海南热带雨林国家公园道路分布格局及其生态风险

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海南热带雨林国家公园是我国首批正式设立的国家公园之一,是海南岛和我国南方重要的生态屏障。与其他国家公园不同,海南热带雨林国家公园内分布着多条国道、省道,以及一条高速公路(G9811)。道路、车流及路面径流等产生的生境隔离效应、重金属污染等可能通过长期积累影响到生态系统完整性和原真性。本文选取2000年、2010年、2019年(高速公路运营后)的道路分布与土地利用数据,运用缓冲区分析法来探究高速公路、国道、省道等不同道路类型对道路两侧生态系统与景观完整性的影响规律;同时,实地采样研究了高速公路跨越昌化江路段的水质及土壤重金属含量。主要结果如下:(1)2000年-2019年,国家公园内道路长度增加2,134.6 km,道路密度每平方公里增加了0.500 km。2010年,乡道及以下道路长度增加2,030 km;2019年,新增高速公路13.6 km,省道310升级为国道361。(2)由景观形状指数、斑块密度指数、聚集度指数变化趋势得出高速公路、国道、省道的最大影响范围分别为500 m、300 m和250 m。(3)2000年-2019年,道路影响范围内的耕地、有林地、草地、疏林地面积减少,其中高速公路、省道附近的有林地、草地面积降幅最大,国道附近的耕地面积降幅最大;水域、灌木林、建设用地、其他林地(含果园)面积增加,高速公路、国道、省道周边的其他林地(含果园)面积增幅最大。(4)高速公路两侧昌化江的水质指标溶解氧(DO)、化学需氧量(CODcr)、总氮(TN)、总磷(TP)含量达到《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准及以上;重金属含量低,属于Ⅰ类标准,流域水质优良。(5)土壤重金属Cd、Cr、Ni、Pb、Cu、Zn含量随着距高速公路两侧由近及远整体逐渐下降。样地1(什运乡)除Cd在下游路旁100 m处达到峰值外,其余重金属含量均在10 m处最高;样地2(毛阳镇)的Cr、Pb在10 m处达到峰值;Cu、Ni在100 m处达到峰值。样地3(番阳镇)的重金属含量在道路两侧变化不一致,其中Cr、Pb、Cu、Zn在上游的峰值出现在路旁10m、在下游的峰值出现在路旁50 m处。根据海南岛土壤背景值的比较,高速公路带来的Cd污染最严重。(6)整体而言,道路对海南热带雨林国家公园景观的影响较小,但道路两侧的土壤重金属等污染存在较明显的累加富集效应,可能在长期尺度上造成一定影响。建议增加对高速公路等大型道路的道路径流收集与净化、跨道路生态廊道、长期环境监测等方面的措施。
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