废弃山地森林道路微地形演变规律研究——基于8年监测的塔特拉山脉侵蚀速率分析

本研究针对废弃山地森林道路的侵蚀速率与微地形演变问题，通过TLS（地面激光扫描）和UAV（无人机）摄影测量技术（2019-2023年），量化了道路床（roadbed）与路堤（roadbanks）的侵蚀差异。结果显示路堤侵蚀速率显著下降（-247至-146 m3 ha?1 yr?1），而冲积扇区域出现+260 m3 ha?1 yr?1堆积，为山地生态修复与道路设计提供关键数据支撑。

　　

山地森林道路的废弃并不意味着自然过程的终止，相反，它可能成为地貌演变的“加速器”。在波兰塔特拉山脉的Lejowa山谷，一条2016年废弃的森林道路正经历着剧烈的微地形变化。以往研究表明，森林道路的侵蚀速率可达自然植被覆盖区的25倍，而气候变化加剧的极端水文事件进一步放大了这种风险。如何量化这些变化并预测其长期影响，成为生态保护与地貌学研究的关键问题。

克拉科夫国立教育大学与AGH克拉科夫大学的研究团队通过高精度地形监测技术，首次揭示了废弃道路的侵蚀动态规律。研究发现，尽管道路停用8年，其床面侵蚀速率仍达-308 m³ ha^?1 yr^?1，局部切割深度年增0.7米。更值得注意的是，路堤侵蚀速率呈现显著下降趋势（2019-2020年：-247 m³ ha^?1 yr^?1；2022-2023年：-146 m³ ha^?1 yr^?1），表明自然恢复过程正在启动。这项发表于《CATENA》的研究，为山地保护区的道路规划提供了精准的科学依据。

研究团队采用三种核心技术方法：1）地面激光扫描（Terrestrial Laser Scanning, TLS）获取2019-2020年厘米级地形数据；2）无人机摄影测量（UAV）生成2022-2023年0.015米分辨率数字高程模型（DEM）；3）差异地形模型（DoD）计算侵蚀/堆积体积变化。监测区域覆盖石灰岩与砾岩地质单元，包含道路床、路堤及冲积扇等典型地貌。

主要研究结果

1. 砾岩路段侵蚀动态（2019-2023）
   道路床净侵蚀量从-432 m³ ha^?1 yr^?1降至-308 m³ ha^?1 yr^?1，但局部最大侵蚀速率保持-1424 m³ ha^?1 yr^?1，显示空间异质性。

2. 微地形与道路表面的相互作用
   深部侵蚀与侧向侵蚀主导微地形演变，其过程受截留径流、倒木阻挡及基岩出露等因子调控。冲积扇区域出现+260 m³ ha^?1 yr^?1的显著堆积。

3. 道路废弃后的斜坡稳定化
   对比2016年基线数据，侵蚀切口边缘年退缩0.05-0.12米，涡蚀坑（evorsion kettle）局部年加深0.3米，揭示地貌自我修复的时空差异性。

结论与意义
该研究首次量化了中欧山地废弃道路的长期侵蚀轨迹，证明即使停用8年，人类工程痕迹仍持续影响地貌过程。研究发现的两个核心规律——路堤侵蚀速率显著降低而床面侵蚀持续活跃，为“道路-生态系统”交互作用提供了新认知。特别是冲积扇的快速堆积现象，提示下游生态可能因沉积物输入而发生连锁反应。

从实践角度看，研究强调道路设计必须考虑地质单元差异：砾岩路段侵蚀速率是石灰岩区的1.7倍。作者提出的高精度监测框架，为全球山地保护区的道路管理树立了新标准。正如Joanna Fidelus-Orzechowska团队所指出的，在气候变化背景下，此类研究对平衡生态保护与人类活动具有里程碑意义。