【摘要】：本研究以恢復濱海公路沿線的生態(tài)環(huán)境為目標,以交通污染的產(chǎn)生機理和綠化植物的凈化機制為理論基礎(chǔ),通過對公路沿線的空氣污染、路面徑流污染、土壤污染、噪聲污染以及動植物的多樣性進行調(diào)查,揭示公路沿線生態(tài)環(huán)境的變化規(guī)律；通過建立數(shù)學模型的方法計算綠化植物的凈化能力；從而提出了濱海公路生態(tài)景觀的基本數(shù)學模型及基本景觀模式,恢復濱海公路不同污染形式的6種生態(tài)景觀模式,以及適合濱海公路不同景觀區(qū)段的4種生態(tài)景觀模式。本研究首次提出了公路生態(tài)景觀設(shè)計思路與方法,實現(xiàn)了交通污染總量與綠化植物生態(tài)功能的計量化,并以凈化交通內(nèi)源污染為目標建立了基本數(shù)學模型和基本景觀模式,在生態(tài)恢復目標與景觀形式之間架起了橋梁,能夠系統(tǒng)、準確的指導濱海公路生態(tài)景觀的建設(shè)實踐。具體研究成果如下： (1)提出了濱海公路生態(tài)景觀的基木數(shù)學模型及基木景觀模式。對交通污染的產(chǎn)生機理進行了理論分析,認為交通污染的來源可以歸納為汽車尾氣、路面揚塵、路面徑流三個方面,但道路生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng),必然會有內(nèi)源污染物流出系統(tǒng),也會有外源污染物流入系統(tǒng)。研究認為,道路交通產(chǎn)生的重金屬污染為內(nèi)源污染,重金屬的“源頭”主要來自機動車尾氣(汽油消耗)、剎車里襯的磨損和橡膠輪胎的摩擦三個方面,不同的重金屬附著于大小不同的氣溶膠上,隨著大氣的干、濕沉降全部落回道路生態(tài)系統(tǒng)之中,最終都可以被植物的葉片吸滯、被根系吸收或者被濕地凈化,從而完成了交通內(nèi)源重金屬在道路生態(tài)系統(tǒng)之中的流動過程。因此,以吸收凈化重金屬為目標,建立了生態(tài)景觀的基本數(shù)學模型。利用該模型,只要掌握道路的交通量和空氣中PM1o的濃度,即可根據(jù)不同的林帶郁閉度求得所需林帶的寬度；利用該數(shù)學模型,以提升滯塵效果作為基本模式中植物配置和樹種選擇的依據(jù),提出了生態(tài)景觀基本模式。 (2)提出了恢復濱海公路不同污染形式的6種生態(tài)景觀模式。在凈化空氣方面,利用調(diào)查結(jié)果推算污染物總量,利用干沉降模型預(yù)測凈化等量污染物所需植物總量,提出公路綠化凈化空氣植物計量數(shù)學模型,結(jié)合林帶結(jié)構(gòu)分析及植物種的選擇,提出了凈化空氣的生態(tài)景觀模式；在凈化路面徑流污水方面,利用污染物流出規(guī)律和人工濕地k-C*模型,借鑒相關(guān)經(jīng)驗獲得人工濕地的參數(shù),提出了凈化路面徑流污染的人工濕地模式；在凈化土壤方面,確定了路域土壤污染的空間范圍,利用數(shù)學模型計算出綠化植物凈化土壤的平均能力,提出了喬木吸收這些重金屬的臨界值,結(jié)合林帶布局結(jié)構(gòu)及植物種的選擇,提出了凈化土壤的生態(tài)景觀模式；降噪方面,根據(jù)噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)和數(shù)學模型計算出不同聲環(huán)境功能區(qū)降噪林帶的幾何參數(shù),提出了降噪林帶的生態(tài)景觀模式；路域植物方面,通過計算物種重要值、相似性指數(shù)、豐富度指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù),分析得出濱海公路沿線植物物種組成及多樣性變化情況,再參照距離遼寧沿海50km寬度范圍內(nèi)的森林群落作為濱海公路防護林帶種植設(shè)計的藍本,以油松櫟林為例提出了基于植物物種多樣性保護的生態(tài)景觀模式；穿越公路的動物物種方面,調(diào)查發(fā)現(xiàn)動物23種(包括亞種),而且不同生境的路段穿越動物的種類與頻次差異較大,為此提出以兩棲類、爬行類和小型哺乳動物為主要保護目標,以管狀涵洞為主要通道形式,得出保護穿越公路動物物種的生態(tài)景觀模式。 (3)提出了適合濱海公路不同景觀區(qū)段的4種生態(tài)景觀模式。以恢復不同污染形式的生態(tài)景觀模式為基礎(chǔ),結(jié)合不同景觀區(qū)段的環(huán)境特點,提出了基于不同景觀區(qū)段的生態(tài)景觀模式。
【學位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P901;S731.8;X734

【參考文獻】

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 袁玲;公路林帶聲衰減量及其應(yīng)用研究[D];長安大學;2009年

本文編號：2774749