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豫南高速公路边坡植物景观调查及优化分析

豫南高速公路边坡植物景观调查及优化分析

作者：胡永歌河南农业大学

学位级别：硕士

高速公路边坡植物景观具有防治水土流失、稳固坡体、维持生物多样性和生态平衡、美化环境的功能。高速公路边坡植物群落是边坡植物景观的主要载体和表达形式,对其分类研究有助于了解重建边坡物种组成、群落特征等状况,优选出适宜植物群... 详细信息

高速公路边坡植物景观具有防治水土流失、稳固坡体、维持生物多样性和生态平衡、美化环境的功能。高速公路边坡植物群落是边坡植物景观的主要载体和表达形式,对其分类研究有助于了解重建边坡物种组成、群落特征等状况,优选出适宜植物群落。高速公路边坡多以开挖出来的贫瘠生土和破碎岩石回填,土壤营养元素、有机质等含量普遍较低,分析土壤化学性质对边坡植物群落的影响,对边坡植物景观优化和养护管理具有重要意义。豫南地区沪陕高速、京港澳高速、新阳高速、大广高速、淮固高速5条高速公路(以下简称豫南高速公路)边坡在建植初期,选择以乡土草木种子混合为主的绿化喷播技术,有效实现了裸露坡面的生态恢复。沪陕高速公路信南段经过了多年观测,重建植物群落已处于相对稳定阶段。本研究以豫南高速公路为研究对象,采用多元相似性聚类分析法(MSCA)对边坡植物群落进行分类;在此基础上,选取沪陕高速信南段4条具有代表性的固定试验段,运用冗余分析法(RDA)探究土壤化学性质(全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾、有机质和pH值)对边坡植物优势种分布和群落物种多样性的影响;依据所得研究结果,针对豫南高速公路边坡植物景观,提出植物优化配置、植物优势种选择和土壤化学改良等优化对策。研究取得结果如下:(1)采用MSCA将豫南高速公路边坡植物群落分为10种类型:类型Ⅰ(构树-紫穗槐-艾草+白茅群落);类型Ⅱ(油松+大叶女贞群落);类型Ⅲ(刺槐-紫穗槐-艾草+绿豆群落);类型Ⅳ(紫荆-紫苜蓿+狗尾草群落);类型Ⅴ(毛竹-细叶益母草+红蓼群落);类型Ⅵ(五叶地锦-紫穗槐+荆条群落);类型Ⅶ(乌桕+小叶杨-商陆群落);类型Ⅷ(银杏+梧桐+乌桕群落);类型Ⅸ(垂柳-杭子梢-一年蓬群落);类型Ⅹ(乌桕-鸡眼草+白茅群落)。今后该地区边坡生态恢复,可考虑按照上述群落的生态适应性及空间分布,来优化设计植物配置。(2)在群落分类基础上,选取信南段4条具有代表性的固定试验段(A、B、C、D),运用RDA探究土壤化学性质对边坡植物优势种分布和群落物种多样性的影响。影响边坡植物群落生长的主要限制因子是土壤全磷、全钾、pH值。土壤全磷和pH值对边坡植物优势种分布具有极显著性影响(p0.05)。(3)依据上述研究结果,提出以下3个方面边坡植物景观优化对策:8种植物优化配置模式:乔-灌-草群落(构树-紫穗槐-艾草+白茅群落、刺槐-紫穗槐-艾草+绿豆群落、垂柳-杭子梢-一年蓬群落);乔-草群落(乌桕+小叶杨-商陆群落、乌桕-鸡眼草+白茅群落);竹-草群落(毛竹-细叶益母草+红蓼群落)、藤-灌群落(五叶地锦-紫穗槐+荆条群落);纯乔木群落(银杏+梧桐+乌桕群落)。9个植物优势种适应性特征:黑麦草、燕麦适应分布在试验段A(填砂路堤边坡)、B(亚黏土路堑边坡),紫穗槐、高羊茅、白茅、荆条适应分布在试验段C(风化岩路堑边坡),艾草、构树、扶芳藤适应分布在试验段D(全风化岩生土路堤边坡)。3条土壤化学改良建议:以有机肥为基础,增施绿肥或微生物菌剂;注意肥料(全氮、全磷、全钾等)投入和植物需求的比例;合理施加pH值调节剂。综上研究,深化了对边坡植物群落特征及其影响机制的认识,提出了针对性和可操作性的边坡植物景观优化对策,为豫南高速公路边坡植物景观优化和养护管理提供参考。

关键词：高速公路边坡植物群落土壤化学性质影响机制优化对策

人工植物群落多样性与土壤耦合度——以信阳—南阳高速公路为例

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中国水土保持科学 2018年第4期16卷 144-150页

作者：曹娓王艺琳胡永歌徐恩凯杨航田国行河南农业大学林学院郑州450000 河南科技学院河南新乡453003

高速公路人工植物群落与土壤一直以来都是研究的重点,但多集中于边坡恢复初期,对于恢复过程中二者之间的关系的研究方法较为单一。该研究以沪陕高速信(信阳)—南(南阳)段为研究路段,选取8种具有代表性的群落,使用灰色关联度模型分析植... 详细信息

高速公路人工植物群落与土壤一直以来都是研究的重点,但多集中于边坡恢复初期,对于恢复过程中二者之间的关系的研究方法较为单一。该研究以沪陕高速信(信阳)—南(南阳)段为研究路段,选取8种具有代表性的群落,使用灰色关联度模型分析植物群落多样性与土壤耦合关系。结果显示阴坡群落的总体耦合效果比阳坡略好,8种植物群落中,有2个群落的耦合效果为"优",分别是阴坡紫穗槐+高羊茅群落和阳坡紫穗槐+蛇莓群落。含水量、全钾、土壤密度、全氮、pH值、全磷和有效钾对植物群落多样性的影响较大,可以根据以上指标有针对性的对土壤进行改良。同时,通过对耦合效果好的群落结构分析,建议推广不同生活型的豆科植物并搭配多年生草本的植物配置模式。

关键词：边坡人工植物群落土壤因子耦合

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信南高速公路边坡植物生态位及种间联结性

四川农业大学学报 2019年第5期37卷 663-669页

作者：胡永歌徐恩凯陈延永曹娓田国行河南农业大学林学院郑州450000 河南科技学院园艺园林学院河南新乡453003

【目的】高速公路边坡多以开挖出来的贫瘠生土和破碎岩石回填,土壤营养元素、有机质等普遍含量低,研究边坡植物在土壤养分梯度下生态位及其种间关系,对于理解边坡植被动态变化及稳定性具有重要意义。【方法】以沪陕高速(信)信阳-(南)南... 详细信息

【目的】高速公路边坡多以开挖出来的贫瘠生土和破碎岩石回填,土壤营养元素、有机质等普遍含量低,研究边坡植物在土壤养分梯度下生态位及其种间关系,对于理解边坡植被动态变化及稳定性具有重要意义。【方法】以沪陕高速(信)信阳-(南)南阳段为研究对象,在样地植被调查基础上,采用生态位测度、方差比率法(VR)、基于2×2联列表的χ^2检验、OI指数分析方法,对边坡19个植物种的生态位及种间联结性进行分析。【结果】在土壤养分梯度下,一年蓬、葎草、石竹平均生态位宽度较低,在边坡群落中处于劣势地位;而黑麦草、紫穗槐、高羊茅等平均生态位宽度较高,在边坡植被中处于优势地位。19个植物种总体联结性表现为不显著负相关,χ^2检验和OI指数结果表明,负联结的种对较正联结的种对多。【结论】信南高速公路边坡植物生态位是物种对土壤养分利用的长期适应性结果,黑麦草、紫穗槐、高羊茅的重要值和生态位宽度都很大,生态适应能力强,对群落结构的变化起着重要作用。种间联结性研究表明,绝大多数边坡植物没有较强的相互依赖或竞争态势,物种分布具有一定独立性,但独立程度较低,边坡植被恢复仍然是一个长期而复杂的过程。

关键词：高速公路边坡物种土壤养分生态位宽度种间联结性

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郑州沿黄湿地草本植物群落多样性研究

江苏农业科学 2021年第1期49卷 186-191页

作者：姚新治王鑫宇胡永歌陈延永何鹏飞田国行河南农业大学林学院河南郑州453000 洛阳市绿化管理中心河南洛阳471000

以郑州沿黄湿地草本植物为研究对象,分析群落内部组成以及物种多样性,为郑州黄河湿地植物多样性保护提供参考依据。研究采用典型样方法和随机样方法对郑州沿黄湿地18块样地选取了90个样方开展植物现状调查。结果表明,样地内草本植物44科... 详细信息

以郑州沿黄湿地草本植物为研究对象,分析群落内部组成以及物种多样性,为郑州黄河湿地植物多样性保护提供参考依据。研究采用典型样方法和随机样方法对郑州沿黄湿地18块样地选取了90个样方开展植物现状调查。结果表明,样地内草本植物44科119属154种,以禾本科植物占比最多,其次是菊科、豆科植物;区系由5个分布区类型和1个变型区类型组成,其中世界分布类型和泛热带分布类型最多;草本植物群落多样性随着水分梯度的降低而下降;物种丰富度与Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数存在极显著相关性;不同样地之间植物群落生境存在明显差异是群落植物多样性存在差异的主要原因。

关键词：黄河湿地植物群落物种多样性湿地保护

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淮北地区蜂群四季管理要点

蜜蜂杂志 2008年第1期28卷 19-20页

作者：王启发胡永歌谢晶鑫淮海工学院海洋学院食品工程系江苏连云港222005 淮海工学院海洋学院食品工程系

淮北地区是我国主要的养蜂生产区,区内地势平坦,四季分明,蜜源植物种类多,数量大,既有粮食、油料等大田农作物,也有果树、中药材等经

关键词：蜂群气温巢脾蜂场保温物越冬蜂蜂箱蜂具淮北安徽

信南高速公路边坡土壤化学性质对植物分布的影响

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西北林学院学报 2019年第3期34卷 212-218页

作者：胡永歌曹娓王艺琳徐恩凯田国行河南农业大学林学院河南郑州450000 河南科技学院园艺园林学院河南新乡453003

高速公路边坡多以开挖出来的贫瘠生土和破碎岩石堆积形成,土壤营养元素、有机质等普遍含量低,探索边坡植物分布与土壤化学性质的耦合关系,对于保证边坡植物成活率、提高景观生态效果具有理论实践意义。以沪陕高速信(信阳)-南(南阳)段为... 详细信息

高速公路边坡多以开挖出来的贫瘠生土和破碎岩石堆积形成,土壤营养元素、有机质等普遍含量低,探索边坡植物分布与土壤化学性质的耦合关系,对于保证边坡植物成活率、提高景观生态效果具有理论实践意义。以沪陕高速信(信阳)-南(南阳)段为对象,通过野外样地调查方法,冗余分析(RDA)探索不同土壤化学性质指标(全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾、有机质、pH值)对边坡植物分布的影响。结果表明,依据排序图显示的物种间相关性,可将9个物种分为种组Ⅰ(艾草、构树、扶芳藤)、种组Ⅱ(紫穗槐、高羊茅、白茅、荆条)和种组Ⅲ(黑麦草、燕麦)。土壤全磷和pH值对边坡植物分布具有显著影响(P<0.01),土壤全磷与种组Ⅰ、种组Ⅲ呈较强的正相关性,土壤pH值与种组Ⅱ呈较强的负相关性。种组Ⅰ适应分布在全风化岩生土路堤边坡上(试验段D),种组Ⅱ适应分布在全风化岩生土路堤边坡(试验段C)上,种组Ⅲ适应分布在填砂路堤边坡(试验段A)和亚黏土路堑边坡(试验段B)上。

关键词：高速公路边坡植物分布土壤化学性质耦合关系冗余分析

基于RSEI-熵权法复合模型的路域生态环境综合评价

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公路 2022年第3期67卷 319-326页

作者：陈耀胡永歌徐恩凯何瑞珍田国行河南农业大学风景园林与艺术学院郑州市450002 河南农业大学河南省风景园林国际联合实验室郑州市450002

以Landsat影像为数据源,运用RSEI模型对郑尧高速郑禹段沿线两侧各6 km路域空间2004年、2013年和2020年生态环境展开动态评价,结合熵权法构建复合模型开展季相综合生态环境评价。结果表明:研究区RSEI指数夏季最高,其次是春季、秋季和冬季... 详细信息

以Landsat影像为数据源,运用RSEI模型对郑尧高速郑禹段沿线两侧各6 km路域空间2004年、2013年和2020年生态环境展开动态评价,结合熵权法构建复合模型开展季相综合生态环境评价。结果表明:研究区RSEI指数夏季最高,其次是春季、秋季和冬季;生态环境质量空间变化最明显的是冬季,其次是春季、秋季和夏季,主要原因是耕地和森林受季节变化影响较大;耕地、建设用地与生态环境质量关联性最大,其次是森林、水体和草地;研究区2004年、2013年、2020年综合生态环境指数分别为0.5887、0.5202和0.5816,呈“先变差-再变好”的趋势;RSEI-熵权法复合模型可以有效开展高速公路路域生态环境质量综合评价,弥补单一季相生态环境评价的不足。研究内容可为区域生态环境综合评价提供技术支持,为路域空间可持续发展提供理论依据。

关键词：高速公路路域生态环境 RSEI模型熵权法季相综合评价

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豫南高速公路边坡植物的群落分类及空间分布

西南林业大学学报（自然科学） 2017年第6期37卷 83-90页

作者：胡永歌田国行王军柱王艺琳徐恩凯雷雅凯河南农业大学林学院河南郑州450002 河南高速公路发展有限责任公司河南郑州450016

以豫南高速公路为研究对象,基于2016年8—10月统计的边坡样点植物群落及环境特征数据,采用MSCA法对样点群落进行分类,分析了10个群落配置类型及其适应性空间分布特征。结果表明:豫南高速公路边坡群落分布特征差异明显,群落间相似性系数... 详细信息

以豫南高速公路为研究对象,基于2016年8—10月统计的边坡样点植物群落及环境特征数据,采用MSCA法对样点群落进行分类,分析了10个群落配置类型及其适应性空间分布特征。结果表明:豫南高速公路边坡群落分布特征差异明显,群落间相似性系数普遍较低,是由其物种本身形成及其演化过程的历史因素与特殊生境下人为干扰或经营所决定。边坡植物群落根据多元相似性聚类分析结果,被划分为10种类型,其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ分布在大别山生态区,Ⅹ分布在桐柏山生态区,Ⅰ、Ⅵ两区均有分布。群落组成结构主要受坡度、坡向、海拔的影响;Ⅱ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ适应缓边坡,Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ适应陡边坡;Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ对光照要求不严格,而Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ多分布于阳坡;Ⅰ、Ⅵ海拔分布较为广泛,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ群落海拔分布相对较局限。

关键词：高速公路植物群落类型环境分布

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高速公路不同坡向边坡草本植物根系特征研究

西南农业学报 2017年第4期30卷 915-922页

作者：贺环宇李鹏飞胡永歌王艺琳雷雅凯田国行河南农业大学林学院河南郑州450002

【目的】为明确高速公路护坡草本植物在不同坡向下的根系特征。【方法】采用整株挖掘法对信(阳)南(阳)高速公路边坡常见草本植物根系进行调查和研究。【结果】(1)同一坡向不同草本植物根长、根径、根表面积和根干重均存在一定差异性,其... 详细信息

【目的】为明确高速公路护坡草本植物在不同坡向下的根系特征。【方法】采用整株挖掘法对信(阳)南(阳)高速公路边坡常见草本植物根系进行调查和研究。【结果】(1)同一坡向不同草本植物根长、根径、根表面积和根干重均存在一定差异性,其中,人工恢复草本高羊茅和白三叶的根长、根表面积、根干重均存在显著性差异(P阳坡的分布规律,而艾草、问荆则表现不明显,且阳坡艾草的根长、根表面积、根干重较阴坡都要大;不同护坡草本植物在坡向条件下的根径差异较小,多集中在0.6~1.5 mm左右;坡向对各草本植物根冠比也产生一定影响,阴坡立地上蛇莓根冠比最大,阳坡艾草和白三叶次之。(2)不同植物的自身生物学特性不同,在坡向影响下的根系特征也具有一定差异;5种草本植物中,艾草在阳坡生长较好,而高羊茅、白三叶、蛇莓适合生长在背阳坡阴湿生境中,问荆抗逆性强,在2种坡向上均可正常生长。【结论】综合考虑护坡草本植物根系特征及其生态效应,人工草本对高速公路边坡不良生境的适应和改造能力要强于部分入侵杂草。

关键词：高速公路边坡坡向草本植物根系特征