北京市河流滨岸带植被调查

袁小环，滕文军，杨学军，武菊英

(北京草业与环境研究发展中心，北京100097)

城市河流滨岸带是一个同时包括陆域和水域，具有良好生态功能和丰富植物景观的复合区域［1］。城市河流滨岸带植被对城市的发展具有重要的生态、经济和社会价值［2］，尤其在提高城市环境质量、展现地域景观特色等方面具有重要作用。植物作为恢复和完善城市河流滨岸绿地生态功能的重要手段［3］，越来越受到人们的关注和青睐。为了了解北京市河流滨岸带植物分布现状及其多样性，本研究通过野外实地调查，掌握了北京市主要河流滨岸带的植被组成和多样性特征，积累了有价值的参考资料和数据，以期为北京市的河流滨岸绿地生态恢复和建设提供参考依据。

1 河流基本情况

1.1 潮白河

潮白河为流经北京市北部、东部的重要河流，是京东第一大河，属海河水系五大河之一。其上源有两支，东支为潮河，西支为白河。潮白河及其支流组成潮白河水系，本境流域面积6 531 km2，占全市面积33.4%，年均径流量10.322×108m3，占全市水系总径流量的39.4%，两项均居全市首位。

1.2 拒马河

拒马河是北方冬季最大的不冻河，为北京市五大水系之一。市境内干流长61 km，流域面积433 km2。拒马河水大流急，对所经山地切割作用强烈，多形成两壁陡峭的峡谷，是北京市一条黄金旅游线路。拒马河也是华北地区唯一没有被污染的河流。

1.3 清水河

清水河位于北京市门头沟区，由黄塔沟、小龙门沟、灵山、龙门涧、达摩沟等溪流汇成，是北京西部重要河流之一。门头沟区最大的水库——斋堂水库——就位于清水河主沟西斋堂村西南的峡谷处。清水河流域内有著名的百花山自然保护区和灵山风景区，植被种类极其丰富。

2 调查研究方法

2.1 调查方法

野外调查的方法主要采取线路调查与样方调查相结合，根据北京市现有河流分布，在专业技术人员的协助下，选择具有代表性的3条河流——潮白河、拒马河、清水河，开展野外线路调查，利用GPS记录调查路线。在植物分布较为集中或典型的滨岸区域设置样地，对样地内的植物种类进行详细调查，并在样地内选取1 m×1 m小样方，分别记录群落物种、多度、盖度和其它群落特征以及群落分布的环境特征。实地调查中，共设置了11个样地21个样方。

2.2 分析方法

总体分析是将3条河流的全部11个样地的数据进行统一处理，个体分析则是以不同河流滨岸带的样方数据为基础进行统计处理。

采用目前国内外常用的反映群落植物多样性高低的Margalef丰富度指数(R)、Shannon－Weiner多样性指数(H')和反映群落中不同物种多度分布均匀程度的Pielou均匀度指数(J)作为样地物种多样性的测定指标［4－7］。

物种出现频度=该物种出现的样方数/样方总数。Margalef丰富度指数:R=(S－1)/ln N;Shannon－Weiner多样性指数:H'=﹣∑Piln Pi;Pielou均匀度指数:J=H'/ln S。其中:S表示样方内物种数目，N表示S个种的相对盖度之和;Ni表示第i种的相对盖度，Pi是第i种的相对盖度与S个种的总相对盖度之比，给定为 Pi=Ni/N，i=1，2，3，……S。

3 结果与分析

3.1 北京市河流滨岸带植物种类构成

北京市河流滨岸带调查样地中共有植物74科248种，其中蕨类植物为3科7种，双子叶植物为56科166种，单子叶植物为15科75种。潮白河滨岸带调查样地中有植物47科127种，拒马河滨岸带调查样地中有植物46科115种，清水河滨岸带调查样地中有植物48科145种。从北京市河流滨岸带植物要素的构成来看，绝大多数都是野生植物，主要集中分布在菊科(36种)，禾本科(35种)，莎草科(18种)，豆科(13种)，蓼科(11种)，蔷薇科(8种)，唇形科(8种)，毛茛科(7种)，伞形科(6种)等18个科，并且以菊科和禾本科这两个大科为主。各个调查样地样方的基本情况如表1所示。

表1 北京市河流滨岸带样方植被特征

根据样方数据统计，野大豆(Glycine soja)出现频度最高，为57.1%，其次为野艾蒿(Artemisia lavandulaefolia)52.4%，后面依次为大狼把草(Bidens frondos)、薄荷(MenthAcanadensis)42.9%，节节草(Equisetum ramosissimum)、大车前(Plantago major)、毛叶荩草(Arthraxon prionodes)38.1%，千屈菜(Lythrum salicaria)、针蔺(Eleocharis valleculosa)、旋复花(Inula britannica L.var.chinensis)、意大利苍耳(Xanthium italicum Moretti)33.3%。除毛叶荩草外，其它十种植物在草甸、河漫滩草甸、沼泽这3种植被类型的群落中均有出现，说明它们对水分的适应范围广，耐旱和耐涝能力都很强，可以适应季节性水旱交替的滨岸生境。而毛叶荩草只出现在河漫滩草甸和沼泽这两种水分充足的植被类型中，表明其对水涝的耐受能力要强于对干旱的耐受能力，应用时宜布置在近水滨岸带，以满足其对水分的要求。

3.2 北京市河流滨岸带植物多样性分析

3.2.1 丰富度指数

从总体上看，北京市河流滨岸带植被物种丰富度较高，草甸、河漫滩草甸、沼泽3种植被类型的物种Margalef指数分别为73.08，62.68，36.06，其中草甸的物种丰富度指数明显高于河漫滩草甸和沼泽。其原因主要是自然分布的植物大多喜干旱偏湿，排水良好的土壤，少数植物能够耐受长期的水涝条件，所以由草甸过渡到沼泽，植被的物种丰富度逐渐降低。

从各个调查点来看(图1)，植被的物种Margalef指数差异较大，物种丰富度最大值为142.3，出现在清水河19号样方，物种丰富度最小值为23.19，出现在潮白河3号样方。这种差异一方面是由调查点植被类型不同造成的，19号样方为草甸，适生的草本植物种类较多，而3号样方为沼泽，适生的草本植物种类相对较少。另一方面，物种丰富度反映了自然植被受人为干扰和破坏的程度，丰富度越高受人为干扰程度越小。由此推断，清水河19号样方的植被较其它样方的植被受人为干扰和破坏程度小，更好地保持着自然野生状态。

图1 不同样方内植被的物种丰富度

3.2.2 多样性指数

从总体上看，北京市河流滨岸带的物种Shannon－Weiner指数较高，大多介于1.30～2.30之间。在所调查的3条河流中，大多数样地处于野生状态，受人为干扰程度较小，植物种类较为丰富，多样性指数相对较高。而且调查地点处于水陆过渡带，边缘效应明显，使得野生草本丰富，在一定程度上增大了植被的多样性指数。

从各个样方的物种Shannon－Weiner指数数量特征来看(图2)，清水河的物种多样性较潮白河和拒马河高，河漫滩草甸的物种多样性略高于沼泽和草甸，Shannon－Weiner指数最大值为2.47，出现在清水河14号样方，说明该地植物种类多样，生态功能和景观异质性高。Shannon－Weiner指数最小值出现在潮白河2号样方(1.02)，这与该样方较高的物种Margalef指数(94.91)不相符合，可能是由于该样方内植物分布较集中，覆盖度较小导致多样性指数偏低。

图2 不同样方内植被的植物多样性

3.2.3 均匀度指数

北京市河流滨岸带植物Pielou指数总体上较高(图3)，且不同河流之间、不同植被类型之间差异不大。这是由于河流滨岸带植被中野生草本植物占绝大多数，并且种类繁多，数量巨大，自然生长过程中几乎不受人为干扰，物种分布较均匀，因此均匀度较高。

物种分布最均匀的是清水河18号样方(0.82)，该区域在丰水期可被河水淹没，生境复杂，杂草在群落中占有重要位置，使得物种均匀度相对较高。潮白河2号样方的物种分布较为集中，Pielou指数仅为0.42，这与该样地的地形和地势有一定关系，狭长的地形和起伏的地势不利于植被的均匀分布，造成物种的Pielou指数偏低。而其它样方的Pielou指数则呈现出不规则的波动性。

图3 不同样方内植被的物种均匀度

4 讨论

(1)从实地调查和数据统计分析的结果来看，北京市3条主要河流的滨岸带植被尚处于野生或半野生状态，其中清水河滨岸带植物种类以及物种丰富度、多样性、均匀度均高于潮白河与拒马河的滨岸带植被。此外，受季节性水位变化影响，滨岸带植被表现出“草甸—河漫滩草甸—沼泽”的连续过渡趋势，并且不同植被类型间的物种丰富度与多样性均有所差异。

(2)在拒马河多个样地中均发现了能够响应水质变化，起到较好净化水质作用的水生植物大面积分布。狐尾藻在有机质含量丰富的底质上定植的成功性最大，具有较高的耐受范围;满江红是良好的固氮植物，对净化污水，减缓水体的营养化过程起着重要作用［8－9］。这些植物在拒马河浅水区域大量出现，说明流域正受到周边环境的污染，水质正在不断恶化。

(3)调查中发现，外来入侵种意大利苍耳在潮白河、拒马河及清水河3条河流的滨岸带中均有大面积繁殖生长的迹象，而且在部分地区已经形成了较为明显的种群优势。此外，在清水河流域还发现一种来自北美的入侵种——豚草(Ambrosia artemisiifolia)。北京大学科学传播中心教授刘华杰在调查中也发现豚草的侵入，但目前还未达到疯狂繁殖的地步［10］。对于以上两种入侵生物，应及时采取有效措施，加强日常监测，避免其日后可能带来的一系列灾害。

(4)城市河流滨岸带是水陆生态相互交错的地带，水陆两种异质生境交汇，使环境趋于复杂多样，由此增加了滨岸带特有种和边缘种的丰富性［2］。此外，滨岸带受季节性水位变化影响，其植被中有大量对水涝和干旱具有双重耐受性的种质资源，为城市园林建设提供了多种多样的育种和引种栽培材料。除千屈菜(Lythrum salicaria)、薄荷(MenthAcanadensis)等已经引种成功的植物外，节节草(Equisetum ramosissimum)、旋复花(Inula britannica L.var.chinensis)、雪见草(Salviae plbeiae)等也具有较高的育种和引种价值。

(5)自然状态下形成的滨岸带多表现为连续分布的植被带。它既能承载水体循环、保持水土、涵养水质，又能调节温湿度、净化城市空气、改善城市生态环境，还能通过渗透、过滤、吸收、沉积和截留等作用来削减到达表面水体或地下水体的径流量及载污量［11］，起到缓冲带的作用。城市河流生态功能的恢复关键就在于缓冲带的重建。重建缓冲带应尽量仿效自然植被群落布局，植物选择应以湿生植物、既耐旱又耐涝植物及乡土植物为主。一般来说，水体周围植被越茂盛、覆盖率越高、健康演替缓冲带的宽度越宽，河流生态功能就越好。

致谢:感谢北京师范大学刘全儒副教授在调查过程中给予的指导和协助。

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