马尾松林群落结构和生态效益对不同等级道路的响应

摘要

本研究以湖南省常宁市的马尾松公益林为研究对象，通过野外调查与室内实验分析相结合的方法。探讨了不同道路类型对马尾松林群落结构和生态效益的影响差异，并为马尾松公益林的营建和管理提供科学依据及基础数据。 研究选取3种不同道路类型垂直于道路边界0～30m的马尾松林作为试验样地，无道路干扰的马尾松林作为对照样地，研究结果表明: (1)不同道路类型对马尾松林的影响面积有差异。利用GIS技术，计算得出不同道路类型影响马尾松林面积，大小排序为:县级公路(731.94hm2)＞高速公路(679.35hm2)＞省级公路(549.68hm2)。 (2)不同道路类型对马尾松林生长状况有显著影响(p＜0.05)。高速公路、省级公路马尾松林树高均与对照样地差异显著(p＜0.05)，县级公路马尾松林树高与对照样地差异不显著。不同道路类型马尾松林树高大小顺序为:高速公路(7.2±0.55m)＜省级公路(8.7±0.44m)＜县级公路(10.6±0.54m)＜对照样地(11.8±0.31m)。不同道路类型马尾松林胸径均与对照样地差异显著(p＜0.05)。林分胸径大小顺序为:高速公路(10.04±0.94cm)＜省级公路(13.94±0.93cm)＜县级公路(15.33±0.66cm)＜对照样地(21.35±0.92cm)。 (3)不同道路类型对马尾松林下植被群落结构及物种多样性有一定影响。对林下植被物种数量而言，灌木层物种数目为:对照样地(19种)＞高速公路(11种)＞省级公路(10种)、县级公路（10种）;而草本层物种数目随公路等级的升高逐渐增加，由大到小依次为:高速公路(20种)＞省级公路（11种）＞县级公路（9种）＞对照组（5种）。马尾松林下植被物种多样性指数包括Simpson、Shannon-winner、Margalef、 Pielou指数，灌木层物种多样性指数大小顺序为:对照样地＞省级公路＞县级公路＞高速公路;草本层物种多样性指数大小排序为:高速公路＞省级公路＞县级公路＞对照样地。 (4)高速公路两侧马尾松林的年生态效益价值为150755.01元/hm2，省级公路为179217.90元/hm2，县级公路为225485.02元/hm2，对照样地为276064.78元/hm2。道路建设对马尾松林生态效益直接损失价值为:高速公路为0.84×108元/a、省级公路为0.30×108元/a、县级公路为0.19×108元/a。利用GIS技术可计算各类型道路建设后的影响面积，则可计算出建设道路后对林分生态效益的年损失价值。按大小排序为:高速公路(0.85×108元/a)＞省级公路(0.53×108元/a)＞县级公路(0.37×108元/a)。总的来说，不同类型道路建设对马尾松林生态效益损失总价值量排序为:高速公路(1.69×108元/a)＞省级公路(0.83×108元/a)＞(0.56×108元/a)。这表明，随着道路等级的升高，马尾松林生态效益价值逐渐降低。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的及意义

1．3 森林生态效益的概念

1．4 森林生态效益指标

1．4．1 调节小气候

1．4．2 涵养水源

1．4．3 保持水土

1．4．4 固碳释氧

1．4．5 净化环境

1．4．6 保护生物多样性

1．4．7 景观与社会文化功能

1．5 国内外研究现状

1．5．1 国外道路干扰研究现状

1．5．2 国外森林生态效益研究现状

1．5．3 国内道路干扰研究现状

1．5．4 国内森林生态效益研究现状

2 研究区域概况及研究方法

2．1 研究区域概况

2．1．1 地理位置

2．1．2 气候条件

2．1．3 水资源分布

2．1．4 土壤性质

2．1．5 植物资源

2．2 研究内容

2．3 研究方法

2．3．1 样地设置

2．3．2 GIS技术的利用

2．3．3 植物群落调查

2．3．4 土壤样品采集

2．3．5 土壤物理性质的测定

2．3．6 土壤化学性质测定方法

2．4 数据处理

2．4．1 群落结构指标计算

2．4．2 群落多样性指数计算

2．4．3 主成分分析法

2．4．4 森林生态效益指标计算方法

3 不同等级道路对马尾松林群落结构的影响

3．1 不同等级道路对马尾松林的影响面积

3．2 不同等级道路对马尾松林分生长的影响

3．3 不同等级道路对马尾松林下植被群落结构和多样性的影响

3．3．1 不同等级道路对马尾松林下植被物种组成的影响

3．3．2 不同等级道路对马尾松林下植被群落盖度的影响

3．3．3 不同等级道路对马尾松林下植被物种数量的影响

3．3．4 不同等级道路对马尾松林下植被重要值的影响

3．3．5 不同等级道路对马尾松林下群落多样性的影响

4 不同等级道路对马尾松林生态效益的影响

4．1 不同等级道路对马尾松林涵养水源效益的影响

4．2 不同等级道路对马尾松林保持水土效益的影响

4．2．1 固土效益

4．2．2 保肥效益

4．3 不同等级道路对马尾松林固碳释氧效益的影响

4．3．1 固碳效益

4．3．2 释氧效益

4．4 不同等级道路对马尾松林净化大气效益的影响

4．5 不同等级道路对马尾松林生态效益的综合影响

5 结论

6 措施与对策

6．1 预防措施

6．2 运营后治理措施

7 研究展望

参考文献

攻读学位期间的主要学术成果

致谢