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摘要：以常規(guī)生態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)合遙感技術(shù)手段，對(duì)鄭徐客運(yùn)專(zhuān)線穿越中牟森林公園的生態(tài)影響進(jìn)行監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明，2016年較2015年，中牟森林公園Simpson植被優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、Shannon-wiener多樣性指數(shù)等指標(biāo)均有所增加，森林公園內(nèi)生態(tài)植被均處于自然生長(zhǎng)及更新?tīng)顟B(tài)；通過(guò)遙感監(jiān)測(cè)，2016年較2015年，交通運(yùn)輸用地、草地均有所增加，林地略減，工程擾動(dòng)面積減少，說(shuō)明工程對(duì)森林公園的影響正在逐步降低，工程所引發(fā)的水土流失減少，生態(tài)有所恢復(fù)和改善。

關(guān)鍵詞：鐵路；森林公園；生態(tài)監(jiān)測(cè)；遙感；植被類(lèi)型

1概述

生態(tài)監(jiān)測(cè)作為一種系統(tǒng)收集地球自然資源信息的技術(shù)方法，起始于20世紀(jì)60年代后期，至今已有40多年的發(fā)展歷史[1]。生態(tài)監(jiān)測(cè)是環(huán)境生態(tài)建設(shè)的技術(shù)保證和支持體系，采用生態(tài)學(xué)的各種方法和手段，從不同尺度對(duì)各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的時(shí)空格局進(jìn)行度量，主要通過(guò)監(jiān)測(cè)生態(tài)系統(tǒng)的條件、條件變化、對(duì)環(huán)境壓力的反應(yīng)及其趨勢(shì)而獲得[2]，以標(biāo)準(zhǔn)化的方法在特定時(shí)間、空間內(nèi)重復(fù)分析測(cè)定生態(tài)系統(tǒng)狀況[3]。常規(guī)的生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)手段通常有地面監(jiān)測(cè)、航空監(jiān)測(cè)和遙感衛(wèi)星監(jiān)測(cè)3種。地面監(jiān)測(cè)是較為傳統(tǒng)的技術(shù)手段，可以提供最詳細(xì)的生態(tài)情況。許多生態(tài)功能及生態(tài)結(jié)構(gòu)的變化只能通過(guò)在野外觀測(cè)及調(diào)查進(jìn)行監(jiān)測(cè)；此外，地面監(jiān)測(cè)能夠驗(yàn)證提高遙感數(shù)據(jù)的精確性并有助于對(duì)數(shù)據(jù)的解釋。航空監(jiān)測(cè)是目前3種監(jiān)測(cè)技術(shù)中最經(jīng)濟(jì)有效的一種，航空監(jiān)測(cè)首先用坐標(biāo)網(wǎng)覆蓋研究區(qū)域，飛行時(shí)系統(tǒng)記錄位置并發(fā)送分析獲得的數(shù)據(jù)[4]。遙感衛(wèi)星監(jiān)測(cè)是利用地球資源衛(wèi)星監(jiān)測(cè)植被類(lèi)型、生長(zhǎng)狀況、病蟲(chóng)害等，其最大優(yōu)點(diǎn)是覆蓋面廣，可以獲得人工難以到達(dá)的高山、叢林資料。一般而言，地面監(jiān)測(cè)、航空監(jiān)測(cè)和遙感衛(wèi)星監(jiān)測(cè)相互配合才能獲得完整的資料[5]。本文針對(duì)鄭徐客運(yùn)專(zhuān)線(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“鄭徐客專(zhuān)”)穿越中牟森林公園區(qū)段，采用常規(guī)地面生態(tài)監(jiān)測(cè)，并利用多時(shí)相陸地衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)研究區(qū)植被類(lèi)型、土地分類(lèi)、土壤侵蝕等的定量分析，進(jìn)行生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的研究，用以分析和探究鄭徐客專(zhuān)建設(shè)對(duì)中牟森林公園區(qū)段的生態(tài)影響。中牟森林公園為省級(jí)森林公園保護(hù)區(qū)，位于鄭州市中牟縣北部，地處暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯，交通條件便利，公園面積5458.3hm2，劃屬華北植物地區(qū)-豫東平原植物亞地區(qū)的黃河-淮河平原植物小區(qū)。該小區(qū)自然地理位置在安徽省界以西、淮河干流北岸以北、伏牛山麓以東、黃河以南。地帶性植被以落葉闊葉為主，植被發(fā)育良好，有成片的人工林，森林樹(shù)種主要是人工種植栽培刺槐。中牟森林公園范圍較大，鄭徐客專(zhuān)工程線位無(wú)法繞避，以橋梁形式穿越森林公園北林區(qū)，穿越長(zhǎng)度4.9km，工程永久占用森林公園林地約8.82hm2，占北林區(qū)總面積的0.22%，占中牟森林公園總面積的0.16%。穿越森林公園地帶主要為刺槐林，土壤以潮土等為主，生態(tài)較為脆弱，需做好施工期防護(hù)措施。鄭徐客專(zhuān)穿越中牟森林公園生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)范圍為線路中心線兩側(cè)各500m，總面積為633.94hm2，工程占地面積占評(píng)價(jià)區(qū)總面積的1.39%。

2森林公園樣方調(diào)查方法

2.1地面監(jiān)測(cè)(樣方調(diào)查)

調(diào)查的時(shí)間在2015年6月和2016年6月，屬于夏季植被生長(zhǎng)旺盛期，大多數(shù)植物正處在花期(除禾本科植物)，為植物鑒定提供了有利的自然條件。為了使樣方充分代表路線所經(jīng)區(qū)域的植被群落種類(lèi)組成，在選取樣方地點(diǎn)時(shí)，盡量選取具代表性的不同植物群落的地帶為樣地，同時(shí)考慮樣方分布的均勻程度，在鄭徐客專(zhuān)穿越中牟森林公園處共設(shè)置6個(gè)監(jiān)測(cè)樣地(東西兩端各布設(shè)3個(gè)樣地)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和查閱資料，對(duì)樣地內(nèi)所有物種進(jìn)行鑒定。根據(jù)以下公式計(jì)算植被Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(C)、Shannon-wiener多樣性指數(shù)(H)、Pielou均勻度指數(shù)(J)、Simpson多樣性指數(shù)(D)和物種豐富度(R)等。

2.2遙感監(jiān)測(cè)

項(xiàng)目所用的本底資料包括：2015年6月20日和2016年6月20日的WorldView2遙感影像為基本數(shù)據(jù)源；項(xiàng)目區(qū)1:10000地形圖、DEM(數(shù)字高程模型)及矢量化數(shù)據(jù)；野外生態(tài)樣方調(diào)查資料。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)》(GB/T21010—2017)[6]，土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)采用3級(jí)分類(lèi)；土壤侵蝕現(xiàn)狀分類(lèi)按照《土壤侵蝕分類(lèi)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(SL190—2007)[7]建立分類(lèi)系統(tǒng)；植被類(lèi)型分類(lèi)采用《中國(guó)植被類(lèi)型圖譜》中的分類(lèi)系統(tǒng)進(jìn)行。在解譯過(guò)程中，影像數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)了多項(xiàng)式幾何精糾正和雙線性?xún)?nèi)插重采樣，以保證解譯結(jié)果的幾何精度，出圖比例尺為1:100000。

3結(jié)果分析

3.1樣方調(diào)查監(jiān)測(cè)結(jié)果

鄭徐客專(zhuān)穿越中牟森林公園區(qū)段的森林垂直方向可分為喬木層和草本層，喬木層以刺槐為優(yōu)勢(shì)種，草本層以龍須菜和狗尾草為優(yōu)勢(shì)種，并伴生有小蓬草、山桃草、節(jié)節(jié)麥等物種。表1為2015年和2016年監(jiān)測(cè)結(jié)果。優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D)、Shannon-wiener多樣性指數(shù)(H)等有所增加，鄭徐客專(zhuān)建設(shè)對(duì)森林公園生態(tài)植被無(wú)影響，森林公園內(nèi)生態(tài)植被均處于自然生長(zhǎng)及更新?tīng)顟B(tài)。

3.2遙感監(jiān)測(cè)

3.2.1土地利用現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)

通過(guò)遙感監(jiān)測(cè)，2016年較2015年，森林公園西段耕地減少約0.57hm2，林地減少約0.84hm2，工礦倉(cāng)儲(chǔ)用地減少8.45hm2，其他用地減少1.82hm2；草地增加3.24hm2，交通運(yùn)輸用地增加8.44hm2。森林公園東段2016年較2015年，耕地增加0.93hm2，草地增加5.76hm2，交通運(yùn)輸用地增加5.27hm2，城鎮(zhèn)村及工礦用地增加0.26hm2，林地減少約1.44hm2，工礦倉(cāng)儲(chǔ)用地減少5.81hm2，水域及水利設(shè)施用地減少0.03hm2，其他用地減少4.94hm2。分析其主要變化為耕地、草地、交通運(yùn)輸用地、城鎮(zhèn)村及工礦用地增加，林地、工礦倉(cāng)儲(chǔ)用地、水域及水利設(shè)施用地、其他用地減少。無(wú)大面積破壞、碾壓、占用林地和草地的現(xiàn)象。雖然鐵路工程對(duì)地表有一定的擾動(dòng)，但對(duì)森林公園整體土地利用現(xiàn)狀沒(méi)有產(chǎn)生明顯影響。

3.2.2植被類(lèi)型現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)

通過(guò)遙感監(jiān)測(cè)，中牟森林公園西段2016年較2015年有林地減少0.84hm2，草地增加約3.24hm2，栽培植被減少0.58hm2，無(wú)植被地段減少1.82hm2。中牟森林公園東段2016年較2015年有林地減少1.44hm2，草地增加約5.77hm2，栽培植被增加0.93hm2，無(wú)植被地段減少5.25hm2。主要變化為草地增加，有林地、無(wú)植被地段減少。通過(guò)遙感解譯，在森林公園內(nèi)無(wú)大面積破壞和碾壓、占用林地和草地的現(xiàn)象；反之，森林公園內(nèi)的草地有增加趨勢(shì)。雖然鐵路工程對(duì)地表植被有一定的擾動(dòng)及破壞，但對(duì)森林公園整體的植被類(lèi)型現(xiàn)狀功能沒(méi)有產(chǎn)生較大影響。

3.2.3土壤侵蝕現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)

中牟森林公園西段2016年較2015年，水力侵蝕面積增加8.45hm2，工程擾動(dòng)面積減少8.45hm2；東段2016年較2015年，水力侵蝕面積增加3.94hm2，工程擾動(dòng)面積減少3.94hm2。主要變化為水力侵蝕面積增加、工程擾動(dòng)面積減少。通過(guò)遙感解譯，在森林公園內(nèi)無(wú)大面積工程擾動(dòng)現(xiàn)象，說(shuō)明工程對(duì)森林公園的影響正在逐步降低，工程所引發(fā)的水土流失減少，生態(tài)有所恢復(fù)和改善。

4結(jié)論

采用常規(guī)生態(tài)監(jiān)測(cè)，配合樣方調(diào)查，并利用衛(wèi)星遙感技術(shù)對(duì)鄭徐客專(zhuān)穿越中牟森林公園的生態(tài)影響進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果如下。

（1）樣方調(diào)查監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，2016年較2015年，中牟森林公園Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、Shannon-wiener多樣性指數(shù)等有所增加，線路施工對(duì)森林公園生態(tài)植被無(wú)明顯影響，森林公園內(nèi)生態(tài)植被均處于自然生長(zhǎng)及更新?tīng)顟B(tài)。

（2）通過(guò)遙感監(jiān)測(cè)，2016年較2015年，中牟森林公園的生態(tài)有以下變化：一是土地利用情況，交通運(yùn)輸用地、草地均有所增加，林地略減；二是植被類(lèi)型情況，有林地和栽培植被減少，草地增加；三是土壤侵蝕情況，水力侵蝕面積增加，工程擾動(dòng)面積減少。

（3）生態(tài)環(huán)境影響：一是減少的林地可能是由于線路經(jīng)過(guò)區(qū)域砍伐了部分樹(shù)木所致，待工程完工后，通過(guò)后期植被恢復(fù)，會(huì)逐漸彌補(bǔ)減少的林地，不會(huì)對(duì)森林公園的生態(tài)格局造成影響；二是有林地雖有減少但減少量很小，加上后期生態(tài)恢復(fù)，將逐漸彌補(bǔ)減少的林地；三是工程擾動(dòng)面積減少說(shuō)明工程對(duì)森林公園的影響正在逐步降低，工程所引發(fā)的水土流失減少，生態(tài)有所恢復(fù)和改善。

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作者：李廷山  單位：中鐵科學(xué)研究院有限公司