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植被受损与修复是快速城市化地区生态保护和管理工作的重要基础研究课题。深圳市作为改革开放的窗口城市,在三十年间经历了典型的快速城市化进程,人口的剧烈增长和城市的飞速扩张导致了一系列的环境问题。大量天然次生林被蚕食、人工林群落结构简单、地力衰退等植被问题受到了广泛的关注。已有的研究通常是从群落或者生态系统的尺度上探讨植被的受损与修复问题,然而,在区域尺度上对于深圳市植被受损的总体现状的调查工作暂时空缺,同时缺乏针对深圳市植被受损现状的修复建议。因此,客观地描述深圳市植被受损现状,合理地评估植被受损等级,探讨植被受损的成因,进而提出植被修复的建议,对于恢复和重建快速城市化地区脆弱生态系统具有十分重要的意义。
本研究以深圳市2007年航空影像数据、2007年IRS卫星数据、1∶10万电子地形图以及2006年土地利用变更调查数据为基础数据源,结合野外实地考察,将深圳市地被类型分为天然林、人工林、果园、灌草坡、农田、裸地以及未利用地几大类,其中,天然林、人工林以及果园按照生长状况的优劣分为优质和较差两类,裸地按照成因分为道路致裸区、建筑致裸区以及采石场。以IRS数据生成NDVI来辅助表征植被的生长状况,通过统计分析将深圳市植被受损分级。以景观可达性作为表征人为活动强度的量化指标,通过海拔、坡度、建成区密度以及距离最近道路距离为因子构成景观可达性复合指数,并将深圳市景观可达性分级。然后对上述两个等级图进行Pearson相关分析以及叠图分析,从而建立两者之间的响应关系,用以揭示人为活动对植被的影响程度及方式。研究结果如下:
(1)植被受损现状存在明显的行政区分异以及地形分异特征。龙岗区以及盐田区的植被受损程度较低,而宝安区、南山区、福田区以及罗湖区的受损情况较为严重。不同植被类型随海拔、坡度以及坡向梯度存在一定的分布规律。天然林的分布主要集中在海拔300m以上,人工林和果园主要集中在海拔80m-200m区间,灌草坡多分布在海拔800m以上的山脊线以及山顶阳坡,裸地多集中在海拔200m以下人为活动较为强烈的区域。由于坡度也会对人为活动造成制约,因此,坡度越大的区域,植被受损程度越低,天然林有40%左右分布在坡度25°到40°之间,而农田基本上全部分布在坡度25°以下区域。坡向对灌草坡的影响作用最为明显,灌草坡多分布在南坡或东南、西南坡向。这大多是由于作为沿海城市,南坡接受了大量富含盐分的海风,使植被的正向演替受到影响。
(2)植被受损等级可以分为6级,景观可达性程度可以分成5级。景观可达性图与植被受损等级图的叠图分析和相关分析结果表明,景观可达性与植被受损程度之间为正相关关系,相关系数为0.794。从而得知,深圳市植被受损表现为强烈的人为活动主导特征,人造纯林和生态风景林的营建、果园的种植以及建设活动的机械干扰是植被受损的主要过程类型。在分析构成景观可达性的四个因子对植被受损影响的贡献时发现,四个因子的权重是不同的,海拔是制约植被受损程度的重要因子。
(3)目前深圳市的植被受损问题比较复杂,总结看来,亟待解决的植被问题有以下几点:1)基本生态控制线内的采石场或建成区需要由线内置换到线外;2)水源保护区内受损严重的植被需要进行人工抚育;3)部分较差人工林需要进行结构改良;4)退化的果园需要转换为林地;5)公路以及采石场的边坡需要进行复绿。
(4)在植被的修复过程中要格外注意修复方法以及物种的选择。在物种的选择上,应遵循1)适地适种原则;2)物种多样性原则;3)优选乡土物种为主与外来物种为辅相结合的原则;4重视物种在演替中的地位和作用的原则。由于乡土物种在植被修复过程中所表现的稳定性和适应性等优势,将深圳市较为常见的若干乡土物种进行列举,并比较其生境需求,从而筛选出了乔、灌、草、藤本共计65种植物,并按照其耐干旱和贫瘠等恶劣生境的程度分为两组,可以在选择先锋物种和后期次生林抚育中分别应用。修复时,要注意物种的引入、搭配、改良和林分改造等环节。边坡复绿的技术有很多,主要包括爆破燕窝复绿法、阶梯整形覆土绿化法、挂网喷草技术、喷混植生技术以及香根草复合生态技术快速复绿法等。对于受损的次生林地生态系统,要进行林分改造,以促进其正向演替为生态效益最高的地带性植被的顶级群落类型。这些方法各自具有优缺点和不同的适应范围,在具体操作时应遵循因地制宜的原则。