沈阳市滨河路树木多样性调查研究

邱立红

（阜新市林业局，辽宁 阜新 123000）

生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和，包括数以百万计的动物植物微生物和它们所拥有的基因以及它们与生存环境形成的复杂的生态系统，主要有遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性四个层次。物种多样性指一个地区内物种的多样化，主要是从分类学、系统学和生物地理学角度对一定区域内物种的状况进行研究。物种多样性的主要涵义是：一是种的丰富渡和多度，二是种的均匀度和平衡性，三是种的多样性。本文旨在通过对沈阳市重要的景观路——滨河路两旁的绿化树木的物种多样性的调查，初步掌握沈阳市区内路旁绿化树木的多样性基础数据，为进一步对其景观生态学等方面的深入研究提供必要的研究基础。

1 调查研究区自然概况

滨河路位于沈阳市沈河区东南部，横穿万柳塘公园。万柳塘公园位于沈阳市东南部，总面积31万m2，因柳树种类和数量的众多而得名。万柳塘在清代被誉为“柳塘避暑”而被列入盛京八景之一。

2 调查研究方法

2.1 乔灌植物群落类型调查

2010年5月份对滨河路的树木多样性进行采样调查。在东陵大桥至长青大桥大约10km的滨河路两侧进行采样：每1km路段，在公路南北两侧各取一块样地，总共取了20块样地。具体调查的因子有：样方的分布区域、乔木种类、灌木种类、林分的密度，最后通过归纳总结，滨河路主要树木群落类型及分布。

2.2 植物群落α多样性指数计算

α多样性指数是测量植物群落内的物种多样性的方法。其计算方法很多，本文主要采用以下几种测定计算方法：

2.2.1 物种数量丰度：所有树木种类之和，公式F＝N1＋N2＋N3＋……Ni，其中F为物种数量丰度；Ni为每个物种个体。

2.2.2 物种密度：单位面积的物种数目，即物种密度来测度物种的丰富程度，一般用每平方米的物种数目来表示，公式di＝S／m2，其中di为物种密度；S为物种数目；m2每平方米面积。

2.2.3 Simpson指数：公式 D＝1－ΣPi2，其中Pi是种的个体数占群落中总个体数的比例。

2.2.4 Shannon－Wienner指数：其公式 H＝－ ΣPi×lnPi；其中Pi是种的个体数占群落中总个体数的比例。

2.2.5 Pielou群落均匀度指数：公式R＝－ΣPi×ln Pi／ln S，其中S为每一样方中的物种总数；Pi＝Ni／N，其中Pi是种的个体数占群落中总个体数的比例；N为样地内物种个体总数（或相对盖度之和）；Ni为第i种的个体数（或相对盖度）。

2.3 植物群落β多样性指数计算

β多样性指数是测量群落的物种多样性沿着环境梯度变化的速率。不同群落或某环境梯度上不同点之间的共有种越少，β多样性越大。本文研究主要采用Whittaker指数和Cody指数。

2.3.1 Whittaker指数法：该指数由 Whittake于1960年提出，它直观的反映了β多样性和物种丰富度S之间的关系。其表达式为：βw＝S／mα—1，其中S为研究系统中记录的物种总数；mα为各样方或样本的平均物种树。

2.3.2 Cody指数法：即在调查中，物种在生境梯度的每个点（样）上被替代的速率，公式β0＝［g（H）＋l（H）］／2，其中β0为Cody指数；g（H）是指沿生境梯度增加的物种数目；l（H）是指沿生境梯度减少的物种数目，即在上一个梯度中存在而下一个梯度中没有的物种。

在滨河路整个区域中，树木群落间存在着差异。调查中将滨河路分为南、北两个部分。从东到西共取样20块。现将1、2、3、4、5、6、7、8、9、10划分为南区，将11、12、13、14、15、16、17、18、19、20划分为北区。然后计算比较两组水平之间的物种增加和减少的数目，最后分析滨河路树木多样分布变化情况。

3 结果与分析

3.1 滨河路的乔灌植物群落及组成

根据野外调查，沈阳东滨河路主要有以下10种植物群落类型：油松天然纯林群落、柳树天然纯林群落、杨柳混交林群落、杨树纯林群落、京桃纯林群落、天然杂木混交林群落、柳树云杉混交林群落、红瑞木天然纯林群落、火炬树人工纯林群林、榆树天然纯林群落。在这10种群落中，从每个群落的乔木、灌木的种类组成和数量来看，都有很大的差别，其中分布种类最为丰富的是天然杂交混交林群落，总计分布7种树木（5月中旬调查结果），分布种类最少的是红瑞木天然纯林群落，总计分布2种。具体各植物群落的详细情况如表1、2所示：

表1 滨河路树木群落调查概况表

表2 滨河路树木群落组成概况表

3.2 植物群落类型α多样性指数

3.2.1 物种数量丰度

通过调查与计算可知，滨河路物种数量丰度为26种。

3.2.2 物种密度

通过对滨河路植物群落的全面调查和分析，抽样、计算其物种密度如表3所示：

表3 沈阳滨河路植物物种密度统计表 种·m－2

3.2.3 Simpson指数

Simpson指数是计算物种多样性的常用方法，其指数的值越大，多样性越大。根据公式D＝1－Σpi2进行计算，每个群落的Simpson指数都存在很大的区别。其中杂木混交林群落的Simpson指数最大，值为0.865；而榆叶梅天然纯林群落的Simpson指数最小，其值仅仅为0.164，其多样性明显差于其他群落。具体内容如表4所示：

表4 滨河路植物群落的Simpson指数统计表

3.2.4 Shannon－Wienner指数

表5 各植物群落的Shannon－Wienner指数统计表

Shannon－Wienner指数也是反映生物多样性的重要公式，物种数量越多，分布越均匀，物种的个体数量越大，则多样性指数值就会越高。通过对植物群落的调查与统计，Shannon－Wienner指数最高的为杂木混交林群落，其值为2.164，主要是因为杂木混交林群落的树木种类比较多，而且分布相对均匀，所以它的Shannon－Wienner指数较高。Shannon－Wienner指数最低的是榆叶梅天然纯林群落，其值仅仅为0.387，主要是该群落内树木种类稀少，并且分布不均匀所致。具体结果如表5所示：

3.2.5 Pielou群落均匀度指数

Pielou群落均匀度指数表示群落中物种的多度和分布的均匀程度，其数值越大，说明物种越多，分布越均匀。通过计算可知，Pielou群落均匀度指数最高的为杂木混交林群落，其值为0.985。而油松五角枫混交群落的均匀度指数最低，其值仅仅为0.558。具体如表6所示：

表6 各植物群落的Pielou均匀度指数统计表

3.3 植物群落β多样性

3.3.1 Whittaker指数

计算结果显示：北陵公园乔灌植物群落的Whittaker指数为（表7所示）。计算可知各样方的平均物种数为6.753，取整为7种，假设随机所取的20块样方中物种完全相同，那么Whittaker指数βw＝0；相反假设物种完全不相同，那么 Whittaker指数βw＝19。因此北陵公园乔灌植物群落的 Whittaker指数应该在0～19之间，我们所计算得出的Whittaker指数为6.753正好在这个区域内，而且处于一个居中的位置，说明在不同样方之间的共有种比较多。

表7 各植物群落Whittaker指数统计表

3.3.2 Cody指数

计算结果显示：分别对南区、北区进行统计、计算，结果显示（见表8、9）：南、北两区由东到西的Cody指数明显不同，平均指数分别是5.50、4.80，东侧区域上植物多样性变化明显高于西部。在东部区域内的4个小组中，从南到北的Cody指数总体上呈现增加趋势。相反，西侧区域Cody指数则呈下降趋势。

表8 滨河路南侧区域不同组间的Cody指数统计表

表9 滨河路北侧区域不同组间的Cody指数统计表

4 结论

4.1 实地调查结果显示，沈阳滨河路的植物群落类型主要有以下15种：油松天然纯林群落、柳树天然纯林群落、杨柳混交林群落、锦带花纯林群落、天然杂木混交林群落、柳树云杉混交林群落、红瑞木天然纯林群落、火炬树人工纯林群落、榆树天然纯林群落、杨树纯林群落、刺玫天然纯林群落、绣线菊天然纯林群落、榆叶梅天然纯林群落、杏树天然纯林群落、紫丁香天然纯林群落。

4.2 滨河路乔灌植物的α多样性指数分别是：物种数量丰度为26种；平均物种密度为1.413／m2；群落的Simpson指数范围0.164～0.865，指数最大的是杂木混交林群落，最小的榆叶梅天然纯林群落；群落Shannon－Wienner指数范围0.387～2.164，指数最大的是杂木混交林群落，最小的榆叶梅天然纯林群落；Pielou群落均匀度指数0.558～0.985，指数最大为杂木混交林群落、最小的是榆叶梅天然纯林群落。总体上沈阳滨河路的乔灌植物的种类不多，现存的多数群落多样性指数不高。

4.3 北陵公园内乔灌植物的β多样性指数计算结果表明：滨河路乔灌植物群落的 Whittaker指数为6.753，其值符合0～19这个区域并且偏小，说明在不同样方之间的共有种较多；南、北两区由东到西的Cody指数明显不同，南侧区域上植物多样性变化明显高于北部。从东到西，南侧的Cody指数总体上呈现增加趋势，而北侧区域Cody指数则呈先增加后下降趋势。

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