【摘要】： 道路是人類生活和社會發(fā)展中最重要的物質(zhì)和能量通道。作為人工引入的廊道系統(tǒng),道路在帶來巨大的經(jīng)濟和社會效益的同時,其對生態(tài)環(huán)境造成的影響卻長期以來被人們所忽視。我國對道路生態(tài)的系統(tǒng)化研究起步較晚,研究對象也主要集中于西部高原和山區(qū),且主要以高速公路為研究對象。平原區(qū)尤其是濱海平原的報道較少,也缺乏不同道路類型之間生態(tài)影響的差異性對比研究。因此,有必要在不同生態(tài)區(qū)以不同道路類型為研究對象,深入地探討道路對生態(tài)環(huán)境的影響。作為我國保存最完整的河口三角洲濕地,黃河三角洲以其資源的稀有性、生態(tài)的脆弱性而成為研究者長期關(guān)注的熱點。隨著該區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展,越來越多的工程建設(shè)已經(jīng)造成了原生濕地生境的損失和環(huán)境的衰退,成為三角洲經(jīng)濟社會發(fā)展與濕地生態(tài)保護的矛盾焦點之一。本研究在野外調(diào)查的基礎(chǔ)上,通過室內(nèi)分析、模式識別、模型模擬、空間演算等多種手段,在微觀尺度和景觀尺度兩個水平上對黃河三角洲道路系統(tǒng)的特征和演化規(guī)律、道路對邊際植物生境、草本植物種群、土壤污染和景觀水平上的格局影響進行了深入的研究,以期對黃河三角洲地區(qū)自然資源的合理利用和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù)。 (1)基于野外各類道路的調(diào)查結(jié)果,提出了包含形態(tài)檢測、模式識別和邏輯推理3個認(rèn)知層次,適合于濱海平原地區(qū)的半自動道路網(wǎng)絡(luò)提取模型。構(gòu)建了黃河三角洲1984～2006年間的逐年道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。在圖論理論的支持下,完成了道路網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)特征和空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析。時序分析結(jié)果表明,不同類型道路的擴張?zhí)攸c存在差異。省道和縣鄉(xiāng)公路擴張的主要驅(qū)動力是居民出行需求,油田專用公路的修建主要以滿足勝利油田石油生產(chǎn)為主要目的,高速公路的修建主要是國家宏觀產(chǎn)業(yè)布局和交通布局的需要�？臻g網(wǎng)絡(luò)分析和重心分析的結(jié)果表明,三角洲道路網(wǎng)絡(luò)連通狀況可以劃分為網(wǎng)絡(luò)發(fā)散擴張、回路緩速遞減和網(wǎng)絡(luò)相互連通三個階段。道路網(wǎng)絡(luò)空間發(fā)展形態(tài)呈現(xiàn)出由一軸兩核擴張→兩岸四區(qū)對峙→多核網(wǎng)絡(luò)互通的發(fā)展演化模式。 (2)以野外土壤樣品的采集與分析為基礎(chǔ),結(jié)合區(qū)域環(huán)境背景資料,構(gòu)建了基于區(qū)域環(huán)境因素推演道路邊際重金屬含量的MLP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,并應(yīng)用該模型對黃河三角洲道路邊際50m范圍內(nèi)的土壤重金屬含量進行了2.5m分辨率的逐柵格模擬。結(jié)果表明,該模型能夠較好的模擬道路邊際土壤重金屬濃度的空間分布,所得結(jié)果具有較高的精度�，F(xiàn)代黃河三角洲道路邊際的土壤重金屬含量略高于山東省土壤背景值,但低于國家環(huán)境質(zhì)量一級標(biāo)準(zhǔn)(除Cd外)。受Cd大面積超標(biāo)的影響,黃河三角洲道路兩側(cè)邊際50m范圍內(nèi)的土壤80.69%為輕度污染,15.49%為尚清潔,僅有5.83km~2為清潔。表明道路是其邊際土壤的重金屬污染源,但對環(huán)境尚未造成廣泛和顯著的危害。不同的道路,其邊際土壤的重金屬累積規(guī)律不同。公路等級越高、車流量越大,重金屬濃度越高。隨著距道路距離的變化,重金屬濃度發(fā)生改變�？傮w上來說,大多數(shù)重金屬在30m以內(nèi)達到峰值,其后逐漸降低接近背景值。同時,變化規(guī)律受區(qū)域環(huán)境條件、土地利用方式和重金屬累積機制的影響。 (3)在研究區(qū)開展了多次野外植被樣方調(diào)查,首次獲得了黃河三角洲道路邊際植物群落的主要類別。應(yīng)用二岐式劃分方法,完成了草本植物群落的劃分,并通過多樣性分析和DCCA排序,研究了道路邊際植物群落的梯度演變規(guī)律和主要環(huán)境驅(qū)動因子。研究結(jié)果顯示,黃河三角洲道路邊際草本植物種類計有20科、41屬、48種,分別占現(xiàn)代黃河三角洲被子植物的51.3%,34.5%,25.5%,道路邊際植被共涉及14個分布區(qū)類型,道路邊際植被具有廣域性,且以溫帶成分為主,熱帶性質(zhì)的屬起到補充成分的作用。道路15 m邊際內(nèi)的植被可分為4個群系,11個群叢。堿蓬、蘆葦、獐茅、狗尾草是主要建群種。群落的形成和分布同時受到大尺度海陸環(huán)境演變和小尺度道路邊際環(huán)境的雙重影響。物種多樣性從道路路肩向遠(yuǎn)處存在明顯的遞減梯度。物種更替速率形成以道路為中心的單峰分布格局。距道路距離,距海岸線距離和道路類型是決定道路邊際植物種群分布的主要因素。省道邊際物種更替速率最快,高速公路次之,縣鄉(xiāng)公路最低。道路作為典型的人工廊道,對現(xiàn)代黃河三角洲的濕生植物產(chǎn)生了較大的干擾,尤其是其兩側(cè)10m的帶狀區(qū)域,出現(xiàn)較為明顯的濕生植物衰退和中生、旱生物種的入侵,是造成黃河口濕地萎縮的原因之一。 (4)研究在野外調(diào)查的基礎(chǔ)上,建立了包含1個景觀類,3個景觀亞類,12個景觀系的道路邊際景觀分類體系。并應(yīng)用多時相遙感影像,完成了主要道路兩側(cè)邊際1km范圍內(nèi)的景觀分類。應(yīng)用多種景觀格局指數(shù),進行了不同道路類型,不同緩沖區(qū)范圍和不同景觀類別的動態(tài)演變特征分析。結(jié)果表明,道路邊際景觀的演變規(guī)律受道路發(fā)展過程、道路功能差異和區(qū)域發(fā)展背景的影響。距道路越近,受人為干擾影響越嚴(yán)重。人類對道路邊際景觀的開發(fā)利用降低了景觀的多樣性,增加了景觀的破碎化,造成了自然濕地景觀的減少,使景觀邊界形狀趨于規(guī)則化發(fā)展。提出了基于波爾茲曼熱力學(xué)的道路邊際景觀穩(wěn)定性評價方法,結(jié)果表明人類對道路邊際持續(xù)的負(fù)熵輸入是決定非自然景觀穩(wěn)定性的主要原因,負(fù)熵輸入的強度主要受道路功能和分布區(qū)域的影響。結(jié)合前述微觀生態(tài)過程研究的結(jié)果,可以認(rèn)為,道路對其邊際植被、土壤的微觀生態(tài)影響不足以導(dǎo)致景觀尺度上的格局改變,水鹽生態(tài)過程、流通過程、破碎化過程、以及接近效應(yīng)和效益梯度場的存在是影響道路邊際景觀分布格局和演變的主要原因。
【圖文】：

高速(實測32.4m)省道(實測14.5m)縣鄉(xiāng)公路(實測8.2m)圖2一1典型道路的TM影像FigZ一1TheTMImagesofTIPiealRoadsinTheYellowF廿verDeita驗證結(jié)果表明，研究區(qū)高速公路可識別率為100%、國道、省道的可識別率為

黃河三角洲歷年道路提取結(jié)果
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：U412.1;X820.3

【引證文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 屈廣義;鐵路網(wǎng)規(guī)劃環(huán)境影響評價方法研究及案例應(yīng)用[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 馬果;生態(tài)公路路域生態(tài)環(huán)境影響分析與評價研究[D];長安大學(xué);2011年

2 吳剛;基于ArcGIS的環(huán)鄱陽湖地區(qū)生態(tài)道路評價體系研究[D];華東交通大學(xué);2012年

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本文編號：2633400