评价指标含义

评价指标含义_山东半岛公路生态建设和修复工程技术及实践

（一）植被生态环境（B1）

1. 植被生物量（C11）

植被生物量指群落在一定时间内积累的活的有机体的总量或贮存的总能量，又称现存量，通常以单位面积或单位时间积累的平均质量或能量来表示。植被生物量是整个生态系统的能量基础和物质来源，是生态功能系统最重要的特征和本质的标志，它反映植被群落的生产力，同时也可以用来评价一个恢复生态系统的功能。因此植被生物量是生态系统结构优劣和功能高低的最直接的表现，是群落生态系统质量的综合体现。

植被生物量指标对应适当植被类型，分地上生物量和地下生物量两类统计得到具体数据。对于乔木生物量，对所选取的标准木采用分段分层切割法（地上部分）和全体收获法（地下部分）砍伐，通过测定鲜重、干重，再用相对生长法估算全部乔木生物量；对于草、灌木，采用样方全体收获法测定，即在样地中机械布设5～10个1～2 m2的样方，将其中的草、灌木（地上、地下）全部收获称重，经烘干后测干重率，再以样方的平均值推算整体植被生物量；对枯枝落叶层亦采用样方收获法进行收集、测定。此外，林下植被根系生物量测定采用土钻法测定。

2. 草本植物覆盖度（C12）

草本植物覆盖度是指草本植物在植被区的垂直投影面积占植被区总面积的百分比，此处用来衡量公路人工植物群落形成后，草被对恢复工程区的覆盖情况。草本植物的覆盖度是衡量公路植被状况的一个重要指标，同时它又是在恢复工程初期控制土壤侵蚀与水土流失的重要因素。特别对于公路边坡，灌木植物与草本植物组合种植在后期会产生更好的护坡效果，但由于恢复初期的草本植物生长较快，会占据灌木生长的空间、营养而使灌木难以成活。因此，草、灌植物种植比例不仅是群落物种多样性的一个体现，更是反映护坡植物物种搭配合理与否的一个重要指标。

草本植物覆盖度通过样方（针刺法）进行测定，也可使用专门的覆盖度摄影测量仪进行测定。

3. 物种多样性（C13）

物种多样性是植物群落在组成结构功能和动态等方面体现出的差异，是群落内物种分布数量和均匀程度的测度指标。物种多样性的表达采用多样性指数，它是用来描述一个群落的多样性的统计量。在生态学中，多样性指数被用来描述生态系统中的生物多样性，同时它与群落的稳定性成正相关。公路植被建植后，土壤环境得到一定程度的改善，为物种的入侵创造了条件。一些1年生的先锋植物首先入侵，随时间的延续，物种数量、植被覆盖度逐渐增加。植被物种数目的增加，主要是由于当地自然物种侵入数目的波动引起的，侵入物种以1年生先锋草本植物为主，其对土壤环境和气候变化较为敏感，年际间种类组成表现出不稳定性。这里的物种多样性仅指人工植物群落组织水平上的物种组成类型和植物物种。

物种多样性通常采用临时样地法和固定样地法，通过实地调查覆盖度大于10%的乔、灌、草植物的种类数量来进行计算。

4. 植被综合抗性（C14）

植被综合抗性是指群落植物抗旱性、抗寒性、抗病性和耐贫瘠能力的综合表现。比如，干旱可导致植株萎蔫或者死亡，耐旱的植物在短期缺水后可以复活，是一种适应公路生境耐旱的表现；而有的植物在干旱后立即死亡，不能恢复生长，表现为抗旱性差；表土贫瘠可影响植物生长，表现为植株发育受阻、叶色发黄，甚至死亡，岩生植物的耐贫瘠能力最强，灌木类通常强于草本类。此处的综合抗性指同一植物在不同植被恢复工程方法下所表现的适应程度或存活率情况。

植被综合抗性通常采用目测法观察不同植物生长的直观表现而获取。

5. 土壤有机质含量（C15）

土壤有机质含量是指单位体积土壤中含有的各种动植物残体与微生物及其分解合成的有机物质的数量，一般以有机质占干土重的百分数表示。土壤有机质是土壤肥力的重要基础，也是土壤形成和发育的重要标志，其含量的高低，决定着改良土壤质地、结构，以及协调水、肥、气、热等能力的大小。

土壤有机质的测定采用重铬酸钾容量法：在外加热源的条件下，用一定量的标准重铬酸钾-硫酸溶液来氧化土壤有机质（碳），剩余的重铬酸钾用标准硫酸亚铁来滴定。由消耗的重铬酸钾含量计算有机碳的含量，再间接计算有机质的含量。

6. 土壤质地（C16）

土壤质地是土壤物理性质之一，指土壤中不同大小直径的矿物颗粒按不同比例的组合状况。各粒级在土壤中的相对比例或者质量百分数，称之为土壤质地。土壤质地与土壤通气、保肥、保水状况有密切关系，故将土壤中物理性黏粒含量作为衡量土壤质地的指标，黏粒含量小于15%为沙土类、壤土类；黏粒含量15%～25%为黏壤土类；黏粒含量大于25%为黏土类。

土壤质地数据主要通过实地土样调查获取，其测定有室内、野外两种方法，室内测定一般采用“比重计法”和“移液管法”，野外则采用“干试法”或“湿试法”进行简易速测。

7. 土壤硬度（C17）

由于土壤是土粒的集合体，所以土粒与土粒之间的结合力、凝聚力以及土粒垒结状态等的综合作用使土壤具有一定的硬度，这种硬度也称为土壤的紧实度。路域工程土壤多遭受机械压实，这必然导致土壤硬度增加，这也是土壤结构重排、孔隙度降低的集中体现。土壤经压实后导致原有结构发生变化，土粒之间变得紧实，密度增加，水肥条件变差，从而影响植物生长，故需对工程土壤进行调配、改良。

测量土壤硬度一般使用土壤硬度计，其测量范围为0～40 mm或0～500 kg/cm2。

8. 有效土层厚度（C18）

土层厚度即有效土层厚度，可认为是指土壤母质层以上到土壤表面的垂直深度。所谓有效土层是指具有肥力特征的土壤腐殖质层或耕作层，即植物根系伸延容易、有一定的养分可以吸取、能使植物正常生长发育的熟土层。有效土层厚度能直接反映土壤的发育程度，与土壤肥力密切相关，是野外土壤肥力鉴别的重要指标，它既是土壤养分的补充源，又是土壤矿质元素的储存库，而且还是判定土壤侵蚀程度的主要指标，对土壤的营养状况影响很大。

此处的土层厚度指标主要针对采用机械喷播工艺形成的坡面人工土壤的厚度而言，其测量可采用插钎法进行。

（二）景观生态水平（B2）

1. 景观丰富度（C21）

景观丰富度一般用景观丰富度指数R（Landscape Richness Index）来表征，是指景观中所有斑块类型的总数，即

R ＝ m

式中，m为景观中不同斑块类型的数目。

在比较不同景观时，使用相对丰富度Rr（Relative Richness）更为适宜，其表达式为

Rr =×100%

式中，Rr表示景观相对丰富度；m表示景观中现有的斑块类型数量；mmax表示景观中斑块类型可能的最大值。景观相对丰富度是反映景观组分以及景观破碎化程度的关键指标，并对许多生态过程产生影响。研究发现，景观丰富度与物种丰富度之间存在正相关，特别是对于那些生存需要多种生境条件的生物来说它就显得尤其重要。

2. 景观多样性（C22）

与物种多样性不同，景观多样性是指景观单元在结构和功能方面的多样性，它反映了景观的异质性和复杂程度。景观多样性关注的是组成景观的斑块在数量、大小、形状和组成的景观类型、分布及斑块间的连通性、连接性等空间结构、功能机制的多样化程度。景观多样性用Simpson景观多样性指数H′来表征，其表达式为

H′= 1-

式中，H′表示Simpson景观多样性指数；Pk是斑块类型k在景观中出现的频率；n是景观中斑块类型的总数。在整个景观水平上，景观多样性指数可描述景观组成的复杂程度。

景观多样性指数在生态学中应用广泛，它能反映景观异质性，特别对景观中各斑块类型非均衡分布状况较为敏感，即强调稀有斑块类型对信息的贡献，这也是与其他多样性指数的不同之处。在比较和分析不同景观或同一景观不同时期的多样性与异质性变化时，H′也是一个敏感指标。

3. 景观均匀度（C23）

景观均匀度反映景观中各斑块在面积上分布的不均匀程度，通常以多样性指数与其最大值的比来表示。此处采用Pielou景观均匀度指数E来表征，其表达为

式中，E表示Pielou景观均匀度指数；H表示Shannon景观多样性指数；Hmax是Shannon景观多样性指数的最大值；Pk是斑块类型k在景观中出现的频率；n是景观中斑块类型的总数。

上述3项指数的计算可以通过相关软件来进行，例如ArcGis、SPAN等，但最为常用的是FRAGSTATS软件，其由美国俄勒冈州立大学开发，最新版本能计算60多个景观指数。

4. 植被覆盖度（C24）

植被覆盖度指植被（包括乔、灌、草植物的枝、茎、叶）在地面的垂直投影面积占统计区总面积的百分比，它是植被对地面的垂直投影比例，对边坡进行植被覆盖度测量时，应该采用垂直于坡面的角度。植被覆盖度具有强烈的尺度效应，同一片植被，因被纳入统计的范围不同而表现为不同的植被覆盖度。这里的植被覆盖度是用来衡量公路植被恢复后的植物群落覆盖工程区域的情况。覆盖度也能客观地反映植物的地上部分的生物量，并对防止地表侵蚀和降低地表径流有直接的作用。

根据测量手段，植被覆盖度的测量方法可分为传统的地面测量和新兴的遥感测量两大类。其中，地面测量又分为目估法、采样法、仪器法和模型法；遥感测量依据对植被光谱信息与植被覆盖度所建立的关系不同，可分为物理模型法和统计模型法。虽然遥感技术的发展使地面测量的主导性地位有所降低，但地面测量依然具有其重要性，它不仅是最精确的测量方法，也为遥感测量提供了基础标定数据，是无可替代的。常用的地面测量手段有针刺法、线段法以及专门的盖度摄影测量仪等。

5. 自然融合程度（C25）

自然融合程度是指依据景观生态学及美学观点，公路植被所能给予人们的主观满足程度。对其目前尚无成熟的指标体系及评价方法，总的原则是在植被恢复设计、物种选择以及后期养护管理等方面尽量体现“师法自然、接近自然”，使其与自然环境协调、和谐，例如除公路边坡植被恢复外，还涉及相关圬工构筑物的遮蔽、排水沟渠的生态结构及绿化功能等。

自然融合程度评价可采用由美国心理学家Osgood创建的语义差别法（SD法），通过制定调查方案，定期、不定期地向公路使用者和具有代表性的驾乘人员进行问询调查，由此获得被调查对象的感受及相关定量化数据，经对调查项目及数据统计后，最终形成人员对植被生态景观的欣赏程度和支付意愿的结果。

6. 植被绿期（C26）

植被绿期是指公路植被在全年的保持绿色的天数，其为衡量植被生态景观性状的一个重要指标。

植被绿期统计可采用目测法：从树冠上2/3的叶片凋零开始计算灌木的枯黄，从枝顶端有3片以上叶片萌发开始计算其返青；从植株外观颜色变为黄色开始计算草本的枯黄，从外观转绿计算其返青。

（三）生态服务功能（B3）

1. 环境质量改善（C31）

此处所谓的环境质量改善主要指公路生态恢复工程实施后，植被生态系统中的生物类群通过物理、化学和代谢作用将环境中的污染物利用或与之发生作用后使之降解或消失，最终达到净化环境的过程，例如所产生的减少碳排放，净化环境（吸收废气、滞留粉尘、降低噪声）的功能作用。

绿色植物是二氧化碳的消耗者和氧气的生产者，植被对减少碳排放的贡献可通过其吸收二氧化碳制造氧气的功效来估算植被的碳排放减少和供氧功能。有关资料表明，植物每产生1.6 g干物质，需要吸收（固定）2.6 g二氧化碳，同时释放1.9 g氧气。在此过程中，植物还将太阳能转化为化学能储存在碳水化合物中。据专业人员测定，常绿阔叶林、落叶阔叶林、针叶林每年释放氧气分别为22 t/hm2、10 t/hm2和16 t/hm2，而草地的释放量约为森林的20%～50%。植被对减少碳排放的贡献可据此测算。

植物叶片上的气孔和枝条上的皮孔可吸收二氧化硫，再通过氧化还原过程将其转化为无毒物质。植被对二氧化硫的吸收功效可参考森林树木的有关数据进行测算：针叶林、柏林、杉类为215.6 kg/hm2，阔叶林为88. 65 kg/hm2，树木吸收二氧化硫的能力平均为120.8 kg/hm2，草地吸收二氧化硫的能力平均为15 kg/hm2。

目前，国内有关植被对氮氧化物的吸收功效的研究还较少，在此借鉴韩国科技人员获取的测定结果做类比，根据韩国科学技术处（森林公益机能的计算化研究）测定数据，每公顷森林的吸收量约为6.0 kg。

植被对降尘的阻滞功效可参照此测算：阔叶林的滞尘能力为10.11 t/hm2，针叶林的滞尘能力为33.2 t/hm2。

植被林带对降低环境噪声效果显著，没有树木的高层建筑的街道上空，通常其噪声要比种有行道树的街道高5倍以上，一般公路两边各造10 m林带，可降低交通噪音25% ～ 40%。植被对噪声的改善情况可按照《环境影响评价技术导则—声环境》（ HJ 2.4-2009）中的相关要求进行测定。

此外，对环境质量的评价也可按照《环境影响评价技术导则》中的其他相关要求进行。通过以上方法的测算和测定、定性与定量结合、数据实测与直觉感受相结合的方式进行统筹评价，以此确定公路植被对环境质量相关因子的改善程度。

2. 小气候调节（C32）

公路绿地通过树冠遮阴减光、蒸腾作用，可以在一定程度上起到增加湿度、降低温度、减低风速等作用，能够增加公路驾乘人员的舒适感，营造良好稳定的行车环境。研究表明，在炎夏季节，林地树荫下的气温较无林地处要低3℃～ 5℃，绿地环境的相对湿度也比非绿化区高10% ～ 20%。考虑到实际情况，可只评估降低温度的效应。通过测量有植被降温作用的绿地和行车道面积，以及绿化区与无林地带的温度差来衡量小气候效应。

3. 水土保持（C33）

公路植被在水土保持上的价值主要体现在防治边坡塌方、崩塌等地质灾害，减少土壤养分丧失，减少泥沙对江河、湖泊的淤积。根据工程实际情况，通常主要关注边坡实施植被恢复工程后的抗蚀性和抗滑性。

边坡抗蚀性是指土壤承受风力、水力、重力、冻融等外营力破坏、分离、搬运和沉积的能力。抗蚀性除了取决于土壤的内在特性，如土壤的容重、渗透性能、物理组成、有机质含量、水稳性团聚体含量等指标外，边坡植被条件对土壤侵蚀的影响也十分显著，边坡植被覆盖程度与土壤的侵蚀强度有直接关系。

边坡抗滑性主要针对植物根系的固土能力。植物根系对坡面土壤具有力学加筋与锚固作用，植物根系长度、数量以及分布、活力等对边坡的稳定性产生一定的影响。

边坡抗蚀性可采用降雨模拟方法测定，设定一定的降雨强度，待形成稳定的坡面径流后，收集相应的尾水，测定水中泥沙的含量，然后反推边坡的水土流失（削减泥沙量）情况。边坡抗滑性可通过土壤抗剪强度指标来表征。在边坡用环刀取土，测定土壤的容重，并带回实验室测定土壤含水率；用环刀切取含有植物根系的土壤，带回实验室烘干并测算土壤含水率，利用直剪仪测定不同含水率土壤的抗剪强度。同时，测定无植物根系土壤的抗剪强度进行对比分析。另外，也可以测定根的抗张强度和含水量（断面根土面积比率），通过建立植物根系与土壤相互作用的加筋力学模型，来评价边坡的抗滑性。

4. 动物栖息环境改善（C34）

公路生态恢复工程实施后，人工植物群落随之得到重建，并趋向稳定、健康的方向演替，相关区域范围的土壤、植被以及人工通道设施等，为多种生物（鸟类、昆虫、两栖类、小型爬行动物等）提供良好的栖息环境以及觅食、迁移的路径，能够消除或者减少对野生动物的不利影响，有利于生物多样性的保护和提高。

生物栖息环境的改善程度可通过动物珍稀度、动物丰富度和动物保护状况来评价。动物珍稀度主要反映公路沿线区域是否具有国家级或地方级保护动物、珍禽异兽；动物丰富度主要反映公路沿线区域动物种类及数量的多少，反映该路段动物多样性；动物保护状况主要反映是否设立对不同动物的有效保护设施，可以《野生动物保护法》中对野生动物及其栖息地状况的调查、监测和评估内容进行，同时也可参考《中国森林公园风景资源质量等级评定》（GB/T 180005-1999）的相关内容。

（四）阈值确定

考虑到地区气候条件、工程区地形地貌与自然植被、恢复工程方法各异以及恢复工程的重点和目标不同，参考相关研究方法及工程实践经验，按照适宜性、实用性和可操作性原则，对常规情形下公路生态恢复工程的各个评价指标分别提供上、下限取值范围，如表7-2所示，以供在评价时酌情参考、选取。与其他生态评价一样，公路生态恢复工程生态效果评价指标也不可能有绝对的量化标准，故评价结果反映的只是生态恢复工程质量和生态效果的相对优劣程度，旨在分析、评判已建工程的设计、施工状况，并为后续工程指出改进的方向和优化的重点。

表7-2　公路生态恢复工程效果评价指标的取值范围

续表