高速公路裸露坡面植被恢复机理的研究

论文摘要

高速公路是人流密集的区域，与人们身心健康、交通安全息息相关，公路坡面植被恢复对改善路域生态环境、美化景观、提高驶乘人员行车安全发挥重要作用。 本论文通过对昆曲高速公路K8-K30 km段坡面典型恢复植被的土壤及地被植物群落发育特征进行了研究，首次从生态学中植被—土壤系统出发来研究高速公路裸露坡面恢复的内在机理，创新地提出了公路坡面植被恢复的机理，研究结果为高速公路坡面绿化工程提供科学理论依据，主要结果如下： 昆曲K8-K30 KM路段坡面中共有地被植物53科，115属，148种，比1996年植被重建时增加植物种类134种，主要以菊科、禾本科、豆科植物种类最多。现已形成画眉草（Eragrostis pilosa）、荩草（Arthraxon hispidus）、高羊茅（tall Festuca）、苦蒿（Acroptilon repens（L．）DC）、狗尾草（Setaria viridis）、三叶鬼针草（Herba Bidentis Pilosae）6种典型地被植物群落，其中画眉草群落的多样性、稳定性最大，其次为荩草、高羊茅、苦蒿、狗尾草群落，而三叶鬼针草群落最差。除高羊茅群落外，其它各种群均处于聚集分布状态。 通过对各优势种生态位研究发现，调查路段外来入侵种三叶鬼针草的生态位最大，竞争力最强，其次为苦蒿、紫茎泽兰（Eupatorium coolestinum L．）、狗尾草、紫花苜蓿（Medicago sativa L．）、高羊茅、红三叶（Red Clover）等，说明坡面植被群落正处于外来入侵种占优势的时期。 昆曲公路K8-K30 km路段，木本+草本植被群落的物种丰富度明显大于纯草本植被群落；且木本+草本植被群落的稳定性高于纯草植被群落。说明公路坡面木本+草本的植被恢复方式，有利于使群落较早达到稳定。 昆曲K8-K30 km路段坡面土壤经10的恢复，与植被发育较好的近60年的云南松（Pinus yunnanensis）人工林土壤相比，土壤水分、养分条件明显较差；与生红壤相比，土壤水分、养分条件已有极大改善。 不同坡向、坡位、切割与填充坡面的植被恢复研究表明，西北坡的土壤水分、有机质含量明显大于东南坡；下坡位、填充坡面的土壤水分、养分较好。 土壤中铅含量在下坡位、填充坡面积累较多，而有效硫在上坡位、切割坡面积累较多。说明距离公路越近土壤中铅积累越多，而距公路越远、地势越高土壤中S积累

论文目录

• 独创性声明
• 摘要
• ABSTARCT
• 1 引言
• 1.1 背景
• 1.2 高速公路的发展概况
• 1.2.1 国外高速公路发展概况
• 1.2.2 国内高速公路公路发展概况
• 1.3 高速公路坡面植被恢复现状
• 1.3.1 国外现状
• 1.3.2 国内现状
• 1.3.2.1 国内公路坡面植被恢复的历史现状
• 1.3.2.2 植被恢复技术的发展现状
• 1.4 公路坡面植被恢复的研究进展
• 1.4.1 公路坡面植被恢复的概念
• 1.4.2 国内外公路坡面植被恢复的研究进展
• 1.4.2.1 国外公路坡面植被恢复研究进展
• 1.4.2.2 国内坡面植被恢复研究进展
• 1.4.3 坡面植被恢复研究热点
• 1.4.4 高速公路坡面植被恢复的发展前景
• 1.4.4.1 发展方向
• 1.4.4.2 前景
• 1.5 研究的目的与意义
• 2 技术路线与研究方法
• 2.1 试验地概况
• 2.1.1 样点选择
• 2.1.2 试验地概况
• 2.1.2.1 试验地基本情况
• 2.1.2.2 试验地植被概况
• 2.2 研究的技术路线和主要内容
• 2.2.1 技术路线
• 2.2.2 研究方法
• 2.2.2.1 坡面植被群落研究方法
• 2.2.2.2 坡面土壤特征研究方法
• 2.2.3 研究内容
• 3 公路坡面恢复植被群落特征研究
• 3.1 坡面植被群落生态特征的研究
• 3.1.1 研究方法
• 3.1.1.1 地块调查
• 3.1.1.2 研究方法
• 3.1.2 结果与分析
• 3.1.2.1 不同群落物种组成
• 3.1.2.2 群落物种重要值
• 3.1.2.3 植被群落分类
• 3.1.2.4 群落的生长型结构
• 3.1.2.5 物种丰富度指数
• 3.1.2.6 均匀度指数
• 3.1.2.7 物种多样性指数
• 3.1.2.8 稳定性分析
• 3.1.2.9 坡面植被群落结构综合研究
• 3.2 恢复植被中优势种群特征的研究
• 3.2.1 研究方法
• 3.2.1.1 种群分布格局研究
• 3.2.1.2 生态位研究
• 3.2.2 结果与分析
• 3.2.2.1 群落优势种的空间分布格局
• 3.2.2.2 优势植物的空间分布格局比较
• 3.2.2.3 优势种生态位宽度
• 3.2.2.4 生态位宽度比较分析
• 3.2.2.5 优势植物总生态位宽度分析
• 3.3 恢复植被群落生物量的研究
• 3.3.1 研究方法
• 3.3.2 结果与分析
• 3.3.2.1 地上生物量研究
• 3.3.2.2 地下根系生物量
• 3.4 结论与讨论
• 3.4.1 公路坡面植被群落生态特征的研究
• 3.4.2 恢复植被中优势种群特征的研究
• 3.4.3 恢复植被群落生物量的研究
• 4 公路坡面土壤恢复特征研究
• 4.1 研究方法
• 4.1.1 方法
• 4.1.2 观测指标
• 4.1.2.1 土壤含水量
• 4.1.2.2 土壤孔隙度、容重、比重
• 4.1.2.3 土壤渗透系数
• 4.1.2.4 土壤养分含量及部分微量元素测定
• 4.1.3 分析方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 恢复土壤的水分特征
• 4.2.1.1 土壤水分含量及土壤孔隙度
• 4.2.1.2 土壤容重、比重
• 4.2.1.3 土壤渗透系数
• 4.2.1.4 昆曲高速公路K8-K30km段坡面土壤水分分析
• 4.2.1.5 土壤水分特性与地被植被生物量的关系
• 4.2.1.6 土壤水分与地上植被物种多样性的关系
• 4.2.2 恢复土壤的养分特征
• 4.2.2.1 昆曲高速公路K8-K30km段土壤养分
• 4.2.2.2 不同坡向土壤养分的变化
• 4.2.2.3 不同坡位土壤养分含量分析
• 4.2.2.4 切割、填充坡面土壤养分含量分析
• 4.2.2.5 昆曲K8-K30km段坡面土壤养分分析
• 4.2.2.6 公路坡面土壤养分之间的关系
• 4.2.2.7 土壤养分与地被植被生物量关系
• 4.2.2.8 土壤养分与地上植被物种多样性的关系
• 4.3 结论与讨论
• 4.3.1 土壤水分特性与植被恢复的关系
• 4.3.2 土壤养分与植被恢复的关系
• 5 高速公路坡面植被恢复机理研究
• 5.1 研究方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 公路坡面植被恢复机理研究
• 5.2.1.1 公路坡面植被恢复基础理论
• 5.2.1.2 影响坡面植被恢复的影响因子
• 5.2.2 坡面植被发育动态
• 5.2.2.1 坡面恢复植被综合判别分析
• 5.2.2.2 坡面恢复植被发育动态分析
• 5.2.3 紫茎泽兰对公路坡面的危害分析
• 5.2.3.1 紫茎泽兰的危害
• 5.2.3.2 紫茎泽兰在公路坡面植被恢复中的特征
• 5.2.3.3 紫茎泽兰对公路坡面植被恢复的入侵程度分析
• 5.3 结论与讨论
• 5.3.1 高速公路坡面植被恢复机理研究
• 5.3.2 昆曲高速公路典型地段植被发育动态研究
• 5.3.3 昆曲高速公路坡面紫茎泽兰的入侵研究
• 6 结论与展望
• 6.1 研究结论
• 6.1.1 高速公路坡面植被群落恢复机理
• 6.1.2 高速公路坡面土壤恢复机理
• 6.1.3 高速公路坡面植被恢复的机理
• 6.2 创新之处
• 6.3 学术展望
• 附表
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 获得成果目录清单
• 致谢