地球科学与环境学报

农户土地利用效率的空间分异及影响因素——以陕南秦巴山区为例

苏芳,古梦维,刘航,常江波 — 2023年07月15 00:00

合理利用土地资源,提高土地利用效率是保障农业生产,推动社会经济发展的重要途径。基于陕南秦巴山区635份农户调研数据,通过数据包络分析(DEA)方法测算不同类型农户土地利用效率,采用莫兰指数分析农户土地利用效率的空间分布特征,并借助Tobit模型探究其影响因素。结果表明:①农户土地利用效率整体偏低,且一兼户效率最高,非农户最低; ②农户土地利用效率集聚特征显著,整体呈现汉中市高于安康市以及商洛市最低的“西高东低”空间分布格局; ③劳动力健康状况、耕地总面积、土地细碎程度与农业收入均显著影响农户土地利用效率,且不同要素对于不同类型、不同区域农户具有差异性。综上所述,建议当地政府从农业保护制度、土地流转制度、土地利用模式等方面入手提高农户土地利用效率,并在此基础上推进区域协调发展。

中国省域新型城镇化与城乡融合发展的时空格局及其影响因素

郭玲霞,刘宇峰,封建民,贺珊 — 2023年07月15 00:00

新型城镇化与城乡融合发展是构建国内国际双循环新发展格局的重要内容。基于2001～2020年中国31个省级面板数据,运用耦合协调度模型和面板回归模型,定量分析中国新型城镇化与城乡融合耦合协调发展的时空格局及其影响因素。结果表明:①中国省域新型城镇化指数总体呈显著上升趋势,东部地区新型城镇化指数最高,中部地区次之,西部地区最低; 中国省域城乡融合发展指数呈波动变化,略有下降,东部地区城乡融合发展水平高于中部和西部地区; ②31个省(自治区、直辖市)新型城镇化与城乡融合耦合协调发展水平不断提升,耦合协调度呈现“初级协调→中级协调→良好协调”的发展态势,空间上表现为东高西低的格局; 相对发展阶段呈现“新型城镇化滞后→同步发展→城乡融合发展滞后”的演变态势,东部地区处于城乡融合发展滞后状态,中部和西部地区逐步迈向同步发展状态; ③经济发展水平、政府能力、科技投入、教育投入对于耦合协调发展具有正向促进作用,产业结构高级度具有抑制作用,经济发展水平、科技投入和教育投入的影响作用具有显著的地区异质性。

基于熵权TOPSIS模型的宁夏土地利用绩效评价及障碍因子诊断

2023年07月15 00:00

区域土地利用绩效评价是提高其可持续发展能力的有效手段。采用熵权TOPSIS模型、耦合协调度模型和障碍度模型,从经济、社会、生态、安全4个方面选取17个指标评价了宁夏近14年(2006～2019年)土地利用绩效动态变化、协调发展水平和障碍因子。结果表明:2006～2011年,宁夏土地利用绩效处于较差水平; 2012～2017年,工业化、城镇化进程加快,宁夏土地利用绩效水平快速上升,处于优质水平; 2018～2019年,随着生态和土地安全问题的出现,宁夏土地利用绩效下降为中级水平。其中,经济绩效年均增长6.16%; 社会绩效14年间总体上稳步提升,呈现出明显的阶段性特征; 生态绩效在2019年回落至中级水平; 安全绩效在2015～2019年一直处于中级水平。土地利用经济-社会-生态-安全绩效耦合协调度由2006年的中度失调上升至2019年的中级协调。2016～2019年,影响宁夏土地利用绩效的主要障碍因子分别为水利、环境和公共设施投资占比,生态用地面积占比,工业固废物综合利用率,土地协调度和农用地面积/建设用地面积比例。

基于SD-FLUS模型的宁夏土地利用多情景模拟

2023年07月15 00:00

土地利用变化会对区域发展及生态环境产生重要影响。通过分析宁夏2005～2020年土地利用变化,综合自上而下的系统动力学(SD)模型和自下而上的未来土地利用模拟(FLUS)模型(SD-FLUS模型),结合国际耦合模式比较计划第6阶段(CMIP6)提出的耦合共享社会经济路线和代表性浓度路线(SSP-RCP)情景,模拟了2035年不同情景下的土地利用变化。结果表明:①SD模型模拟的历史时期各类型土地利用面积误差均小于5%,FLUS模型模拟的2020年土地利用总体精度为93%,Kappa指数为0.90,模型精度和可靠性总体符合要求。②2035年所有情景下的建设用地均呈现增加趋势,增长速率从大到小的情景依次为SSP585情景、SSP245情景、SSP119情景; 所有情景下,林地面积增加,水域面积保持稳定,草地面积呈现不同程度的减少; 耕地面积在SSP585情景下增加,在SSP245情景下稳定,在SSP119情景下减少。③在SSP119情景下,建设用地扩张的同时,生态用地被挤占的程度最小,该情景兼顾社会经济发展和生态保护两种需求,可以作为宁夏黄河流域生态保护和高质量发展先行先试区的未来土地利用参考模式。

宁夏不同植被类型NDVI变化特征及其对气候的响应

2023年07月15 00:00

定量分析植被覆盖变化的驱动机制,探索植被与气候因子之间的关系,对区域生态环境评价和水土保持具有重要意义。基于1998～2019年宁夏归一化植被指数(NDVI),采用趋势分析、偏相关分析和冗余分析方差分解等方法,研究不同植被类型NDVI时空变化特征及其驱动因子。结果表明:①宁夏NDVI整体呈波动上升趋势,NDVI年增长速率为0.007 1 年^-1,春季增长速率最低(0.002 3 年^-1),秋季增长速率最高(0.007 5 年^-1); 针叶林、灌丛和荒漠NDVI在夏季增长速率最大,阔叶林、农田、草原和草甸NDVI在秋季增长速率最大。②在年际尺度上,93.4%的区域NDVI呈现改善趋势; 不同季节内,春季植被退化严重,16.6%的植被面积呈现减少趋势,主要发生在北部引黄灌区,其他季节植被退化的区域集中在银川市周边; ③气候是影响植被变化的主要因素,全年和春季NDVI与温度成正相关关系,夏季NDVI与温度成负相关关系,不同季节内NDVI与降水量均成正相关关系。

宁夏黄土丘陵沟壑区产流产沙特征及其影响因素量化

2023年07月15 00:00

土壤侵蚀是造成土地退化最严重的生态环境问题之一,而水土保持措施是防治土壤侵蚀的重要举措。目前,量化水土保持措施、降雨特征和坡度对黄土丘陵沟壑区径流量和泥沙量的直接和间接影响仍具有挑战性。在调查2015～2019年宁夏黄土丘陵沟壑区犁尖沟小流域19个径流小区25次典型侵蚀性降雨事件中的径流量和泥沙量基础上,利用结构方程模型分析降雨特征、水土保持措施和坡度对径流和土壤流失的直接和间接作用,同时采用冗余分析方法定量化各影响因素对减流效益和减沙效益的贡献率。结果表明:①20°坡度减流效益最好,陡坡则具有更好的减沙效益; 不同水土保持措施中,人工灌木林地的减流效益和减沙效益较高。②降雨特征、水土保持措施和坡度对径流和泥沙没有间接影响,最大30 min雨强对径流和泥沙的直接影响最大,直接路径系数分别为0.77和0.46。③降雨特征是影响径流、泥沙和减流效益的主导因素; 与降雨特征相比,水土保持措施和坡度是控制减沙效益的主要因素。④全球变暖引起的极端侵蚀性降雨事件导致径流和土壤流失加剧; 水土保持措施对于防止径流和土壤流失是非常必要的; 在陡坡上,实施以灌木为主的植被组合有望实现更大的减流效益和减沙效益。

1989～2019年黄河宁夏段支流水沙变化规律及其驱动因素

2023年07月15 00:00

为明确黄河宁夏段典型支流水沙变化的主要驱动因素,基于清水河泉眼山站、红柳沟鸣沙洲站、苦水河郭家桥站实测水文资料,运用滑动平均法、Mann-Kendall突变检验和双累积曲线法分析典型流域的水沙变化趋势以及突变年份,运用累积斜率法、水文法和水保法对比分析水沙变化的驱动因素。结果表明:①1989～2019年,清水河、红柳沟和苦水河流域水沙变化均表现出减少趋势; 相比来说,输沙量变化较径流量变化更显著,苦水河流域的水沙变化较清水河和红柳沟流域更显著。②人类活动在水沙变化中占据主导地位且贡献率逐渐增大; 运用累积斜率法、水文法和水保法进行水沙变化归因分析,均表明人类活动是水沙变化的主要驱动因素,其中累积斜率法和水文法计算结果比较接近。③利用水保法对清水河流域进行水沙变化归因分析,发现人类活动中减水效益占据主导地位的是淤地坝和梯田,贡献率分别为42.9%、29.0%,减沙效益占据主导地位的是淤地坝,贡献率为94.5%。

基于DPSIR-TOPSIS模型的乌鲁木齐市绿色发展水平测度及其影响因素

2023年07月15 00:00

城市绿色发展是实现高质量发展的内在要求。科学评价城市绿色发展水平、准确识别绿色发展影响因素是促进城市绿色转型与“资源-环境-经济”协调发展的关键性命题。从社会经济发展、资源禀赋与消耗、环境压力与治理、公众生活与社会状态、技术创新与政策等方面综合构建城市绿色发展水平测度指标体系,结合DPSIR-TOPSIS模型与障碍度模型分析测算乌鲁木齐市2007～2021年绿色发展水平动态变化,识别影响城市绿色发展的限制性因素。结果表明:①乌鲁木齐市2007～2021年绿色发展状况不断改善,发展水平呈显著上升态势,绿色发展已见成效; ②城市绿色发展水平的驱动力、状态、影响、响应指数均呈上升趋势,增幅差异显著,压力指数则呈小幅下降趋势; 绿色发展政策措施响应积极,但资源环境压力制约仍然存在; ③2007～2013年影响乌鲁木齐市绿色发展的主要因素为人均城市道路面积、恩格尔系数、城镇居民可支配收入、第三产业占GDP的比重,2014～2021年主要因素为GDP增长率、单位GDP电耗、人口自然增长率、全年供水总量。综上所述,针对乌鲁木齐市“资源富集、产业聚集、生态脆弱”的特点,建议加快绿色低碳转型、推动绿色技术创新、倡导绿色消费、实时调整绿色发展思路等。

基于水、碳足迹的绿洲小麦生产环境影响特征及其脱钩关系——以新疆叶尔羌河流域莎车灌区为例

2023年07月15 00:00

农业是水资源消耗和温室气体排放的重要贡献部门,农作物的不合理种植会对生态环境造成影响,并威胁粮食安全。以新疆叶尔羌河流域莎车灌区为研究区,考察了1990～2020年典型粮食作物小麦的生产情况; 基于水、碳足迹理论,综合评价了小麦生产过程中的水资源消耗和温室气体排放特征,并对二者的主要影响因素进行了相关性分析; 同时,通过构建弹性脱钩模型,探讨了小麦生产与环境影响变化之间的动态关系,揭示了小麦生产中存在的环境问题。结果表明:1990～2020年,莎车灌区小麦生产中水、碳足迹均整体表现为波动上升状态,在2008年前后转入显著上升态势(P<0.05); 蓝水足迹在水足迹中的多年平均占比最大(65%),农资投入造成的碳足迹和农田NO₂排放引起的碳足迹多年平均占比相当,但前者占比逐年增大; 政策和粮食需求驱动下的农业生产投入是影响小麦生产水、碳足迹变化的主要因素,其中水、碳足迹增长与氮肥施用增多、种植面积扩大显著相关; 灌溉用电量虽然有控制水足迹增长的作用,但导致碳足迹增长; 小麦产量与水、碳足迹的脱钩结果说明小麦生产存在造成高资源消耗和高环境成本的风险,绿色发展面临挑战。因此,为了实现区域小麦生产的可持续发展,应提高资源利用效率以及优化生产管理方式,以缓解小麦生产造成的环境胁迫。

近40年来黄土高原植被变化趋势及其生态效应

2023年07月15 00:00

1999年起我国实施了退耕还林还草政策,黄土高原植被覆盖状况与土地利用结构发生了明显变化,植被覆盖大幅增加,生态质量显著改善。然而,植被覆盖的时空变化趋势却很不确定,对于其生态效应综合评估方面的研究相对薄弱。基于此,在分析归一化植被指数(NDVI)与植被覆盖度(FVC)两种指标的基础上,综述了近40年来退耕还林还草政策实施前后黄土高原植被覆盖及分布的变化情况。结果表明:①通过分析比较记录植被覆盖动态变化的5种常见数据集,发现数据源在一定程度上影响生态环境效益评价结果的真实性; ②黄土高原多年来整体植被覆盖呈波动式增加,且增速随着退耕还林还草政策的实施而增大,空间分布自东南向西北方向递减,并受到生态系统格局、土地利用类型及气候变化等因素的影响; ③随着植被覆盖面积增长,黄土高原生态系统水土保持效应与固碳能力逐渐增强,二者均与植被覆盖变化高度耦合。针对黄土高原生态环境治理及粮食生产水平现状,建议加强高标准农田建设,缓解退耕还林还草政策导致的耕地紧缺问题,同时加快推动生态价值转化和生态补偿力度,让“绿水青山”真正成为“金山银山”。

内蒙古耕地景观生态风险评价及生态修复分区

2023年07月15 00:00

诊断识别耕地面临的生态风险是开展耕地生态修复、保障耕地生态安全的先决条件。以“自然-社会-景观”多维度空间量化内蒙古耕地景观生态风险影响因子,通过空间主成分分析法完成耕地景观生态风险综合评价,以及各影响因子权重的量化; 基于评价结果,分析生态风险空间聚集特征,识别生态修复重点区域并提出修复对策。结果表明:①内蒙古耕地景观生态风险是多因素共同影响的结果,耕地景观破碎化、工矿污染、水资源胁迫和生境质量差是主要的生态问题。②耕地斑块分布集中、局部斑块面积大且完整、或沿河流分布时,其景观生态风险较低; 耕地斑块分布零散、局部斑块破碎或处于大面积耕地的边缘时,其景观生态风险较高。③耕地景观生态风险低值显著聚集于嫩江流域、西辽河流域、河套平原以及土默川平原西部,是显著的冷点区域; 高值显著聚集于内蒙古南部,是显著的热点区域。将热点区域划定为重点修复区,建议实施耕地破碎化整治、农田生态基础设施建设、节水灌溉工程建设、退耕还林还草等生态修复工程; 不显著区域划定为农田保育区,重点加强农田生态基础设施建设,扩大农业空间植被覆盖率; 冷点区域划定为农业发展区,主要发展绿色农业,推进种养结合。

广东省植被叶面积指数时空变化特征及其影响因素

2023年07月15 00:00

植被变化是评价生态环境和衡量地表植被状况的重要指标之一,探讨植被的时空动态变化特征及其影响因素对生态环境的保护及植被的恢复建设具有重要意义。基于MODIS 叶面积指数(LAI)卫星遥感产品、气象数据和社会经济数据,运用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall显著性检验、Hurst指数分析和地理探测器等方法,探究了广东省2003～2020年叶面积指数的时空变化特征及其影响因素。结果表明:2003～2020年,广东省叶面积指数年际变化呈现为波动上升趋势(增长率为0.219/10a),叶面积指数季节均值的增长率从大到小依次为冬季(0.405/10a)、春季(0.251/10a)、秋季(0.139/10a)和夏季(0.111/10a); 在空间上,叶面积指数表现为西北高、东南低的特征, 低值区主要集中在珠江三角洲地区和沿海经济区; 叶面积指数未来变化趋势以弱反持续性和弱持续性为主,持续改善区域的面积远远大于持续退化区域的面积,说明广东省植被覆盖未来改善的可能性较大; 叶面积指数主要影响因素为高程、人口密度和GDP,其中高程的影响最为显著,对叶面积指数空间分异的解释力为16.9%,且双因素的交互作用能增强对叶面积指数空间分异的解释力。

基于多源数据融合的滑坡智能识别

2023年07月15 00:00

滑坡灾害的识别与调查是防灾减灾工作的重要基础。传统的滑坡识别方法自动化程度较低,但基于深度学习的滑坡智能识别自动化程度较高,并且可以提高滑坡识别的精度与效率。首先,引入光学遥感影像、数字高程模型(DEM)数据、地质数据与降雨数据构建滑坡多源数据集,针对多源异构数据在量纲尺度上不统一的问题,设计了多源异构数据预处理流程和融合模型; 其次,构建了Res-UNet模型作为滑坡智能识别的网络模型,并将训练集与测试集按照8:2的比例进行划分; 最后,采用不同数据输入方式进行滑坡识别,并将Res-UNet模型与主流的语义分割网络模型FCN、U-Net和SegNet进行对比。结果表明:多源数据输入相比单一数据输入具有更好的滑坡识别结果,在准确率(Precision)、召回率(Recall)、F1分数(F1-score)和平均交并比(MIoU)上都有5%以上的提升; Res-UNet模型的滑坡识别精度在0.85以上,具有优异的滑坡识别能力,可以为区域滑坡的快速准确识别提供技术支持。

基于自组织神经网络和K-means算法的地下空间地质环境质量三维分类及评价

2023年07月15 00:00

针对地下空间地质环境质量,前人运用三维地质信息化技术已开展了大量三维综合评价研究,但其评价结果对于规划和施工建议略显不足。其原因主要是评价过程主观性较强,综合评价结果难以充分表达地质环境的真实类别,难以关注更需受到重视的不良地质环境条件等。针对上述问题,利用自组织神经网络(SOM)和K-means算法对地下空间地质环境质量三维评价信息进行分类研究; 以福建省厦门市马銮湾新城南岸片区为实例,基于三维空间分析方法提取三维评价指标因子,开展基于自组织神经网络和K-means算法的地下空间地质环境质量三维评价,最后利用评价获得的地质环境类别与主导因子进一步提出规划和施工建议。结果表明:基于自组织神经网络和K-means算法的评价方法能够有效挖掘多维多源地质数据中的隐含信息,识别出关键区分因子,为地下空间地质环境质量评价提供了新的思路和方法。

沉积岩中不同形态氮的提取方法及其在古环境研究中的意义

2023年07月15 00:00

近年来,沉积岩中的氮同位素组成(δ¹⁵N)已成为生命起源和古环境研究的有效地球化学指标,并为这些领域的原创性发现提供了重要科学证据。沉降的有机质在经过生物地球化学过程和地质作用的改造后转化为不同形态的含氮物质(如干酪根结合氮、可溶性有机氮以及NH⁺₄等),并保存于沉积岩中。不同形态氮可能具有独特的古环境意义,有必要进行单独的分离和提取,丰度较低的氮组分(如固定铵)也逐渐得到重视。当前,学者们主要利用全岩和干酪根的氮同位素组成开展相关研究工作,但由于地质过程复杂,特定含氮物质提取同位素测试和解译难度较高,何种形态的氮能代表原始的古海水信号尚不明确。在前人研究的基础上,归纳了含氮物质在不同地质作用中的演化历程,系统总结了沉积岩中不同形态氮的提取方法,阐明了它们的古环境意义,并对不同形态氮应用于古环境研究存在的问题进行了讨论; 同时,提出古海洋氮循环研究亟需开展的工作,为推动氮同位素的高精度测试及古环境研究提供参考。

河流Mg同位素示踪流域化学风化研究进展

2023年07月15 00:00

河流Mg同位素体系示踪大陆化学风化过程的潜力近年来受到重视。通过总结Mg同位素在流域地表过程中的地球化学行为,发现河流Mg主要来源于矿物化学风化、大气降水、地下水以及植物残骸。全球主要径流Mg同位素组成呈现较大的变异性,仅用流域Mg储库的保守混合难以完全解释,因为大陆化学风化过程中基岩的差异风化和Mg同位素分馏是河水Mg同位素组成的重要影响因素。影响河水Mg同位素组成的主要分馏过程包括原生矿物分解、次生矿物形成、可交换态的吸附-解吸以及植物吸收和残体释放等过程。目前对河流Mg同位素体系的一级控制过程仍了解不多。在全球尺度下,大型河流Mg同位素组成与碳酸盐矿物的化学风化强度成显著相关关系。此外,Mg-Sr、Mg-Li、Mg-Ca以及Mg-O等多同位素体系也为地表环境演变研究提供了有力的示踪工具。今后应加强对流域关键过程Mg同位素分馏因子、特殊化学风化类型、多同位素耦合联用以及Mg同位素定量示踪的探讨,推动河流Mg同位素在示踪流域化学风化研究中的应用。

安徽大矾山废弃矾矿区土壤重金属污染特征与健康风险评价

2023年07月15 00:00

废弃矿区环境恢复和生态治理对于生态文明建设意义重大。其中,针对矿区开采引起的土壤重金属污染问题,开展重金属污染特征调查分析与健康风险评价,对于矿区治理方案设计和施工尤为重要。以安徽省庐江县大矾山废弃矾矿区为研究区域,对矿区土壤重金属(As、Cd、Cu、Mn和Ni)污染特征展开分析,并结合地累积指数法、潜在生态风险指数法和美国环境保护署(USEPA)公布的健康风险评价模型进行污染评价与人体健康风险评估。结果表明:研究区土壤中的As和Cd含量显著超标,相较于农用地土壤污染风险筛选值,其超标率分别为77%和100%; 土壤中Cu属轻度污染,超标率为16%; Mn、Ni含量均未超标; 此外,这5种重金属元素含量的变异系数从大到小依次为Ni、Mn、Cu、Cd、As; 研究区土壤重金属具有潜在生态风险,其潜在生态风险指数显示As、Cd为主要风险元素,土壤以较强和很强潜在生态风险等级为主; 健康风险评价模型表明土壤超标重金属间接经口摄入为非致癌和致癌风险的主要途径,其中As、Cd对于成人和儿童经口摄入的非致癌风险和致癌风险均在可接受范围内,对于成人和儿童呼吸摄入和皮肤接触均不存在致癌风险。

低影响开发组合措施(LIDs)-调蓄泵站联合削减城市径流效果——以河北省某县主城区为例

2023年07月15 00:00

采用低影响开发(LID)和泵站等措施有效控制雨洪是治理城市内涝的重要手段。为探究低影响开发和泵站联合削减山丘城区的暴雨径流洪峰效果,构建了河北省某县主城区的SWMM模型。选用渗透铺装-下凹式绿地-雨水桶的低影响开发组合措施(LIDs),并考虑区域上、下游关系联用调蓄泵站布局设计了6种不同的布设方案,并就径流系数及其削减率、出口断面径流峰值及其削减率、峰现时间开展了研究。结果表明:在区域上游、下游及全域布设LIDs方案,虽然能有效控制径流系数和出口断面径流峰值,但是其峰现时间滞后效果并不显著,下游管网排水能力不足的问题也没有完全解决; 联合布设LIDs及调蓄泵站后,上游、下游及全域布设方案下的出口断面径流峰值均得到显著削减,最大削减率分别为23.22%、42.88%和44.07%,同时峰现时间可滞后29～187 min。通过对比分析各方案的出口断面径流峰值削减率和峰现时间,最终优选得出下游布设LIDs和调蓄泵站联用方案综合效益最佳。

植物叶片和植物个体的水-碳耦合及其关系

2023年07月15 00:00

研究植物叶片和植物个体的水-碳耦合及其关系,可以为整合多尺度间水-碳耦合提供理论支撑,加深对植物生理调节适应的认识。以北京西山侧柏幼树为研究对象,设置3个大气CO₂浓度和5个土壤含水量梯度,在人工气候箱中进行控制试验; 采用气体交换法、包裹式茎流计、静态同化箱等方法测定植物叶片和植物个体的固碳、耗水速率和光合生理特征,进而以水分利用效率为切入点,分析多尺度间水-碳过程及其耦合变化特征,探讨植物叶片和植物个体的水-碳耦合关系。结果表明:①除过量灌溉外,在其他土壤含水量条件下,植物叶片和植物个体蒸腾速率和净光合速率均随土壤含水量的增加而增大,其中蒸腾速率一般在大气CO₂浓度为400 μmol?mol^-1时最大,净光合速率一般在大气CO₂浓度为800 μmol?mol^-1时最大。②除严重干旱胁迫外,在其他土壤含水量条件下,植物叶片和植物个体瞬时水分利用效率均随土壤含水量的增加而降低; 在相同土壤含水量条件下,植物叶片和植物个体瞬时水分利用效率均表现为在大气CO₂浓度为800 μmol?mol^-1时最高; 植物叶片与植物个体瞬时水分利用效率成极显著正相关关系。综上所述,高的大气CO₂浓度可缓解水分亏缺对植物叶片和植物个体光合生理过程的不利限制,提高其水分利用效率; 在相同的时间尺度、种内冠层特性相似时,植物叶片瞬时水分利用效率可以较好地预测植物个体瞬时水分利用效率。

高寒草原公路建设对路域植物组成及多样性的影响

2023年07月15 00:00

为揭示青藏高原公路施工过程对周围草原生态环境的影响,选择甘肃省甘南藏族自治州在建的S10卓尼—合作高速公路代表性路域的2个施工点,在路基施工期间(2021年6月和9月)距离路域建设红线外垂直10 m处和500 m处,采用样线法调查取样,获取植物群落物种构成、盖度、株高、生物量等参数; 通过SPSS软件对植物群落的构成、物种多样性等相关指标进行分析,并运用最小显著性差异(LSD)法检验其差异显著性,以此分析公路施工对路域沿线植物种类、生长及多样性的影响。结果表明:研究区域调查到的86种植物以线叶嵩草(Kobresia capillifolia)、藏嵩草(K. tibetica)和垂穗披碱草(Elymus nutans)重要值较高。比较两个调查区域以及同一区域在距离路域建设红线外10 m处和500 m处的差异,发现仅部分采样点香农指数及植物生物量有显著差异(P<0.05),说明此次调查的区域以及距离路域建设红线外不同范围的植物群落构成差别不大,路域建设对植被影响较小。9月大部分采样点的植被总盖度、植物平均株高、植物生物量、Menhinick指数相较于6月有显著提高(P<0.05),说明公路施工虽然造成局部破坏并影响周围自然环境,但路域建设红线外的植物通过自身适应自然修复并正常生长,周围施工并不影响植被的自然生长。综上所述,在严格控制施工行为的前提下,距离路域建设红线外不同范围内的植物群落及生长变化不大,生态系统破坏相对较小。