高速路生态景观林带生态修复作用的探讨

2017年10月防 护 林 科 技
O c t .,2017
第10期(总169期)
P r o t e c t i o nF o r e s t S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y
N o .10(S u m N o .169
)文章编号:1005-5215(2017)10-0105-04
收稿日期:2017-10-16
作者简介:陈芳(1977-)
,女,广东茂名人,博士,工程师,主要从事林业调查规划工作.
高速路生态景观林带生态修复作用的探讨
陈芳,邓鉴锋,陈传国
(广东省林业调查规划院,广东广州510520
)摘 要 随着道路交通设施的快速发展,道路网络对自然生态环境的影响日益显著㊂文章分析了广东省高速公路㊁高速铁路建设对自然生态环境的影响,探讨了广东省14条高速公路㊁3条高速铁路生态景观林带的建设宽度㊁
植被结构等对生物多样性的保护作用以及对景观破碎化的生态修复作用,为今后的生态景观林带建设提供更多的指导和思路㊂
关键词 高速路;生态修复;生物多样性;广东
中图分类号:S 718.57 文献标识码:A d o i :10.13601/j
.i s s n .1005-5215.2017.10.040 2011年8月25日,
广东省人民政府出台了‘关于建设生态景观林带构建区域生态安全体系的意见“(粤府[2011]10l 号),决定在全省范围内大力推进生态景观林带建设㊂生态景观林带是在北部连绵山体㊁主要江河沿江两岸㊁沿海海岸及交通主干线两侧一定范围内,营建具有多层次㊁多树种㊁多色彩㊁多功能㊁多效益的森林绿化带㊂生态景观林带建设是生态文明建设的重要内容,是解决当前人类活动造成景观破坏及众多环境问题的重要举措㊂全省统一规划建设23条,共10000k m 的生态景观林带,建设类型主要有高速公路㊁铁路生态景观林带,沿海生
态景观林带和江河生态景观林带3种㊂
[1]
1 广东道路建设现状及其对生态环境
的影响
1.1 道路建设现状
广东省综合运输服务网不断完善,以高㊁快速铁路和高速公路为主体㊁普通铁路和普通国省道为补充的 三横四纵 综合运输大通道基本贯通,铁路运输网络实现跨越式发展,公路运输网络主体地位进一步巩固㊂至 十二五 期末,全省公路通车总里程达21.6万k m ,其中高速公路通车总里程7018k m ,
居全国第一,全面实现 县县通高速 ㊂规模适度㊁结构合理㊁连接顺畅的国省干线路网基本形成,县乡公路总里程达11.8万k m ㊂铁路营业里程
3600k m ,其中高铁和珠三角城际铁路1100
k m ㊂
[2
] 十三五 期间,广东将继续加快国家高速公路
建设,预计到2020年底,基本建成国高网粤境段㊂到2017年底,高速公路通车里程超过8000k m ;
到2020年底,高速公路通车里程将达11000k m ㊂1.2 道路建设对生态环境的影响
道路,尤其是分布在自然环境中的各级公路,是一种隔离性很强的线性基础设施,其建设对生态环
境产生了四方面影响[3-8]
:(1)
污染环境:导致沿线土壤㊁大气㊁水体等多种环境要素品质的下降;(2)侵占生境:直接破坏了野生动植物的自然栖息地,导致自然生态系统总面积的减小;(3)降低生境质量:增加了自然斑块的边缘长度,使生态系统更多的暴露在外界干扰之下,致使某些生态敏感的中心物种被动迁移,甚至灭绝;(4)造成生境破碎:切割了生态系统,导致生境斑块的破碎,且公路的大部分路段呈封闭状态,阻隔了水平生态流及物种迁移,改变了整体
景观格局[
9
]㊂广东全省范围内,由于国道㊁省道数量众多,侵
占森林面积较大,而高速公路则形成更广泛的影响区域,使得破碎的斑块处于完全隔离的状态,并且穿越国家森林公园等景区(表1)㊂若按照目前的公路规划,到2020年底,由国道㊁省道㊁高速公路和高速铁路等共同形成的道路网络将对广东省的森林生态
系统造成严重破坏㊂
2 高速路生态景观林带的生态修复作用
生态景观林带的建设,可有效改善部分路(河)
段的疏残林相和单一林分构成,串联起破碎化的森林斑块和绿化带,保护生物多样性,形成广泛覆盖的森林景观廊道网络,增强以森林为主体的自然生态
空间的连通性和观赏性,构建区域生态安全体系㊂生态景观林带也是重要的景观资源和生态屏障,是展示区域形象的重要载体㊂通过生态景观林带的不断建设,将实现生态防护㊁景观展示㊁彰显特色三大功能并举,有利于促进广东省生态文明的建设和发展㊂
2.1生态景观林带对生物多样性的保护作用2.1.1生态景观林带宽度对生物多样性的保护作用研究表明越宽的廊道对生物多样性的保护越好[10,11],然而,也有学者反对这一说法[12]㊂他们认为,过宽的廊道会不可避免的促进生物在两侧间的运动,从而减慢了生物到达目的地的运动速度㊂但一般来讲,廊道越宽越好㊂随着宽度的增加,环境异质性增加,进而造成物种多样性增加㊂
具体来讲,廊道很窄时,边缘种和内部种都很少㊂随着宽度的增加,边缘种和内部种均增加,其中边缘种是在宽度略增加时即迅速增加,而内部种则当宽度增加到一定规格时才会迅速增加㊂此外,边缘种在增加到一定数量后也会逐渐趋于稳定,而内部种会随着廊道宽度的增加一直增加㊂宽度对物种数量的影响效应是不一致的㊂当宽度较小时,廊道宽度对物种数量影响较小,甚至可以说没有影响㊂达到一定宽度阈值后,宽度效应才会明显地表现出来㊂
不同学者提出了生物保护廊道的适应宽度值㊂N e w b o l d提出,9~20m的宽度可以保护无脊椎动物种群[13];B r i n s o n等提出30m可以保护哺乳㊁两栖和爬行类动物;C r o s s提出15m可以保护小型哺乳动物;R o h l i n g认为46~152m,是保护生物多样性的合适宽度[14]㊂
广东省生态景观林带的建设宽度为全省主要高速公路㊁铁路和 四江 两侧各1000m可视范围内山地,沿海岸线的沙地和滩涂,高速公路㊁铁路主干道经城镇㊁厂区㊁农用地两侧各20~50m㊂本文根据朱强等人归纳出的国内外众多学者相关研究成果提出的生物保护廊道的适宜宽度推算[15],20~50m 的生态景观林带将能够保护无脊椎动物种群,小型哺乳动物,两栖和爬行类动物㊂1000m的生态景观林带除了保护以上生物,还能创造自然的㊁物种丰富的景观结构,形成较多植物及鸟类内部种的生物多样性结构㊂因此,广东省生态景观林带建设对高速公路㊁铁路造成的生态环境破坏起到重要的生物多样性保护作用㊂2.1.2生态景观林带植被结构对生物多样性的保护作用生物廊道中植被的结构(垂直结构㊁水平结构与年龄结构)对廊道中物种数量也有较大影响,例如乔㊁灌㊁草复合结构的廊道比仅由乔木构成的廊道含有更多的鸟类物种㊂此外,阔叶树廊道中鸟的种类一般比针叶树廊道的多㊂在某些情况下,沿着廊道种植一条紧密的缓冲带(比如针叶树)可能会改善小气候效应,同时也可以减少机会边缘种的定居㊂
广东省乡土阔叶树种为1295种,隶属于284属,79科,全省各地都有景观好㊁经济价值高㊁适应性强㊁病虫害少的优良乡土树种㊂如黎蒴(C a s t a n-o p s i s f i s s a)㊁荷木(S c h i m a s u p e r b)㊁枫香(L i q u i d-a m b a r f o r m o s a n a)㊁红苞木(R h o d o l e i ac h a m p i o-n i i)㊁樟树(C i n n a m o n u mc a m p h o r a)㊁格木(E r y t h-r o p h l e u m f o r d i i)等都是广东优良的乡土树种㊂丰富的乡土树种资源为广东生态景观林带建设提供了丰富的生物多样性㊂
广东省生态景观林带人工造林密度为1200株h m-2;补植套种根据林分现状和林木密度不同,采取见缝插针方式,种植密度在300~900株h m-2不等,平均600株h m-2㊂种植了常绿树种和观赏灌木,形成了3~5个层次的垂直结构的绿化景观带,为需要不同高度的鸟类提供了不同的栖息环境㊂生态景观林带建设前,广东高速公路,铁路两侧绿化存在问题较多,如两侧有裸露地,有间断的绿化林带,零星分布有残次林㊁疏林地等㊁树种组成单一,森林结构简单,缺乏空间层次感和季相变化,部分路段主要以松树㊁相思林㊁经济林㊁桉树林为主(表1)㊂广东省生态景观林带建设通过调整森林的树种结构㊁层次结构㊁区域结构和树龄结构等,对高速公路㊁铁路造成的生态环境进行生态修复,形成了生物多样性丰富㊁林木郁闭㊁结构多的群落㊂
2.2生态景观林带对景观破碎化的修复作用
景观破碎化表现为景观要素在外力作用下原来连续景观逐步变为许多彼此隔离的不连续的斑块镶嵌体的过程[16],在此过程中,频繁的社会经济活动对景观格局的影响大大超出了自然因素的干扰,成为景观破碎化的主导因素[17]㊂当前,我国正处于城镇化加速发展时期,土地利用变化所引发的景观格局变化强烈,景观空间异质性显著[18];特别是在大城市边缘区,随着城镇建设不断扩张和现代化交通运输网络的构建与发展,景观破碎化态势非常明显[19]㊂
601防护林科技2017年
表1广东省高速公路、铁路生态景观林带建设前状况
序号高速名称道路两侧状况建设前绿化状况
1广深高速地处经济高速发展的珠三角地区,沿线遍布开发区㊁工
业厂房和居民住宅楼,沿途可绿化用地相对较少㊂道路绿化两侧主要以相思林㊁经济林㊁桉树林为主,林相结构简单,缺乏空间层次感和季相变化㊂
2广深沿江
高速公路沿江㊁沿海而建,穿越珠三角地区平原水网,桥梁较
多,分布有采泥场和推土场㊂
两侧山地多为松树㊁桉树和经济林,森林生态功能低㊂
3广惠深汕
高速地处粤东沿海地区,两侧山地立地条件较差,石头山居
多,土层较薄㊂
森林植被主要为松树㊁杂灌和草本,缺乏地方特色和季相变
化㊂
4京珠高速沿线分布有乳源南岭国家森林公园㊁从化流溪河国家森
林公园㊁广州帽峰山森林公园㊁番禺余荫山房㊁中山孙中
山故居㊁珠海圆明新园等众多旅游景点㊂广州段(花都)已经建成12米宽的绿化景观带,韶关段和清远段两侧山地以阔叶林㊁针阔混交林为主,针叶林为辅的森林群落㊂中山段和珠海段两侧山地林相以松树㊁杉木为主㊂
5广湛高速沿途分布有大沙河水库㊁锦江水库㊁东湖水库㊁龙门水
库㊁大水桥水库等㊂由于地处粤西平原地区,沿线多分
布有农田㊁经济林等㊂广佛段两侧分布有大量的工业区
和城镇居民楼,可绿化用地较少㊂
佛开段和开阳段以针叶林为主,桉树等速生林为辅,阳茂段和
茂湛段以阔叶林㊁针阔混交林和桉树林为主,在雷州湾和东海
岛分布大量的红树林㊂
6广清清连
高速广清段道路两侧多分布工业厂房和居民区,可绿化用地
较少,清连段两侧山地多为喀斯特地貌㊂
广清段两侧山地林分以经济林和桉树为主,森林结构简单,景
观单一,清连段两侧山地以阔叶林㊁针阔混交林㊁针叶林为主㊂
7广河高速全线有特大桥3座,隧道8座,互通立交11座,分离式
立交8座㊂两侧山地绿化以经济林㊁桉树㊁针叶林为主㊂
8二广高速两侧以低山丘陵地貌为主,道路穿过北江和西江交汇
处㊁绥江㊁中洲河㊁东坡河,沿线分布有三水荷花世界㊁四
会宝林古寺㊁绥江自然保护区㊁广宁竹海大观等景区㊂沿途林相以竹林为主,同时分布着桉树㊁荷木等多种阔叶树,林相层次多样㊂
9广梧高速相继穿过西江㊁新兴江㊁罗定江㊁宝珠河㊁建城河㊁桂圩河
和蟠龙河等,沿线主要水库有金龙高水库㊁向阳水库㊂
沿途两侧林相主要以针叶林为主,以阔叶林为辅㊂
10惠河梅汕
高速相继穿过东江㊁柏埔河㊁忠信河,沿线主要水库有伯公坳
水库㊁稿树下水库㊁新丰江水库㊂
两侧以针叶林为主,阔叶林㊁针阔混交林为辅,整条道路绿化
简单,树种单一㊂
11潮莞高速周边土地利用开发强度较大,原有绿化景观破坏严重㊂虎岗段和惠莞段以针阔混交林为主,汕尾㊁揭阳㊁汕头段以阔
叶林为主,针叶林为辅,并分布少量的灌木林地㊂
12粤赣高速道路穿越丘陵㊁低山与盆地相间地带,地势总体为北高
南低,地形起伏较大㊂沿线林相以常绿阔叶林为主,分布有马尾松林㊁桉树林㊁经济林等㊂森林景观质量不高,结构单一㊂
13广乐高速全线桥梁和隧道众多,其中穿越大瑶山自然保护区的大
瑶山隧道群总里程长24.08k m,为广东省最长的隧道
群㊂两侧山地林相景观较为单一,层次感不强,以阔叶林㊁针阔混交林㊁针叶林和竹林为主㊂
14西部沿海
高速全线建有特大桥14座㊁大桥56座㊁中小桥333座㊁涵洞
774座㊁隧道5座,穿越在珠三角平原农田水网之间,两
侧分布有大量的经济作物㊂
沿途两侧森林资源包括阔叶林㊁针叶林㊁针阔混交林和少量的
灌木林地,其中,阳江段以阔叶林为主,江门段以针叶林为主,
珠海段有灌木林地分布㊂
15武广高铁穿越粤北山地㊁丘陵和喀斯特地形地貌,重峦叠嶂㊁山势
险峻,大量隧道㊁高架桥㊂途经飞霞风景㊁江口祖庙㊁宝
晶宫㊁金鸡岭等著名风景区㊂广州段沿途多城镇㊁居民
区㊁工业区㊂
广州段沿途绿地以农田㊁绿带㊁经济林为主,还存在裸露地,公
路两侧保存有间断的绿化林带㊂粤北段两侧林相景观优美,
但分布有残次林㊁疏林地等,可绿化用地较多㊂
16京广铁路直穿粤北山区,两旁山峦叠翠,江河纵横,因此跨江大
桥㊁高架桥㊁涵洞繁多㊂途径银盏温泉㊁浈阳峡㊁大湖碧
溪漂流㊁风采楼㊁九泷十八滩漂流等著名景区㊂沿途广
州段地形较为平坦,铁路穿梭在农田㊁丘陵㊁城镇之间,
粤北山区兼以山地㊁丘陵和喀斯特地形地貌㊂
沿途广州段绿化面积相对较少,主要以铁路两侧绿化林带为
主,绿化带单薄㊁单调㊁残缺,缺乏层次感㊂粤北山区沿线多为
阔叶林㊁针阔混交林,以及大规模的人工林,以桉树林,杉木林
为主,沿途可绿化面积大㊂
17京九铁路沿途有惠州西湖㊁汤泉㊁象头山景区㊁亚洲第一高喷泉㊁
苏家围客家乡村旅游区㊁华表塔等著名景区㊂沿线居民
区㊁工厂㊁农田多,森林景观人为破坏严重惠州㊁河源段山地㊁丘陵较多,有大面积桉树林㊁农田㊁阔叶林㊁针阔混交林㊁针叶林,部分山地林分树种组成单一,树种结构简单,零星分布有残次林㊂
广东省生态景观林带建设是解决当前人类活动造成的景观破碎化以及随之而来的众多环境问题的重要措施㊂4714k m的高速公路,铁路生态景观林带(表2)不仅在景观中起到重要的结构作用,并且强烈影响到生物㊁物质和能量的循环流动㊂生态景观林带能够减轻生境破碎化对生物造成的伤害,在栖息地之间建立廊道,廊道的联系和辐射功能使它们成为促进未来生物多样性进化的重要景观结构㊂这17条高速公路,铁路生态景观林带将与沿线的水系㊁公园和居住区相结合,形成稳定的绿色生态网
络,保护生物多样性,防止水土流失,成为生态环境修复的重要廊道㊂
3建议
3.1在生态景观林带建设过程中,从生态学的角度,综合考虑动植物群落的不同特性,更加合理的配置植物,尽可能的恢复当地的生物多样性㊂3.2加强对已建成的生态景观林带的生物多样性保护和生态修复作用等调查和实验研究,为生态优化的生态景观林带建设提供系统而可靠的科学依
701
第10期陈芳等高速路生态景观林带生态修复作用的探讨
据㊂
表2 广东省高速公路㊁铁路生态景观林带建设长度和路段
序号高速名称生态景观林带建设长度/k m
路段
广深高速
105
北起广州市黄村立交,南至深圳市皇岗口岸,途经广州市㊁东莞市和深圳市
广深沿江高速85北起广州市黄埔G 107国道,南至深圳市深港西部通道,途经广州市㊁东莞市和深圳市广惠深汕高速384西起广州市萝岗区萝岗互通,东至汕头市海湾大桥,途经广州市㊁惠州市㊁汕尾市㊁揭阳市㊁汕头市京珠高速521北起乐昌市坪石镇,南至珠海市香洲区,途经韶关市㊁清远市㊁广州市㊁中山市和珠海市广湛高速504东起广州市白云区沙贝立交,西至湛江市徐闻县海安镇,途经广州市㊁佛山市㊁江门市㊁阳江市㊁茂名市和湛江市
广清清连高速252南起广州市白云区,北至连州市大路边镇,途经广州市和清远市
广河高速156起点于广州龙眼洞春岗立交,终点接G 25长深高速(原惠河高速)博罗石坝路段,最后进入河源市源城区埔前镇㊂途径广州市㊁惠州市和河源市二广高速308南起广州市白云区,北至连州市三水镇,由南至北贯穿广州市㊁佛山市㊁肇庆市和清远市广梧高速206东起广州市白云区,西至云浮市郁南县平台镇,途经广州市㊁佛山市㊁肇庆市和云浮市
惠河梅汕高速435
由 惠河高速 ㊁ 河梅高速 和 梅汕高速 以及 天汕高速梅州段 组成,途经惠州市㊁河源市㊁梅州市㊁揭阳市㊁潮州市和汕头市潮莞高速342西起东莞市谢岗镇,东至潮安县凤塘镇,途经东莞市㊁惠州市㊁汕尾市㊁揭阳市和潮州市粤赣高速151南起河源市源城区埔前互通,北至和平县上陵镇,贯穿河源市源城区㊁东源县㊁连平县㊁和平县广乐高速271北起韶关市乐昌市坪石镇,南至广州市花都区花山镇,途径韶关市㊁清远市和广州市西部沿海高速176东起中山市,西至阳东县新洲镇,途经中山市㊁珠海市㊁江门市和阳江市武广高铁236南起广州市番禺区,北至乐昌市坪石镇,途经广州市㊁佛山市㊁清远市和韶关市京广铁路278南起广州市越秀区,北至乐昌市坪石镇,途经广州市㊁清远市和韶关市京九铁路304南起深圳市罗湖区,北至河源市和平县上陵镇,途经深圳市㊁东莞市㊁惠州市㊁河源市
合计
47143.3 根据‘广东省生态景观林带建设规划(2011-2020年)“,工程建设需苗木约25304.2万株,因此,林业部门要根据各地生态景观林带建设工程对树种苗木的需求,规划㊁指导和扶持足够的林木良种和苗木生产基地,加大培育绿化大苗力度,确保建设需要㊂
3.4 加强科技研究,
大力选育林木良种,推广优良乡土阔叶树种㊁珍贵树种㊁木本花卉,采用先进实用栽培技术和造林模式,加强有害生物防治和森林防火等方面的技术创新和应用,为生态景观林带建设提供技术支撑㊂参考文献:
[1
]广东省绿化委员会,广东省林业局.广东省生态景观林带建设规划(2011~2020年)[R ].广州:广东省林业局,2011[2
]广东省交通运输厅.广东省综合运输服务 十三五 发展规划[内部资料].广州,2017[3]F o r m a nR T T.E s t i m a t e o f t h e a r e a a f f e c t e d e c o l o g i c a l l y b y t
h e r o a d s y s t e m i nt h e U n i t e d S t a t e s [J ].C o n s e r v a t i o n B i o l o g y ,2000(14):31-35
[4]F o r m a nR TT.G o o d a n db a d p l a c e s f o r r o a d s :e f f e c t s o f v a r y i n g
r o a da n d n a t u r a l p a t t e r n o n H a b i t a t L o s s ,D e g
r a d a t i o n ,a n d F r a g m e n t a t i o n .I n :I r w i nCL ,G a r r e t t P a n dM c D e r m o t tKPe d .N o r t hC a r o l i n a :C e n t e r f o rT r a n s p
o r t a t i o na n d t h eE n v i r o n m e n t [D ].R a l e i g h :N o r t hC a r o l i n aS t a t eU n i v e r s i t y
,2006:164-174[5]G e n e l e t t i D .U s i n g s p a t i a l i n d i c a t o r sa n dv a l u e f u n c t i o n s t oa s -s e s se c o s y s t e m f r a g m e n t a t i o nc a u s e db y l
i n e a ri n f r a s t r u c t u r e s [J ].I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo f A p p
l i e d E a r t h O b s e r v a t i o n a n d G e o i n f o r m a t i o n ,2004(5):1-15
[6]包薇红,范兢.浅谈公路建设对生态环境的影响.交通环保[J
],2000,21(3):42-44
[7
]李双成,许月卿,周巧富,王磊.中网道路网与生态系统破碎化关系统计分析[J ].地理科学进展,2004,23(5):78-85[8]李月辉,胡远满,李秀珍,肖笃宁.道路生态研究进展[J ].应用生态学报,2003,14(3):447-452[9
]刘佳妮,李伟强,包志毅.道路网络理论在景观破碎化效应研究中的运用 以浙江省公路网络为例[J ].生态学报,2008,28(9):4352-4362
[10]N o s sR F .C o r r i d o r s i nr e a l l a n d s c a p e :a r e p l y t o S i m b e r l o f f
a n dC o x .C o n s e r v a t i o nB i o l o g y
[J ].1987(1):159-164[11]S m i t hDS ,H e l l m u n dPC .E c o l o g y o f g r e e n w a y s :d e s i g
na n d f u n c t i o no f l i n e a r c o n s e r v a t i o na r e a s [M ].M i n e a p o l i s :U n i v e r -s i t y o
fM i n n e s o t aP r e s s ,1993:58-64[12]S o u l eM E ,G i l p i n M E .T h e t h e o r y o fw i d e l i f e c o r r i d o r c a p a -b i l i t y .I n :S a u n d e r sDAa n dH o b b sRJ e d s .N a t u r e c o n s e r v a -t i o n :t h e r o l e o f c o r r i d o r s ,S u r r e y B e a t t y a
n dS o n s [M ].N S W :C h i p p i n g N o r t o n ,1991:3-8[13]N e w b o l d JD ,E r m a nD C ,R o b y K B .E f f e c t so f l o g g i n g o n m a c r o i n v e r t e b r a t e s i ns t r e a m sw i t ha n dw i t h o u tb u f f e r s t r i p
s .C a n a d i a nJ o u r n a l o f F i s h e r i e s a n dA q
u a t i cS c i e n c e ,1980(37):1076-1085[14]R o h l i n g J .C o r r i d o r s o fG r e e n [J ].W i l d l .N.C .,1998(5):22-27[15]朱强,俞孔坚,李迪华.景观规划中的生态廊道宽度[J ].
生态学报,2005,25(9):2406-2412
[16
]王云才.基于景观破碎度分析的传统地域文化景观保护模式 以浙江诸暨市直埠镇为例[J ].地理研究,2011,30(1):10-22
[17
]仇江啸,王效科,逯非,欧阳志云,郑华.城市景观破碎化格局与城市化及社会经济发展水平的关系[J ].生态学报,2012,32
(9):2659-2669
[18]吴波,慈龙骏.毛乌素沙地景观格局变化研究[J ].
生态学报,2001,21(2):191-196[19
]李灿,张风荣,朱泰峰,曲衍波.大城市边缘区景观破碎化空间异质性 以北京市顺义区为例[J ].生态学报,2013,33(17)
:5363-5374
8
01防 护 林 科 技 2017年。