辽河流域沈阳段河岸带植物种类及多样性变化

马 骏，卢志朋

（辽宁省沙地治理与利用研究所，辽宁 阜新 123000）

河岸带是水域、陆域生态系统之间的生态交错带[1]，具有显著的边缘效应和独特的生态过程[2]，生境状况复杂，变化明显。河岸带植被作为河岸生态系统的重要组成部分，对水陆生态系统间的能流、物流、生物流和信息流的交换具有重要意义，在保护生物多样性，截留污染效应，保护河堤两岸、调节微型气候等方面发挥重要作用[3]。辽河流域沈阳段流经康平、辽中、新民、法库4 个区域，是辽河保护区的重要组成部分。

目前已有一些学者对辽河区域河岸带土壤酶活性特征[4]、微生物多样性[5]、景观动态与生态系统[6]以及系统健康评价方法进行研究[7]，然而河岸带植物的多样性特征及变化趋势方面的研究较少。本文以辽河流域沈阳段为研究对象，分别在2016、2018、2020 年4—11 月期间对辽河流域沈阳段为河岸带植物的种类、群落组成进行调查，计算植物多样性指数，判断其植被恢复情况。

1 研究区域概况

辽河流域沈阳段流经康平、法库、沈北新区、新民市、辽中县，境内河长307.4 km，流域面积5 848.3 m2，保护区内面积44 666.67 hm2。辽河流域沈阳段由上游至下游依次分为4 个主要区域：康平、法库、新民、辽中，占辽河流域22.9%，是辽河流域内最为重要的一环。

2 研究方法

2.1 野外调查

根据沈阳辽河保护区地理位置和水质检测站分布情况，在上游、中游、下游共选取8 个样地，遵照沈阳辽河保护局沿河封育标准，沿河两岸50 m范围内禁止放牧捕鱼。因此将河道两侧50 m 范围设为样带，在样带范围内依据乔木采用10 m×10 m样方，灌木采用4 m×4 m 样方，草本采用1 m×1 m样方，设立样方规格数量如表1。2016、2018 和2020 年的每年4-11 月共计进行11 次植被调查。详细记录样地的具体生态环境，记录每个样地内植物群落结构、群落内的物种名称及数量。对个别难以鉴定物种带回鉴定[8]。

表1 各样地内不同规格样方数量个

2.2 数据分析

选用Patrick 丰富度指数、Simpson 多样性指数、Shannon 多样性指数和Pielou 均匀度指数4 类进行多样性指数分析，其计算公式如下[9-10]：

式中：S为样线内的物种数；Pi为某种的个体数占总个体数的比例。

3 结果与分析

3.1 辽河沈阳段河岸带植物种类和群落组成

如表2 所示，2016 年辽河沈阳段河岸带共有植物142 种，分属44 科109 属，其中乔木7 种，灌木3种，其余为草本植物。优势科为菊科37 种，占26.06%，禾本科15 种占10.56%，豆科14 种占9.86%。2018 年辽河沈阳段河岸带共有植物295种，分属64 科191 属，其中乔木25 种，灌木8 种，其余为草本植物。优势科为菊科62 种占21.02%，禾本科31 种占10.51%，豆科14 种占7.12%。2020年辽河沈阳段河岸带共有植物308 种，已确定植物298 种分属64 科192 属，与2018 调查相比新增植物均为草本植物。优势科为菊科63 种占20.45%，禾本科38 种占12.34%，豆科18 种占5.84%。

表2 辽河沈阳段河岸带植物种类

如表3 所示，2016-2020 年期间辽河沈阳段河岸带植物群落数量逐年递增，其中陆生植物群落占比为78.95%、75.61%、75%，始终占据主要优势。

表3 辽河沈阳段河岸带植物群落数量个

3.2 辽河沈阳段河岸带植物多样性变化趋势

如图1 所示，2016 年辽河沈阳段河岸带植物Shannon 多样性指数、Simpson 多样性指数和Pielou均匀度的变化范围分别是0.89～0.96、3.05～4.1 和0.74～0.98；2018 年Shannon 多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou 均匀度的变化范围分别是0.93～0.98、3.24～4.4 和0.79～0.89；2020 年Shan‐non 多样性指数、Simpson 多样性指数和Pielou 均匀度的变化范围分别是0.94～0.98、3.25～4.45 和0.79～0.91。分别针对2016 年、2018 年、2020 年3种多样性指数进行方差分析，发现差异不显著（P＞0.05）；但针对8 个采样地点分别进行方差分析，结果差异显著（P＜0.05），多样性指数自上游起先下降后上升至中游区段达到峰值，在中游至下游过程中先下降后上升，与我国其他地区河岸带植物的多样性指数变化趋势一致[11]。植物多样性指数变化受空间影响更大。

图1 2016-2010植物多样性指数变化趋势

4 结 论

在2016、2018、2020 年3 年累计11 次调查中，辽河流域沈阳段河岸带植物种类逐年增加，植物群落数量逐年增多。随着辽河流域河岸带封育措施的实施，河道两侧50 m 范围内严禁耕种、禁止放牧，河道内严禁拉网电鱼，禁止垂钓，沿河设立辽河生态保护区等措施的不断开展和深入，植物多样性的调查结果表明：辽河保护区内的生物多样性得到改善，辽河流域河岸带植被逐渐恢复。其中水生植物种类从2016 年4 种提高到2018 年10 种和2020年11 种，恢复效果显著。辽河流域水生植物种类大幅增加的原因可能是受辽河水位和人工捕鱼双重因素影响。一方面，2018 年较2017 年辽河流域降水量增加导致辽河干流水位上升；另一方面，在2016-2018 年期间辽河流域常见鱼类由8 种恢复到22 种，大量的人工捕鱼减少了鱼类对水生植物的掠食。在2018-2020 年间辽河干流水位趋于平稳，辽河流域常见鱼类种类数量无变化，水生植物种类也并无较大变化。

河岸带植物多样性指数结果显示：2018 年的Shannon 多样性指数较2016 年有少量增加，2018年的Simpson 多样性指数较2016 年大幅提高，这可能是2018 年较2016 年植物种类大幅度增加导致。而2020 年与2018 年相比，植物种类增加较少，导致2020 年Shannon 多样性指数波动趋于平稳，Simpson 多样性指数增加也减小。此外，Pielou均匀度指数2018-2020 年逐年降低，其可能的原因是辽河流域河岸带植被虽逐渐恢复，但受限于不同调查区域的自然情况，植被分布并不均匀，由此推测陆生植被恢复状况主要与上下游植被分布、降水量有关。