陽濱河路的喬灌植物的種類不多，現存的多數群落多樣性指數不高。

4.3 北陵公園內喬灌植物的β多樣性指數計算結果表明：濱河路喬灌植物群落的 Whittaker指數為6.753，其值符合0～19這個區域并且偏小，說明在不同樣方之間的共有種較多；南、北兩區由東到西的Cody指數明顯不同，南側區域上植物多樣性變化明顯高于北部。從東到西，南側的Cody指數總體上呈現增加趨勢，而北側區域Cody指數則呈先增加后下降趨勢。

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