沈陽棋盤山國際會議中心區域綠化植物多樣性的調查研究

栗生枝，沈威

(遼寧省林業調查規劃院，遼寧 沈陽 110122)

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沈陽棋盤山國際會議中心區域綠化植物多樣性的調查研究

栗生枝，沈威

(遼寧省林業調查規劃院，遼寧 沈陽 110122)

摘要采用實地抽樣調查的方法對沈陽市棋盤山國際會議中心區域綠化植物多樣性進行全面研究，并對喬灌植物群落多樣性指數進行計算和分析。α多樣性指數結果顯示：該區域喬灌植物的物種數量為35種，其中喬木樹種物種為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指數范圍在0.490～0.856之間，其中圓柏銀杏混植群落的Simpson指數最大，值為0.856，而槲樹群落的Simpson指數最小，其值為0.49；群落的Shannon-Wienner指數范圍在0.683～1.991之間，Shannon-Wienner指數最高的為圓柏銀杏混植群落，其值為1.991，Shannon-Wienner指數最低的是槲樹群落，其值僅為0.683；Pielou群落均勻度指數在0.259～0.575之間，Pielou群落均勻度指數最高的為大山櫻白蠟旱柳混植群落，而槲樹群落的均勻度指數最低。β多樣性指數結果顯示：沈陽棋盤山國際會議中心喬灌植物群落的Whittaker指數為5.549，其值符合0～12這個區域并且偏小，說明在不同樣方之間的共有種比較多；Cody指數從東北至西南先減小后變大，說明群落的替代程度先降低后升高。

關鍵詞α多樣性指數；β多樣性指數；植物多樣性；沈陽市棋盤山國際會議中心

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) 是生物及其與環境形成的生態復合體以及與此相關的各種生態過程的總和, 它包括數以百萬種的動物、 植物、 微生物和它們所擁有的基因以及它們與生存環境形成的復雜的生態系統[1]。

植物多樣性是生物多樣性中以植物為主體，由植物、植物與環境之間所形成的復合體及與此相關的生態過程的總和。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、生態系統多樣性和景觀多樣性4個層次[3]。

本文通過調查沈陽棋盤山國際會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木多樣性，以及群落結構，為更好地管理綠化植物群落提供參考。

1調查區域概況

沈陽地處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、秀水河等流經境內。屬溫帶半濕潤大陸性氣候，全年氣溫29～36 ℃，平均氣溫8.3 ℃，全年降水量500 mm，全年無霜期183 d。受季風影響，降水集中，溫差較大，四季分明。棋盤山國際會議中心位于沈陽棋盤山風景區內，并有棋盤山水庫和輝山坐落于基地東北方，極富景觀價值。

2調查內容與研究方法

2.1外業調查

2015年5月對棋盤山國際會議中心區域內的綠化植物(喬木、灌木)多樣性進行了系統全面的取樣調查。調查采用設定樣地方法，共設13塊樣地，每個樣地面積20～260 m2(每塊樣地面積大小依現場具體情況而定)，然后進行詳細記錄。調查記錄內容包括喬木、灌木種類、組成、密度等。外業調查結束后，對所調查的群落進行統計。

2.2多樣性統計分析方法

多樣性指數是測定生物多樣性高低及空間分布特征的數值指標。對植物多樣性評價指標有如下幾種：α指數，常用于研究群落內的物種多樣性。β指數，反映不同群落間物種組成的差異，分析群落內的物種沿著梯度變化的速度。隨著景觀生態學的發展，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。γ指數，反映的是最廣闊的地理尺度，指一個地區或許多地區內穿過一系列的群落的物種多樣性[4]。本文主要采用α指數和β指數研究。

2.2.1植物群落α多樣性指數α多樣性指數主要關注局域生境下的物種數目，因此也被稱為生境內的多樣性。本文采用以下幾種方式：

(1)物種豐富度指數

不同的群落中物種豐富度是不同的，物種豐富度越大，其結構越復雜，抵抗力和穩定性就越大；反之亦然[5]。公式為F=N1+N2+N3+……Ni，其中F為物種豐富度；Ni為每個物種個體。

(2)物種密度指數

單位面積的物種數目，即用物種密度來測度物種的豐富程度，一般用每平方米的物種數目來表示[6]。

(3)Simpson多樣性指數

公式D=1-∑Pi2，其中Pi是種的個體數占群落中總個體數的比例。

(4)Shannon-Wienner指數

其公式H=-∑pi·lnPi；其中Pi是種的個體數占群落中總個體數的比例。

(5)Pielou群落均勻度指數

公式J=-∑Pi·lnPi/lnS，其中S為每一樣方中的物種總數；Pi=Ni/N，其中Pi是種的個體數占群落中總個體數的比例；N為樣地內物種個體總數(或相對蓋度之和)；Ni為第i種的個體數(或相對蓋度)。Pielou均勻度反映的是植物群落多樣性的均勻程度，如果數值高，說明植物分布非常均勻，植物多樣性相對就低，對于自然植物群落來說可能穩定性就較好，但是如果數值過低，景觀多樣性雖高但群落穩定性太差，對于人工群落來說可能養護成本就高[7]。

2.2.2植物群落β多樣性指數β多樣性指數是測量群落的物種多樣性沿著環境梯度變化的速率。不同群落或某環境梯度上不同點之間的共有種越少，β多樣性越大[8]。本文研究主要采用Whittaker指數和Cody指數。

(1) Whittaker指數

該指數由Whittaker于1960年提出，它直觀地反映了β多樣性和物種豐富度S之間的關系。其表達式為：βw=S/mα—1，其中S為研究系統中記錄的物種總數；mα為各樣方或樣本的平均物種數[9]。

(2) Cody指數法

即在調查中，物種在生境梯度的每個點(樣)上被替代的速率，公式β0=[g(H)+l(H)]/2，其中β0為Cody指數；g(H)是指沿生境梯度增加的物種數目；l(H)是指沿生境梯度減少的物種數目，即在上一個梯度中存在而下一個梯度中沒有的物種[10]。

3結果與分析

3.1喬灌植物群落

根據實地野外調查，國際會議中心區域內的植物群落類型可分為以下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　棋盤山國際會議中心樹木群落調查概況

3.2植物群落類型α多樣性指數

3.2.1物種豐富度指數通過調查與統計得到，棋盤山國際會議中心區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最多，為10種。

3.2.2物種密度指數通過對棋盤山國際會議中心區域植物群落的抽樣調查和分析，計算出物種密度如表2、圖1所示。

表2　各群落植物物種密度統計

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Simpson指數是計算物種多樣性的常用方法，其指數的值越大，多樣性越大[11]。根據公式計算，不同群落的Simpson指數都存在很大的區別。其中圓柏銀杏混植群落的Simpson指數最大，值為0.856，其多樣性是最大的；而槲樹群落的Simpson指數最小，其值為0.49，其多樣性明顯差于其他群落。具體Simpson指數由大到小的排序為圓柏銀杏混植群落→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→槲樹群落。具體內容如圖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Shannon-Wienner指數也是反映生物多樣性的重要公式，物種數量越多，分布越均勻，物種的個體數量越大，則多樣性指數值就會越高[12]。通過對植物群落的調查與統計，Shannon-Wienner 指數最高的為圓柏銀杏混植群落，其值為1.991，主要是因為此群落的樹木種類比較多，而且分布相對均勻，所以它的Shannon-Wienner 指數較高。Shannon-Wienner指數最低的是槲樹群落，其值僅僅為0.683，主要是該群落內樹木種類稀少，并且分布不均勻所致。具體Shannon-Wienner指數由大到小的排序為圓柏銀杏混植群落→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→槲樹群落。具體結果圖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Pielou群落均勻度指數表示群落中物種的多度和分布的均勻程度，其數值越大，說明物種越多，分布越均勻。通過計算可知，Pielou群落均勻度指數最高的為大山櫻白蠟旱柳混植群落，其值為0.575，說明此群落是所有群落中分布最均勻的。而槲樹群落的均勻度指數最低，其值僅僅為0.259，說明此群落是所有群落中均勻度最低的。具體Pielou群落均勻度指數由大到小的排序為：大山櫻白蠟旱柳混植群落→圓柏群落→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

3.3.1Whittaker指數喬灌植物群落的Whittaker指數計算結果為：各樣方的平均物種數為6.308，取整為6種，假設隨機所取的13塊樣方中物種完全相同，那么Whittaker指數βw=0；相反假設物種完全不相同，那么Whittaker指數βw=12。因此棋盤山國際會議中心區域喬灌植物群落的Whittaker指數應該在0～12之間，我們所計算得出的Whittaker指數值為5.549，正好在這個區域內，但是有些偏小，說明在不同樣方之間的共有種相對來說比較多。具體如表3所示：

表3　各植物群落Whittaker指數統計

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指數將棋盤山國際會議中心區域抽樣調查所得到的13個植物群落劃為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群落所組成。

對得到的12組數據進行統計計算，結果顯示第4組與第5組的數值最小，為3.5，說明這兩組中的2個群落間的物種變化最小，第12組的值最大，為7，說明此組中的2個群落間的物種變化最大。總體來看，Cody指數從東北至西南先減小后變大，說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群落；五組-槲樹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結論與建議

4.1結論

4.1.1棋盤山國際會議中心區域的植物群落類型主要有以下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棋盤山國際會議中心區域喬灌植物的α多樣性指數分別是：物種數量豐度為35種；平均物種密度為1.42株·m-2；群落的Simpson指數范圍在0.490～0.856之間，其中圓柏銀杏混植群落Simpson指數最大，值為0.856，其多樣性是最大，物種最豐富，而槲樹群落Simpson 指數最小，其值為0.49，是所有群落中多樣性最小的；群落的Shannon-Wienner指數范圍在0.683～1.991之間，Shannon-Wienner指數最高的為圓柏銀杏混植群落，其值為1.991，說明此群落的樹木種類比較多，而且分布相對均勻，Shannon-Wienner指數最低的是槲樹群落，其值僅僅為0.683，說明該群落內樹木種類稀少，并且分布不均勻；Pielou群落均勻度指數在0.259～0.575之間，Pielou群落均勻度指數最高的為大山櫻白蠟旱柳混植群落，說明此群落是所有群落中分布最均勻的。而槲樹群落的均勻度指數最低，其值僅僅為0.259，說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指數為5.549，其值符合 0～12這個區域并且偏小，說明在不同樣方之間的共有種相對較多，物種變化相對較小；Cody指數從東北至西南先減小后變大，說明群落的替代率先降低后升高。

4.2建議

充分發揮本地植物資源優勢，大量引進鄉土植物，引種于庭院，是實現多樣性保護之良策[15]；適合當地自然地理環境的植物品種越多, 其自然生態系統與生態群落越豐富,則其生態系統更具穩定性和可持續性。應大量引進鄉土物種并使物種多樣化, 才能保證綠化植物具有較強的抗拒外來干擾的能力,構建豐富的景觀風貌。另外，要加強對植物的管理與看護，要經常了解各種植物的生長狀況，以便及時發現問題，做出應對，保證樹種的成活率。

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中圖分類號：S718

文獻標識碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.03.007

作者簡介：栗生枝(1987-)，男，遼寧沈陽人，大學，工程師，現從事林業資源調查和研究工作，Email:85799984@qq.com

收稿日期：2015-12-14

文章編號：1005-5215(2016)03-0018-05