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环境科学研究员。是一个环评爱好者、工作者,生态学的学习者和探索者,愿意与人交流思想和工作、研究成果的人,希望自己幸福、快乐,也希望别人幸福、快乐的人。

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景观生态学优势度原理在公路环评中的应用  

2008-12-27 10:57:57|  分类: 环境影响评价论坛 |  标签: |举报 |字号 订阅

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1  景观生态学优势度理论与计算模型

景观生态学是目前国内外生态环境影响评价学术领域中较先进的方法。其对生态环境质量状况的评判是通过两个方面进行的,一是空间结构分析;二是功能与稳定性分析[1]。空间结构分析一般通过拼块、生态位、成层及排序状况等来反映。景观生态学认为景观结构与功能是相匹配的,景观的结构是否合理从一定程度上决定了该生态体系功能状况的优劣。对结构的合理性判断是从对模地的判断入手的,因为模地的类型与属性对生态体系的动态和完整性起主导作用。判断模地有三个标准,即相对面积大,连通程度高,有动态控制功能。判断模地的标准可选用优势度值(Dd),而优势度值由密度(Rd)、频率(Rf)、和景观比例(Lp)三个参数计算得出,其数学表达式如下:

密度    Rd=(缀块i的数目/缀块总数)´100%

频率    Rf=(缀块i出现的样方数/总样方数) ´100%

景观比例  Lp=(缀块i的面积/样地总面积) ´100%

优势度值  Do=0.5´[0.5´(Rd+Rf)+Lp ´100%

其中,密度与景观比例可综合反映某一类缀块在景观体系中的连通程度,频率可反映某一种缀块在景观体系中分布的均匀程度,景观比例则可反映某一类缀块在景观体系中的相对面积大小。将密度、频率和景观比例3个参数一起考虑便可得出优势度值,当某一类缀块优势度值明显大于其它各类缀块的优势度值时,可以判断此类缀块是景观体系中的模地,进而可以认为景观体系中的生态特征是由此类模地的生态特征所主导,如果某区域的景观体系以绿地为模地,则表明该区域的生态完整性较优。

2在环境影响评价中的应用

景观生态学中的优势度原理在评价生态系统完整性及其结构与功能稳定性方面具有很强的适用性。但目前理论探讨多于实际应用,仅在区域开发建设项目(区块型)环境影响评价中有个别应用,如水库建设、房地产开发、旅游渡假区开发建设等[2]。在“线型”开发建设项目,如公路建设方面还没有相关的应用报道。本文以新疆某公路为例,探讨景观优势度原理在线型开发建设项目评价对生态系统完整性及其结构与功能稳定性的影响。

该公路位于新疆维吾尔自治区吐鲁番地区,沿线既在荒漠戈壁,又有农田绿洲,还经过城镇和季节性河流,生态环境在新疆有一定的代表性。公路两侧分布有30余外旅游景点,但距公路直线距离均在10km以上,不在本评价范围内。

该段公路长101.37km,在现公路中心线两侧按500m´500m对调查评价范围内108700万m2的区域进行全覆盖样方划分,共计可得4350个样方,然后计算公路改造前和改造后的景观优势度值。

评价范围内公路改建前后的主要拼块类型、数目、样方和面积见表1。其建设前后景观拼块优势度值计算结果见表2和表3。

表1    公路评价区项目建设前后各类拼块情况

拼块类型

改建前

改建后

 

拼块数(块)

样方数

面积(万m2)

拼块数(块)

样方数

面积(万m2)

林地

8

800

18200

8

799

18172

农田

12

100

2200

12

100

2200

草地

7

120

2400

7

119

2365

水域

6

10

100

6

10

99.7

城乡建设用地

30

170

4078

30

170

4073.8

公路占地

1

200

122

1

200

376.5*

荒漠沙地戈壁

12

3300

81600

12

3290

81413

*不包括临时占地

表2     评价区公路改建前景观优势度值比较

拼块类型

Rd

Rf

Lp

Do

林地

10.5

18.39

16.74

15.59

农田

15.8

2.3

2.0

5.52

草地

9.2

2.75

2.21

4.09

水域

7.9

0.2

0.09

2.07

城乡建设用地

39.5

3.9

3.75

12.72

公路占地

1.3

4.6

0.1

1.52

荒漠沙地戈壁

15.8

75.9

75.1

60.48

从表2可以看出,在评价范围内各景观拼块类型中,城乡建设用地的密度在公路沿线占优势(39.5%),公路占地的密度较低(1.3%)。景观比例荒漠沙地戈壁达75.1%,林地和草地合计约17.95% ,说明公路沿线荒漠沙地戈壁面积占较高优势,而且连通程度好,样方出现频率达75.9% ,说明其在评价区内分布比较均匀。综合来看,荒漠沙地戈壁优势度值达60.48% ,是评价区的模地。而在生态系统中具有标志性意义的林地优势度为15.59%,农田优势度为5.52%,草地优势为4.09%,水域优势度为2.07%,均不占优势。说明公路沿线区域生态系统不完整性,生态系统结构与功能也不稳定性。

表3     评价范围公路改建后景观优势度值比较

拼块类型

Rd

Rf

Lp

Do

林地

10.5

18.36

16.72

15.58

农田

15.8

2.3

2.0

5.52

草地

9.2

2.74

2.18

4.08

水域

7.9

0.2

0.09

2.07

城乡建设用地

39.5

3.9

3.75

12.72

公路占地

1.3

4.6

0.35

1.65

荒漠沙地戈壁

15.8

75.6

74.9

60.3

从表3并与表2对比可以看出,公路改建后,荒漠沙地戈壁仍然是公路所在区域的模地,其优势度在公路改建前后几乎没有变化;公路占地的优势度虽然改建后有所增加,但仅增加0.13远远达不到景观优势;其它拼块的优势度也基本没有变化。可见,公路改建后对现状生态系统的完整性及其结构与功能基本无影响。

3应用中几个关键问题的解决

 

3.1拼(缀)块的分类与选择

拼块的类型,根据评价区景观生态环境的构成来分,一般是林地、草地、耕地农田、道路、建筑、水面、裸地、某些地区还会有沙漠、戈壁等等。凡是不连续的同类组分就是同一类型拼块的一个拼块,即“岛”。不同类型的拼块分别由一个或一个以上的拼块。分类时宜粗不宜细,太细了不但划分麻烦,而且统计时容易遗漏,但景观生态环境的主要组分不能丢。

3.2样方的划分与统计

样方的划分很不容易掌握,一般不能在现场人为完成,需要借助“3S”、航拍片、也可利用1:10000或1:50000地形地貌图,在调查评价范围内,以500米×500米为一个样方进行全覆盖划分。统计样方总数和各类拼块所出现的样方数。这里要注意的是,统计的是各类拼块出现的样方数,即只要在样方中出现了该类型拼块,就算数。所以,各类样方的统计总数一般会超过实际划分的总样方数,但是,同一类型的拼块样方数一般少于总样方数(有时也会出现相等)。这也是各类拼块的Rf之和往往大于100%的缘故。

3.3对弯曲不规则路段在样方划分中如何处理

一般而言,公路是比较顺直的,十分曲折的很少。对于十分不顺直的路段,可作为一个单独的拼块进行优势度计算,做出说明,改建后若进行裁弯取直,这个拼块就转化了。对于不可改造的弯曲公路,如盘山公路,可按区域(块)开发建设项目进行生态影响评价,这样更容易处理,也比较有说服力。

4结束语

景观生态影响主要是道路建设造成自然景观的分隔,使景观的破碎度增加,整体性被破坏,景观的连通性降低。但本公路区域景观生态水平与质量不高,并无需要特殊保护的景观,大峡谷和千佛洞等景点都距离公路甚远(10km之外),公路建设不会对大峡谷和千佛洞等景区产生不利影响。另外,通过景观生态完整性及其系统结构与功能的影响评价来看,公路建设前后区域生态完整性及其结构与功能几乎无变化,对景观生态无不利影响。

从景观生态美学角度看,公路等级越高,环境美学程度越高。本公路建设等级提高,给荒凉的荒漠景观增加了人类活动的成分,公路的人造美景使自然景观显出了活力,随着在公路建设和营运期间对公路两侧及立交区绿化美化力度的不断加大,其景观更显美丽。对本公路而言,可以说对景观生态的有利影响要大于不利影响。

(该文已在《新疆环境保护》上发表)

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