基于快速普查方法的深圳植被優(yōu)勢種特征研究

束承繼,蔡文博,韓寶龍,李先源,江 南,歐陽志云,*

1 西南大學(xué)園藝園林學(xué)院, 重慶 400100

2 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心,城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室,北京 100085

隨著我國城市化進程的不斷加快,城市已經(jīng)成為生態(tài)文明建設(shè)的主戰(zhàn)場。城市內(nèi)建設(shè)空間(硬化地表)與生態(tài)空間(透水地表)的矛盾日趨嚴峻,通過科學(xué)的植被管理,可以高效的提升城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力,有效緩解城市用地矛盾,事半功倍的改善熱島[1]、內(nèi)澇[2]、污染[3- 4]等人居環(huán)境問題。

優(yōu)勢植物即優(yōu)勢種,指在整個群落中或群落的不同營養(yǎng)階層中,數(shù)量上或功能上占居優(yōu)勢,對整個群落的外貌、性質(zhì)及功能產(chǎn)生決定性影響的物種[5]；其中,優(yōu)勢種中的旗艦種往往能夠起到引導(dǎo)植被演替、穩(wěn)定群落結(jié)構(gòu)的重要作用。因此開展城市植被管理,重點在于優(yōu)勢種管理；而優(yōu)勢種管理的重點在于通過調(diào)查摸清現(xiàn)狀。目前國內(nèi)外對于植物優(yōu)勢種的研究,多基于樣方調(diào)查和植物重要值計算[6- 9],在小尺度、區(qū)域性層面對生態(tài)位特征[7-8]、空間分布格局[9]、種間關(guān)系[9-10]等方面進行研究,而本文基于高分辨率遙感影像與地面實地觀察結(jié)合的方法,在深圳陸域尺度,對優(yōu)勢種的植物區(qū)系、地理分布、典型優(yōu)勢入侵植物空間分布等基本特征進行了研究,具有一定的探索意義。

在目前大部分植被調(diào)查項目中,如中國森林植被調(diào)查、森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查、局部科學(xué)研究等,多采用樣地實測法、目測法、航片估測法、衛(wèi)片估測法等抽樣調(diào)查方法。樣地實測法通過隨機、機械的抽樣方法,布設(shè)圓形、方形等不同形狀的樣地,在樣地內(nèi)實測各項調(diào)查因子；目測法需事先對調(diào)查人員進行30塊標(biāo)準地以上的調(diào)查練習(xí),且考核合格后方可參與調(diào)查活動；航片比例大于1：10000時可用航片估測法,室內(nèi)航片預(yù)判和實地調(diào)查相結(jié)合,實測各項調(diào)查因子；衛(wèi)片估測法由建立判讀標(biāo)志、目視判讀、判讀復(fù)核、實地驗證和蓄積量調(diào)查五部分組成,且衛(wèi)片的分辨率應(yīng)達到3 m。這些方法技術(shù)體系復(fù)雜,實操過程中程序較為繁瑣；涉及諸多軟件、設(shè)備的使用,對調(diào)查人員的技能要求較高,且設(shè)備采購也涉及到成本問題；樣本選擇會存在不典型的問題,影響最終調(diào)查結(jié)果的真實性和科學(xué)性；對于大尺度區(qū)域的調(diào)查,調(diào)查周期較長,影響到調(diào)查結(jié)果的時效性,如中國森林植被調(diào)查(5a)、森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查(10a)等。

鑒于城市植被管理至少應(yīng)以一年一次為頻率,本研究建議城市植被管理應(yīng)圍繞優(yōu)勢種,平衡調(diào)查的效率與精度,結(jié)合遙感、航拍等高頻數(shù)據(jù)和地面調(diào)查數(shù)據(jù),探索能夠?qū)嵅俚闹脖粌?yōu)勢種快速普查方法,研究深圳陸域植被優(yōu)勢種基本特征,最后給出改善城市生態(tài)的建議。

1 研究區(qū)概況

深圳市是我國南部沿海重要城市,位于廣東省南部,珠江口東岸,是粵港澳大灣區(qū)四大中心城市之一。深圳陸域面積1997.47 km2,其中建設(shè)用地面積1005.95 km2。深圳陸域整體形狀為南北窄、東西寬的狹長形,且地勢由東南至西北逐漸降低,由北向南分為谷底丘陵、山脈海岸和海灣半島3個地貌帶,且地面坡度較為和緩[11]。深圳氣候?qū)儆谀蟻啛釒Ъ撅L(fēng)氣候,東南偏東風(fēng)為常年主導(dǎo)風(fēng)向,雨季集中在每年的4—9月份,雨量充足,年均降雨量1933.3 mm；日照時間長2120.5 h,年平均氣溫22.4℃?！渡钲谥参镏尽穂12]記載深圳共有維管植物共237科、1252屬、2732種、3亞種、96變種,野生植物資源在全國經(jīng)濟發(fā)達城市中名列前茅。

2 研究方法

2019年從7月份開始至12月底結(jié)束,前后共計100余位植物專業(yè)老師和學(xué)生參與深圳陸域范圍內(nèi)近1230.89 km2的植被空間實地普查工作(圖1),共劃分了83834個群叢斑塊,741類群系,12類植被型。普查方法采用高分辨率遙感影像與地面實地觀察結(jié)合的方法：根據(jù)手持0.5 m空間分辨率的2018年谷歌衛(wèi)星影像,識別衛(wèi)星圖上俯視視角下城區(qū)大于25 m2的紋理異質(zhì)性斑塊(即面積大于25 m2的綠地斑塊被標(biāo)記識別,紋理異質(zhì)的斑塊被分開識別),識別郊區(qū)大于100 m2的紋理異質(zhì)性斑塊；并到現(xiàn)場對每個斑塊目視識別其中蓋度排名前5,且累計蓋度超過80%的植被物種,并按照蓋度大小順序記錄(如前5名累計面積不足80%,則多于5種的其他物種記入備注欄；如少于5種即可達到累計面積80%,則只記錄至超過80%的物種)。

圖1 深圳市陸域植被普查情況空間分布圖Fig.1 Spatial distribution map of land vegetation survey in Shenzhen

這項工作借助課題組自研開發(fā)的“深圳市陸域生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查手機APP”進行輔助物種識別,利用商業(yè)軟件“兩步路戶外助手”進行野外調(diào)查的路徑記錄以及輔助物種記錄,借助ArcGIS軟件進行室內(nèi)勾圖和數(shù)據(jù)整理。正常天氣下,每組(2人)調(diào)查人員平均每天(5 h戶外調(diào)查,2 h室內(nèi)整理)可完成0.8 km2城區(qū)綠地調(diào)查,或8 km2郊區(qū)綠地調(diào)查。本文中的城區(qū)與郊區(qū)的劃分依據(jù)為從中科院環(huán)境資源數(shù)據(jù)中心(http://www.resdc.cn/)獲取的2018年深圳30 m分辨率土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù),將硬化地表區(qū)域作為城區(qū),其余為郊區(qū)。

在整理普查結(jié)果數(shù)據(jù)后,參考《中國植物志》[13]進行植物種的最終鑒定和科、屬的分類；參考吳征鎰[14]的世界種子植物科的地理分布方案,對優(yōu)勢種子植物區(qū)系的地理成分進行分析；參考《中國外來入侵植物名錄》[15]和相關(guān)學(xué)者的學(xué)術(shù)論文[16-18]篩選出深圳存在的入侵植物種類并進行等級劃分；遵循《中國植被》[19]中植物群落學(xué)-生態(tài)學(xué)的植被分類原則,以植物群落本身的特征為分類依據(jù),同時參考《廣東植被》[20]、《廣東省的植被和植被區(qū)劃》[21]后確定采用植被型、群系2級基本單位的分類系統(tǒng)。其中在植被型劃分中,城區(qū)植被空間均被歸為“園林植被”植被型。

3 結(jié)果與分析

3.1 優(yōu)勢植物組成分析

經(jīng)過對深圳全域優(yōu)勢植物的調(diào)研、鑒定和整理,共統(tǒng)計出維管束植物182科858屬1443種。其中蕨類植物17科20屬32種,分別占深圳優(yōu)勢植物總科、屬、種總數(shù)的9.34%、2.33%、2.22%；裸子植物12科24屬45種,分別占優(yōu)勢植物總科、屬、種總數(shù)的6.59%、2.80%、3.12%；被子植物153科814屬1366種,分別占優(yōu)勢植物總科、屬、種總數(shù)的84.07%、94.87%、94.66%(表1)?？傮w來說,深圳陸域優(yōu)勢植物物種以被子植物為主。

表1 深圳優(yōu)勢植物科、屬、種的統(tǒng)計分析Table 1 Statistical analysis of dominant plant families, genera and species in Shenzhen

在深圳陸域優(yōu)勢植物中,種數(shù)排前十的植物科從大到小分別為：豆科、禾本科、大戟科、菊科、薔薇科、?？啤⒆貦翱?、百合科、茜草科和桃金娘科,共計561種,占深圳陸域優(yōu)勢植物總種數(shù)的38.88%(表2)；種數(shù)排前十的植物屬從大到小分別為：榕屬、大戟屬、簕竹屬、蒲桃屬、龍血樹屬、大青屬、番薯屬、含笑屬、決明屬和茄屬,各屬均達到了8種以上,共計118種,占深圳陸域優(yōu)勢植物總種數(shù)的8.18%(表2)。對比優(yōu)勢植物總種數(shù)和總屬數(shù),可見優(yōu)勢植物分布在科和屬的分類單位上具有一定的集聚性。

表2 深圳陸域優(yōu)勢植物種數(shù)排前十的科、屬統(tǒng)計分析Table 2 Statistical analysis of the top ten families and genera of dominant plant species in Shenzhen

3.2 優(yōu)勢種子植物科地理成分分析

植物分布區(qū)類型是指植物類群(科、屬、種)的分布圖式始終一致(大致)地再現(xiàn),劃分、分析整理某一地區(qū)植物的分布區(qū)類型,有助于了解這一地區(qū)植物區(qū)系各種成分的特征與性質(zhì)[14],從而使得深圳城市綠化、園林植物引種、生態(tài)環(huán)境研究等活動有一定的科學(xué)理論支撐。

經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計,深圳陸域優(yōu)勢種子植物共計165科,根據(jù)吳征鎰[14]關(guān)于世界種子植物科的分布區(qū)劃分標(biāo)準,165個科可劃分為14個分布區(qū),占世界18個分布區(qū)類型的77.78%,說明深圳陸域范圍內(nèi)的優(yōu)勢種子植物地理成分較為復(fù)雜,其中泛熱帶分布科最多,占總科數(shù)的50.78%(除去世界分布科),其次是北溫帶分布和東亞(熱帶、亞熱帶)及熱帶南美間斷分布,分別占比16.41%和10.16%。從優(yōu)勢種子植物科的地理分布來看,熱帶分布97科,占深圳陸域優(yōu)勢種子植物總科數(shù)的58.79%,熱帶區(qū)系屬性非常明顯；除此之外溫帶分布也有29科,占比17.58%,說明溫帶區(qū)系屬性的種子植物在本地區(qū)依然占有一定比例(表3)。

表3 深圳優(yōu)勢種子植物科的分布區(qū)類型Table 3 Distribution types of dominant seed plants in Shenzhen

1)世界分布科共有37科。其中澤瀉科Alismataceae、楊梅科Myricaceae、虎耳草科Saxifragaceae等為種數(shù)較少的科,均只含有1種；禾本科Poaceae、菊科Asteraceae、薔薇科Rosaceae為種數(shù)較多的科,分別含有111種、60種、41種。

2)熱帶分布科共有97科。其中泛熱帶分布及其變型有65科,約占本分布類型的67.01%,在本分布類型中占主導(dǎo)地位；其次是東亞(熱帶、亞熱帶)及熱帶南美間斷分布及其變型有13科,約占本分布類型的13.40%；其余的5種分布類型分別僅占1至5科。豆科Fabaceae、大戟科Euphorbiaceae、棕櫚科Arecaceae等科為泛熱帶分布類型中種數(shù)較多的科,分別含有118種、62種、38種；商陸科Phytolaccaceae、桑寄生科Loranthaceae、草海桐科Goodeniaceae等科為泛熱帶分布類型中種數(shù)較少的科,均只含有1種。

3)溫帶分布科共有29科。其中北溫帶分布及其變型有21科,占本分布類型的72.41%,其他分布類型分別占有1至4科。在北溫帶分布中,百合科Liliaceae、木蘭科Magnoliaceae、殼斗科Fagaceae等科所含種數(shù)較多,分別含有34種、17種、15種；亞麻科Linaceae、樺木科Betulaceae、紅豆杉科Taxaceae等科所含種數(shù)較少,均只含有1種。

4)中國特有科共有2科。分別為銀杏科Ginkgoaceae和杜仲科Eucommiaceae,均僅有1種分布。

3.3 植被類型分析

目前,深圳的植被主要由近自然植被和人工植被組成[22]。根據(jù)調(diào)查結(jié)果,深圳陸域植被可劃分為12個植被型741類群系(表4),其中郊區(qū)608類群系,城區(qū)569類群系,郊區(qū)群系類型較城區(qū)更為豐富,城-郊共有群系437類。在現(xiàn)有的其他深圳局部研究中共報道群系138類[23-27],本研究均含有。其中近自然植被中,南亞熱帶常綠闊葉林、南亞熱帶草叢、南亞熱帶灌叢占絕對的分布優(yōu)勢；由于深圳的高度城市化和歷史上植樹造林運動的影響,在人工植被中,人工常綠闊葉林、園林植被、林果園占絕對的分布優(yōu)勢。

表4 深圳陸域植被類型統(tǒng)計表Table 4 Statistical table of terrestrial vegetation types in Shenzhen

就分布特征來看,深圳市陸域植被型中,南亞熱帶常綠闊葉林、園林植被和人工常綠闊葉林分布范圍較廣,且分布面積較大(圖2)。

圖2 深圳市陸域植被類型空間分布圖Fig.2 Spatial distribution of terrestrial vegetation types in Shenzhen

3.4 城-郊植物物種頻率特征分析

依據(jù)2018年深圳30 m分辨率土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù),建成區(qū)(硬化地表)歸為城區(qū),其余部分歸為郊區(qū)。使用ArcGIS和Excel軟件對深圳市陸域優(yōu)勢植物進行處理統(tǒng)計,結(jié)果表明：郊區(qū)分布優(yōu)勢植物171科755屬1237種,其中分布蕨類植物14科16屬26種,分別占郊區(qū)優(yōu)勢植物總科、屬、種總數(shù)的8.19%、2.12%、2.10%；分布裸子植物12科24屬43種,分別占郊區(qū)優(yōu)勢植物總科、屬、種總數(shù)的7.02%、3.18%、3.48%；分布被子植物145科715屬1168種,分別占郊區(qū)優(yōu)勢植物總科、屬、種總數(shù)的84.80%、94.70%、94.42%(表5)。郊區(qū)優(yōu)勢植物中被子植物在科、屬、種三個分類單位上都占據(jù)絕對優(yōu)勢。

表5 郊區(qū)優(yōu)勢植物科、屬、種統(tǒng)計分析Table 5 Statistical analysis of dominant plant families, genera and species in suburb

城區(qū)共分布優(yōu)勢植物168科700屬1122種,其中分布蕨類植物16科19屬27種,分別占城區(qū)優(yōu)勢植物總科、屬、種總數(shù)的9.52%、2.71%、2.41%；分布裸子植物11科20屬35種,分別占城區(qū)優(yōu)勢植物總科、屬、種總數(shù)的6.55%、2.86%、3.12%；分布被子植物141科661屬1060種,分別占城區(qū)優(yōu)勢植物總科、屬、種總數(shù)的83.93%、94.43%、94.47%(表6)。城區(qū)優(yōu)勢植物中被子植物在科、屬、種三個分類單位上依然占據(jù)絕對優(yōu)勢。

表6 城區(qū)優(yōu)勢植物科、屬、種統(tǒng)計分析Table 6 Statistical analysis of dominant plant families, genera and species in urban areas

總體來看,城-郊優(yōu)勢植物的科、屬、種數(shù)量相差不大,郊區(qū)甚至略高于城區(qū)。城區(qū)僅蕨類植物科、屬、種數(shù)量略高于郊區(qū)。

在深圳陸域郊區(qū)優(yōu)勢植物中,種數(shù)排前十的科從大到小分別為：禾本科、豆科、大戟科、菊科、?？?、薔薇科、棕櫚科、百合科、桃金娘科和茜草科,共計489種,占深圳陸域郊區(qū)優(yōu)勢植物總種數(shù)的39.53%；種數(shù)排前十的屬從大到小分別為榕屬、大戟屬、簕竹屬、蒲桃屬、含笑屬、決明屬、冬青屬、番薯屬、柑橘屬和龍血樹屬,共計110種,占深圳陸域郊區(qū)優(yōu)勢植物總種數(shù)的8.89%(表7)。對比郊區(qū)優(yōu)勢植物總種數(shù)和總屬數(shù),可見深圳陸域郊區(qū)優(yōu)勢植物分布在科和屬的分類單位上具有一定的集聚性。

表7 郊區(qū)優(yōu)勢植物種數(shù)排前十的科、屬統(tǒng)計分析Table 7 Statistical analysis of the top ten families and genera of dominant plant species in suburb

在深圳陸域城區(qū)優(yōu)勢植物中,種數(shù)排前十的科從大到小分別為：豆科、禾本科、大戟科、菊科、棕櫚科、?？?、百合科、薔薇科、桃金娘科和茜草科,共計454種,占深圳陸域城區(qū)優(yōu)勢植物總種數(shù)的40.46%；種數(shù)排前十的屬從大到小分別為榕屬、大戟屬、簕竹屬、蒲桃屬、龍血樹屬、決明屬、木槿屬、茄屬、冬青屬和番薯屬,共計98種,占深圳陸域城區(qū)優(yōu)勢植物總種數(shù)的8.73%(表8)。對比城區(qū)優(yōu)勢植物總種數(shù)和總屬數(shù),可見深圳陸域城區(qū)優(yōu)勢植物分布在科和屬的分類單位上具有一定的集聚性。

表8 城區(qū)優(yōu)勢植物種數(shù)排前十的科、屬統(tǒng)計分析Table 8 Statistical analysis of the top ten families and genera of dominant plant species in urban areas

通過城-郊對比可以發(fā)現(xiàn),在種數(shù)排名前十的優(yōu)勢植物科中,科共有率達100.00%；在種數(shù)排名前十的優(yōu)勢植物屬中,共有屬有榕屬、大戟屬、簕竹屬、蒲桃屬、決明屬、冬青屬、番薯屬和龍血樹屬,共計8屬,共有率達80.00%。數(shù)據(jù)說明,深圳陸域城-郊優(yōu)勢植物主要科、屬類別差異化較小。

3.5 深圳入侵物種空間分布

經(jīng)統(tǒng)計,深圳陸域共有入侵植物62科200屬258種。采用《中國外來入侵植物名錄》[15]對于入侵植物等級劃分的標(biāo)準,將深圳市陸域入侵植物劃分為7個等級：

1級：惡性入侵植物,18種,占入侵植物總種數(shù)6.98%；即在國家層面已經(jīng)對經(jīng)濟或生態(tài)環(huán)境造成巨大損失與嚴重影響的物種,入侵范圍超過1個以上自然地理區(qū)域。

2級：嚴重入侵植物,25種,占入侵植物總種數(shù)9.69%；即在國家層面上對經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境造成較大損失或明顯影響的物種,并至少在1個以上自然地理區(qū)域分布。

3級：局部入侵植物,21種,占入侵植物總種數(shù)8.14%；即在1個或1個以上自然地理區(qū)域分布并造成局部危害的物種,但目前沒有造成國家層面的大規(guī)模危害。

4級：一般入侵植物,18種,占入侵植物總種數(shù)6.98%；即入侵范圍不論廣泛與否,根據(jù)其生物學(xué)特征和生態(tài)學(xué)特性已經(jīng)確定危害不大或不明顯,并難以形成新的入侵發(fā)展趨勢的物種。

5級：有待觀察類,60種,占入侵植物總種數(shù)23.26%；即研究不夠充分,主要是出現(xiàn)時間短、最新報道的、目前了解不深入而無法確定未來發(fā)展趨勢的物種。

6級：建議排除類,39種,占入侵植物總種數(shù)15.12%；雖然有文獻報道入侵或被認為是中國入侵物種,但其本身不具備入侵性而不應(yīng)作為中國入侵植物的物種。

7級：中國國產(chǎn)類,77種,占入侵植物總種數(shù)29.84%；即原產(chǎn)中國但被作為入侵植物報道過的物種,包括原始分布區(qū)可能在中國而無從考證、以及由于時間久遠無法考證原產(chǎn)地是否包括中國的物種(表9)。

表9 入侵植物入侵等級分析Table 9 Invasion rank analysis of invasive plants

1級惡性入侵植物、2級嚴重入侵植物總種數(shù)占深圳入侵植物總種數(shù)的16.67%,5級有待觀察類入侵植物占入侵植物總種數(shù)的23.26%,數(shù)據(jù)說明,深圳市陸域入侵植物現(xiàn)狀不容樂觀,且隨著對5級有待觀察類入侵植物生長特性研究的不斷深入,未來深圳陸域入侵植物種類存在增加的風(fēng)險,對經(jīng)濟或生態(tài)環(huán)境造成潛在的巨大損失與嚴重影響。

就入侵植物空間分布特點看,1級惡性入侵植物、2級嚴重入侵植物分布范圍較廣,西至寶安區(qū),東至大鵬半島的陸域范圍內(nèi)均有分布；深圳市陸域幾個主要山體(梧桐山、鳳凰山、排牙山等)、水庫(鐵崗水庫、石巖水庫、清林徑水庫等)均受入侵植物影響；城區(qū)受入侵植物影響較小,以5級、6級、7級入侵植物為主(圖3)。

圖3 深圳市陸域入侵植物空間分布圖Fig.3 Spatial distribution map of terrestrial invasive plants in Shenzhen

經(jīng)統(tǒng)計,白花鬼針草Bidenspilosa和薇甘菊Mikaniamicrantha為深圳陸域入侵較為嚴重的兩種草本植物,分別入侵了7800、5362個群叢斑塊,利用ARCGIS軟件,對兩種入侵植物空間分布現(xiàn)狀進行了圖像化處理(圖4)。

圖4 深圳市陸域典型入侵物種空間分布圖(以白花鬼針草和薇甘菊為例)Fig.4 Spatial distribution map of typical invasive species on land in Shenzhen (Taking Bidens pilosa and Mikania micrantha as examples)

4 結(jié)論與討論

與目前國內(nèi)外常見的基于樣方法和重要值計算的對于小尺度、區(qū)域性的優(yōu)勢種研究相比,本文中采用高分辨率遙感影像與地面實地觀察結(jié)合的快速普查方法對深圳陸域尺度的優(yōu)勢種研究具有探索意義；相較于針對優(yōu)勢種常見的生理[28-30]、生態(tài)位[7-8]、多樣性[6-7]、種間關(guān)系[9-10]等的研究,本文研究成果主要全面的反應(yīng)深圳全域的優(yōu)勢種區(qū)系構(gòu)成、植被類型分布、典型入侵植物分布及其他特征。

由以上5個方面的分析可知,深圳市市陸域優(yōu)勢植物物種組成及其植被類型具有以下幾個特征：

(1)優(yōu)勢植物物種豐富,共計182科858屬1443種,分別占中國植物科、屬、種總數(shù)的60.47%、25.18%、4.63%,被子植物在優(yōu)勢植物中占絕對的構(gòu)成優(yōu)勢；深圳陸域優(yōu)勢植物中,種數(shù)排前十的科共計561種植物,占總種數(shù)38.88%,種數(shù)排前十的屬共計118種植物,占總種數(shù)8.18%,對比總種數(shù)和總屬數(shù),優(yōu)勢植物種的分布在科和屬的分類單位上具有一定的集聚性；深圳陸域優(yōu)勢植物科可分為14個分布區(qū),植物地理成分較為復(fù)雜,以泛熱帶分布科為主,熱帶分布97科,約占總科數(shù)的58.79%,熱帶區(qū)系屬性非常明顯,溫帶區(qū)系屬性的植物在本地區(qū)依然占有一定比例；深圳陸域植被類型多樣化,可劃分為12個植被型741類群系,近自然植被中,南亞熱帶常綠闊葉林、南亞熱帶草叢、南亞熱帶灌叢占絕對的分布優(yōu)勢,且由于深圳的高度城市化,在人工植被中,人工常綠闊葉林、園林植被、林果園占絕對的分布優(yōu)勢,南亞熱帶常綠闊葉林、園林植被和人工常綠闊葉林分布范圍較廣,且分布面積較大。

(2)深圳陸域城-郊優(yōu)勢植物的科、屬、種數(shù)量相差不大；無論是城區(qū)還是郊區(qū),對比各自總種數(shù)和總屬數(shù),優(yōu)勢植物在科和屬分類單位上的分布具有一定的集聚性；通過城-郊對比可以發(fā)現(xiàn),各自種數(shù)排名前十的優(yōu)勢植物科和優(yōu)勢植物屬,城-郊共有率分別為100.00%和80.00%,說明深圳陸域城-郊優(yōu)勢植物主要科屬類別差異化較小。

(3)深圳入侵植物現(xiàn)狀不容樂觀。在統(tǒng)計出的62科200屬258種入侵植物中,1級、2級高風(fēng)險入侵植物種數(shù)占比達16.67%,分布范圍較廣,存在惡化的潛在風(fēng)險,且郊區(qū)的入侵風(fēng)險要高于城區(qū)；白花鬼針草Bidenspilosa、薇甘菊Mikaniamicrantha兩種植物為深圳陸域入侵危害較為嚴重的植物,在全市廣泛分布,需要重點整治。

5 建議

5.1 城市植被管理建議

(1)積極開展《深圳植被志》編寫工作

在本文對于深圳陸域植被調(diào)查研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,進一步結(jié)合其他局部研究結(jié)果或科考項目成果,積極開展《深圳植被志》編寫工作(此任務(wù)目前由中山大學(xué)負責(zé)),系統(tǒng)而全面的對植被的外貌、物種組成、結(jié)構(gòu)、功能、地理分布和生境條件等特征進行記述,同時對同類植被進行歸納和總結(jié) 。

(2)加強植被養(yǎng)護、管理、優(yōu)化工作

從深圳城-郊優(yōu)勢植物對比來看,物種組成具有高度的相似性。建議以深圳市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提升為目標(biāo),加強全市植被群落的養(yǎng)護、管理、優(yōu)化工作。郊區(qū)以生態(tài)恢復(fù)、生物多樣性提升為主,城區(qū)以景觀維持、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、生態(tài)服務(wù)功能提升為主。

(3)重視入侵植物管理

加強對入侵植物的種類、入侵機制、生理特性、來源特點、擴散分布等方面的研究,在以后的研究中,要建立入侵植物風(fēng)險評估機制,按風(fēng)險值大小納入入侵植物管理清單；同時要加強深圳不同行政區(qū)、不同部門之間的工作協(xié)調(diào)度,實施權(quán)責(zé)明晰、科學(xué)高效的入侵植物動態(tài)監(jiān)測制度；深圳各出入境口岸、港口應(yīng)進一步加強海關(guān)口岸的進出口檢疫力度,實時對接相關(guān)部門的入侵植物數(shù)據(jù)庫,守好防止入侵植物入侵的第一道防線。

5.2 城市開展植被調(diào)查的建議

(1)城市植被快速優(yōu)勢物種調(diào)查成果可靠

與本文研究同期開展的還有由相關(guān)高校參加的傳統(tǒng)長周期的樣方調(diào)查法,采用傳統(tǒng)方法的兩支調(diào)查隊伍對各自樣方進行了詳細調(diào)查,其中全部樣方調(diào)查結(jié)果跨度10余年,這項工作仍在持續(xù)開展,匯總階段性成果,目前已完成68個樣地調(diào)查(樣地累計面積約68000 m2,占全市植被空間面積0.06‰),該方法共收集植物物種2747多種,優(yōu)勢植物物種104種；其中,全部植物物種中與本文采取的方法所得結(jié)果重疊物種896種,優(yōu)勢植物物種與本文采取的方法所得結(jié)果重疊92種。由此,可見本文方法在植物物種全面覆蓋上存在缺陷,不能很好的覆蓋全部物種；但這種方法記錄到普查法所記錄優(yōu)勢物種的88.5%,體現(xiàn)了本方法在優(yōu)勢植物物種普查中的有效性。

(2)該方法適用于面向生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力的生態(tài)管理

由于本方法對于區(qū)域物種總體種類覆蓋度不高,不能滿足珍稀植物保護需要,但是完全適合城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)管理和外來物種入侵管理需要。一方面,本方法的目的在于掌握城市植被優(yōu)勢物種分布特征,由于優(yōu)勢植被決定生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,因此,基于本方法可以開展城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力管理,通過調(diào)整優(yōu)勢植被的種類和空間分布,實現(xiàn)保護高質(zhì)量生態(tài)空間、改善低質(zhì)量生態(tài)空間的管理目標(biāo)。另一方面,由于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展,城市生態(tài)空間(尤其是城區(qū)生態(tài)空間)更新頻率越來越高,對城市生態(tài)管理的時間分辨率要求也越來越高,本方法更新速度快,易操作,都能夠滿足城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)管理的時間需要。此外,優(yōu)勢物種組成調(diào)查,也有利于進行物種入侵水平調(diào)查,能夠直接服務(wù)于外來物種風(fēng)險管理。

(3)發(fā)動全民參加能夠進一步壓縮調(diào)查成本提高調(diào)查效率

在深圳的快速優(yōu)勢植物物種普查工作中已經(jīng)形成了一套較為成熟的工作流程,以及手機APP調(diào)查工具；如果能夠?qū)⒃撜{(diào)查工具與植物AI自動識別軟件結(jié)合,將十分容易在普通民眾中推廣,通過設(shè)置獎勵來鼓勵大家在進行戶外活動的同時進行植物調(diào)查隨手拍,這樣既可以提高全民對生態(tài)保護的認知和參與水平,也可以即時更新城市優(yōu)勢植被數(shù)據(jù)。如此以來,專業(yè)植物物種的鑒別工作將大大減少,可以使專業(yè)力量聚焦于普通民眾較難到達的偏遠山區(qū),以及幫助普通民眾鑒別疑難植物物種,起到事半功倍的效果。

致謝：本次植被調(diào)查耗時半年,近百位工作人員參與其中,在此對來自中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、西南大學(xué)、中山大學(xué)、深圳市環(huán)科院、深圳市環(huán)境監(jiān)測中心站、北京林業(yè)大學(xué)、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京曉莊學(xué)院、貴州師范大學(xué)、河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院的各位老師和同學(xué)的貢獻表示誠摯感謝。