长株潭城际高速公路景观分析及植被恢复研究

论文摘要

近几年,湖南省掀起了以高速公路为龙头的基础设施建设狂潮,随之而来的生态恢复和保护工作量颇大。“以生态和合高速”,把高速公路建成一道与周围地貌相呼应的、与生态和谐为一致的美丽景观,是湖南高速公路建设发展的一种追求。城际区域是长株潭三市连通的重要生态区域,各条连通其间的高速公路就像是脉络,对构建长株潭物质合成、能量转换发挥着基本功能,是生态良好和生命持续的骨架支撑,而结合长株潭“两型社会”试验区工作的进行,更好更快建设城际交通网络是高速公路生态建设的又一契机。本文主要在景观生态学的理论框架引导下,结合恢复生态学及路域生态学,分析了高速公路建设对景观生态的影响,选取长株潭城际高速典型路段作为研究对象,从大小尺度分别对所选路段进行分析,并根据分析结果进行景观格局优化及植被景观建设等方面的探索。选取长潭西、京珠高速长潭段、长株高速为大尺度下景观格局分析的路段,利用TM影像结合1：10000湖南省地形图,将研究区划分为耕地、林地、园地、灌草丛、水域、交通用地、居住用地和未利用地等8类景观类型,利用Arcgis9.2绘制出研究区景观类型图。得出基本数据后,再借助Fragstats 3.3软件,主要从整体景观水平上的格局特征做了横向比较分析,发现现阶段三条路段沿线整体景观趋向多样化、均匀化、破碎化的方向发展。在截取同等面积的情况下,京珠长潭段相较其它三条路段斑块数最多,斑块间的面积差距也比较大,最大斑块指数较小,说明京珠长潭段沿线景观比较破碎；斑块形状指数和多样性指数较大,说明斑块形状比较不规则,总体来看,景观格局反映出受人为影响严重程度京珠长潭段>长潭西>长株,这也从侧面反映了开通时间越长,受人为影响就越大。同时针对目前高速公路生态景观环境破坏程度与恢复效果缺少定量评价方法的问题,基于路域的景观格局及生态过程的影响,通过专家咨询和以往资料总结,选取植被覆盖、水土流失、土壤条件和公路灾害等对生态环境有重大影响且易于量化的指标进行分析,初步探讨定量评估公路生态景观环境破坏和恢复效果的方法。通过评价发现长株潭区域高速公路整体生态景观环境良好并有上升趋势,加上后期生态恢复技术与措施的应用,路域生态环境将会得到更大程度的恢复与改善。而在小尺度上选取长湘高速进行乡土植被的调查,调查选取无重复类型的15个样方,分别是：常绿阔叶林的苦槠林群落；常绿落叶林的白栋林群落、檫木枫树林冬青群落；毛竹林群落；温性针叶林的马尾松林、杉木林群落；灌丛林的苦竹灌丛群落、灌草丛的芒萁、白茅、五节芒草丛群落；以及经济林的油茶林、板栗林群落等。各样地内群落结构上一般是复层结构,乔木层为少数几个优势种所统治,灌木层自然分布种有3-5种,草本层自然分布种有3-8种,且草本层一般高度在10-25cm左右,种群常呈斑块状集群分布,个体数量较多,群落基本处于次生演替阶段。另在长株高速各绿化标段所辖范围内各选取一段进行绿化植被调查,从各环境敏感点的绿化形式及植物选用状况来看,长株高速在植被绿化工作中优选出了适应性强的植物种类,这些基调植物的生态习性基本能够适应高速公路各功能分区特定环境条件,成为了植被生态恢复的先锋种。但同时也暴露出有限种类的反复交叉使用,定程度上造成了路域内植被景观趋于同质性,而且群落层次结构相对简单,乔-灌-草三层结构不突出,各物种的搭配不尽合理。在得出分析结果的基础上,探讨了高速公路生态景观的恢复对策。首先依据景观格局的特征分析,参照景观生态学斑块—廊道—基质模式,提出各景观类型的优化的措施。然后结合生态功能区划,分析了研究区路域外乡土植被及路域内各环境敏感点绿化植被的建设对策。加强生态景观建设的关键是对景观过程的维持,应当尽量做到适地适树,发挥乡土植被的优势,尊重自然,适应自然、模仿自然,才能实现低投入、高回报,并最终实现路域生态景观的优化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 概述
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的及意义
• 1.3 国内外研究动态
• 1.3.1 国外研究概况
• 1.3.2 国内研究概况
• 1.4 相关理论学科
• 1.4.1 景观生态学
• 1.4.2 恢复生态学
• 1.4.3 路域生态学
• 1.5 景观生态学视角下高速公路建设影响
• 1.5.1 对景观稳定性的影响
• 1.5.2 对景观异质性的影响
• 1.5.3 对景观破碎化的影响
• 1.5.4 对景观多样性的影响
• 1.5.5 小结
• 2 研究区域概况及研究方法
• 2.1 研究区域概况
• 2.1.1 地理位置及空间分布
• 2.1.2 自然环境概况
• 2.1.3 生态环境概况
• 2.1.4 社会环境概况
• 2.2 研究内容及方法
• 2.2.1 研究内容
• 2.2.2 研究方法
• 2.2.3 技术路线
• 3 典型路段景观分析
• 3.1 路段选取
• 3.2 数据来源及处理
• 3.2.1 数据来源
• 3.2.2 数据处理
• 3.2.3 高速公路景观类型的选取
• 3.2.4 景观格局计算指数选取
• 3.3 结果分析
• 3.3.1 景观类型层次
• 3.3.2 景观总体层次
• 3.4 生态景观环境评价
• 3.4.1 评价指标的选取
• 3.4.2 评价指标权重的确定
• 3.4.3 评价方法
• 3.4.4 评价体系的建立
• 3.4.5 评价结果
• 3.5 小结
• 4 典型路段植被景观分析
• 4.1 路域外乡土植被景观分析
• 4.1.1 基础资料收集
• 4.1.2 实地调查
• 4.1.3 主要植被分布情况
• 4.1.4 主要植被类型及群落特征
• 4.2 路域内绿化植被景观分析
• 4.2.1 基础资料收集
• 4.2.2 实地调查
• 4.2.3 路域各环境敏感点绿化景观
• 4.3 小结
• 5 生态景观建设目标及对策
• 5.1 建设目标
• 5.2 建设对策
• 5.2.1 各景观类型优化对策
• 5.2.2 路域外环境乡土植被恢复对策
• 5.2.3 路域内各环境敏感点绿化植被恢复对策
• 6 结论和展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 攻读学位期间的主要学术成果
• 致谢