沈陽(yáng)棋盤(pán)山國(guó)際會(huì)議中心區(qū)域綠化植物多樣性的調(diào)查研究

栗生枝，沈威

(遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，遼寧 沈陽(yáng) 110122)

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沈陽(yáng)棋盤(pán)山國(guó)際會(huì)議中心區(qū)域綠化植物多樣性的調(diào)查研究

栗生枝，沈威

(遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，遼寧 沈陽(yáng) 110122)

摘要采用實(shí)地抽樣調(diào)查的方法對(duì)沈陽(yáng)市棋盤(pán)山國(guó)際會(huì)議中心區(qū)域綠化植物多樣性進(jìn)行全面研究，并對(duì)喬灌植物群落多樣性指數(shù)進(jìn)行計(jì)算和分析。α多樣性指數(shù)結(jié)果顯示：該區(qū)域喬灌植物的物種數(shù)量為35種，其中喬木樹(shù)種物種為19種，灌木物種為16種。平均物種密度為1.42株·m(-2)；群落的Simpson指數(shù)范圍在0.490～0.856之間，其中圓柏銀杏混植群落的Simpson指數(shù)最大，值為0.856，而槲樹(shù)群落的Simpson指數(shù)最小，其值為0.49；群落的Shannon-Wienner指數(shù)范圍在0.683～1.991之間，Shannon-Wienner指數(shù)最高的為圓柏銀杏混植群落，其值為1.991，Shannon-Wienner指數(shù)最低的是槲樹(shù)群落，其值僅為0.683；Pielou群落均勻度指數(shù)在0.259～0.575之間，Pielou群落均勻度指數(shù)最高的為大山櫻白蠟旱柳混植群落，而槲樹(shù)群落的均勻度指數(shù)最低。β多樣性指數(shù)結(jié)果顯示：沈陽(yáng)棋盤(pán)山國(guó)際會(huì)議中心喬灌植物群落的Whittaker指數(shù)為5.549，其值符合0～12這個(gè)區(qū)域并且偏小，說(shuō)明在不同樣方之間的共有種比較多；Cody指數(shù)從東北至西南先減小后變大，說(shuō)明群落的替代程度先降低后升高。

關(guān)鍵詞α多樣性指數(shù)；β多樣性指數(shù)；植物多樣性；沈陽(yáng)市棋盤(pán)山國(guó)際會(huì)議中心

Investigation of Shenyang Qipanshan International Conference Center Regional Greening Plants Diversity

Li Shengzhi, Shen Wei

(Liaoning Province Forestry Survey and Planning Institute，Shenyang110122, China)

AbstractA comprehensive study of greening plant diversity was investigated by using field sampling survey in Shenyang Qipanshan international conference center. And shrubbery plant community diversity index was calculated and analyzed. The alpha diversity index results showed that shrubbery plant species abundance reaches 35 in this area, including 19 arbor tree species, 16 shrub species. The average species density is 1.42 / m2; community Simpson index range between 0.490-0.856, of whichSabinachinensismixed with ginkgo community Simpson index is the largest value of 0.856. Live oak community has the minimal Simpson index, with 0.49. Community Shannon-Wienner index ranges between 0.683-1.991. The highest Shannon-Wienner index forSabinachinensismixed with ginkgo plant community, its value is 1.991, Shannon-Wienner index is the lowest in live oak community, its value is only 0.683. Pielou community evenness index between 0.259-0.575, the highest Pielou community evenness index for Dashan sakura ash and dryland willow plants mixed communities, and lowest in live oak community evenness index. Beta diversity index results showed that Whittaker index of shrubbery plant community is 5.549 in Shenyang Qipanshan international conference center, and its value in line with the 0-12 this area slants small, illustroting the more common species in different sampling fields. Cody index decreases firstly then increased from the northeast to southwest, accounting for community alternative degree decreases firstly then increased.

Key wordsAlpha diversity index; beta diversity index; plant diversity; Shenyang Qipanshan international conference center

生物多樣性( Biological diversity) 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(guò)程的總和, 它包括數(shù)以百萬(wàn)種的動(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)[1]。

植物多樣性是生物多樣性中以植物為主體，由植物、植物與環(huán)境之間所形成的復(fù)合體及與此相關(guān)的生態(tài)過(guò)程的總和。它是生物多樣性的重要組成部分，可分為遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和景觀(guān)多樣性4個(gè)層次[3]。

本文通過(guò)調(diào)查沈陽(yáng)棋盤(pán)山國(guó)際會(huì)議中心的喬灌木植物群落，分析群落的物種的分布狀況和樹(shù)木多樣性，以及群落結(jié)構(gòu)，為更好地管理綠化植物群落提供參考。

1調(diào)查區(qū)域概況

沈陽(yáng)地處41.8° N、123.4° E，以平原為主，山地、丘陵集中在東南部，遼河、渾河、秀水河等流經(jīng)境內(nèi)。屬溫帶半濕潤(rùn)大陸性氣候，全年氣溫29～36 ℃，平均氣溫8.3 ℃，全年降水量500 mm，全年無(wú)霜期183 d。受季風(fēng)影響，降水集中，溫差較大，四季分明。棋盤(pán)山國(guó)際會(huì)議中心位于沈陽(yáng)棋盤(pán)山風(fēng)景區(qū)內(nèi)，并有棋盤(pán)山水庫(kù)和輝山坐落于基地東北方，極富景觀(guān)價(jià)值。

2調(diào)查內(nèi)容與研究方法

2.1外業(yè)調(diào)查

2015年5月對(duì)棋盤(pán)山國(guó)際會(huì)議中心區(qū)域內(nèi)的綠化植物(喬木、灌木)多樣性進(jìn)行了系統(tǒng)全面的取樣調(diào)查。調(diào)查采用設(shè)定樣地方法，共設(shè)13塊樣地，每個(gè)樣地面積20～260 m2(每塊樣地面積大小依現(xiàn)場(chǎng)具體情況而定)，然后進(jìn)行詳細(xì)記錄。調(diào)查記錄內(nèi)容包括喬木、灌木種類(lèi)、組成、密度等。外業(yè)調(diào)查結(jié)束后，對(duì)所調(diào)查的群落進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2.2多樣性統(tǒng)計(jì)分析方法

多樣性指數(shù)是測(cè)定生物多樣性高低及空間分布特征的數(shù)值指標(biāo)。對(duì)植物多樣性評(píng)價(jià)指標(biāo)有如下幾種：α指數(shù)，常用于研究群落內(nèi)的物種多樣性。β指數(shù)，反映不同群落間物種組成的差異，分析群落內(nèi)的物種沿著梯度變化的速度。隨著景觀(guān)生態(tài)學(xué)的發(fā)展，在較大尺度上研究物種的多樣性成了生物多樣性研究中的熱點(diǎn)。γ指數(shù)，反映的是最廣闊的地理尺度，指一個(gè)地區(qū)或許多地區(qū)內(nèi)穿過(guò)一系列的群落的物種多樣性[4]。本文主要采用α指數(shù)和β指數(shù)研究。

2.2.1植物群落α多樣性指數(shù)α多樣性指數(shù)主要關(guān)注局域生境下的物種數(shù)目，因此也被稱(chēng)為生境內(nèi)的多樣性。本文采用以下幾種方式：

(1)物種豐富度指數(shù)

不同的群落中物種豐富度是不同的，物種豐富度越大，其結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，抵抗力和穩(wěn)定性就越大；反之亦然[5]。公式為F=N1+N2+N3+……Ni，其中F為物種豐富度；Ni為每個(gè)物種個(gè)體。

(2)物種密度指數(shù)

單位面積的物種數(shù)目，即用物種密度來(lái)測(cè)度物種的豐富程度，一般用每平方米的物種數(shù)目來(lái)表示[6]。

(3)Simpson多樣性指數(shù)

公式D=1-∑Pi2，其中Pi是種的個(gè)體數(shù)占群落中總個(gè)體數(shù)的比例。

(4)Shannon-Wienner指數(shù)

其公式H=-∑pi·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。

(5)Pielou群落均勻度指數(shù)

公式J=-∑Pi·lnPi/lnS，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)。Pielou均勻度反映的是植物群落多樣性的均勻程度，如果數(shù)值高，說(shuō)明植物分布非常均勻，植物多樣性相對(duì)就低，對(duì)于自然植物群落來(lái)說(shuō)可能穩(wěn)定性就較好，但是如果數(shù)值過(guò)低，景觀(guān)多樣性雖高但群落穩(wěn)定性太差，對(duì)于人工群落來(lái)說(shuō)可能養(yǎng)護(hù)成本就高[7]。

2.2.2植物群落β多樣性指數(shù)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[8]。本文研究主要采用Whittaker指數(shù)和Cody指數(shù)。

(1) Whittaker指數(shù)

該指數(shù)由Whittaker于1960年提出，它直觀(guān)地反映了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數(shù)[9]。

(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(méi)有的物種[10]。

3結(jié)果與分析

3.1喬灌植物群落

根據(jù)實(shí)地野外調(diào)查，國(guó)際會(huì)議中心區(qū)域內(nèi)的植物群落類(lèi)型可分為以下13種：白樺五角楓混植群落、大山櫻白蠟旱柳混植群落、槲樹(shù)群落、旱柳群落、白樺黃檗混植群落、白樺群落、黃檗山杏混植群落、圓柏銀杏混植群落、五角楓群落、圓柏群落、大山櫻山楂混植群落、五角楓紅皮云杉混植群落、白樺茶條槭混植群落。具體各植物群落喬灌木組成情況如表1所示：

表1　棋盤(pán)山國(guó)際會(huì)議中心樹(shù)木群落調(diào)查概況

3.2植物群落類(lèi)型α多樣性指數(shù)

3.2.1物種豐富度指數(shù)通過(guò)調(diào)查與統(tǒng)計(jì)得到，棋盤(pán)山國(guó)際會(huì)議中心區(qū)域共有綠化植物物種35種。其中喬木19種，灌木16種。在所抽取的群落中，黃檗山杏混植群落物種數(shù)最多，為10種。

3.2.2物種密度指數(shù)通過(guò)對(duì)棋盤(pán)山國(guó)際會(huì)議中心區(qū)域植物群落的抽樣調(diào)查和分析，計(jì)算出物種密度如表2、圖1所示。

表2　各群落植物物種密度統(tǒng)計(jì)

圖1物種密度與平均物種密度

注：1-白樺五角楓混植群落；2-大山櫻白蠟旱柳混植群落；3-槲樹(shù)群落；4-旱柳群落；5-白樺黃檗混植群落；6-白樺群落；7-黃檗山杏混植群落；8-圓柏銀杏混植群落；9-五角楓群落；10-圓柏群落；11-大山櫻山楂混植群落；12-五角楓紅皮云杉混植群落；13-白樺茶條槭混植群落

3.2.3Simpson 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[11]。根據(jù)公式計(jì)算，不同群落的Simpson指數(shù)都存在很大的區(qū)別。其中圓柏銀杏混植群落的Simpson指數(shù)最大，值為0.856，其多樣性是最大的；而槲樹(shù)群落的Simpson指數(shù)最小，其值為0.49，其多樣性明顯差于其他群落。具體Simpson指數(shù)由大到小的排序?yàn)閳A柏銀杏混植群落→五角楓群落→圓柏群落→大山櫻白蠟旱柳混植群落→白樺茶條槭混植群落→白樺黃檗混植群落→黃檗山杏混植群落→白樺群落→五角楓紅皮云杉混植群落→大山櫻山楂混植群落→白樺五角楓混植群落→旱柳群落→槲樹(shù)群落。具體內(nèi)容如圖2所示：

注：1-白樺五角楓混植群落；2-大山櫻白蠟旱柳混植群落；3-槲樹(shù)群落；4-旱柳群落；5-白樺黃檗混植群落；6-白樺群落；7-黃檗山杏混植群落；8-圓柏銀杏混植群落；9-五角楓群落；10-圓柏群落；11-大山櫻山楂混植群落；12-五角楓紅皮云杉混植群落；13-白樺茶條槭混植群落

3.2.4Shannon-Wienner 指數(shù)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[12]。通過(guò)對(duì)植物群落的調(diào)查與統(tǒng)計(jì)，Shannon-Wienner 指數(shù)最高的為圓柏銀杏混植群落，其值為1.991，主要是因?yàn)榇巳郝涞臉?shù)木種類(lèi)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)最低的是槲樹(shù)群落，其值僅僅為0.683，主要是該群落內(nèi)樹(shù)木種類(lèi)稀少，并且分布不均勻所致。具體Shannon-Wienner指數(shù)由大到小的排序?yàn)閳A柏銀杏混植群落→圓柏群落→黃檗山杏混植群落→白樺黃檗混植群落→大山櫻白蠟旱柳混植群落→五角楓群落→白樺群落→白樺五角楓混植群落→白樺茶條槭混植群落→五角楓紅皮云杉混植群落→大山櫻山楂混植群落→旱柳群落→槲樹(shù)群落。具體結(jié)果圖3所示：

注：1-白樺五角楓混植群落；2-大山櫻白蠟旱柳混植群落；3-槲樹(shù)群落；4-旱柳群落；5-白樺黃檗混植群落；6-白樺群落；7-黃檗山杏混植群落；8-圓柏銀杏混植群落；9-五角楓群落；10-圓柏群落；11-大山櫻山楂混植群落；12-五角楓紅皮云杉混植群落；13-白樺茶條槭混植群落

3.2.5Pielou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(shuō)明物種越多，分布越均勻。通過(guò)計(jì)算可知，Pielou群落均勻度指數(shù)最高的為大山櫻白蠟旱柳混植群落，其值為0.575，說(shuō)明此群落是所有群落中分布最均勻的。而槲樹(shù)群落的均勻度指數(shù)最低，其值僅僅為0.259，說(shuō)明此群落是所有群落中均勻度最低的。具體Pielou群落均勻度指數(shù)由大到小的排序?yàn)椋捍笊綑寻紫灪盗熘踩郝洹鷪A柏群落→白樺黃檗混植群落→黃檗山杏混植群落→圓柏銀杏混植群落→五角楓群落→白樺五角楓混植群落→大山櫻山楂混植群落→白樺茶條槭混植群落→白樺群落→五角楓紅皮云杉混植群落→旱柳群落→槲樹(shù)群落。具體如表圖4所示：

注：1-白樺五角楓混植群落；2-大山櫻白蠟旱柳混植群落；3-槲樹(shù)群落；4-旱柳群落；5-白樺黃檗混植群落；6-白樺群落；7-黃檗山杏混植群落；8-圓柏銀杏混植群落；9-五角楓群落；10-圓柏群落；11-大山櫻山楂混植群落；12-五角楓紅皮云杉混植群落；13-白樺茶條槭混植群落

3.3植物群落β多樣性指數(shù)

3.3.1Whittaker指數(shù)喬灌植物群落的Whittaker指數(shù)計(jì)算結(jié)果為：各樣方的平均物種數(shù)為6.308，取整為6種，假設(shè)隨機(jī)所取的13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=12。因此棋盤(pán)山國(guó)際會(huì)議中心區(qū)域喬灌植物群落的Whittaker指數(shù)應(yīng)該在0～12之間，我們所計(jì)算得出的Whittaker指數(shù)值為5.549，正好在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，但是有些偏小，說(shuō)明在不同樣方之間的共有種相對(duì)來(lái)說(shuō)比較多。具體如表3所示：

表3　各植物群落Whittaker指數(shù)統(tǒng)計(jì)

注：1-白樺五角楓混植群落；2-大山櫻白蠟旱柳混植群落；3-槲樹(shù)群落；4-旱柳群落；5-白樺黃檗混植群落；6-白樺群落；7-黃檗山杏混植群落；8-圓柏銀杏混植群落；9-五角楓群落；10-圓柏群落；11-大山櫻山楂混植群落；12-五角楓紅皮云杉混植群落；13-白樺茶條槭混植群落

3.3.2Cody指數(shù)將棋盤(pán)山國(guó)際會(huì)議中心區(qū)域抽樣調(diào)查所得到的13個(gè)植物群落劃為12組，將13組群落插入到同一道路上，每一組為后一群落與前一個(gè)群落所組成。

對(duì)得到的12組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，結(jié)果顯示第4組與第5組的數(shù)值最小，為3.5，說(shuō)明這兩組中的2個(gè)群落間的物種變化最小，第12組的值最大，為7，說(shuō)明此組中的2個(gè)群落間的物種變化最大。總體來(lái)看，Cody指數(shù)從東北至西南先減小后變大，說(shuō)明群落的替代率先降低后升高。具體如圖5。

注：一組-白樺五角楓混植群落和白樺茶條槭混植群落；二組-白樺茶條槭混植群落和大山櫻白蠟旱柳混植群落；三組-大山櫻白蠟旱柳混植群落和五角楓紅皮云杉混植群落；四組-五角楓紅皮云杉混植群落和槲樹(shù)群落；五組-槲樹(shù)群落和大山櫻山楂混植群落；六組-大山櫻山楂混植群落和旱柳群落；七組-旱柳群落和圓柏群落；八組-圓柏群落和白樺黃檗混植群落；九組-白樺黃檗混植群落和五角楓群落；十組-五角楓群落和白樺群落；十一組-白樺群落和圓柏銀杏混植群落；十二組-圓柏銀杏混植群落和黃檗山杏混植群落

4結(jié)論與建議

4.1結(jié)論

4.1.1棋盤(pán)山國(guó)際會(huì)議中心區(qū)域的植物群落類(lèi)型主要有以下13種：白樺五角楓混植群落、大山櫻白蠟旱柳混植群落、槲樹(shù)群落、旱柳群落、白樺黃檗混植群落、白樺圓柏混植群落、黃檗山杏混植群落、圓柏銀杏混植群落、五角楓花曲柳混植群落、圓柏花曲柳混植群落、大山櫻山楂混植群落、五角楓紅皮云杉混植群落、白樺茶條槭混植群落。

4.1.2棋盤(pán)山國(guó)際會(huì)議中心區(qū)域喬灌植物的α多樣性指數(shù)分別是：物種數(shù)量豐度為35種；平均物種密度為1.42株·m-2；群落的Simpson指數(shù)范圍在0.490～0.856之間，其中圓柏銀杏混植群落Simpson指數(shù)最大，值為0.856，其多樣性是最大，物種最豐富，而槲樹(shù)群落Simpson 指數(shù)最小，其值為0.49，是所有群落中多樣性最小的；群落的Shannon-Wienner指數(shù)范圍在0.683～1.991之間，Shannon-Wienner指數(shù)最高的為圓柏銀杏混植群落，其值為1.991，說(shuō)明此群落的樹(shù)木種類(lèi)比較多，而且分布相對(duì)均勻，Shannon-Wienner指數(shù)最低的是槲樹(shù)群落，其值僅僅為0.683，說(shuō)明該群落內(nèi)樹(shù)木種類(lèi)稀少，并且分布不均勻；Pielou群落均勻度指數(shù)在0.259～0.575之間，Pielou群落均勻度指數(shù)最高的為大山櫻白蠟旱柳混植群落，說(shuō)明此群落是所有群落中分布最均勻的。而槲樹(shù)群落的均勻度指數(shù)最低，其值僅僅為0.259，說(shuō)明此群落是所有群落中均勻度最低的。

4.1.3喬灌植物群落的Whittaker指數(shù)為5.549，其值符合 0～12這個(gè)區(qū)域并且偏小，說(shuō)明在不同樣方之間的共有種相對(duì)較多，物種變化相對(duì)較??；Cody指數(shù)從東北至西南先減小后變大，說(shuō)明群落的替代率先降低后升高。

4.2建議

充分發(fā)揮本地植物資源優(yōu)勢(shì)，大量引進(jìn)鄉(xiāng)土植物，引種于庭院，是實(shí)現(xiàn)多樣性保護(hù)之良策[15]；適合當(dāng)?shù)刈匀坏乩憝h(huán)境的植物品種越多, 其自然生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)群落越豐富,則其生態(tài)系統(tǒng)更具穩(wěn)定性和可持續(xù)性。應(yīng)大量引進(jìn)鄉(xiāng)土物種并使物種多樣化, 才能保證綠化植物具有較強(qiáng)的抗拒外來(lái)干擾的能力,構(gòu)建豐富的景觀(guān)風(fēng)貌。另外，要加強(qiáng)對(duì)植物的管理與看護(hù)，要經(jīng)常了解各種植物的生長(zhǎng)狀況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，做出應(yīng)對(duì)，保證樹(shù)種的成活率。

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中圖分類(lèi)號(hào)：S718

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.03.007

作者簡(jiǎn)介：栗生枝(1987-)，男，遼寧沈陽(yáng)人，大學(xué)，工程師，現(xiàn)從事林業(yè)資源調(diào)查和研究工作，Email:85799984@qq.com

收稿日期：2015-12-14

文章編號(hào)：1005-5215(2016)03-0018-05