高速公路工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響評價

1、高速公路工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響評價（西北大學(xué) 吳金鴻）摘要 ：高速公路工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響巨大 ,且破壞后生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)難度 大。國內(nèi)外對此都很重視 ,針對道路工程建設(shè)對脆弱生態(tài)環(huán)境影響進(jìn)行了大量研 究。目前 ,道路建設(shè)對生態(tài)環(huán)境影響的研究方法與途徑 ,包括 3S 技術(shù)、 景觀生態(tài) 學(xué)方法等，提出未來的研究方向。關(guān)鍵字 ：高速公路，生態(tài)環(huán)境，評價方法1、高速公路對生態(tài)環(huán)境的影響1.1 生態(tài)環(huán)境影響生態(tài)環(huán)境是在特定地理背景下 , 大規(guī)模的人類開發(fā)活動和氣候等自然災(zāi)害影 響 ,導(dǎo)致環(huán)境中的生態(tài)系統(tǒng)失衡 ,從而使生態(tài)系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)能力下降 ,人為活動的 不利影響程度超過了生態(tài)系統(tǒng)的承受能力和自我

2、修復(fù)能力,使得生態(tài)系統(tǒng)朝惡化的方向發(fā)展 ,甚至產(chǎn)生退化的生態(tài)環(huán)境 1 。道路建設(shè)項目帶來了巨大社會經(jīng)濟效益的同時 ,也給沿線環(huán)境造成許多負(fù)面 影響。 如生活環(huán)境不斷惡化、 土地沙漠化、 水土流失、 溫室效應(yīng)、 生境破 碎、 野生物種滅絕等 ,因此必須在加快道路項目建設(shè)的同時加強對道路路建設(shè)項 目生態(tài)環(huán)境影響后評價的研究。1.2 高速公路對環(huán)境影響評價的范圍高速公路生態(tài)環(huán)境影響評價范圍三級評價范圍為高速公路用地外界不小于100 m; 二級評價范圍為高速公路用地外界不小于 200 m; 一級評價范圍為高速 公路用地外界不小于300 m。當(dāng)高速公路項目的建設(shè)區(qū)域外有高陡山坡、峭壁、 河流等形成的天然

3、阻隔地貌時 ,評價范圍可以取這些隔離地、物為界。 省級及以上自然保護區(qū)的試驗區(qū)劃定邊界距高速公路中心線不足 5 km 者,將其納入生 態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查范圍 , 并根據(jù)調(diào)查結(jié)果確定具體評價范圍 , 受工程建設(shè)直接影響 的原生、 次生林地,應(yīng)以其植物群落的完整性為基準(zhǔn)確定評價范圍。1.3 高速公路對生態(tài)影響的具體分析生態(tài)環(huán)境是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)， 對在施工期和運營期對生態(tài)環(huán) 境的影響主要從以下幾方面進(jìn)行 2 。1.3.1 對地表植被的影響地表植被是森林生態(tài)系統(tǒng)、 草原生態(tài)系統(tǒng)、 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)及人類生存環(huán)境 中的主要組成部分。 道路建設(shè)項目一方面因占用土地、 臨時用地、 取棄土場等 使沿線地

4、區(qū)的地表植被遭受損失或破壞 ,而且隨著施工和取土工程可能造成地下 水出露 , 改變表層土體的含水量 , 從而使山體植被類型發(fā)生變化 ,道路施工期的 揚塵和營運期的汽車尾氣也會影響區(qū)域內(nèi)植被的光合作用,減少其生態(tài)效率 ; 另一方面,實施綠化工程 ,因而使地區(qū)的綠當(dāng)量發(fā)生變化。1.3.2 對生物多樣性的影響由于受地形限制 , 道路大多沿較寬闊的溝谷邊坡布線 , 并注意避開或避免靠 近沿途自然保護區(qū)。 但在工程施工和公路營運過程中 ,對區(qū)域內(nèi)的植被將產(chǎn)生不 利影響 , 如植被損失、 生境隔離、 改變自然群落演替方向、 個別珍稀瀕危植 物受損、 外來種和林業(yè)病蟲害侵入等。道路建設(shè)對野生動物的影響主要是

5、由于 植被破壞、 通道阻隔、 施工噪聲和營運燈光等。 為便于影響因子分析和采取相 應(yīng)的保護措施 , 對動物的影響評價按施工期和營運期兩個階段分析。 評價方法 主要采用生態(tài)機理法 ,根據(jù)工程影響因子和動物種群分布現(xiàn)狀 , 結(jié)合主要物種的 生態(tài)習(xí)性 ,應(yīng)用生態(tài)學(xué)的原理和方法進(jìn)行影響分析。1.3. 3 對水土保持的影響道路建設(shè)項目破壞植被引起的水土流失 ,主要發(fā)生在道路施工期和營運初期。 由于工程防護措施和恢復(fù)植被措施的實施 , 水土流失到營運后期將基本穩(wěn)定。 對 水土保持的影響評價主要是通過對道路施工中高填、 深挖路段的坡面、 取棄土 場地及塌方、 泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查 ,分析由于道路施工引起地

6、質(zhì)類別、 地 形、 地貌、 植被覆蓋率等現(xiàn)狀的變化對沿線水土流失的影響 ,提出治理措施和 對策建議。1.3. 4 對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的影響道路建設(shè)對于土地利用的影響主要是公路路面占用土地的影響 , 公路路面、 護坡、 公路服務(wù)區(qū)、施工場地、 棄渣場、 取土場等都會占用土地 ,路面、 護 坡等永久性占用土地 , 會導(dǎo)致農(nóng)田、 林地等農(nóng)林用地面積的絕對數(shù)量的減少 ;其 他為臨時占用土地 , 在道路工程竣工后可以通過工程措施基本恢復(fù)到施工以前 的土地利用類型 ,對于土地利用在絕對數(shù)量上不會減少。 同時 ,項目也會對道路沿 線地區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響 , 由于道路營運期車輛運行產(chǎn)生各類污染物 ,將會 降低

7、沿線土地質(zhì)量。 道路路基工程及結(jié)構(gòu)物工程的施工引發(fā)大量的土石方開挖、 植被破壞、 水土流失及地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題。道路建設(shè)對土壤性質(zhì)的影響主要 是指對于土壤的構(gòu)型、 土壤肥力、 土壤的理化性質(zhì)等的影響。施工期間 , 土壤 的開挖 , 施工機械的碾壓等將對土壤構(gòu)型、 理化性質(zhì)、 肥力水平等產(chǎn)生影響 , 恢 復(fù)需要一段時間。 公路土壤由于工程機械的開挖、 回填及碾壓等導(dǎo)致土壤的物 理性質(zhì)發(fā)生變化 1 。1.3.5 對水環(huán)境質(zhì)量的影響道路建設(shè)項目對水環(huán)境的影響主要是項目施工時泥土、 泥漿散落、 漏油等 會造成水體局部油污染 ; 施工人員排放的生活污水對施工區(qū)附近的地面水質(zhì)有 輕微的影響。 公路營運期主

8、要是服務(wù)設(shè)施產(chǎn)生的生活廢水和路面徑流 , 以及發(fā)生 事故時外泄的有毒有害物質(zhì)對附近水體的影響 ,在對服務(wù)設(shè)施的生活廢水經(jīng)處理 , 將路面雨水經(jīng)沉淀 ,對事故外泄水體進(jìn)行收集的情況下 ,項目營運期對水體造成的 影響較小。2 道路建設(shè)生態(tài)環(huán)境影響研究途徑與方法2 1 構(gòu)建道路的指標(biāo)體系針對高速公路規(guī)劃對自然生態(tài)環(huán)境的影響因素， 建立了公路交通發(fā)展的戰(zhàn)略 性生態(tài)環(huán)境評價的可選指標(biāo)集 并給出了基于 技術(shù)的評價方法。 這種構(gòu)建指標(biāo)體 系的方法簡單易行， 評價要素明確， 層次分明， 構(gòu)建的可選指標(biāo)集可為西部地區(qū) 高速公路發(fā)展規(guī)劃生態(tài)環(huán)境評價提供參考。2.1.1 指標(biāo)體系建立的基本原則指標(biāo)體系選擇是開展環(huán)境

9、評價工作的重要環(huán)節(jié)。 指標(biāo)選定的合理與否不僅直 接影響到評價結(jié)果的科學(xué)合理性， 而且也關(guān)系到評價工作量的大小。 在指標(biāo)選定 時應(yīng)注意遵循以下原則 2 ：（1）科學(xué)性原則 指標(biāo)體系要有科學(xué)理論支撐， 能從機理上反映環(huán)境變化， 并能客觀全面地分析環(huán)境特征變化的原因。（2）空間性原則 戰(zhàn)略環(huán)境評價的對象具有高層次性，其實施產(chǎn)生的影響是 區(qū)域性的或全球性的， 具有大尺度特征， 因此指標(biāo)的選擇不能局限于對局部地點 環(huán)境影響的反映，要從宏觀尺度把握。（3）主導(dǎo)因素原則 戰(zhàn)略環(huán)境評價要求全面分析，但不能不分巨細(xì)，面面 俱到，需要根據(jù)區(qū)域環(huán)境特征，選擇對環(huán)境變化最敏感的因素。（4）層次性原則 自然生態(tài)環(huán)境中，

10、各生態(tài)組分的功能有顯著的差異，對道 路建設(shè)影響的反映程度也會不同。 在評價指標(biāo)選定時， 要分清層次， 根據(jù)評價的 目的和要求，在不同的層次上選取評價的方面和指標(biāo)。（5）可操作性原則 在選定評價指標(biāo)時，要充分分析現(xiàn)有統(tǒng)計資料、環(huán)境基 礎(chǔ)資料，以及有關(guān)國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)， 在遵循科學(xué)規(guī)律的前提下， 盡可能選擇那些 現(xiàn)有的數(shù)據(jù)指標(biāo)，以及利用現(xiàn)有的 、等技術(shù)手段可以提取的資料，以保證評價 指標(biāo)具有較高的可操作性與實效性。2.1.2 指標(biāo)體系基本框架基本指導(dǎo)思想開展戰(zhàn)略環(huán)境影響評價， 是以資源的可持續(xù)利用和環(huán)境的持續(xù) 穩(wěn)定為總體目標(biāo)來進(jìn)行的， 為了達(dá)到或者最大限度地接近這一目標(biāo)， 在評價指標(biāo) 體系構(gòu)建時，

11、需要根據(jù)環(huán)境特征、 目前主要環(huán)境問題， 以及公路建設(shè)對環(huán)境影響 的特點科學(xué)正確地識別出高速公路建設(shè)對環(huán)境最大的可能影響方面。 抓主要矛盾 和環(huán)境問題點， 能最大限度地利用相關(guān)領(lǐng)域已有的研究成果。 在注意現(xiàn)實環(huán)境影 響分析的同時， 要盡可能地挖掘潛在的環(huán)境問題， 一并分析， 對交通規(guī)劃方案做 出全面地分析評價 2 。基本指標(biāo)體系是為了反映不同影響程度和為不同決策部門服務(wù)， 公路建設(shè)戰(zhàn) 略環(huán)評的指標(biāo)體系框架可考慮按照環(huán)境主題、 環(huán)境目標(biāo)和評價指標(biāo) ，各部分進(jìn) 行構(gòu)建。環(huán)境主題主要反映交通規(guī)劃涉及的生態(tài)環(huán)境要素， 包括土地資源、 生 物多樣性和生物資源、 水資源等。環(huán)境目標(biāo)包括規(guī)劃涉及的區(qū)域和、或行

12、業(yè)的 環(huán)境保護目標(biāo)， 以及規(guī)劃設(shè)定的環(huán)境目標(biāo)。 評價指標(biāo)是環(huán)境目標(biāo)的具體化描述。評價指標(biāo)可以是定量的， 也可以是定性的。 一般情況下最好是可以進(jìn)行監(jiān)測、 檢查的。根據(jù)以上的分析， 公路建設(shè)自然生態(tài)環(huán)境影響評價時的具體指標(biāo)體系 應(yīng)具體情況而定。 例如，在西部公路交通發(fā)展規(guī)劃自然生態(tài)環(huán)境評價可選的指標(biāo) 集，主要有土地資源、水資源、生物資源、生態(tài)敏感區(qū)、潛在影響等五個方面。 但在具體評價過程中， 可以結(jié)合區(qū)域自然生態(tài)環(huán)境特征、 道路等級規(guī)模， 以 及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料等的實際情況進(jìn)行指標(biāo)的增添或剔除。2.2 道路建設(shè)對生態(tài)環(huán)境影響的評價方法2.2.1 基于 GIS 技術(shù)的評價方法 3當(dāng)今時代 GIS、RS

13、、GPS 逐漸一體化，形成了 3S 技術(shù)， RS 是重要的地理 背景信息來源，通過解譯可獲得土地利用等重要生態(tài)背景信息 GIS 具有編輯、 加工和評價長時段、 大地理區(qū)域數(shù)據(jù)的能力及卓越的建模和影響預(yù)測能力， 能夠 識別和分析環(huán)境影響的時間和空間上的累積特征， 因此為進(jìn)行戰(zhàn)略環(huán)境影響評價 提供了可操作的方法?？蛇x指標(biāo)集的指標(biāo)主要是類型、面積、空間位置關(guān)系，這 些指標(biāo)可通過道路網(wǎng)絡(luò)與生態(tài)背景的疊加分析得到， 并且可以用專題圖的形式表 達(dá)出來，更加直觀、明了。因此環(huán)境影響識別、預(yù)測、評價過程可充分利用 GIS 技術(shù)的空間分析功能以及其強大的建模功能， 使所建立的指標(biāo)集更具可操作性具 體步驟如下。

14、首先，建立空間信息和屬性信息數(shù)據(jù)庫， 包括規(guī)劃路網(wǎng)和生態(tài)背景 要素，它是環(huán)境影響評價的基礎(chǔ)性工作， 其質(zhì)量的好壞直接決定著影響評價的準(zhǔn) 確性。其次，充分運用 GIS 技術(shù)的 overlay 功能，規(guī)劃路網(wǎng)與生態(tài)背景疊加分 析，從而找出影響范圍和影響的主要要素， 它是環(huán)境影響識別的重要工具。 再次， 評價者根據(jù)環(huán)境影響識別判定的影響要素，進(jìn)行指標(biāo)的確定，充分利用 GIS 數(shù) 學(xué)運算以及數(shù)學(xué)建模功能， 找出戰(zhàn)略實施前后指標(biāo)的變化， 判斷環(huán)境影響的大小， 并充分利用其空間和屬性信息的表達(dá)功能， 將影響表現(xiàn)出來。 最后， 結(jié)合評價標(biāo) 準(zhǔn)，評價規(guī)劃的實施產(chǎn)生的環(huán)境影響，給出結(jié)論并提出建議。2.2.2 景

15、觀生態(tài)學(xué)方法 420 世紀(jì) 80 年代興起的景觀生態(tài)學(xué) , 是研究景觀單元的類型組成、 空間配置 （ 景觀結(jié)構(gòu) ） 及其與生態(tài)學(xué)相互作用的綜合性學(xué)科 , 其研究的內(nèi)容為 : 景觀結(jié)構(gòu)、 景觀功能、景觀動態(tài)。景觀格局是景觀的整體結(jié)構(gòu)，也是每一個景觀動態(tài)過程的 體現(xiàn),格局與過程相互聯(lián)系，景觀空間格局影響生態(tài)學(xué)過程，同時景觀結(jié)構(gòu)比功能 易于研究,所以實際應(yīng)用中以格局特征推測過程特征。不同的景觀類型及其空間配置形成各異的生態(tài)環(huán)境。景觀生態(tài)學(xué)中，以景觀空間格局指數(shù)為基本手段，對生態(tài)系統(tǒng)承載力進(jìn)行定量分析，能夠大大提高生態(tài) 系統(tǒng)空間格局及其動態(tài)評估的深度、廣度和精度。景觀生態(tài)學(xué)把空間格局分析方法與生態(tài)系統(tǒng)

16、過程的長期監(jiān)測相結(jié)合，研究景觀空間格局演變對生態(tài)系統(tǒng)過 程和功能的影響，以及生態(tài)過程長期作用下景觀演變的規(guī)律性，構(gòu)建景觀格局與 生態(tài)過程的耦合模型系統(tǒng)，更好地評估和預(yù)測生態(tài)系統(tǒng)及其過程和功能的時空變 化。2. 2.3生態(tài)足跡分析法2.2.3.1 生態(tài)足跡理論基本假設(shè)生態(tài)足跡理論基本假設(shè)是六類生態(tài)生產(chǎn)性土地(化石能源地、可耕地、牧 草地、森林、建成地和水域)在空間上是互斥的，當(dāng)一塊土地被用來修建公路 (即被歸入建成地)時，它就不可能再作為森林、可耕地、牧草地進(jìn)行生態(tài)生 產(chǎn)等生態(tài)生產(chǎn)性土地在空間上的互斥性使人們能夠?qū)Ω黝惿鷳B(tài)生產(chǎn)性土地進(jìn) 行匯總，從宏觀上認(rèn)識自然系統(tǒng)的總供給能力和人類系統(tǒng)對自然系統(tǒng)

17、的總需求生態(tài)足跡計算基于以下兩個基本事實：(1)人類所消費的資源和排放的廢物是能 夠被追蹤，并找到相應(yīng)的生產(chǎn)區(qū)域和消納區(qū)域；(2)大多數(shù)被消費的資源和排放 的污染可以被轉(zhuǎn)化為提供或消納它們的具有生態(tài)生產(chǎn)力的陸地或水域面積。223.2 生態(tài)足跡計算方法5(1) 追蹤資源消耗和污染消納人類活動所引起的消費(包括直接的家庭消費、間接消費、最終使家庭受益的商業(yè)和政府消費、服務(wù)等)和污染消納(包括水、氣、聲、固廢、輻射等污染的消納)被歸結(jié)為各種資源的消耗.將資 源消耗量按照區(qū)域的生態(tài)生產(chǎn)能力分別折算成具有生態(tài)生產(chǎn)力的化石能源地、 可耕地、牧草地、森林、建成地和水域等六類生態(tài)生產(chǎn)性土地的面積 Aj ,n

18、Cn p亠i 匚Aj丄丄亙(1)j "R y ER式中,j= 0,1,2,3,4,5分別代表化石能源地、可耕地、牧草地、森林、 水域和建成地；Aj為生態(tài)生產(chǎn)性土地的面積（hm2） ; EP i為單位生態(tài)生產(chǎn) 力（t /hm 2）; Ci為資源消費量（t ） ; P i為資源生產(chǎn)量（t ）; E i為資源出口 量（t ）; I i為資源進(jìn)口量（t ）.（2）產(chǎn)量調(diào)整由于同類生態(tài)生產(chǎn)性土地的生產(chǎn)力在不同國家和地區(qū)之間存在差異，因此同類生態(tài)生產(chǎn)性土地的實際面積不能直接進(jìn)行對比，需要進(jìn)行調(diào)整,方法是將其生態(tài)生產(chǎn)性土地的面積乘以產(chǎn)量調(diào)整因子yF（ yield f actor）,CfF,ER _

19、i4P h -EjERyFi式中,yF = EP /EP; j = 0,1 , 2,3,4,5分別代表化石能源地、可耕地、牧地、森林、水域、建成地;Aj為調(diào)整后的生態(tài)生產(chǎn)性土地的面積 （ghm2） ; yF 為產(chǎn)量調(diào)整因子；EP為全球平均單位生態(tài)生產(chǎn)力（t /hm 2）.（3）等量化處理 這六類土地的生態(tài)生產(chǎn)力是不同的，為了將不同生態(tài)生產(chǎn) 性土地類型的空間匯總為區(qū)域的生態(tài)生產(chǎn)力和生態(tài)足跡，各種類型的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積需要乘以一個等價因子eF （ equivale nee factors）.其計算方法為某類生態(tài)生產(chǎn)性土地等價因子=全球該類生態(tài)生產(chǎn)性土地平均生態(tài)生產(chǎn)力/全球所有各類生態(tài)生產(chǎn)性土地平

20、均生態(tài)生產(chǎn)力.目前采用的等價因子有幾類，本文采用William 和Wackemagel提出來的等價因子：森林和化石能源用地為1 . 1 , 耕地和建筑用地為2.8 , 草地為0. 5 ,水域為0.2 。3展望隨著國內(nèi)外對生態(tài)環(huán)境的關(guān)注與重視，未來道路網(wǎng)密度的進(jìn)一步增大，高 速公路工程作為一項大型的基礎(chǔ)工程建設(shè)，其對生態(tài)環(huán)境的影響，尤其值得重視。 研究高速公路工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響、評價,具有不言而喻的現(xiàn)實意義和應(yīng) 用價值,也是當(dāng)前科學(xué)研究的重要方向。在現(xiàn)有的研究文獻(xiàn)中，高速公路工程對生態(tài)環(huán)境的影響、 評價,當(dāng)前主要采 用定性與定量相結(jié)合的方法。目前 國內(nèi)已經(jīng)開始利用“ GPS RS”技術(shù)采集 路域生態(tài)環(huán)境各脆弱因子信息，將采集的信息通過GIS技術(shù)軟件（如ARC/ INFO ILWIS、SICADDG等）進(jìn)行處理和分析。但是，由于采用新技術(shù)成本高、 從事新 技術(shù)專業(yè)人