遼河干流河岸帶植物及微生物多樣性研究

陳影，陳蘇，馬鴻岳，單岳，馮天朕，張鴻齡

（沈陽大學(xué)環(huán)境學(xué)院 區(qū)域污染環(huán)境生態(tài)修復(fù)教育部重點實驗室，沈陽110044）

河岸帶是水生生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的生態(tài)交錯帶，其生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定對于治理河流及水土污染、調(diào)節(jié)水量、穩(wěn)定河岸、提高生物多樣性、美化環(huán)境等有重要的現(xiàn)實及潛在價值[1-2]。具有特殊生境功能的河岸帶可以為各種生物提供良好的棲息地，并具有較高的生物多樣性[3]。生物多樣性是決定生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)鍵因素，河岸帶植物的物種多樣性是生態(tài)系統(tǒng)中其他生物多樣性的基礎(chǔ)，其發(fā)展對提高土壤肥力、改善土壤功能、促進(jìn)土壤發(fā)育以及促進(jìn)土壤微生物多樣性的恢復(fù)具有重要作用，可以促進(jìn)整個河流與河岸生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的恢復(fù)和重建[4-5]。

河岸帶植被群落可以形成河流緩沖帶，它們構(gòu)成了營養(yǎng)物質(zhì)和能量流動的關(guān)鍵過渡區(qū)，可以為河流生態(tài)系統(tǒng)提供養(yǎng)分和能量，在一定條件下可以維護(hù)河流生態(tài)系統(tǒng)的平衡，是河岸帶生態(tài)功能的發(fā)揮者和維持者，對維護(hù)河流及其河岸帶的生態(tài)健康具有重要意義[6-8]。河岸帶的植物還可以對從陸地流向河流的各種有機(jī)物、無機(jī)物進(jìn)行過濾和吸收，是控制面源污染及水土流失、改善水體環(huán)境的重要因素[9-11]。河岸帶的土壤環(huán)境是一個復(fù)雜的、動態(tài)的有機(jī)整體。土壤微生物是河岸帶生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，可以促進(jìn)河岸帶有機(jī)物質(zhì)的分解、轉(zhuǎn)化及供應(yīng)，同時在維持河岸帶生態(tài)系統(tǒng)功能方面具有重要作用[12]。土壤環(huán)境和地上生物多樣性會直接影響土壤微生物的生存[13]。土壤微生物多樣性可以反映土壤的質(zhì)量水平，是生態(tài)系統(tǒng)健康的重要標(biāo)志[14]。

近年來，由于人類影響導(dǎo)致河流周圍河岸帶嚴(yán)重退化，對河流的健康發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重威脅，因此退化河岸帶的恢復(fù)管理至關(guān)重要。河岸帶的恢復(fù)可以增強(qiáng)水體的自凈能力、促進(jìn)生物多樣性、保持土壤條件[15-16]。雖然近年來有關(guān)河岸帶恢復(fù)的研究有所增加，但在全球范圍內(nèi)進(jìn)展有限，尤其國內(nèi)有關(guān)河岸帶恢復(fù)的研究甚少，因此對于退化河岸帶的修復(fù)有待探索。遼河是中國第7大河流，隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，遼河流域河岸帶退化嚴(yán)重。隨著“十二五”水專項遼河項目相關(guān)的河道整治綜合修復(fù)技術(shù)、自然封育技術(shù)、河岸帶生態(tài)修復(fù)技術(shù)的實施，遼河保護(hù)區(qū)河岸帶的生態(tài)功能已得到了改善，河岸帶呈現(xiàn)出恢復(fù)的狀態(tài)。但近年來遼河保護(hù)區(qū)內(nèi)仍存在較多因素影響河岸帶的自然恢復(fù)進(jìn)程，因此亟需了解遼河保護(hù)區(qū)河岸帶恢復(fù)現(xiàn)狀，為今后遼河保護(hù)區(qū)的治理提供借鑒。河岸帶的植被和土壤微生物是影響河岸帶功能的主要因素，植物和微生物多樣性指數(shù)可以反映群落內(nèi)物種的多少，是衡量一個地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)生物群落組成的重要指標(biāo)[17-18]。本文通過調(diào)查遼河干流河岸帶植物和土壤微生物多樣性指數(shù)，了解河岸帶植物及微生物的恢復(fù)現(xiàn)狀，從而明確阻礙河岸帶恢復(fù)進(jìn)程的關(guān)鍵因素，這對遼河保護(hù)區(qū)生物多樣性的認(rèn)識和保護(hù)具有重要意義，同時有助于進(jìn)一步了解遼河保護(hù)區(qū)河岸帶生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的狀態(tài)，為遼河保護(hù)區(qū)河岸帶退化生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)與重建提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

遼河干流全長538 km，始于遼寧昌圖福德店，流經(jīng)沈陽、鞍山、遼陽、盤錦，終止于遼寧盤錦紅海灘入海口。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，遼河地區(qū)的生態(tài)環(huán)境受到較多威脅，為解決遼河干流水土流失、人類活動干擾、水質(zhì)不斷惡化等問題，近年來，通過圍欄封育和退耕還河等政策的實施，河流的生態(tài)環(huán)境已得到很大改善[19]。

1.2 野外采樣方法

1.2.1 采樣點分布本次調(diào)研自遼河干流上游至下游共選取23個采樣點，其分布如圖1所示。

1.2.2 樣品采集

植物調(diào)查：本次研究的植被調(diào)查于2019年6月進(jìn)行，選擇樣方法進(jìn)行植被調(diào)研，在每個采樣點設(shè)置20 m×20 m的樣地，在樣方的四角和中心設(shè)置5個1 m×1 m的草本植被樣方，統(tǒng)計每個樣方中出現(xiàn)的物種，并記錄其株高、株數(shù)和蓋度[20-21]。

土壤樣品的采集：在遼河保護(hù)區(qū)上游至下游區(qū)段選取23個采樣點（采樣點布設(shè)如表1所示），于2019年6月進(jìn)行采樣；采用5點法取樣，樣品取自0～20 cm的表層土壤，將土壤樣品混合后放入冰箱保存，運(yùn)回實驗室后冷藏保存，進(jìn)行微生物高通量測序分析。

1.3 多樣性計算方法

1.3 .1植物多樣性的計算方法

植物多樣性體現(xiàn)了植物群落的發(fā)展趨勢，反映了植物群落的組織結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性、生境差異以及各植物物種的數(shù)量分布的均勻性[22-23]。本文計算了遼河干流23個采樣點的Shannon-Weiner指數(shù)、Simpson指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)以及植被覆蓋度，具體的指數(shù)計算公式如下：

香農(nóng)-威納（Shannon-Weiner）多樣性指數(shù)（H′）：

圖1遼河保護(hù)區(qū)采樣點分布圖Figure 1 Distribution of sampling points in Liao River reserve

辛普森（Simpson）多樣性指數(shù)（D）：

Pielou均勻度指數(shù)（J′）：

式中：Pi為物種i的重要值；S為樣地中的物種數(shù)目。

其中重要值的計算方法：

式中：Ivsh為草本植物重要值；相對密度=每個物種的密度/所有物種的密度之和×100%；相對蓋度=每個物種的蓋度/所有物種的蓋度之和×100%；相對高度=每個物種的所有個體高度之和/所有物種個體高度之和×100%。

1.3 .2微生物多樣性的測定

微生物高通量測序分析克服了傳統(tǒng)方法檢測細(xì)菌群落豐度相對較低、范圍較小、操作復(fù)雜、成本高等缺點，具有通量高、靈敏度好、簡單、快速、低成本等優(yōu)點[24]。因此本研究選擇高通量測序分析對遼河保護(hù)區(qū)河岸帶土壤微生物進(jìn)行測定。具體測序過程為：進(jìn)行基因組DNA提取，利用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測抽提的基因組DNA；按指定測序區(qū)域，合成帶有barcode的特異引物，或合成帶有錯位堿基的融合引物；每個樣本進(jìn)行3次重復(fù)，將同一樣本的PCR產(chǎn)物混合后用2%瓊脂糖凝膠電泳檢測，使用AxyPrepDNA凝膠回收試劑盒（AXYGEN公司）切膠回收PCR產(chǎn)物，Tris-HCl洗脫；用2%的瓊脂糖電泳進(jìn)行檢測；構(gòu)建測序文庫；完成上機(jī)測序；進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析[25]。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物多樣性

對遼河干流河岸帶植被調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析與計算，得到遼河干流河岸帶植物Shannon-Weiner多樣性指數(shù)（圖2），遼河干流河岸帶的植被Shannon-Weiner多樣性指數(shù)平均值為1.227；其中最高點出現(xiàn)在Z5（后施家堡），該采樣點的植物Shannon-Weiner多樣性指數(shù)為1.786，表明Z5采樣點植被多樣性高。在該采樣點還發(fā)現(xiàn)了瘤突蒼耳（Xanthium strumarium）、苘麻（Abutilon theophrasti）、加拿大飛蓬（ConyzacanadensisL.）等外來入侵植物。該采樣點的圍封區(qū)域內(nèi)人類活動少，周邊無放牧情況，且圍封區(qū)與農(nóng)業(yè)用地距離遠(yuǎn)，不會由于面源污染對河岸帶植被生長產(chǎn)生影響，因此該采樣點植被處于自然生長狀態(tài)，其多樣性明顯高于其他采樣點。Shannon-Weiner多樣性指數(shù)的最低點（0.636）出現(xiàn)在Z22（趙圈河），說明該采樣點植被多樣性偏低，Z23（紅海灘入?？冢┎蓸狱c的植物Shannon-Weiner多樣性指數(shù)也明顯低于其他采樣點，這兩個采樣點受人類活動干擾均較少，且均無放牧情況，其多樣性偏低的原因可能是這兩個采樣點受海水環(huán)境的影響，河岸帶土壤濕潤，不適合一些植物生存，因此這兩個采樣點的河岸帶植物物種單一，僅有大量的蘆葦?shù)人参锎嬖凇?/p>

Simpson多樣性指數(shù)可以反映植物的物種在植物群落中所占優(yōu)勢的程度，其值越高表明優(yōu)勢度越大。根據(jù)野外調(diào)查的數(shù)據(jù)計算得出遼河干流河岸帶植物的Simpson多樣性指數(shù)，如圖3所示，遼河干流23個采樣點的Simpson多樣性指數(shù)在0.153～0.781，平均值為0.558；其中，Simpson多樣性指數(shù)最高點出現(xiàn)在Z6（雙安橋），指數(shù)為0.781，表明Z6采樣點河岸帶植物群落組成豐富，以多個物種為主，優(yōu)勢種明顯，這可能與河岸帶圍封區(qū)域外土地利用類型有關(guān)，Z6采樣點緊鄰河岸帶的土地利用類型為農(nóng)業(yè)用地，種植的主要作物為玉米，在種植過程中會大量施用化肥，經(jīng)雨水沖刷通過地表徑流擴(kuò)散至河岸帶，從而改變河岸帶土壤養(yǎng)分，致使某些物種的優(yōu)勢度偏高。通過圖3可以看出，除Z10（馬虎山大橋）外其余22個采樣點的河岸帶植被群落均以多個物種為主，Z10采樣點的Simpson多樣性指數(shù)明顯低于其他采樣點，其植物優(yōu)勢度明顯偏低，該采樣點植被群落以草本植物為主，優(yōu)勢種不明顯，主要與該采樣點放牧情況有關(guān)，嚴(yán)重的放牧導(dǎo)致該采樣點河岸土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，對河岸帶植被系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞。

圖2遼河干流河岸帶植被香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)Figure 2 Shannon-Wiener diversity index of riparian zone vegetation in Liao River main stream

圖3遼河干流河岸帶植被辛普森多樣性指數(shù)Figure 3 Simpson diversity index of riparian zone vegetation in Liao River main stream

根據(jù)調(diào)研得出遼河干流河岸帶植物Pielou均勻度指數(shù)，如圖4所示，23個樣地的平均Pielou均勻度指數(shù)為0.635，其中Pielou均勻度指數(shù)最高點為0.837，出現(xiàn)在Z19（冷東大橋），說明Z19采樣點處各物種分配程度較好，植物生長狀況高于其他采樣點；最低點為0.445，出現(xiàn)在Z23采樣點，Z23采樣點臨近渤海，因此該采樣點河岸帶土壤濕潤，僅有大量的蘆葦?shù)人脖淮嬖?。在該采樣點，蘆葦具有很大競爭優(yōu)勢，影響其他植物的生存與發(fā)展，導(dǎo)致該地區(qū)群落物種走向單一化，因此該采樣點的Shannon-Weiner多樣性指數(shù)與Pielou均勻度指數(shù)均低于其他采樣點。

遼河干流河岸帶植被覆蓋度如圖5所示。遼河干流23個采樣點的平均植被覆蓋率為74.19%，植被覆蓋度最高點出現(xiàn)在Z6采樣點，為97.67%，這與Z6采樣點河岸帶實施了人工強(qiáng)化技術(shù)有關(guān)，通過種植杞柳等植物促進(jìn)河岸帶植被群落的恢復(fù)與重建，現(xiàn)有植被群落以杞柳、刺槐和蒿類雜草為主，目前該采樣點已形成喬木、灌木和草本植物相結(jié)合的土壤-植被護(hù)岸類型；調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)，該采樣點圍封區(qū)域內(nèi)人類活動少，且未發(fā)現(xiàn)放牧情況，因此其河岸帶植被覆蓋度高，河岸帶的植被群落正逐漸恢復(fù)。最低點出現(xiàn)在Z16（紅廟子），只有40%，與Z16相近的Z14（老大房）和Z15（滿都戶）采樣點的植被覆蓋度也低于其他采樣點，其主要原因是這3個采樣點的河岸帶受人類活動干擾嚴(yán)重，距離河流較近區(qū)域有公路，常有機(jī)動車等經(jīng)過，人類活動頻繁造成這些采樣點植被多樣性偏低?？梢娙祟惢顒印⒎拍?xí)影稁е脖换謴?fù)產(chǎn)生影響。

2.2 微生物多樣性

2.2.1 土壤微生物多樣性分析

圖4遼河干流河岸帶植被均勻度指數(shù)Figure 4 Pielou index of riparian zone vegetation in Liao River main stream

圖5遼河干流河岸帶植被覆蓋度Figure 5 Vegetation coverage of riparian zone in Liao River main stream

通過高通量測序分析得到的多樣性指數(shù)如表1所示。遼河干流河岸帶土壤中，微生物多樣性呈波動性變化，OTU（細(xì)菌數(shù)量）最多的采樣點為Z4（西古城子），共含有2 682個細(xì)菌，在Z23采樣點僅發(fā)現(xiàn)1 283個細(xì)菌，明顯低于其他采樣點。在遼河干流23個地點的河岸帶土壤中平均Chao 1（菌種豐富度）指數(shù)為3 426.19，其中最高的采樣點是Z17（大張橋），Chao 1指數(shù)為4 097.67，而最低點的Chao 1指數(shù)為1 834.79，出現(xiàn)在Z23采樣點；河岸帶土壤微生物的平均Shannon-Weiner多樣性指數(shù)為9.55，Z4采樣點的Shannon-Weiner多樣性指數(shù)最高，為10.10，而Z23采樣點的Shannon-Weiner多樣性指數(shù)為8.24，明顯低于其他采樣點，說明Z23的微生物種類少、多樣性偏低。遼河干流河岸帶土壤微生物的平均Simpson多樣性指數(shù)為0.995 5。研究結(jié)果表明，Z4采樣點的OTU數(shù)量、Shannon-Weiner多樣性指數(shù)均高于其他采樣點，說明Z4的河岸帶土壤微生物多樣性較高，可能原因是該采樣點與上游其他采樣點相比放牧情況少，河岸帶受人類活動干擾也較少，其植被處于自然恢復(fù)狀態(tài)。在遼河干流上游區(qū)域Z3（龍王廟）采樣點河流兩岸均有放牧情況，河岸帶植被遭牛羊踩踏，有不同程度破壞，植被覆蓋度低于上游其他采樣點，導(dǎo)致該采樣點的微生物多樣性略低于上游其他采樣點?？梢姺拍燎闆r和植被多樣性是影響河岸帶土壤微生物多樣性的重要因素。Z22采樣點的微生物Shannon-Weiner多樣性指數(shù)為8.90、Chao 1指數(shù)為2 661.98，略高于Z23采樣點，但均低于其他采樣點。Z22和Z23采樣點的Shannon-Weiner指數(shù)和Chao 1指數(shù)均較低，表明這兩個采樣點的細(xì)菌種類較少、微生物多樣性偏低。Z22和Z23雖未發(fā)現(xiàn)放牧情況，但該地區(qū)靠近渤海，河岸帶土壤會受海水影響，土壤中的鹽度較高，土壤溫度也低于其他地區(qū)，因此細(xì)菌存活量偏低。

Z22與Z23采樣點均靠近海域，河岸土壤受海水影響大，在遼河干流河岸帶土壤中，越靠近海域的樣地其微生物多樣性越低，分析可能的原因主要有以下3方面：一是受鹽度影響，海水的鹽度較高，則海岸地區(qū)的鹽度也偏高，有些微生物的耐鹽度不夠，不能在該區(qū)域內(nèi)存活，因此微生物多樣性和豐富度普遍偏低；二是受溫度影響，靠近海水區(qū)域的溫度相對于其他采樣點偏低，低溫會抑制一些微生物的活性，可能減少微生物的存活率；三是受植被影響，Z22和Z23采樣點的植物多樣性低于其他采樣點，植物的枯枝落葉量隨植物數(shù)量的減少而減少，進(jìn)而使植物枯枝落葉腐爛繁衍出的微生物量減少，同時微生物與植物之間存在協(xié)同作用，植物的根際可以為微生物提供營養(yǎng)物質(zhì)，有利于微生物的發(fā)育與繁殖，因此相對其他采樣點，此處采樣點的微生物數(shù)量較少。

2.2.2 土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)多樣性分析

遼河干流土壤中細(xì)菌群落在門水平上的分布比例如圖6所示。23個采樣點共發(fā)現(xiàn)11個門水平的細(xì)菌。門水平的細(xì)菌第一優(yōu)勢門為Actinobacteria（放線菌門），第二優(yōu)勢門為Proteobacteria（變形菌門），其次為Chloroflexi（綠彎菌門）。Actinobacteria的平均豐度為37.86%，其豐度最高點出現(xiàn)在Z6采樣點處，最大豐度為58.12%，最低點出現(xiàn)在Z1（福德店），最小豐度為26.96%。Proteobacteria的平均豐度為27.95%，其最大豐度出現(xiàn)在Z8（朱爾山），為36.05%；最小豐度出現(xiàn)在Z6采樣點，為19.18%。Chloroflexi（細(xì)彎菌門）的豐度低于Actinobacteria和Proteobacteria，平均為11.33%。另外，在Z22和Z23采樣點的Bacteroidetes（擬桿菌門）豐度分別為14.91%和15.75%，明顯高于其他采樣點，這兩個采樣點均處于近海區(qū)域，近海處的環(huán)境溫度較低且含鹽量偏高，表明Bacteroidetes門的微生物溫度和鹽度耐受范圍較寬。

遼河干流河岸帶土壤中綱水平的分布比例如圖7所示。23個采樣點主要的綱水平上的細(xì)菌有32個，其中在所有采樣點中優(yōu)勢度較大菌綱依次為Actinobacteria（放線菌綱）、Alphaproteobacteria（α-變形桿菌綱）、Acidimicrobiia（酸微菌綱）、Thermoleophilia（嗜熱油菌綱）、Betaproteobacteria（β-變形菌綱）和Gemmatimonadetes（芽單胞菌綱），平均豐度分別為18.65%、16.05%、9.33%、6.11%、5.61%和5.18%。Actinobac-teria在各采樣地均占有較大優(yōu)勢度，其最大豐度為40.30%，出現(xiàn)在Z6采樣點；最小豐度為9.64%，出現(xiàn)在Z1。其次是Alphaproteobacteria，該菌綱的最大豐度出現(xiàn)在Z8，為24.46%，而Z21（曙光公路橡膠壩）采樣點的豐度為24.43%，略低于Z8采樣點；Alphaproteobacteria的最小豐度為10.22%，出現(xiàn)在Z3采樣點。Acidimicrobiia、Thermoleophilia、Betaproteobacteria和Gemmatimonadetes在各采樣點所占比例較為均勻；此外，由圖7可以看出，Cytophagia（噬纖維菌綱）在Z22和Z23采樣點的優(yōu)勢度明顯高于其他采樣點，在Z22處的豐度為13.4%，在Z23采樣點的豐度為11.55%，表明該菌綱可能更適于在海域周邊環(huán)境生長。

表1遼河干流河岸帶土壤微生物多樣性指數(shù)Table 1 Soil microbial diversity index in riparian zone of Liao River main stream

遼河干流河岸帶土壤中屬水平上的物種組成分布比例如圖8所示，豐度大于1%的菌屬有40個，整個流域內(nèi)未識別的菌屬所占比例較高，23個樣地的未識別菌屬平均豐度為58.19%，表明遼河干流有大量的微生物資源有待進(jìn)一步研究。在整個流域內(nèi)，相對豐度較大的屬依次為Pseudarthrobacter（假節(jié)桿菌屬）、Nocardioides（類諾卡氏屬）、Roseiflexus（玫瑰彎菌屬）和Sphingomonas（鞘氨醇單胞菌屬），其相對豐度分別為2.15%、1.87%、1.66%和1.63%。在遼河干流各采樣點菌屬分布較為均勻，但在Z8采樣點的Acidothermus（嗜酸棲熱菌屬）豐度為13.81%，明顯高于該地其他細(xì)菌，且該細(xì)菌在其他采樣點的豐度均偏低，可能與Z8采樣點的植被恢復(fù)狀態(tài)有關(guān)；在Z23采樣點處，Pontibacter（海洋桿菌屬）相對豐度為8.09%，明顯高于該采樣點其他細(xì)菌屬，該細(xì)菌在其他采樣點的豐度也明顯低于Z23采樣點，表明Pontibacter可能更適合在鹽度較高、溫度較低的近海地區(qū)生長。

圖6門水平上的物種組成分析Figure 6 Species composition analysis at phylum level

圖7綱水平上的物種組成分析Figure 7 Species composition analysis at class level

圖8屬水平上的物種組成分析Figure 8 Species composition analysis at genus level

3 討論

植被的Shannon-Weiner多樣性指數(shù)能夠反映植物群落的結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)雜性[26-27]，遼河干流河岸帶植被Shannon-Weiner多樣性指數(shù)在0.636～1.786范圍內(nèi)；物種均勻度指數(shù)反映了一個地區(qū)各物種個體數(shù)目分配的均勻程度，也是反映植物物種和植物生長狀況的直接證據(jù)[28]，遼河干流河岸帶23個采樣點的植被Pielou均勻度指數(shù)在0.445～0.837，其變化趨勢與Shannon-Weiner多樣性指數(shù)基本一致，表明遼河干流河岸帶植物種類豐富，除靠近海域的采樣點外，其他采樣點的植物物種組成以多種草本植物混生為主，而靠近海域的采樣點植物物種組成以水生植物（如蘆葦）為主，特殊的地理條件導(dǎo)致靠近海域地區(qū)物種多樣性指數(shù)偏低。根據(jù)植物Shannon-Weiner多樣性指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和植被覆蓋度可以得出，處于自然恢復(fù)的河岸帶受人類活動干擾少，植被在恢復(fù)進(jìn)程中未受到破壞，因此植物物種豐富，均勻度和覆蓋度均高；而人類活動干擾多、放牧嚴(yán)重的區(qū)域河岸帶植被多樣性降低；另外，河岸帶農(nóng)田種植所產(chǎn)生的面源污染會對河岸帶的植被結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接影響。人類活動干擾、放牧情況以及土地利用類型是影響遼河干流河岸帶植被恢復(fù)狀態(tài)的主要因子。

微生物Chao 1指數(shù)和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)分別用來表示土壤微生物群落的豐富度和物種多樣性，其值越高表明微生物群落物種的豐富度越高、物種越多[29-30]。在野外調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，近年來遼河保護(hù)區(qū)內(nèi)存在較多放牧情況，在上游區(qū)域較為嚴(yán)重，放牧嚴(yán)重的采樣點河岸帶植被遭牛羊踩踏有不同程度破壞，其河岸帶土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而改變了河岸帶土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)特征，導(dǎo)致土壤中微生物多樣性偏低，而受人類活動干擾情況較少且無放牧情況的河岸帶植物恢復(fù)狀態(tài)好，由植物的枯枝落葉繁衍產(chǎn)生的微生物多，因此采樣點的微生物種類多，微生物多樣性指數(shù)和豐富度高[31]。在本次研究中發(fā)現(xiàn)，受海水環(huán)境影響的河岸帶土壤濕度和鹽度高、溫度低，靠近海水的河岸帶植物多樣性偏低，導(dǎo)致靠近海水區(qū)域的土壤中微生物多樣性低[32]。通過土壤細(xì)菌門、綱、屬的物種組成可以看出，不同樣地的細(xì)菌豐度有顯著差異，可能是采樣點的植物多樣性不同以及向土壤中提供的營養(yǎng)物質(zhì)存在差異[33]?？梢娙祟惢顒痈蓴_、放牧情況以及植被多樣性會明顯改善土壤環(huán)境，對河岸帶土壤微生物多樣性具有重要影響。在本次研究中發(fā)現(xiàn)，遼河干流河岸帶土壤中有平均58.19%細(xì)菌屬未被識別，表明遼河干流河岸帶土壤中的微生物資源有待探索[34]。

遼河干流生態(tài)系統(tǒng)自遼河保護(hù)區(qū)封育以來得到很大程度的恢復(fù)，河岸帶的植物及微生物恢復(fù)狀態(tài)良好，生物多樣性與封育前相比有明顯提高。但目前，流域內(nèi)仍然存在影響和阻礙植物和微生物持續(xù)恢復(fù)的不利因素，如人類活動干擾、放牧情況會對保護(hù)區(qū)內(nèi)植物的恢復(fù)產(chǎn)生干擾，對土壤環(huán)境的穩(wěn)定和性質(zhì)造成破壞，影響土壤中微生物的正?；顒樱淖兺寥牢⑸锏娜郝浣Y(jié)構(gòu)；河岸帶土地利用類型會直接影響河岸帶土壤養(yǎng)分，改變河岸帶植物物種多樣性，從而導(dǎo)致土壤微生物的物種多樣性和豐富度發(fā)生變化。因此建議加強(qiáng)遼河保護(hù)區(qū)河岸帶的管理，使河岸帶的植物及微生物能夠向著良好的自然狀態(tài)恢復(fù)，有助于河岸帶功能的正常發(fā)揮，同時起到保護(hù)河流的作用。

4 結(jié)論

（1）在遼河干流河岸帶中，平均植被Shannon-Weiner指數(shù)為1.227，植被覆蓋度達(dá)到74.19%，通過遼河保護(hù)區(qū)自然封育以及人工強(qiáng)化技術(shù)的實施，遼河保護(hù)區(qū)內(nèi)的植物處于近自然恢復(fù)狀態(tài)；在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，人類活動干擾、放牧情況以及土地利用類型對河岸帶植被多樣性具有直接影響。

（2）在遼河干流的23個采樣點河岸帶土壤中微生物多樣性呈波動性變化，優(yōu)勢度大于1%的細(xì)菌門水平有11個、綱水平有32個、屬水平有40個，不同微生物群落受環(huán)境因素影響存在顯著性差異。土壤微生物多樣性與人類活動干擾、放牧情況、土壤環(huán)境以及植被多樣性密切相關(guān)。

（3）加強(qiáng)遼河干流河岸帶圍封區(qū)域內(nèi)管理，杜絕放牧情況，減少河岸帶植被生長過程的人為干擾，有利于加快遼河保護(hù)區(qū)河岸帶植被和微生物多樣性的恢復(fù)進(jìn)程，提高河岸帶生態(tài)功能的發(fā)揮。