沈陽市濱河路樹木多樣性調(diào)查研究

邱立紅

（阜新市林業(yè)局，遼寧 阜新 123000）

生物多樣性是生物及其與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和，包括數(shù)以百萬計(jì)的動(dòng)物植物微生物和它們所擁有的基因以及它們與生存環(huán)境形成的復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，主要有遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和景觀多樣性四個(gè)層次。物種多樣性指一個(gè)地區(qū)內(nèi)物種的多樣化，主要是從分類學(xué)、系統(tǒng)學(xué)和生物地理學(xué)角度對(duì)一定區(qū)域內(nèi)物種的狀況進(jìn)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(duì)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(diào)查，初步掌握沈陽市區(qū)內(nèi)路旁綠化樹木的多樣性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步對(duì)其景觀生態(tài)學(xué)等方面的深入研究提供必要的研究基礎(chǔ)。

1 調(diào)查研究區(qū)自然概況

濱河路位于沈陽市沈河區(qū)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(shù)量的眾多而得名。萬柳塘在清代被譽(yù)為“柳塘避暑”而被列入盛京八景之一。

2 調(diào)查研究方法

2.1 喬灌植物群落類型調(diào)查

2010年5月份對(duì)濱河路的樹木多樣性進(jìn)行采樣調(diào)查。在東陵大橋至長(zhǎng)青大橋大約10km的濱河路兩側(cè)進(jìn)行采樣：每1km路段，在公路南北兩側(cè)各取一塊樣地，總共取了20塊樣地。具體調(diào)查的因子有：樣方的分布區(qū)域、喬木種類、灌木種類、林分的密度，最后通過歸納總結(jié)，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(shù)計(jì)算

α多樣性指數(shù)是測(cè)量植物群落內(nèi)的物種多樣性的方法。其計(jì)算方法很多，本文主要采用以下幾種測(cè)定計(jì)算方法：

2.2.1 物種數(shù)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(shù)量豐度；Ni為每個(gè)物種個(gè)體。

2.2.2 物種密度：?jiǎn)挝幻娣e的物種數(shù)目，即物種密度來測(cè)度物種的豐富程度，一般用每平方米的物種數(shù)目來表示，公式di＝S／m2，其中di為物種密度；S為物種數(shù)目；m2每平方米面積。

2.2.3 Simpson指數(shù)：公式 D＝1－ΣPi2，其中Pi是種的個(gè)體數(shù)占群落中總個(gè)體數(shù)的比例。

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

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

2.3 植物群落β多樣性指數(shù)計(jì)算

β多樣性指數(shù)是測(cè)量群落的物種多樣性沿著環(huán)境梯度變化的速率。不同群落或某環(huán)境梯度上不同點(diǎn)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(shù)和Cody指數(shù)。

2.3.1 Whittaker指數(shù)法：該指數(shù)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(guān)系。其表達(dá)式為：βw＝S／mα—1，其中S為研究系統(tǒng)中記錄的物種總數(shù)；mα為各樣方或樣本的平均物種樹。

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

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

3 結(jié)果與分析

3.1 濱河路的喬灌植物群落及組成

根據(jù)野外調(diào)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(gè)群落的喬木、灌木的種類組成和數(shù)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(jì)分布7種樹木（5月中旬調(diào)查結(jié)果），分布種類最少的是紅瑞木天然純林群落，總計(jì)分布2種。具體各植物群落的詳細(xì)情況如表1、2所示：

表1 濱河路樹木群落調(diào)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(shù)

3.2.1 物種數(shù)量豐度

通過調(diào)查與計(jì)算可知，濱河路物種數(shù)量豐度為26種。

3.2.2 物種密度

通過對(duì)濱河路植物群落的全面調(diào)查和分析，抽樣、計(jì)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(tǒng)計(jì)表 種·m－2

3.2.3 Simpson指數(shù)

Simpson指數(shù)是計(jì)算物種多樣性的常用方法，其指數(shù)的值越大，多樣性越大。根據(jù)公式D＝1－Σpi2進(jìn)行計(jì)算，每個(gè)群落的Simpson指數(shù)都存在很大的區(qū)別。其中雜木混交林群落的Simpson指數(shù)最大，值為0.865；而榆葉梅天然純林群落的Simpson指數(shù)最小，其值僅僅為0.164，其多樣性明顯差于其他群落。具體內(nèi)容如表4所示：

表4 濱河路植物群落的Simpson指數(shù)統(tǒng)計(jì)表

3.2.4 Shannon－Wienner指數(shù)

表5 各植物群落的Shannon－Wienner指數(shù)統(tǒng)計(jì)表

Shannon－Wienner指數(shù)也是反映生物多樣性的重要公式，物種數(shù)量越多，分布越均勻，物種的個(gè)體數(shù)量越大，則多樣性指數(shù)值就會(huì)越高。通過對(duì)植物群落的調(diào)查與統(tǒng)計(jì)，Shannon－Wienner指數(shù)最高的為雜木混交林群落，其值為2.164，主要是因?yàn)殡s木混交林群落的樹木種類比較多，而且分布相對(duì)均勻，所以它的Shannon－Wienner指數(shù)較高。Shannon－Wienner指數(shù)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(nèi)樹木種類稀少，并且分布不均勻所致。具體結(jié)果如表5所示：

3.2.5 Pielou群落均勻度指數(shù)

Pielou群落均勻度指數(shù)表示群落中物種的多度和分布的均勻程度，其數(shù)值越大，說明物種越多，分布越均勻。通過計(jì)算可知，Pielou群落均勻度指數(shù)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(shù)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(shù)統(tǒng)計(jì)表

3.3 植物群落β多樣性

3.3.1 Whittaker指數(shù)

計(jì)算結(jié)果顯示：北陵公園喬灌植物群落的Whittaker指數(shù)為（表7所示）。計(jì)算可知各樣方的平均物種數(shù)為6.753，取整為7種，假設(shè)隨機(jī)所取的20塊樣方中物種完全相同，那么Whittaker指數(shù)βw＝0；相反假設(shè)物種完全不相同，那么 Whittaker指數(shù)βw＝19。因此北陵公園喬灌植物群落的 Whittaker指數(shù)應(yīng)該在0～19之間，我們所計(jì)算得出的Whittaker指數(shù)為6.753正好在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，而且處于一個(gè)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(shù)統(tǒng)計(jì)表

3.3.2 Cody指數(shù)

計(jì)算結(jié)果顯示：分別對(duì)南區(qū)、北區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、計(jì)算，結(jié)果顯示（見表8、9）：南、北兩區(qū)由東到西的Cody指數(shù)明顯不同，平均指數(shù)分別是5.50、4.80，東側(cè)區(qū)域上植物多樣性變化明顯高于西部。在東部區(qū)域內(nèi)的4個(gè)小組中，從南到北的Cody指數(shù)總體上呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。相反，西側(cè)區(qū)域Cody指數(shù)則呈下降趨勢(shì)。

表8 濱河路南側(cè)區(qū)域不同組間的Cody指數(shù)統(tǒng)計(jì)表

表9 濱河路北側(cè)區(qū)域不同組間的Cody指數(shù)統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)論

4.1 實(shí)地調(diào)查結(jié)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(shù)分別是：物種數(shù)量豐度為26種；平均物種密度為1.413／m2；群落的Simpson指數(shù)范圍0.164～0.865，指數(shù)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(shù)范圍0.387～2.164，指數(shù)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(shù)0.558～0.985，指數(shù)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(xiàn)存的多數(shù)群落多樣性指數(shù)不高。

4.3 北陵公園內(nèi)喬灌植物的β多樣性指數(shù)計(jì)算結(jié)果表明：濱河路喬灌植物群落的 Whittaker指數(shù)為6.753，其值符合0～19這個(gè)區(qū)域并且偏小，說明在不同樣方之間的共有種較多；南、北兩區(qū)由東到西的Cody指數(shù)明顯不同，南側(cè)區(qū)域上植物多樣性變化明顯高于北部。從東到西，南側(cè)的Cody指數(shù)總體上呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，而北側(cè)區(qū)域Cody指數(shù)則呈先增加后下降趨勢(shì)。

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