線路工程對(duì)季凍區(qū)草炭土濕地的環(huán)境效應(yīng)研究

季凍區(qū)草炭濕地是由陸地系統(tǒng)、水體系統(tǒng)及植物系統(tǒng)組成的自然綜合體，其具有抵御洪水、調(diào)節(jié)徑流、蓄洪防旱、降解污染、調(diào)節(jié)氣候等多方面功能。然而，近年來，線路工程建設(shè)的發(fā)展速度日新月異，大量新建公路、鐵路、管道等線路工程不可避免地穿越草炭土濕地，從而導(dǎo)致草炭濕地面臨諸多環(huán)境問題，如濕地面積下降、植被破壞、水質(zhì)惡化、重金屬污染等。因此，為保證線路工程建設(shè)與濕地環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，對(duì)線路工程穿越草炭濕地進(jìn)行環(huán)境效應(yīng)研究勢在必行。本研究結(jié)合遙感、野外調(diào)查、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)等諸多手段從整體及局部入手分別進(jìn)行線路工程對(duì)季凍區(qū)草炭濕地環(huán)境效應(yīng)研究。主要獲得以下結(jié)論：（1）從草炭濕地成因類型、分布規(guī)律以及遙感特性出發(fā)，建立了基于模糊評(píng)價(jià)與層次分析法的草炭濕地識(shí)別模型，從而獲得了草炭濕地的時(shí)空演變規(guī)律；（2）從線路工程對(duì)草炭濕地土壤理化性質(zhì)、微生物群落角度出發(fā)，獲得了草炭濕地土壤理化因子及微生物的變化特征及其相互作用機(jī)制。此外，從公路源重金屬污染角度出發(fā)，獲得了草炭濕地中公路源重金屬的分布模型、影響范圍、污染程度、吸附程度，并獲得了其本底值；（3）從線路工程對(duì)草炭濕地植物群落組成、結(jié)構(gòu)分布出發(fā)，獲得了草炭濕地主要植物種類及其群落分布模式，并在此基礎(chǔ)上獲得了5種不同路基處理方式下植物群落結(jié)構(gòu)之間的差異特征，并從草炭濕地主要植物對(duì)重金屬的吸附特征出發(fā)，獲得了草炭濕地土壤-植物系統(tǒng)重金屬的動(dòng)態(tài)特征及不同植物對(duì)不同重金屬的吸附程度；（4）從線路工程對(duì)草炭濕地水環(huán)境的影響角度出發(fā)，獲得了線路工程對(duì)草炭濕地水位、水溫的影響特征。此外，從水化學(xué)及水質(zhì)的角度，獲得了線路工程對(duì)草炭濕地水化學(xué)及水質(zhì)的影響指標(biāo)及影響范圍；（5）建立了線路工程對(duì)草炭濕地環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并針對(duì)草炭濕地土壤環(huán)境、植物環(huán)境、水環(huán)境及綜合環(huán)境分解建立了相應(yīng)的環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法，以江源、龍泉及黃松甸草炭濕地為例探究了線路工程對(duì)其各方面的影響程度。

季凍區(qū)草炭土濕地是自然生態(tài)環(huán)境及人類社會(huì)賴以生存的重要地質(zhì)環(huán)境之一。長期以來由于人類線路工程的建設(shè)，不可避免地要穿越草炭土濕地，使草炭土濕地的地質(zhì)、水文、植被的完整性受到破壞，從而導(dǎo)致草炭土濕地的退化。如何在修建線路工程時(shí)最大化的減小其對(duì)草炭土濕地環(huán)境的負(fù)面影響是亟待解決的問題。本項(xiàng)研究將針對(duì)草炭土濕地的環(huán)境特征，結(jié)合線路工程建設(shè)的特點(diǎn)，研究穿越季凍區(qū)草炭土濕地的線路工程與草炭土濕地環(huán)境之間的相互作用。從土壤、水文、植被等方面研究線路工程對(duì)草炭土濕地環(huán)境的影響機(jī)制。針對(duì)不同工程處理措施，探討線路工程對(duì)草炭土濕地環(huán)境的影響。研究如何使線路工程的滲透性、固結(jié)特性、持水性等方面與草炭土濕地原始狀態(tài)相適應(yīng)。研究草炭土濕地的線路工程建設(shè)理論與方法，探索線路工程的安全穩(wěn)定與草炭土濕地的環(huán)境保護(hù)之間的平衡，實(shí)現(xiàn)工程安全與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

《季凍區(qū)路基土凍脹的微觀機(jī)理研究》以吉林省季凍區(qū)路基土為研究對(duì)象，利用SEM提取路基土凍脹過程中不同凍結(jié)狀態(tài)下微觀結(jié)構(gòu)圖片，并用WD一5專業(yè)分析軟件對(duì)圖片進(jìn)行定量分析，比較不同條件下一個(gè)凍融循環(huán)過程中微觀結(jié)構(gòu)所發(fā)生的變化，揭示季凍土產(chǎn)生凍脹的微觀本質(zhì)。將微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)與凍脹率聯(lián)系起來，建立基于灰色關(guān)聯(lián)分析和粗糙集理論的評(píng)價(jià)模型，探討微觀結(jié)構(gòu)對(duì)凍脹的影響大小，利用評(píng)價(jià)結(jié)果選擇對(duì)凍脹影響最有意義的微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)。

在考慮宏觀條件的基礎(chǔ)上，充分考慮微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)，建立包含對(duì)凍脹最有意義微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)凍脹模型，并對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。為建立包含微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)的凍脹模型及耦合模型提供了選參依據(jù)。

季凍土的水分遷移機(jī)理研究一直為廣大學(xué)者所關(guān)注，并已經(jīng)取得了很大的成績，但由于研究條件、測試儀器等原因，使研究有一定的難度，如凍土熱融及其水分遷移問題有待進(jìn)一步完善與發(fā)展，尤其是從不同凍融狀態(tài)下微觀結(jié)構(gòu)的角度，評(píng)價(jià)其機(jī)理，目前還沒有見到有突破性進(jìn)展。因此，本項(xiàng)目針對(duì)道路的凍脹問題，選擇東北地區(qū)分布的不同類型的黃土狀土進(jìn)行研究，具有一定理論與實(shí)際意義。.本項(xiàng)目的研究結(jié)合不同等級(jí)道路的不同土體進(jìn)行實(shí)際現(xiàn)場凍結(jié)深度、地溫、含水率變化等數(shù)據(jù)的監(jiān)測，通過對(duì)凍土在不同凍結(jié)、融化狀態(tài)下的微觀結(jié)構(gòu)特征的定量指標(biāo)的提取，考慮物質(zhì)組成對(duì)凍結(jié)狀態(tài)的影響，分析土體凍融過程中水熱遷移，在物理化學(xué)、圖像處理、力學(xué)的基礎(chǔ)上，揭示凍土中水分遷移的機(jī)理，建立反映土的微觀結(jié)構(gòu)即水熱鹽及結(jié)構(gòu)參數(shù)的凍融耦合模型，從機(jī)制學(xué)角度出發(fā)，考慮凍土在不同條件下的地基處理方法，為季凍區(qū)地基處理處理提供一個(gè)新的方法。 2100433B