王　倜， 陶雙成， 薛　鑄， 呂曉宇， 王　風(fēng)

(1.交通運輸部科學(xué)研究院， 北京　100029；　2.海南省交通運輸廳， 海南 ?？凇?70204)

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海南省高速公路路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)評價方法研究

王倜1， 陶雙成1， 薛鑄1， 呂曉宇2， 王風(fēng)2

(1.交通運輸部科學(xué)研究院， 北京100029；2.海南省交通運輸廳， 海南 海口570204)

[摘要]采用系統(tǒng)評分與主成分分析結(jié)合的評價方法，在2013年對海南省3條已建20 a的高速公路路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)情況進行了評價，其中評價指標(biāo)的選擇綜合考慮了環(huán)境和生物因子及其相互關(guān)系。評價結(jié)果表明，海南省高速公路路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)質(zhì)量大多為中等，具有較大的提升潛力；植被生長相關(guān)因子及相鄰?fù)恋乩玫拳h(huán)境因子是影響生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的關(guān)鍵因素。評價方法具有可行性并且評價結(jié)果基本反映了當(dāng)?shù)馗咚俟仿酚蛏鷳B(tài)系統(tǒng)恢復(fù)現(xiàn)狀，同時也為區(qū)域路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)方向及恢復(fù)措施的制定提供了重要參考，還可以為其他地區(qū)開展類似評價研究提供借鑒。

[關(guān)鍵詞]公路路域； 生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)； 評價方法

1概述

高速公路路域生態(tài)系統(tǒng)的研究范圍為路面硬化區(qū)域外至征地界之間(土路肩、邊坡、排水溝等)行車可視范圍，是路域生物因子的主要載體[1]。路域生態(tài)系統(tǒng)由于環(huán)境的特殊性，其組成、結(jié)構(gòu)和演替等均不同于周圍自然生態(tài)群落和單純的人工生態(tài)系統(tǒng)[2]，同時由于環(huán)境具有線性的特點，其生境屬于廊道生境或者邊緣生境[3]，而且路域環(huán)境被人為劃分范圍其生態(tài)系統(tǒng)運作在一定程度上依賴人類活動。由于高速公路路域生態(tài)系統(tǒng)的以上特殊性，國內(nèi)目前已經(jīng)涉及一定深度的研究，主要研究內(nèi)容包括路域生態(tài)影響[4，5]和生態(tài)恢復(fù)[6，7]的評價，一般通過指標(biāo)體系的構(gòu)建等方法開展評價研究[8]，例如層次分析法(Analytic Hierarchy Process)是近年來在應(yīng)用較為廣泛的定量與定性結(jié)合的評價方法，已經(jīng)在相關(guān)評價研究中采用，具有一定的系統(tǒng)性和科學(xué)性[9]。除此之外，國外學(xué)者還對生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)評價的主要評價指標(biāo)選擇進行了探討[10]，同時有學(xué)者還建議考慮影響路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的“貢獻因子”和“減損因子”作為評價標(biāo)準(zhǔn)[11]。

雖然目前已有路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)相關(guān)評價方法的評價研究，但是評價對象多針對較為單一的對象，例如邊坡防護[12]、綠化植被生長[9]等，綜合環(huán)境與生物因素的區(qū)域性評價研究仍較少[6]，而且缺乏對路域生態(tài)系統(tǒng)長期演替后恢復(fù)情況的評價[13]。與此同時，現(xiàn)有評價方法評價的變量個數(shù)一般較多[6]，這無疑增加了計算量并增加分析問題的復(fù)雜性，以致可能無法確定影響評價的結(jié)果的主要和關(guān)鍵因子，評價研究結(jié)果對于路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)方向的優(yōu)化與恢復(fù)措施的制定和實施并無實際貢獻。因此本文的研究擬采用系統(tǒng)評分法和主成分分析法(Principal Component Analysis)結(jié)合的評價方法，綜合掌握路域生態(tài)恢復(fù)現(xiàn)狀的同時，使用主成分分析法化繁為簡，采用STPS軟件從選定的評價指標(biāo)中通過數(shù)據(jù)分析確定影響路域生態(tài)恢復(fù)的關(guān)鍵綜合性指標(biāo)，以便研究結(jié)果能夠有效應(yīng)用于提高路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)質(zhì)量的實際操作中。評價指標(biāo)的選取也綜合考慮了路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)中的人為活動及其產(chǎn)生的多方面環(huán)境系統(tǒng)變化，強調(diào)植被為主的生物因子的恢復(fù)能力，注重評價系統(tǒng)的整體性和綜合性。評價方法研究以海南省已建20 a的3條最早高速公路(東線、西線、海文)為依托工程，研究結(jié)果旨在弄清現(xiàn)階段海南省高速公路路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)情況及影響路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的主要環(huán)境因子，并為今后海南省公路路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的方向、技術(shù)和措施等的改進提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也可以類似環(huán)境下路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)評價研究提供示范。

2研究區(qū)域概況

海南自然條件優(yōu)越，生物資源豐富，生態(tài)系統(tǒng)多樣，氣候潮濕多雨，四季常綠，極利于植物生長，為海南公路生態(tài)恢復(fù)奠定了較好的環(huán)境條件[14]。海南省公路總里程已達22 916 km(2011年)，形成了覆蓋全島的公路網(wǎng)，其中環(huán)島高速公路G98(包括西線高速和東線高速)和海文高速S11(?？谥廖牟?建設(shè)時間較早(1995年)，屬于海南省第一批建設(shè)的高速公路。路線大部分靠近海岸線，地勢較為平緩，途經(jīng)區(qū)域植被多為農(nóng)田植被、經(jīng)濟林和人工林。按照目前生態(tài)公路建設(shè)發(fā)展趨勢來看，海南省早起高速公路路域生態(tài)恢復(fù)雖然取得了一定成績，但是經(jīng)過20 a時間的發(fā)展演替一些問題也逐漸凸顯，亟需找到關(guān)鍵問題所在，并對以往的生態(tài)恢復(fù)技術(shù)和理念及時進行調(diào)整和升級，確保路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的正確方向，以適應(yīng)生態(tài)公路建設(shè)發(fā)展趨勢。

3研究方法

3.1主成分分析法

主成分分析(PCA)旨在利用降維的思想，把多指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個綜合指標(biāo)，這樣既可減輕收集信息的工作量，且各綜合指標(biāo)代表的信息不重疊，便于研究[15]。選取A1(第1個綜合指標(biāo))為第1主成分，F(xiàn)1方差最大，Var(F1)越大，表示F1包含的信息越多。如果第1主成分不足以代表原來n個指標(biāo)，再考慮選取F2，即選第2個線性組合為第2主成分，F(xiàn)1已有的信息不再出現(xiàn)在F2中，即Cov(F1，F(xiàn)2)=0。依此類推可以構(gòu)造出第3、第4，……，第m個主成分。這些新的指標(biāo)F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)m(m≤n)充分反映原指標(biāo)的信息，并且相互獨立。計算公式如下：

F1=y1，2ZX1+y2，2ZX2+…+yn，2ZXn

……

Fm=y1，mZX1+y2，mZX2+…+yn，mZXn

式中：y1，i，y2，i，…，yn，i(i=1，2，…，m)為X的協(xié)方差陣Σ的特征值多對應(yīng)的特征向量，ZX1，ZX2，…，ZXn是原始變量經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理的值。

主成分分析的精度分析：

本次研究使用STPS 19軟件對原始調(diào)查數(shù)據(jù)(定量和定性)進行主成分分析的數(shù)據(jù)運算。首先采用KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)檢驗和Bartlett’s Test of Sphericity(巴特利特球形檢驗)對樣本適合性進行了檢驗。KMO取值介于0和1之間，≥0.5才能滿足主成分分析；同時Bartlett’s Test of Sphericity結(jié)果也應(yīng)該具有顯著性才能進行主成分分析。

3.2系統(tǒng)評分法

采用5分制的評價標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場直接對定性指標(biāo)的專家評分，現(xiàn)場記錄的定量數(shù)據(jù)在總體評價中也要先進行5分制的歸一化處理。分值相加得出每個樣本的累計分值，將累計分值劃分為4個等級進行評價分析(見表1)，此等級評分的方法已廣泛應(yīng)用于各行業(yè)的評價研究中[16，17]。

表1 評分等級表Table1 Scoreratingtable總分等級說明5～131較低14～202一般21～273中等≥284較高

3.3評價指標(biāo)選取方法

3.3.1選取原則

評價指標(biāo)的確定是開展路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)評價的首要問題，指標(biāo)的選取應(yīng)以最大可能科學(xué)、有效、全面的反應(yīng)路域生態(tài)新系統(tǒng)的特點為指導(dǎo)思想，遵循客觀性、代表性、可操作性、獨立性、可比性等原則，以減少因指標(biāo)選取不當(dāng)而導(dǎo)致的評價結(jié)果偏離。與此同時，指標(biāo)的選擇還考慮了海南省高速公路的區(qū)域環(huán)境和植被特點，咨詢專業(yè)領(lǐng)域的專家并參考了大量研究文獻，力爭更客觀合理的對海南省高速公路路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)情況進行評價。

3.3.2指標(biāo)選取與評述(見表2)

生態(tài)系統(tǒng)指生物與環(huán)境構(gòu)成的統(tǒng)一整體，是一個相互作用的平衡動態(tài)過程。路域生態(tài)系統(tǒng)雖然有別于自然生態(tài)系統(tǒng)，但是仍屬于生態(tài)系統(tǒng)的領(lǐng)域，其中環(huán)境和生物體是不可缺少的基本組成因子，評價其生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)需要從基本組成因子中選擇評價因子。在自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物多樣性是整個生態(tài)系統(tǒng)中最重要的因子，直接影響系統(tǒng)內(nèi)的動物及微生物的多樣性[18]，雖然路域環(huán)境與自然環(huán)境有一定的差異，但由于其廣闊的面積和多樣性的環(huán)境，對植被生長和維護植被多樣性也是比較有利的，公路路域因此成為各種典型植被(非自然)和潛在植被生長的重要場所，因而植被多樣性被普遍認為是路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)評價需要考察的一個最重要的基礎(chǔ)指標(biāo)，所以通過專家咨詢首先選擇了植被類型多樣性(X1，喬灌草組成的植被類型數(shù)量)和物種豐富度(X2，植被種類數(shù)量)指標(biāo)。其次Preston很早(1962)就發(fā)現(xiàn)，部分路域植物種類會隨著路域面積的增加而數(shù)量增多[19]，同時由于路域范圍被限定為只能進行綠化恢復(fù)，所以路域綠化面積(X3)與植物種類分布有相關(guān)性，也是評價路域生態(tài)系統(tǒng)特征的重要指標(biāo)。再者路域原生自然植被、人工建植植被、自然恢復(fù)植被等均屬于路域植被范疇，但是人工建植植被占有絕對重要的位置，其生長情況、群落結(jié)構(gòu)、物種組成3個子因子可以綜合反映路域生態(tài)系統(tǒng)的總體植被生長性狀，所以綠化植被現(xiàn)狀(X4)是評價路域生態(tài)系統(tǒng)特征的關(guān)鍵綜合指標(biāo)。同時由于依托研究的高速公路建設(shè)時間早，周圍土地開發(fā)利用程度也比較深，人為活動頻繁，不同的土地開發(fā)利用類型會產(chǎn)生不同程度的生態(tài)影響，因此鄰近土地利用指標(biāo)(X5)屬于減損因子也應(yīng)考慮[11]。近年來海南省外來有害物種入侵較為嚴(yán)重[20]，多為人為傳播及綠化引種不當(dāng)引起，已經(jīng)在公路沿線大面積散播，侵蝕路域綠化范圍，嚴(yán)重影響了路域生態(tài)安全，作為重要的減損因子，外來種干擾指標(biāo)(X6)也應(yīng)重點考慮。此外，植被類型和種類的多樣性和動物的生存息息相關(guān)，多樣的植被類型和物種，可以為各種動物提供多樣化的食物和棲息場所，導(dǎo)致其多樣性豐富[21]，動物作為組成生態(tài)系統(tǒng)不可或缺的生物因子，其對路域生態(tài)系統(tǒng)的利用程度(X7)也能夠反映恢復(fù)質(zhì)量。

表2 評價指標(biāo)體系Table2 Systemofevaluationindexes指標(biāo)指標(biāo)名稱屬性X1植被類型多樣性(定量)+X2物種豐富度(定量)+X3路域綠化面積(定量)+X4綠化植被現(xiàn)狀(定性)+X5鄰近土地利用(定性)-X6外來種干擾強度(定性)-X7動物利用價值(定性)+

3.4數(shù)據(jù)的獲取

按照公路里程平均布點的原則，每條高速公路選擇了10個路段，共選擇了30個路段，每段進行50 m的長度的調(diào)查，每個路段50 m的長度為1個調(diào)查樣本，但是由于公路兩側(cè)均要進行調(diào)查，因此總調(diào)查樣本為60個。在調(diào)查樣本內(nèi)進行定量和定性指標(biāo)的數(shù)據(jù)獲取，定量數(shù)據(jù)一般采用現(xiàn)場調(diào)查和測定獲取，定性數(shù)據(jù)采用專家評分法獲取。

本研究于2013年對60個調(diào)查樣本進行了調(diào)查。調(diào)查方法是在50 m長的路域范圍內(nèi)記錄現(xiàn)有植被類型多樣性數(shù)量和物種豐富度數(shù)量，并估算路域綠化范圍的面積，同時邀請領(lǐng)域內(nèi)專家按照評分標(biāo)準(zhǔn)對調(diào)查樣本進行打分。

4調(diào)查結(jié)果分析與評價

4.1調(diào)查結(jié)果及分析

對于路域綠化面積指標(biāo)，由于評分樣本區(qū)域的長度一定(50 m)，因此只對路域?qū)挾日归_評價。按照高速公路的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，路域?qū)挾纫话銥?0～15 m(一側(cè))，本次調(diào)查大約有67%的路段(50 m平均寬度)屬于此類別，路域?qū)挾却笥?5 m的(一般為大邊坡開挖和填筑路段)有11處，寬度介于5～10 m的有5處，小于5 m的(一般為陡邊坡開挖路段)有4處。結(jié)果表明，研究區(qū)域內(nèi)路域面積相當(dāng)可觀，例如一條100 km的路線按照路域12 m的平均寬度計算，路域面積可達240 hm2，說明高速公路路域可作為植被的生長場所，如果采取必要的保護手段，也能夠保證植被多樣性得以保護，路域生態(tài)效益得以發(fā)揮。

研究區(qū)域內(nèi)的植被類型一般包括喬木、灌木、草地、蕨類、農(nóng)田植被等幾類，一般情況下植被類型的多樣性越高，路域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和多樣性就越好。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)具有3～4種植被類型的路段最多(49處，82%)，2處路段植被類型≥5，3處路段植被類型僅有1種。調(diào)查結(jié)果說明，研究區(qū)域的植被類型以喬+灌+草的組合居多，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，有利于群落的演替發(fā)展。

物種豐富度即植被種類數(shù)量，海南省由于優(yōu)越的環(huán)境條件植被種類非常豐富，本次調(diào)查的研究區(qū)域內(nèi)，43%的路段具有20～30種植被，28%的路段具有10～19種植被，僅2個路段的物種豐富度>30，6個路段的物種豐富度<5。

路域生態(tài)系統(tǒng)的有害種入侵或多或少對路域生態(tài)系統(tǒng)的植被種類、結(jié)構(gòu)、多樣性等產(chǎn)生影響，對整體群落演替產(chǎn)生負面效應(yīng)。根據(jù)本次調(diào)查結(jié)果，大約36%和35%的路段屬于中度和輕度干擾，占據(jù)了干擾類型的絕大多數(shù)，其余多為較強干擾，主要種類為蟛蜞菊(Wedeliachinensis)等。

綠化植被生長指標(biāo)，指公路人工綠化植被(喬灌木為主)的生長狀況，包括高度、胸徑、生長勢、群落結(jié)構(gòu)、物種組成等。海南省公路綠化率情況較好，根據(jù)本次調(diào)查90%以上的路段仍較好的保留了早期種植的喬灌木，其中約60%的喬灌木生長情況較好，只有約10%的喬灌木由于人為和環(huán)境的因素生長情況不佳。路域綠化植被經(jīng)過20 a的生長，很多路段的喬木胸徑及株高十分可觀，已經(jīng)形成了穩(wěn)定的群落，為林下植被的演替和野生動物提供了前期條件和棲息地，提高了路域生態(tài)系統(tǒng)的保護價值。

調(diào)查公路沿線鄰近土地利用類型一般包括城鎮(zhèn)(建設(shè))用地、農(nóng)田、經(jīng)濟林、果園林、人工林。城鎮(zhèn)(建設(shè))用地由于對路域生態(tài)系統(tǒng)的負面影響較大，不利于其保護與恢復(fù)，而鄰近的人工林或者原生林地則為路域生態(tài)系統(tǒng)的保護提供了有利的條件。本次調(diào)查的結(jié)果顯示，研究區(qū)域緊鄰的經(jīng)濟林(37%)和農(nóng)田(32%)區(qū)域較多，其次為果園林地(17%)，剩下的位于城鎮(zhèn)化(建設(shè)用地)區(qū)域(7%)，有5出路段緊鄰人工林。調(diào)查結(jié)果表明研究區(qū)域以農(nóng)副業(yè)區(qū)為主，比如大面積種植的橡膠林、桉樹林、水稻、蔬菜等。

公路路域?qū)τ谝吧鷦游锏睦脙r值，主要通過路域植被的密度和類型的多樣性體現(xiàn)。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)公路沿線動物以鳥類為主，其次分布有一些爬行類和兩棲類，其他種類分布較少，主要是由于高速公路的交通噪聲干擾對于野生動物的棲息影響很大，因此評價主要針對現(xiàn)有動物類型開展。調(diào)查結(jié)果顯示約67%的調(diào)查路段對于現(xiàn)有動物具有中等利用價值，具有較高和很高利用價值的共計22%，其余路段為利用價值低及無利用價值。海南省公路路域綠化情況總體較好，高大茂密的喬灌木為鳥類的筑巢和覓食提供了一定的場所，茂密的灌草叢也為爬行類和兩棲類提供了必要的庇護，因此對于現(xiàn)有動物而言是比較適合利用的。

4.2生態(tài)恢復(fù)現(xiàn)狀評價

對每個位置的分值進行計算以評價路域生態(tài)恢復(fù)現(xiàn)狀，結(jié)果顯示所有路段的分值介于13～35之間(見圖1)。得分23的路段最多有13處，其次是24分(6處)和21分(處)。結(jié)果表明大多數(shù)路段(39處)的分值介于20～26之間。

圖1　調(diào)查路段數(shù)量及對應(yīng)的生態(tài)恢復(fù)現(xiàn)狀分值Figure 1　Number of roadside sites of different ecological 　restoration status scores

對60處路段的生態(tài)系統(tǒng)保護等級進行分析(見圖2)，結(jié)果表明絕大多數(shù)路段(60%)的恢復(fù)等級為中等，其次為一般等級(30%)，有5處路段的恢復(fù)等級較高，僅有1處路段的恢復(fù)等級偏低。說明研究區(qū)域內(nèi)路域生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)現(xiàn)狀尚可，具有提高保護等級的潛力。

圖2　路域生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)恢復(fù)現(xiàn)狀分級Figure 2　Ecological restoration status of roadside 　regions according to classes

4.3主成分分析及評價

使用STPS軟件主成分分析法對調(diào)查和評價的原始數(shù)據(jù)進行處理。首先對數(shù)據(jù)進行KMO和Bartlett的檢驗，從結(jié)果可以看出(見表3)：數(shù)據(jù)滿足主成分分析法的要求(KMO：0.500；Bartlett：0.000)，然后采用STPS進行主成分分析。從表4結(jié)果可知：前2個主成分對應(yīng)的特征根>1，提取前2個主成分的累計方差貢獻率達到85.054% ，超過80%，因此，2個主成分基本可以反映全部指標(biāo)的信息，可以代替原來的7個指標(biāo)。利用表5最后計算得出的2個主成分的成分矩陣。

從表5的結(jié)果可知：主成分1與綠化植被生長、多樣性、面積有較強的相關(guān)性，主成分2與鄰居土地利用有較強的相關(guān)性，2個主成分基本反映了7個指標(biāo)的信息。因此可以將主成分1解釋為與植被生長有關(guān)的指標(biāo)，主成分2解釋為以土地利用為主的環(huán)境因素指標(biāo)。與植被生長的相關(guān)因素是影響路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)正常演替發(fā)展的關(guān)鍵指標(biāo)，是制定生態(tài)恢復(fù)措施應(yīng)首先考慮的。

表3 KMO值和Bartlett檢驗結(jié)果Table3 KMOandBartlett’stest取樣足夠度的Kaiser-Meyer-Olkin度量0.500Bartlett的球形度檢驗Bartlett’sTestofSphericity近似卡方Approx.Chi-Square62.898df21Sig.0.000

表4 方差分解主成分提取分析表Table4 Totalvarianceexplained成份初始特征值提取平方和載入合計方差的/%累積/%合計方差的/%累積/%14.41062.99562.9954.41062.99562.99521.54422.05985.0541.54422.05985.05430.74210.60495.65840.1772.52498.18250.0771.10499.28660.0430.61499.90070.0070.100100.000

表5 成分矩陣Table5 Componentmatrix指標(biāo)成份12植被類型多樣性0.786-0.429物種豐富度0.8930.063路域綠化面積0.9800.129綠化植被生長0.874-0.384鄰近土地利用0.3510.913外來種干擾強度0.715-0.323動物利用價值0.7970.504

5討論與建議

5.1組合評價方法的可行性

目前的評價研究普遍采用的AHP法通過對指標(biāo)計算權(quán)重進行綜合評分[22]，評價結(jié)果能反映每個指標(biāo)的質(zhì)量優(yōu)劣，從而綜合評價描述對象。這種方法雖然具有科學(xué)性但是往往容易忽視指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性，對影響復(fù)雜路域生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵因子把握不明確，在實際工程中不易操作，推廣應(yīng)用意義不大。使用系統(tǒng)評分法和主成分分析結(jié)合的評價方法，可以在掌握較大范圍路域生態(tài)系統(tǒng)總體現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，進一步了解影響路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的關(guān)鍵性因子，為采取實際的措施提供正確方向和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。依托海南省高速公路開展的評價研究，對目前高速公路生態(tài)恢復(fù)現(xiàn)狀進行了比較客觀的評價，而且通過主成分分析摸清了影響路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的關(guān)鍵點，包括植被生長和土地利用。本次研究的結(jié)果具有科學(xué)性，在海南省高速公路路域生態(tài)系統(tǒng)評價研究中具有可行性。

5.2植被在路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)中的重要性

根據(jù)評價結(jié)果，路域范圍內(nèi)生長的植被，包括人工建植植被、自然恢復(fù)植被和原生植被，組成了路域生態(tài)系統(tǒng)中最重要的生物因子，直接影響了路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的質(zhì)量、演替的方向、相關(guān)生物因子的生存發(fā)展等其他因素，鑒于植被的重要性，因此加強對路域范圍內(nèi)植被的保護和養(yǎng)護是保證路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)最重要的手段。目前一般通過公路主體設(shè)計階段的生態(tài)環(huán)保設(shè)計[23，24]和后期的綠化恢復(fù)工程[25，26]，這兩個階段進行植被保護與恢復(fù)，相關(guān)的研究成果也比較豐富。前期的生態(tài)環(huán)保設(shè)計主要是通過優(yōu)化路線走向和施工技術(shù)減少對路域原生植被的破壞，后期綠環(huán)工程通過建植人工植被并進行養(yǎng)護使路域環(huán)境逐步向自然生態(tài)系統(tǒng)過渡，路域植被后期的保護和養(yǎng)護是一個漫長的過程，需要有效的管理手段和先進的技術(shù)方法。對植被的有效保護，正是目前海南省公路路域生態(tài)恢復(fù)工程中比較欠缺的，直接影響生態(tài)恢復(fù)的質(zhì)量等級。同時，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和評價結(jié)果，不僅人工植被需要保護和養(yǎng)護，自然恢復(fù)和原生植被也應(yīng)具有同等重要的生態(tài)地位而亟需保護，其對于路域生態(tài)系統(tǒng)的多樣性相關(guān)指標(biāo)十分重要。有學(xué)者提出，植被保護對象和保護手段上應(yīng)具有多樣性，而且各種典型植被和潛在植被都是保護重點[27]，以此保護植被多樣性，研究結(jié)果符合本研究評價結(jié)果。此外路域植被的綠化面積，在一定程度上保證了植被群落體積量和生物量，尤其是高速公路建設(shè)會占用大量的土地，除去路面硬化范圍被永久占用外，其他區(qū)域均為植被保護與恢復(fù)的潛在區(qū)域，并且面積非常可觀，很大程度上也是屬于一種線性區(qū)域的“自然保護區(qū)”。該區(qū)域面積越大，越能緩和外界的干擾，使植被群落能夠穩(wěn)定建立和演替，能夠影響了路域生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)質(zhì)量。

5.3環(huán)境因子在路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)中的作用

評價結(jié)果顯示以鄰近土地利用為主的環(huán)境因子指標(biāo)也是影響路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的重要因素。隨著當(dāng)?shù)卮罅吭匀恢脖坏钠茐模约稗r(nóng)田和經(jīng)濟林的過度經(jīng)營開發(fā)，可能會威脅沿線路域生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣的安全[28]，因此路域生態(tài)環(huán)境有可能會成為當(dāng)?shù)刈匀恢脖患皠游镆粋€越來越重要的生長和棲息場所。理論上緊鄰自然或半自然區(qū)域的路域生態(tài)系統(tǒng)將會有更大的機會獲得其他本土自然種類的進入并建立自然群落，現(xiàn)場調(diào)查也發(fā)現(xiàn)緊鄰林地的調(diào)查路段不但植被生長狀況好，而且與植被類型和物種多樣性正相關(guān)。國外有關(guān)學(xué)者還認為緊鄰的自然植被不但拓展了公路綠地的面積，還能為路域生態(tài)系統(tǒng)受外來有害種的侵入提供天然屏障[29]。但是被農(nóng)田和建設(shè)用地包圍的路域生態(tài)系統(tǒng)，與上述情況相比，其穩(wěn)定性和多樣性相對都比較低。

5.4建議

評價研究的最終目的是將評價結(jié)果用于指導(dǎo)海南省高速公路路域生態(tài)恢復(fù)，優(yōu)化生態(tài)恢復(fù)設(shè)計和方向，提高恢復(fù)技術(shù)和措施。根據(jù)本次研究結(jié)果，給予海南省高速公路生態(tài)恢復(fù)工程以下幾點建議：

① 海南省高速公路生態(tài)恢復(fù)改善和提高的潛力巨大，建議提前做好相應(yīng)的路域生態(tài)恢復(fù)工程管理工作，建立管理機構(gòu)，理順管理職責(zé)；

② 已建的高速公路，采取多種措施重點做好現(xiàn)有路域內(nèi)植被(人工及自然植被)的保護和養(yǎng)護工作，區(qū)別對待有害入侵種和自然恢復(fù)植被種類；

③ 新建高速公路應(yīng)按照生態(tài)公路建設(shè)理念做好工程的環(huán)保景觀設(shè)計，綠化恢復(fù)工程應(yīng)不僅僅停留在滿足覆蓋率和生長速度等表面指標(biāo)的追求上，建議關(guān)注群落結(jié)構(gòu)和物種組成的優(yōu)化和改良，提高路域生態(tài)系統(tǒng)多樣性，保證路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的持續(xù)性。

路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)評價方法是系統(tǒng)性很強的綜合工程，地域及時空的差異，科研的進步等都會影響評價方法和指標(biāo)的選擇。本研究基于海南省區(qū)域環(huán)境特點，雖然對其他類似地區(qū)開展相關(guān)研究具有示范意義，但是評價方法和指標(biāo)體系仍有待完善，適用性還需要些加強。

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Research on Evaluation Method of Ecosystem Restoration of Roadside Regions in Hainan Province

WANG Ti1， TAO Shuangcheng1， XUE Zhu1， LV Xiaoyu2， WANG Feng2

(1.China Academy of Transportation Sciences， Beijing 100029， China；2.Hainan Provincial Department of Transportation， Haikou， Hainan 570204， China)

[Abstract]According to the use of system scoring and PCA methods，three highway which build 20 years ago were evaluated on ecosystem restoration of roadside regions in Hainan province in 2013.And the select of evaluation index were take into account environmental and biological factors and their relationship comprehensively.The evaluation results indicate that，the quality of the ecosystem restoration of roadside regions in Hainan are mostly moderate，and this may have greater potential to enhance；related factors about vegetation growth and adjoining land use and so on is the key factors in the impact of ecosystem restoration.The evaluation method is feasible and the evaluation results basically reflect conservation status of roadside’s ecosystem.This research will provide important references for direction and measures of ecological restoration，and also an example for similar studies in other areas.

[Key words]roadside regions； ecosystem restoration； evaluation method

[中圖分類號]U 418.9； S 731.8； X821

[文獻標(biāo)識碼]A

[文章編號]1674-0610(2016)01-0075-06

[作者簡介]王倜(1983-)，男，重慶萬州人，碩士研究生，助理研究員，主要從事公路環(huán)保方面的研究。

[基金項目]交通運輸部建設(shè)科技項目(2013318221470)；海南省交通科技項目(JT20120898016)

[收稿日期]2014-11-18