遼河流域沈陽段河岸帶植物種類及多樣性變化

馬 駿，盧志朋

（遼寧省沙地治理與利用研究所，遼寧 阜新 123000）

河岸帶是水域、陸域生態系統之間的生態交錯帶[1]，具有顯著的邊緣效應和獨特的生態過程[2]，生境狀況復雜，變化明顯。河岸帶植被作為河岸生態系統的重要組成部分，對水陸生態系統間的能流、物流、生物流和信息流的交換具有重要意義，在保護生物多樣性，截留污染效應，保護河堤兩岸、調節微型氣候等方面發揮重要作用[3]。遼河流域沈陽段流經康平、遼中、新民、法庫4 個區域，是遼河保護區的重要組成部分。

目前已有一些學者對遼河區域河岸帶土壤酶活性特征[4]、微生物多樣性[5]、景觀動態與生態系統[6]以及系統健康評價方法進行研究[7]，然而河岸帶植物的多樣性特征及變化趨勢方面的研究較少。本文以遼河流域沈陽段為研究對象，分別在2016、2018、2020 年4—11 月期間對遼河流域沈陽段為河岸帶植物的種類、群落組成進行調查，計算植物多樣性指數，判斷其植被恢復情況。

1 研究區域概況

遼河流域沈陽段流經康平、法庫、沈北新區、新民市、遼中縣，境內河長307.4 km，流域面積5 848.3 m2，保護區內面積44 666.67 hm2。遼河流域沈陽段由上游至下游依次分為4 個主要區域：康平、法庫、新民、遼中，占遼河流域22.9%，是遼河流域內最為重要的一環。

2 研究方法

2.1 野外調查

根據沈陽遼河保護區地理位置和水質檢測站分布情況，在上游、中游、下游共選取8 個樣地，遵照沈陽遼河保護局沿河封育標準，沿河兩岸50 m范圍內禁止放牧捕魚。因此將河道兩側50 m 范圍設為樣帶，在樣帶范圍內依據喬木采用10 m×10 m樣方，灌木采用4 m×4 m 樣方，草本采用1 m×1 m樣方，設立樣方規格數量如表1。2016、2018 和2020 年的每年4-11 月共計進行11 次植被調查。詳細記錄樣地的具體生態環境，記錄每個樣地內植物群落結構、群落內的物種名稱及數量。對個別難以鑒定物種帶回鑒定[8]。

表1 各樣地內不同規格樣方數量個

2.2 數據分析

選用Patrick 豐富度指數、Simpson 多樣性指數、Shannon 多樣性指數和Pielou 均勻度指數4 類進行多樣性指數分析，其計算公式如下[9-10]：

式中：S為樣線內的物種數；Pi為某種的個體數占總個體數的比例。

3 結果與分析

3.1 遼河沈陽段河岸帶植物種類和群落組成

如表2 所示，2016 年遼河沈陽段河岸帶共有植物142 種，分屬44 科109 屬，其中喬木7 種，灌木3種，其余為草本植物。優勢科為菊科37 種，占26.06%，禾本科15 種占10.56%，豆科14 種占9.86%。2018 年遼河沈陽段河岸帶共有植物295種，分屬64 科191 屬，其中喬木25 種，灌木8 種，其余為草本植物。優勢科為菊科62 種占21.02%，禾本科31 種占10.51%，豆科14 種占7.12%。2020年遼河沈陽段河岸帶共有植物308 種，已確定植物298 種分屬64 科192 屬，與2018 調查相比新增植物均為草本植物。優勢科為菊科63 種占20.45%，禾本科38 種占12.34%，豆科18 種占5.84%。

表2 遼河沈陽段河岸帶植物種類

如表3 所示，2016-2020 年期間遼河沈陽段河岸帶植物群落數量逐年遞增，其中陸生植物群落占比為78.95%、75.61%、75%，始終占據主要優勢。

表3 遼河沈陽段河岸帶植物群落數量個

3.2 遼河沈陽段河岸帶植物多樣性變化趨勢

如圖1 所示，2016 年遼河沈陽段河岸帶植物Shannon 多樣性指數、Simpson 多樣性指數和Pielou均勻度的變化范圍分別是0.89～0.96、3.05～4.1 和0.74～0.98；2018 年Shannon 多樣性指數、Simpson多樣性指數和Pielou 均勻度的變化范圍分別是0.93～0.98、3.24～4.4 和0.79～0.89；2020 年Shan‐non 多樣性指數、Simpson 多樣性指數和Pielou 均勻度的變化范圍分別是0.94～0.98、3.25～4.45 和0.79～0.91。分別針對2016 年、2018 年、2020 年3種多樣性指數進行方差分析，發現差異不顯著（P＞0.05）；但針對8 個采樣地點分別進行方差分析，結果差異顯著（P＜0.05），多樣性指數自上游起先下降后上升至中游區段達到峰值，在中游至下游過程中先下降后上升，與我國其他地區河岸帶植物的多樣性指數變化趨勢一致[11]。植物多樣性指數變化受空間影響更大。

圖1 2016-2010植物多樣性指數變化趨勢

4 結 論

在2016、2018、2020 年3 年累計11 次調查中，遼河流域沈陽段河岸帶植物種類逐年增加，植物群落數量逐年增多。隨著遼河流域河岸帶封育措施的實施，河道兩側50 m 范圍內嚴禁耕種、禁止放牧，河道內嚴禁拉網電魚，禁止垂釣，沿河設立遼河生態保護區等措施的不斷開展和深入，植物多樣性的調查結果表明：遼河保護區內的生物多樣性得到改善，遼河流域河岸帶植被逐漸恢復。其中水生植物種類從2016 年4 種提高到2018 年10 種和2020年11 種，恢復效果顯著。遼河流域水生植物種類大幅增加的原因可能是受遼河水位和人工捕魚雙重因素影響。一方面，2018 年較2017 年遼河流域降水量增加導致遼河干流水位上升；另一方面，在2016-2018 年期間遼河流域常見魚類由8 種恢復到22 種，大量的人工捕魚減少了魚類對水生植物的掠食。在2018-2020 年間遼河干流水位趨于平穩，遼河流域常見魚類種類數量無變化，水生植物種類也并無較大變化。

河岸帶植物多樣性指數結果顯示：2018 年的Shannon 多樣性指數較2016 年有少量增加，2018年的Simpson 多樣性指數較2016 年大幅提高，這可能是2018 年較2016 年植物種類大幅度增加導致。而2020 年與2018 年相比，植物種類增加較少，導致2020 年Shannon 多樣性指數波動趨于平穩，Simpson 多樣性指數增加也減小。此外，Pielou均勻度指數2018-2020 年逐年降低，其可能的原因是遼河流域河岸帶植被雖逐漸恢復，但受限于不同調查區域的自然情況，植被分布并不均勻，由此推測陸生植被恢復狀況主要與上下游植被分布、降水量有關。