科普公园植物多样性研究

沈阳市科普公园植物多样性研究

专业：生物科学 班级: 09生物科学 姓名：梁丹

引文 1自然概况

1.1地理概况 1.2气候概况 1.3植被概况

5 6 6 6 7 8 9 9 11 13 13 15 17 17 17 18 19 20 21 37

2 研究方法 3 研究结果

3.1物种多样性

3.2生态系统多样性

4 样方调查及多样性指数

4.1样方调查 4.2 多样性指数

5 调查结果与比较

5.1 科普公园4个区域植物多样性比较

5.2 科普公园与其它公园植物物种多样性比较

结论 致谢 参考文献 附录1 植物名录 附录2 植物图片

沈阳科普公园是目前全国最大的科普公园。科普公园位于沈阳科学宫的南侧，总占地面积242公顷。该区域属暖温带半湿润气候地区，

四季气候分明，雨热同季、干冷同期、光照充足、降雨集中。年平均气温8℃，最热在7月份，温度可达38℃，最冷在1月份，温度可达零下30℃，气候变化较明显。年平均降水量为651.6mm，年日照时数为2527h，日照百分率为57%。

该区域植被状况基本完好，植物物种多样性比较丰富，有种子植物52科、96属、126种，其中野生植物56种，栽培植物70种。国家二级保护植物3种，具有经济价值的植物60余种，包括材用植物25种、药用植物20种、食用植物15种、观赏植物50余种。

该区域生态系统主要包括森林生态系统和湿地生态系统，其中森林生态系统主要由落叶阔叶林和针阔叶混交林构成，分为乔木层、灌木层，以及林下草本地被植物；湿地生态系统主要由岸边植物群落和水中植物群落构成。

相比较而言，公园内东侧和南侧植物多样性丰富度较低，西侧丰富度处于中等水平，北侧丰富度最高。 关键词：

科普公园；样方调查；植物多样性；多样性指数；

Abstract

KePuPark is located in Shenyang southern suburbs,is the largest park in Shenyang. covers an area of 24.2 millon square meters. This area of climate region, the four seasons climate is trenchant, rain falling, the same dry and hot, sunny, rainfall concentration. Average annual temperature 8 ℃, the hottest in July, the temperature can reach 38 ℃ in January, the coldest temperature can amount to minus 30 ℃, climate change is obvious. Average annual rainfall 651.6 mm, years for 2527h, sunshine duration for the sunshine percentage for 57%.

The regional vegetation status basic intact, plant species diversity of seed plants have abundant, 52branch, 96genera, 126 species, including wild plants, 56 kinds of cultivated plants. National secondary protection plant 3kinds, with economic value more than 60 kinds of plants, including material, using the plant and medicinal plants 45 species, edible plants 15species, more than 50 kinds of ornamental plants .

The regional ecological system mainly including forest ecological system and wetland ecosystems, including forest ecological system mainly consists of deciduous broadleaved forest and needle mongolica forest structure, divided into the tree layer and the shrub layer, and undergrowth herb groundcover plants; Wetland ecosystem mainly by the shore of plant community and the water plant community composition.

In comparison, south west side and the park east plant diversity in abundance, low abundance in mid-level, north abundance is highest.

Keywords:

KePu park; Order the survey; Plant diversity; diversity index;

引 文

植物多样性是生物多样性基础，也是我们赖以生存的物质基础。研究和保护植物多样性，关系到全球生态平衡、气候稳定，以及全球经济可持续发展。近20年来，植物多样性一直受到广泛关注，并且植物多样性研究已经成为生态学研究的热门课题。研究植物多样性，对经济发展、生产实

践、生态环境保护和建设具有重要的指导意义。

植物多样性包括物种多样性，遗传多样性和生态系统多样性。在对科普公园的研究中主要侧重于物种多样性和生态系统多样性的研究。通过调查和研究，使我初步掌握了测量样方和计算生物多样性指数的方法，并且对植物多样性的功能和作用有了进一步的认识。

科普公园内有很多有经济价值的植物，通过对这些植物的系统分类、经济价值、以及生态学研究，不仅能为科普公园的更好规划提供理论依据，并且对科普公园内植物多样性的有效保护也有很大的益处。

1 自然情况

1.1地理概况

沈阳科普公园绿树成荫，花香四溢。据悉，该公园是目前全国最大的科普公园。科普公园位于沈阳科学宫的南侧，总占地面积242公顷。它将科学宫、天穹影院、市图书馆、市规划馆连成一片。

1.2 气候概况

科普公园地区属暖温带半湿润气候地区，四季气候分明，雨热同季、干冷同期、光照充足、降雨集中。年平均气温8℃，最热在7月份，温度可达38℃,最冷在1月份，温度可达零下30℃，气候变化较明显。年平均降水量为651.6mm，年日照时数为2527h，日照百分率为57%。

1.3 植被概况

科普公园内有种子植物52科、96属、126种，其中野生植物56种，栽培植物70种,国家二级保护植物3种。

科普公园东侧与南侧主要是针、阔叶混交林，其中以乔木为主；科普公园西侧主要为落叶阔叶林，以乔木为主；北陵北侧为落叶阔叶林，以灌木为主。

区系成分主要有华北植物区系，如油松Pinus tabulaeformis、蒙古栎Q. mongolica、胡枝子Lespedeza bicolor等；长白植物区系，如核桃楸Juglans mandshurica、紫椴Tilia amurensis、水曲柳Fraxinus madshurica、黄蘖Phellodendron amurense等；内蒙古植物区系，如元宝槭Acer truncatum、乌苏里鼠李Rhamnus ussuriensis、蒙古蒿Artemisia mongolica等[1]。

2 研究方法

2013年5月～2013年6月，我们在指导教师的带领下，先后多次深入该地区进行植物多样性情况考察，在总结前人的工作的基础上，做了更深入的调查研究，在公园东、南、西、北等4个区域分别进行样方测量和植物鉴定，样方面积：10m×10m，样方数量4个[2]（附录2，图1）。然后根据鉴定和测量的结果并查阅了10余种文献资料，对科普公园地区的植物多样性情况进行了系统的比较和分析，最后得出了初步的结论。

3 研究结果

3.1 物种多样性

3.1.1 植物种类

科普公园内有种子植物52科、96属、126种（见附录）[3]，其中野生植物56种，栽培植物70种，国家二保护植物3种[,4][5]，具有经济价值的植物60余种[6]，包括材用植物25种（如:水曲柳、黄檗、核桃楸、紫椴、蒙古栎等）[7]，药用植物20种（如:金银忍冬、连翘、酸膜、石竹等）[8]，食用植物15种（如:山楂、山里红、杏和樱桃等）[7]，观赏植物50种（如:桃花、古松、元宝槭、圆柏等）[9]。 3.1.2优势科

表1.科普公园植物优势科排序

3.2生态系统多样性

3.2.1森林生态系统[10]

（1）落叶阔叶林群落：主要分布在公园西侧和北侧（附录2，图2）。①乔木层主要树种为小叶朴、榆树、杏，以及臭椿、山毛桃、山里红等；②灌木层主要树种是连翘、榆叶梅、水蜡树等；③草本层主要为荠菜、蒲公英、白屈菜、蔊菜等草本植物。

（2）针阔叶混交林群落：主要分布在公园东部、南部（附录2，图3）。①乔木层主要树种为榆树、圆柏、山毛桃树，其次为白蜡树、色木槭、旱柳等；②灌木层主要树种是丁香，其次为水蜡树等；③草本层主要为荠菜、车前草、三叶委陵菜等草本植物。 3.2.2湿地生态系统

（1）岸边植物群落（附录2，图4）：主要由垂柳、酸膜、香蒲、水葱、慈姑等植物组成。

（2）水中植物群落（附录2，图5）：挺水植物主要有芦苇等；浮水植物主要有睡莲、浮萍等；沉水植物主要有水绵、轮藻、黑藻等。 3.2.3生态系统功能[11]

科普公园森林生态系统中的植物以乔木为主，也有少量灌木和草本植物。森林中还有种类繁多的动物。森林在维持生物圈的稳定、改善生态环境等方面起着重要的作用。例如，森林植物通过光合作用，

每天都消耗大量的二氧化碳，释放出大量的氧，这对于维持大气中二氧化碳和氧含量的平衡具有重要意义。又如，在降雨时，乔木层、灌木层和草本植物层都能够截留一部分雨水，大大减缓雨水对地面的冲刷，最大限度地减少地表径流。枯枝落叶层就像一层厚厚的海绵，能够大量地吸收和贮存雨水。因此，森林在涵养水源、保持水土方面起着重要作用，有“绿色水库”之称。

科普公园的湿地生态系统是人工的水域地带，是静止的淡水水域。其生物群落由水生和陆生种类组成，物质循环、能量流动和物种迁移与演变活跃，具有较高的生态多样性、物种多样性和生物生产力。湿地具有多种生态功能,蕴育着丰富的自然资源,被人们称为“地球之肾”、物种贮存库、气候调节器,在保护生态环境、保持生物多样性以及发展经济社会中,具有不可替代的重要作用。

湿地生态系统同其它任何生态系统相比,初级生产力高，是一般陆地生态系统的3.5倍。并且湿地具有综合效益，既有涵养水源，调节气候，净化水质，保存物种提供野生动物栖息地等基本生态效益。

4 调查样方及多样性指数

4.1 样方调查

[12]

4.1.1科普公园东侧

4.1.2科普公园北侧

注：上表中植物名称前有*标记的为在样方内有该植物的幼苗。

4.1.3科普公园西侧

表5.落叶阔叶林

4.1.4科普公园南侧

表6.针阔叶混交林

注：上表中植物名称前有*标记的为在样方内有该植物的幼苗。

４.２植物多样性计算

1.α多样性：

Gleason index and Margalef index a．Gleason（1922）指数 D=S/lnA

式中A为单位面积，S为群落中的物种数目。

D（东侧）=4/ln100=0.869

D（南侧）=4/ln100=0.869

D（西侧）=6/ln100=1.304 D（北侧）=9/ln100=1.957 2.β多样性：

Whittaker指数（βw） βw=S/mα-1

式中：S为所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数。

βw（东侧）=4/6.8-1=0.690

βw（南侧）=4/6.8-1=0.690

[13]

βw（西侧）=6/6.8-1=1.034 βw（北侧）=9/6.8-1=1.552

3．γ多样性：

主要指标为物种数（S）

γ多样性测定沿海拔梯度具有两种分布格局：偏锋分布和显著的负相关格局。

S（东侧）=4

S（南侧）=4 S（西侧）=6 S（北侧）=9

5调查结果比较与分析[14]

5.1科普公园4个区域植物多样性指数比较

5.1.1．α多样性比较

北侧＞西侧＞南侧=东侧； 5.1.2.β多样性指数

北侧＞西侧＞南侧=东侧； 5.1.3γ多样性

北侧＞西侧＞南侧=东侧。

5.2科普公园与其他公园植物物种多样性比较

表7.科普公园与其他3个公园科、种数量比较

科普公园地区的植物种数同其他公园相比较，科、种数目都比较相当，没有太大差别，相对来说青年公园的数量大一些。

结 论

(1)科普公园有种子植物52科、96属、126种，其中野生植物56种，栽培植物70种。国家二级保护植物3种、，具有经济价值的植物60余种。

(2)科普公园内东南西北四处位置中，科普北侧植物多样性最丰富，东侧和南侧地区的多样性最低，西侧的多样性处于中等水平。

(3)科普东侧和南侧主要是针阔叶混交林，其中以乔木为主；科普西侧主要为阔叶林，以乔木为主；科普北侧为落叶阔叶林，以灌木为主，植物多样性最为丰富。

(4)科普公园在沈阳市的几大公园中是植被保存较完好，植物种类较多的公园。

致 谢

四年的读书生活在这个季节将划上一个句号，而我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。四年的求学生涯在师长，父母，朋友的帮助下走的辛苦却也收获颇丰。在这论文即将完成之际，我要特别感谢我的导师，您学识渊博，思想深邃，为我创造了良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，您不仅使我接受了全新的思想观念，也使我领会了基本的思考方式。从最初的定题，到资料收集，到写作，修改，到定稿都受到您的耐心指导和无私帮助。同时，我也要感谢很多同学在实地调查时对我的帮助，有了他们的帮助，我才能圆满的完成实验调查。

在这次毕业设计中，我体会到做学术研究需要锲而不舍的探索精神，要不怕苦不怕累，还要时刻注意新的科学信息，挖掘最新科学资源。书到用时方恨少，在这篇论文写作的过程中。我深感自己的水平还很欠缺。由于个人能力有限，研究时间仓促，资料的全面性有很多不足，这篇论文可能还存在许多不足之处，希望指导老师提出宝贵意见。

参考文献

[1]张绍贤，辽宁森林[M]，中国林业出版社，北京，1990；

[2]王鹏飞、栗 燕、杨秋生，郑州市公园绿地木本植物物种多样性研究[J]，中国园林，2009（05）:84-87

[3]傅沛云,东北植物检索表[M],科学出版社，北京，1995；

[4]李书心，辽宁植物志（上册）[M],辽宁科学技术出版社, 沈阳，1988； [5]李书心，辽宁植物志（下册）[M],辽宁科学技术出版社，沈阳，1992； [6]中科院植物研究所，中国经济植物志[M]，北京，科学出版社,1998； [7]吴国芳等，植物学（下册）[M]，第二版，北京，高等教育出版社，2006； [8]赵国平等，中药大辞典（第2版）[M]，上海，科学出版社，2006； [9]吴宪亮、梁雪、杨帆，乡土植物在沈阳地区园林绿化中的应用[J]，沈阳农业大学学报，2009(6)：734-737

[10] 何方，应用生态学[M]，北京，科学出版社,2003；

[11]林源祥,城市园林绿地生物多样性保护与建设规划研究[J],广东园林,2005,25(1):10-12.

[12]蒋雪丽、王小德、崔青云等，杭州城市公园绿地植物多样性研究[J]，浙江农林大学学报， 2011， 28（3）： 416 – 421

[13]许晴、张放、许中旗等，Simpson 指数和Shannon Wiener 指数若干特征的分析及稀释效应[J]，草业科学[J]，2011.28（04）：527- 531 [14]何列艳、亢新刚、赵俊卉等，长白山云冷杉针阔混交林径阶多样性指数对比[J]，浙江农林大学学报， 2011， 28（3）： 432 - 438

附录１ 植物名录

1．松科Pinaceae

1．赤松P.densiflora Sieb.et Zncc.

2．油松P. tabulaeformis Carr.

3．樟子松Pinus sylvestris Var. mongolica Litrin 4．日本落叶松Larix kaempferi (Lamb.) Carr.

2．柏科Cupressaceae

5．圆柏Sabina davurica (Pall.) At. 3．胡桃科Juglandaceae

6*核桃楸Juglans mandshurica Maxim.（二级）

4．杨柳科Salicaceae

7． 毛白杨Populus tomentosa Carr 8． 加杨P.X canadensis Moench 9 . 小青杨P. Pseudo-simonii Kitag. 10． 山杨Populus davidiana 11．垂柳Salix babylonica L. 12．旱柳S.matsudana Koidz.

5. 黄杨科Buxaceae

13 小叶黄杨Buxus microphylla 6．壳斗科Fagaceae

14．蒙古栎Q. mongolica Fisch.

7．榆科Ulmaceae

15．榆U.pumila L.

16．小叶朴Celtis koraiensis Nakai 17．垂榆 Ulmus pumila var. pendula

8．桑科Moraceae

18．律草Humulus scandens (Lour.) Merr. 19．桑Morus alba L.

9．蓼科Polygonaceae

20．扁蓄蓼Polygonum aviculare L. 21．酸模Rumex acetisa L.

10．石竹科Caryophyllaceae

22．石竹Dianthus chinensis L.

11．藜科Chenopodaceae

23．藜Chenopodium album L. 24．大叶藜Ch. Hybridum L. 25．小藜Chenopodium serotinum L. 26．细叶藜Ch. Stenophyllum Koidz. 27．碱蓬Suaeda glauca (Bge.) Bge.

12．苋科Amaranthaceae

28．苋菜A. retroflexus L.

13. 睡莲科Nymphaeaceae

29. 睡莲 Nymphaea alba

14．罂粟科Papaveraceae

30．白屈菜Chlidonium majus L.

15．十字花科Cruciferae

31．荠菜Capsella bursa-pastoris (L.) Medic. 32．独行菜L. sativum L.

33．风花菜Rorippa globosa (Turcz.) Thell. 34．蔊菜Rorippa indica (Linn.) Hiern

16．虎耳草科Saxifragaceae

35. 山梅花Philadelphus incanus Koehne药用；

36. 大花水桠木Hydrangea macrophylla (Thunb.) Seringe药

用；

17．景天科Crassulaceae

37．费菜Sedum aizoon L. 38.景天S.hsinganicum Chu.

18．蔷薇科Rosaceae

39．山里红Crataegus pinnatifida Bunge 40．山楂C. pinnatifida var. major N. E. Br. 41．山定子Malus baccata (L.) Borkh

42．珍珠绣线菊 Spiraea thunbergii Sieb.ex Blume 43．土庄绣线菊S. pubescens Turcz. 44．稠李P. padus L. 45．杏Prunus armeniaca L.

46．樱桃P. maximowiczii Rupr.

47．毛樱桃prunus tomentosa (thunb.)wall

48．榆叶梅Amygdalus triloba (Lindl.) Ricker

49 .桃 Prunus persica

50．委陵菜Potentilla aiscolor Bunge.

51．山毛桃Prunus davidiana (Maxim.) Koehnee396．

52．玫瑰Rosa rugosa

19．豆科Leguminosae

53．树锦鸡Caragna fruten (L) koch

54．胡枝子Lespedeza bicolor Turcz.

55．刺槐Robinia pseudo-acacia L.

56.槐树Sphora japonica L.

57．紫穗槐Amorpha fruticosa L.

58．山皂角Gleditsia japonica Miq.

59．花木蓝Indigofera kirilowii Maxim.

20．牻牛儿苗科Geraniacese

60．鼠掌老鹳草Geranium. sibiricum L.

21．大戟科Enphorbiaceae

61．铁苋菜Acalypha australis L.

62．大戟E. pekinensis Rupr.

63．叶底珠Securinega suffruticosa Rehd.

64．地锦草Euphorbia humifusa Willd.

22.芸香科Rutaceae

65．*黄蘖Phellodendron amurense Rupr.（二级）

23．槭树科Aceraceae

66．色木槭A. mono Maxim.

67．元宝槭A. truncatum Bunge

24.无患子科Sapindaceae

68. 栾树Koelreuteria paniculata Laxm.

25．卫矛科Celastraceae

69．南蛇藤C. orbiculatus Thunb.

70.桃叶卫矛E.bungeanus Maxim.

26．鼠李科Rhamnaceae

71．乌苏里鼠李Rhamus. Yoshinoi Makino

27．葡萄科Vitaceae

72．五叶地锦Parthenocissus thomsoni (Maxim.) Trautv.

73．山葡萄Vitis amurensis Rupr.

28．椴树科Tiliaceae

74．*紫椴Tilia amurensis Rupr.（二级）

29．堇菜科Violaceae

75．紫花地丁Viola philippica Car

30．柳叶菜科Oenotheraceae

76．月见草Oenotera biennis L.

31．木犀科Oleaceae

77．白蜡树Fraxinus bungeana DC.

78．连翘 Forsythia suspensa (Thunb.) vahl．

79．水腊树Ligustrum obtusifolium Sieb. Et Zucc.

80．丁香Syringa oblata Lindl

81．水曲柳Fraxinus madshurica Rupr

32．旋花科Convolvulaceae

82．打碗花Calystegia hedracea Wall.

83．裂叶牵牛花Pharbitis nil (L.) Choisy

84．圆叶牵牛花Ph. Purpurea (L.) Voigt

85．茑萝Quamoclit pennata(Desr.)Bojer.

33．紫草科Borraginaceae

86．附地菜T. peduncularis Benth. 药用；

34．唇形科 Labiatae

87．益母草Leonurus japonics Houtt.

88．夏至草Lagopsis supina Ik.-Gal. ex Knorr.

35．茄科Solanaceae

89．酸浆Physali alkekengi var. franchrti (Mast.) Makino

90．毛酸浆Ph. Pubescens L.

91．龙葵S. nigrum L.

92．曼佗罗Datura stramonium L

36．车前科Plantaginaceae

93．车前Plantago asiatica L. Plantago major L

94．平车前P. depressa Willd.

37．忍冬科Caprjfoliaceae

95．金银忍冬L. maackii (Rupr.) Maxim.

96．接骨木Sambucus. williamsii Hance

97．鸡树条荚Viburnrm sargenti Koehne

38.菊科Compositae

98．黄花蒿Artemisia annua L.

99．翠菊Callistephus chinensis (L.) Nees.

100．刺儿菜Ccphalanoplos segetum (Bunge) Kitam.

101.万寿菊Tagetes erecta L.

102．飞蓬Erigeron acre L.

103．苦荬菜I. Denticulata Stebb.

104．抱茎苦荬菜I. Sonchifolia Hance

105．薄公英Taraxacum brassicacfolium Kitag.

106．苍耳Xanthium sibiricum Patrinex Widder

107．蒙古蒿ArtemisiamongolicaFisch.etBess.

39．鸢尾科Iridaceae

108．马蔺I. Lactea var. chinensis Koidz.

40．鸭跖草科Commelinaceae

109．鸭跖草Commelina communis L.

41．禾本科Gramineae

110．虎尾草Chloris virgata Swartz

111．牛筋草Eleusine indica（L）Gaertn

112．马唐Digtaria ischaemum (Schreb.) Muenl.

113．金狗尾草Setaria glauca (L.) Beauv.

114．早熟禾Poa nemoralis L.

115．芦苇Phragmites australis (Cav.) Trin. Ex Steud

42.水鳖科 Hydrocharitaceae

116黑藻 Hydrilla verticillata (L. f.) Royle 43.香蒲科 Typhaceae

117香蒲 Typha orientalis Presl.

44莎草科Scirpus

118水葱

45Scirpus validus Vahl 浮萍科Lemna

119浮萍Lemna minor L

46．野茉莉科Styraceae

120．紫茉莉Mirabilis jalapa Linn

47．萝摩科Asclepiadaceae

121．萝摩Metaplexis japonica (Thunb.) Makin

48．百合科Liliaceae

122. 萱草Hemerocallis fulva

49．苦木科Simaroubaceae

123．臭椿Ailantus altissima Swingl

50.泽泻科Alismataceae

124.慈姑Sagittaria sagittifolia

51.水绵科

125.水绵Spirogyra intorta Jao

52.轮藻科

126.轮藻 Chara sp

附录 2 植物图片

图1 科普公园内样方选取位置 图2 落叶阔叶林

（注：图中紫色方框代表样方）

图3 针阔叶混交林 图4 湿地生态系统（岸边植物群落）

图5 湿地生态系统（水中植物群落）