理论教育 高速铁路对生态环境的影响及保护措施

高速铁路对生态环境的影响及保护措施

时间:2023-11-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:森林植被破坏后,林木蓄积量下降,人造林和次生林的生产力和各种生态服务功能均低于原生林。植被破坏对物种最直接的影响是栖息地破坏。

高速铁路对生态环境的影响及保护措施

1.植被破坏对植物的影响

1)生产力下降

植被破坏的后果首先是初级生产力的下降,进而可能导致次级生产力下降。例如,典型草地植被破坏,导致地上部分初级生产力下降,进一步引起载畜能力的下降。研究表明,轻度退化、中度退化、重度退化、极度退化的草地,其初级生产力分别下降 20%~35%、35%~60%、60%~85%、大于 85%,地上部分生产力仅有 1 000~2 000 kg/hm2、600~1 000 kg/hm2、200~600 kg/hm2、小于200 kg/hm2。森林植被破坏后,林木蓄积量下降,人造林和次生林的生产力和各种生态服务功能均低于原生林。

2)物种多样性下降

植被破坏导致大量植物物种消失或灭绝,物种多样性下降。一般来说,一种植物的灭绝,常常会导致10~30种生物的生存危机。内蒙古锡林郭勒典型草原在草地不断退化的背景下,生物物种多样性下降,例如,珍稀濒危植物单花郁金香的丧失灭绝,曾经闻名的口蘑和黄花苜蓿也变得十分稀少。

2.植被破坏对动物的影响

1)植被破坏对动物生态特征的影响

植被破坏对动物个体特征的影响主要表现在个体适应性特征的变化、个体死亡、病变、畸变和抵抗力下降等方面。植被破坏后,生境因子发生变化,动物个体表现出相应的适应机制。环境因子的剧烈变化可能导致个体的死亡,如塌方、泥石流等。缓慢的植被破坏导致环境因子的渐变,迫使动物个体改变食物类型、调整栖息生境和繁殖行为,发展出新的适应特征,这是生物个体进化的选择因素之一。植被破坏导致的各种因子变化也可能导致动物发生病变、畸变,导致抵抗力和适应性下降。

2)植被破坏对动物种群生存的影响

植被破坏对动物种群的影响主要表现为种群数量下降、种群结构发生变化、小种群化、种内竞争和种间竞争加剧、种群灭绝或爆发等。

另外,植被的破坏对动物分布也构成影响。植被破坏对物种最直接的影响是栖息地破坏。植被生境破坏,由于资源限制,动物种内和种间竞争加剧,可能发生物种的迁入、迁出、死亡率出生率变化,从而改变种群的结构特征。因此,栖息生境要素丧失或质量下降是动物物种灭绝的首要原因。

生境破碎化往往导致种群隔离,形成复合种群。复合种群是指一组空间上隔离,但是相互之间有迁入、迁出和基因交流等联系的同种种群的组合。在景观破碎化严重的情况下,复合种群的存在有利于物种的保护和恢复,但是当栖息地面积小于“最小面积”,或者种群数量下降到最小维持数量以下,物种将会灭绝。另外,环境因子的变化也可能造成机会种的爆发,如杂草和虫害。

3)植被破坏对动物群落结构的影响(www.daowen.com)

生物多样性是生态系统复杂性的重要表现。一般来说,一个生态系统越复杂,生物多样性越丰富,生态系统在受到外来干扰时,自我维持与恢复能力越强。植被破坏后,营养级别较高的大型动物首先消失,群落次级生产下降。植被破坏对动物群落结构的影响表现为群落生物多样性下降,次级生产力下降,组成发生改变,个体小、生活史短、繁殖快的物种增加,物种爆发。

3.植被破坏对微生物的影响

植被破坏对微生物的影响主要是由于根际生境的破坏、枯枝落叶层的减少影响到微生物的生存环境。植被破坏导致的逆行演替、水土流失等因素降低土壤的营养水平,导致环境因子异变,使微生物群落组成及生态功能退化。

1)微生物生物量降低

广义的土壤微生物生物量可以用微生物中的碳、氮、磷和硫等含量来表示。森林砍伐后,随着砍伐程度的提高,各项土壤微生物活性指标都呈逐渐下降趋势,林地的微生物总量明显高于裸露休闲地、砍伐迹地和开垦的沟间田地。当原始森林退化或被改变成草原、耕地、废矿点后,微生物生物量显著降低。不同植被类型的土壤,其土壤微生物生物量的大小不同,一般而言,草地大于林地,林地大于耕地。

2)微生物多样性下降及微生物群落结构破坏

土壤微生物的种群数量与其发挥的生态功能密切相关,其数量的减少反映出土壤质量的下降。土壤微生物多样性包括物种多样性、遗传多样性、生态多样性、功能多样性。植被是土壤微生物赖以生存的有机营养物和能量的重要来源,影响着土壤微生物定居的物理环境。通过改变土壤有机碳和氮的水平、土壤含水量、温度、通气性及pH等来影响微生物的多样性。植被的破坏可能改变微生物组成并降低微生物的多样性。植被类型的逆行演替、植被退化和植物种类多样性下降均能造成微生物多样性的下降。

3)降低微生物生理活性

土壤的微生物生理活性表现为土壤呼吸强度、代谢葡萄糖能力、分解纤维素能力、固氮作用强度以及土壤各种酶的活性等。森林植被破坏后,连续分布的原生林变成片状分布的次生林,或被砍伐为灌丛和裸地,地表裸露,水土流失严重,枯落物减少,土壤微生物生长和代谢降低。荒漠开垦为绿洲后,土壤细菌明显增加,真菌无明显变化,放线菌显著减少,细菌在绿洲农田土壤矿化作用中占主导,真菌则在荒漠中占优势,绿洲农田土壤微生物活性明显高于荒漠。

4)改变微生物代谢途径

植被破坏,会引起土壤中根际环境破坏,植物次生代谢产物发生改变,土壤养分状况改变,从而影响微生物的代谢途径,如碳循环、氮循环途径等。研究表明,放牧活动可以增加植物残体的分解速率,促进微生物矿化作用;也有研究认为,放牧减缓了养分循环,而过度放牧使土壤微生物量、微生物碳占全碳的比例下降,土壤肽酶和酰胺酶活性降低。

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