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摘要：以常規生態監測結合遙感技術手段，對鄭徐客運專線穿越中牟森林公園的生態影響進行監測。結果表明，2016年較2015年，中牟森林公園Simpson植被優勢度指數、Shannon-wiener多樣性指數等指標均有所增加，森林公園內生態植被均處于自然生長及更新狀態；通過遙感監測，2016年較2015年，交通運輸用地、草地均有所增加，林地略減，工程擾動面積減少，說明工程對森林公園的影響正在逐步降低，工程所引發的水土流失減少，生態有所恢復和改善。

關鍵詞：鐵路；森林公園；生態監測；遙感；植被類型

1概述

生態監測作為一種系統收集地球自然資源信息的技術方法，起始于20世紀60年代后期，至今已有40多年的發展歷史[1]。生態監測是環境生態建設的技術保證和支持體系，采用生態學的各種方法和手段，從不同尺度對各類生態系統結構和功能的時空格局進行度量，主要通過監測生態系統的條件、條件變化、對環境壓力的反應及其趨勢而獲得[2]，以標準化的方法在特定時間、空間內重復分析測定生態系統狀況[3]。常規的生態監測技術手段通常有地面監測、航空監測和遙感衛星監測3種。地面監測是較為傳統的技術手段，可以提供最詳細的生態情況。許多生態功能及生態結構的變化只能通過在野外觀測及調查進行監測；此外，地面監測能夠驗證提高遙感數據的精確性并有助于對數據的解釋。航空監測是目前3種監測技術中最經濟有效的一種，航空監測首先用坐標網覆蓋研究區域，飛行時系統記錄位置并發送分析獲得的數據[4]。遙感衛星監測是利用地球資源衛星監測植被類型、生長狀況、病蟲害等，其最大優點是覆蓋面廣，可以獲得人工難以到達的高山、叢林資料。一般而言，地面監測、航空監測和遙感衛星監測相互配合才能獲得完整的資料[5]。本文針對鄭徐客運專線(以下簡稱“鄭徐客?！?穿越中牟森林公園區段，采用常規地面生態監測，并利用多時相陸地衛星遙感數據進行遙感監測，通過對研究區植被類型、土地分類、土壤侵蝕等的定量分析，進行生態環境監測的研究，用以分析和探究鄭徐客專建設對中牟森林公園區段的生態影響。中牟森林公園為省級森林公園保護區，位于鄭州市中牟縣北部，地處暖溫帶大陸性季風氣候，區位優勢明顯，交通條件便利，公園面積5458.3hm2，劃屬華北植物地區-豫東平原植物亞地區的黃河-淮河平原植物小區。該小區自然地理位置在安徽省界以西、淮河干流北岸以北、伏牛山麓以東、黃河以南。地帶性植被以落葉闊葉為主，植被發育良好，有成片的人工林，森林樹種主要是人工種植栽培刺槐。中牟森林公園范圍較大，鄭徐客專工程線位無法繞避，以橋梁形式穿越森林公園北林區，穿越長度4.9km，工程永久占用森林公園林地約8.82hm2，占北林區總面積的0.22%，占中牟森林公園總面積的0.16%。穿越森林公園地帶主要為刺槐林，土壤以潮土等為主，生態較為脆弱，需做好施工期防護措施。鄭徐客專穿越中牟森林公園生態環境評價范圍為線路中心線兩側各500m，總面積為633.94hm2，工程占地面積占評價區總面積的1.39%。

2森林公園樣方調查方法

2.1地面監測(樣方調查)

調查的時間在2015年6月和2016年6月，屬于夏季植被生長旺盛期，大多數植物正處在花期(除禾本科植物)，為植物鑒定提供了有利的自然條件。為了使樣方充分代表路線所經區域的植被群落種類組成，在選取樣方地點時，盡量選取具代表性的不同植物群落的地帶為樣地，同時考慮樣方分布的均勻程度，在鄭徐客專穿越中牟森林公園處共設置6個監測樣地(東西兩端各布設3個樣地)，通過現場調查和查閱資料，對樣地內所有物種進行鑒定。根據以下公式計算植被Simpson優勢度指數(C)、Shannon-wiener多樣性指數(H)、Pielou均勻度指數(J)、Simpson多樣性指數(D)和物種豐富度(R)等。

2.2遙感監測

項目所用的本底資料包括：2015年6月20日和2016年6月20日的WorldView2遙感影像為基本數據源；項目區1:10000地形圖、DEM(數字高程模型)及矢量化數據；野外生態樣方調查資料。根據國家標準《土地利用現狀分類》(GB/T21010—2017)[6]，土地利用現狀分類采用3級分類；土壤侵蝕現狀分類按照《土壤侵蝕分類分級標準》(SL190—2007)[7]建立分類系統；植被類型分類采用《中國植被類型圖譜》中的分類系統進行。在解譯過程中，影像數據經過了多項式幾何精糾正和雙線性內插重采樣，以保證解譯結果的幾何精度，出圖比例尺為1:100000。

3結果分析

3.1樣方調查監測結果

鄭徐客專穿越中牟森林公園區段的森林垂直方向可分為喬木層和草本層，喬木層以刺槐為優勢種，草本層以龍須菜和狗尾草為優勢種，并伴生有小蓬草、山桃草、節節麥等物種。表1為2015年和2016年監測結果。優勢度指數(D)、Shannon-wiener多樣性指數(H)等有所增加，鄭徐客專建設對森林公園生態植被無影響，森林公園內生態植被均處于自然生長及更新狀態。

3.2遙感監測

3.2.1土地利用現狀監測

通過遙感監測，2016年較2015年，森林公園西段耕地減少約0.57hm2，林地減少約0.84hm2，工礦倉儲用地減少8.45hm2，其他用地減少1.82hm2；草地增加3.24hm2，交通運輸用地增加8.44hm2。森林公園東段2016年較2015年，耕地增加0.93hm2，草地增加5.76hm2，交通運輸用地增加5.27hm2，城鎮村及工礦用地增加0.26hm2，林地減少約1.44hm2，工礦倉儲用地減少5.81hm2，水域及水利設施用地減少0.03hm2，其他用地減少4.94hm2。分析其主要變化為耕地、草地、交通運輸用地、城鎮村及工礦用地增加，林地、工礦倉儲用地、水域及水利設施用地、其他用地減少。無大面積破壞、碾壓、占用林地和草地的現象。雖然鐵路工程對地表有一定的擾動，但對森林公園整體土地利用現狀沒有產生明顯影響。

3.2.2植被類型現狀監測

通過遙感監測，中牟森林公園西段2016年較2015年有林地減少0.84hm2，草地增加約3.24hm2，栽培植被減少0.58hm2，無植被地段減少1.82hm2。中牟森林公園東段2016年較2015年有林地減少1.44hm2，草地增加約5.77hm2，栽培植被增加0.93hm2，無植被地段減少5.25hm2。主要變化為草地增加，有林地、無植被地段減少。通過遙感解譯，在森林公園內無大面積破壞和碾壓、占用林地和草地的現象；反之，森林公園內的草地有增加趨勢。雖然鐵路工程對地表植被有一定的擾動及破壞，但對森林公園整體的植被類型現狀功能沒有產生較大影響。

3.2.3土壤侵蝕現狀監測

中牟森林公園西段2016年較2015年，水力侵蝕面積增加8.45hm2，工程擾動面積減少8.45hm2；東段2016年較2015年，水力侵蝕面積增加3.94hm2，工程擾動面積減少3.94hm2。主要變化為水力侵蝕面積增加、工程擾動面積減少。通過遙感解譯，在森林公園內無大面積工程擾動現象，說明工程對森林公園的影響正在逐步降低，工程所引發的水土流失減少，生態有所恢復和改善。

4結論

采用常規生態監測，配合樣方調查，并利用衛星遙感技術對鄭徐客專穿越中牟森林公園的生態影響進行監測，結果如下。

（1）樣方調查監測結果表明，2016年較2015年，中牟森林公園Simpson優勢度指數、Shannon-wiener多樣性指數等有所增加，線路施工對森林公園生態植被無明顯影響，森林公園內生態植被均處于自然生長及更新狀態。

（2）通過遙感監測，2016年較2015年，中牟森林公園的生態有以下變化：一是土地利用情況，交通運輸用地、草地均有所增加，林地略減；二是植被類型情況，有林地和栽培植被減少，草地增加；三是土壤侵蝕情況，水力侵蝕面積增加，工程擾動面積減少。

（3）生態環境影響：一是減少的林地可能是由于線路經過區域砍伐了部分樹木所致，待工程完工后，通過后期植被恢復，會逐漸彌補減少的林地，不會對森林公園的生態格局造成影響；二是有林地雖有減少但減少量很小，加上后期生態恢復，將逐漸彌補減少的林地；三是工程擾動面積減少說明工程對森林公園的影響正在逐步降低，工程所引發的水土流失減少，生態有所恢復和改善。

參考文獻：

[1]姜必亮.生態監測[J].福建環境，2003，20(1)：4-6.

[2]張建輝，吳忠勇，王文杰，等.生態監測指標選擇一般過程探討[J].中國環境監測，1996，12(4)：3-6.

[3]馬天，王玉杰，郝電，等.生態環境監測及其在我國的發展[J].四川環境，2003，22(2)：19-24，34.

[4]耿春女，高陽俊，李丹.環境生物學[M].北京：中國建材工業出版社，2015：67.

[5]奚旦立，孫裕生.環境監測[M].北京：高等教育出版社，2010：56.

[6]全國國土資源標準化技術委員會.土地利用現狀分類：GB/T21010—2017[S].北京：中國標準出版社，2017：2-6.

[7]土壤侵蝕分類分級標準：SL190—2007[S].北京：中國水利水電出版社，2008：3-7.

作者：李廷山  單位：中鐵科學研究院有限公司