（水工结构工程专业论文）山东省高速公路路域生态环境保护技术研究.pdf

山东大学硕士学位论文 摘要 山东省高速公路建发起步f ! 、发展快，截止2 0 0 3 年高速公路已建成通车总里 程3 0 0 0 公里，取得了全国瞩日的成就。但高速公路等级高、线形标准高、路基宽 度大，在建设期间的大填大挖工程及其他施工过程造成了很大的施工污染，运营 期交通量大，也会产生很大的运营污染。山东是个人口大省，人口居住密集，生 态环境遭受很大的污染和破坏，影响生态系统的稳定。可持续的发展观认为在发 展经济的同时，必须保护生态环境，保持生态系统的稳定发展。因此在高速公路 建设不可避免得影响生态环境的同时，必须对环境的保护和建设予以重视。 本研究对目前高速公路建设和运营对环境的污染和对生态的破坏因素予以分 析，对山东省目前的高速公路绿化进行调查研究，总结出在高速公路路域生态环 境保护方面存在的主要问题。目前山东省高速公路绿化还主要局限于交通功能的 实现，是延续了普通等级公路的模式或园林绿化的模式，并不适合高速公路边坡 种植和养护管理的特殊要求，也没有考虑高速公路生态环境的特殊性。因此应从 生态环境保护的要求出发建立一种新的绿化模式，指导和规范山东省高速公路路 域生态环境保护工作。并使生态绿化贯穿到高速公路建设和运营的始终。 有利于保护生态环境的绿化模式和技术应首先选择适合要求的植物种类，所 选物种应适合当地立地条件，选择当地物种和外来物种的合理组合，并满足保护 环境和生态恢复的要求，本论文对物种作了分析和选择建议；其次是实施具有生 态保护功能的绿化技术，近年来，保护生态环境是世界各国共同关心的问题，研 究发明了许多适合高速公路路域绿化的旌： 新技术，这些新技术能大面积快速绿 化，促使生态环境的保护和恢复，我国于九十年代中期引进客士喷播等技术，并 开始在高速公路绿化方面开展这方面的研究和运用。但山东省高速公路因重点发 展基础结构建设，路域绿化重视不够，全省各地情况不同，新的施工技术运用较 少。本研究对相应技术进行分析，在本地化方面进行了研究试验。 本研究提出结论： 1 高速公路建设和运营对路域生态环境的影响和破坏作用是非常巨大的。 2 目前需用生态绿化观念解决山东省高速公路生态环境保护问题，并实施生 态绿化技术。并依据科学的机理和保障技术持续发展。 山东大学硕士学位论文 3 应建立i h 彖省高速公路路域曩三态环境保护绿化技术评价体系和执行烧范。 生态环境保拶t 应该是爨穿高速公路建设始终，因此本研究提出了从崴遮公路 建设、施工、生态绿化、机构建设嫦过程中应开展的工作和注意的原则。通过广1 泛瓣开震以程僮藏遮公路生态繇境熬保护。 关键词：生态环境污染生忿破坏生态绿化生态恢复 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ec o n s t r u c t i o no ff r e e w a y si n s h a n d o n gp r o v i n c ew a ss t a r t e de a r l ya n d d e v e l o p e dr a p i d l y i n2 0 0 3 ，t h ea m o u n tm i l e a g ei s3 0 0 0k i l o m e t e r s ，a n dh a dg a i n e d g r e a ts u c c e s s h o w e v e r , h e a v yp o l l u t i o nh a sb e e nm a d ed u r i n gc o n s t r u c t i o na n dt r a f f i c o p e r a t i o n t h ep o p u l a t i o no fs h a n d o n gp r o v i n c ei sh e a v y t h u se n v i r o n m e n ts u f f e r s g r e a tp o l l u t i o na n dd a m a g e ，m a de c o s y s t e ms t a b i l i z a t i o nh a sa l s ob e e ni n f l u e n c e d s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n tt h i n k st h a tw h i l ed e v e l o p i n ge c o n o m y , w eh a v et op r o t e c t e n v i r o n m e n ta n dk e e pt h es t a b l ed e v e l o p m e n to fe c o s y s t e m 。t h e r e f o r e ，w h e nt h e i n f l u e n c eu p o ne n v i r o n m e n td u n n gt h ec o n s t r u c t i o nc a nn o tb ea v o i d e d ，w em u s tt a k e t h ep r o t e c ta n dc o n s t r u c t i o ns e r i o u s l y 。 t h er e s e a r c ha n a l y z e st h ef a c t o rt h a tc o n s t r u c t i o na n dr u no ff r e e w a y sd e s t r u c t e n v i r o n m e n ta n de c o s y s t e m ，s t u d y i n gg r e e n i n gf r e e w a y si ns h a n d o n gp r o v i n c ea n d s u m m a r i z i n gt h em a j o rp r o b l e mo fp r o t e c t i n ge c o s y s t e m o ff r e e w a y8 f e a a tp r e s e n t g r e e n i n gf r e e w a y si ns h a n d o n gp r o v i n c ei sl i m i t e dt ob r i n g i n ga b o u tt h et r a f f i c i t c o n t i n u et h ep a t t e r n su s e do nt h ea v e r a g eh i g h w a y sa n dl a n d s c a p i n g ，w h i c hd on o tf i t t h es p e c i a ld e m a n do ng r e e n i n g a n dm a i n t e n a n c e ，a n da l s od on o tc o n s i d e rt h e p a r t i c u l a r i t yo f 件e e w a ye c o s y s t e m ，s ow es h o u l ds e tu pan e wg r e e n i n gw a yt a k e nt o p r o t e c t i n ge c o s y s t e m ，t h i sw a yw i l ld i r e c ta n ds t a n d a r d i z et h ep r o t e c t i o no fe c o s y s t e m o f f r e e w a ya r e a 。f u r t h e r ，w ec a l lp e r s i s ti ng r e e n i n gd u r i n gc o n s t r u c t i o na n de x e r c i s eo f f r e e w a y t h ep a t t e r na n dt e c h n o l o g yo fg r e e n i n gb e n e f i tf o rp r o t e c t i n ge n v i r o n m e n ts h o u l d c h o o s et h ea p p r o p r i a t ek i n do fp l a n t s t h i sk i n dc a l l a d a p tt ot h el o c a lg r o w i n g c o n d i t i o n ，i ti sb e t t e rt oc h o o s el o c a ls p e c i e sa n df o r e i g ns p e c i e sr e a s o n a b l y , w h i c hc a r l s a t i s f yt h ed e m a n do fp r o t e c t i o no fe c o s y s t e m t h i sp a p e rg i v eu sa n a l y z ea n d s u g g e s t i o no nc h o o s i n gs p e c i e s s e c o n d l yw es h o u l dp u tg r e e n i n gt e c h n o l o g yw h i c hc a n p r o t e c te c o s y s t e mi n t oe f f e c t i nr e c e n ty e a r s ，p r o t e c t i n ge c o s y s t e mh a sb e e nt h e c o m m ；o np r o b l e ma t t r a c t i n ga l lo ft h en a t i o n ，al o tn e wg r e e n i n gt e c h n o l o g yh a sb e e n i n v e n t e d ，w h i c hc a ng r e e n i n gf r e e w a y sq u i c k l ya n dw i l d l y , i n1 9 9 0 s ，w ei n t r o d u c e dt h e 山东大学硕士学位论文 t e c h n o l o g yo fs p r a y i n gb yb a s i cm a t e r i a la n db e g a nt or e s e a r c ha n dw i e l d i n go n g r e e n i n gf r e e w a y s b u ti ns h a n d o n gp r o v i n c ew ed on o tp a ya t t e n t i o nt og r e e n i n g f r e e w a ya r e a ，n e wt e c h n o l o g yi sn o tu s e dw i d e l y t h i sp a p e rg i v e su ss o m ea n a l y s e s a c c o r d i n gt ot e c h n o l o g ya n dr e s e a r c ha b o u ts o m el o c a le x p e r i m e n t s c a ng r e e n i n g s a t i s f yo rn o t t h ed e m a n do fp r o t e c t i n g e c o s y s t e m ? w em u s t e v a l u a t er e a s o n a b l yb ye v a l u a t i o nm o d e l s t h i sr e s e a r e hg i v e su ss o m e s u g g e s t i o na b o u t i t c o n c l u s i o n ： l w es h o u l dn o t e dt h a tt h ec o n s t r u c t i o na n de x e r c i s eo f t h ef r e e w a ye f f e c ta n d d e s t r o yt h ee n v i r o n m e n tb a d l y 2 a tp r e s e n tw es h o u l du s ee c o l o g i c a lg r e e n i n gc o n c e p tt o p r o t e c te c o s y s t e mo f f r e e w a y , a c t u a l i z i n ge c o l o g i c a lg r e e n i n gt e c h n o l o g y t h ec o n t i n u e dd e v e l o p m e n t d e p e n d so nt h es c i e n t i f i ct h e o r ya n dt h ee n s u r i n gt e c h n o l o g y 3 w es h o u l ds e tu pe v a l u a t i n gs y s t e ma n d e x e r c i s i n gc r i t e r i o nt op r o t e c tf r e e w a y e c o l o g i c a le n v i r o n m e n to fs h a n d o n gp r o v i n c e w es h o u l dp r o t e c te c o s y s t e mt h r o u g ht h ec o n s t r u c t i o no ff r e e w a y , s ot h i sr e s e a r c h p u t f o r w a r dw o r ka n d p r i n c i p l et h r o u g hc o n s t r u c t i o n ，g r e e n i n g ，o r g a n i z a t i o n c o n s t r u c t i o nw h i c hp r o m o t e p r o t e c t i n gf r e e w a ye c o s y s t e mb y w i d e l yd e v e l o p e d k e yw o r d s ：e c o s y s t e mp r o t e c t i o n ；p o l l u t i o n ；e c o s y s t e md a m a g e ；e c o l o g i c a l r e n e w p r o j e c t 附件一 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人 承担。 论文作者签名：丝j 三垄鱼日期：型! 盐! ! 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅 和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本 学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：圣垒芷耳导师签抵p 期：业 山东大学硕士学位论文 1 前言 国际国内经济发展的实践证明，紧紧把握高速公路发展带来的机遇，优化生 产力布局，合理配置生产要素，形成以高速公路为轴心的产业、产品开发带和区 域经济带，符合经济规律，是带动经济发展的有效途径。 1988 年，我国第一条高速公路沪嘉高速公路( 18 5 公里) 建成通车。高 速公路建设十几年以来，高速公路建设得到了巨大的发展，随着2o o3 年中 国46 0o 公里高速公路建成通车，全国高速公路通车总里程延伸到2 98 万 公里，居世界第二位。山东省高速公路通车里程突破3000 公里，位居全国第 一。江苏、广东省高速公路突破200o 公里。河北、浙江、四川等13 个省区 高速公路都突破了l0 00 公里。 1 1 高速公路不断改造和破坏着生态环境和生态系统 生态环境是指与人的生存和活动有关的各环境要素的总和。生态系统是生命 系统与环境系统在特定空间的组合。在生态系统内，生物与环境、生物与生物之 间长期相互作用，最终会形成一种相对和谐、稳定的状态，这就是生态平衡。事 实上，任何生态系统都处在不断运动和变化之中，系统内部存在着普遍的进化、 适应、制约、反馈进程。当人为因素使生态系统的结构失调时，生态系统的平衡 即被打破，称为生态系统的破坏，简称生态破坏“1 。 高速公路的大规模建设对路域范围内的生态环境和生态系统产生的干扰和破 坏主要表现在以下几方面： 1 大量的填挖工程和防护工程破坏了原始地貌、植被，造成水土流失。高速 公路线型标准高，道路的横断面宽度大，与其他道路的交叉必须采用立体交叉形 式，这决定高速公路建设的填挖工程经常是深挖高填，对原始自然环境的破坏幅 度大，影响深远，而破坏后的环境很难恢复。 2 高速公路和车流阻隔了动物群落的往来，活动区域缩小，也使生物近亲繁 殖，物种退化。高速公路是长距离线状构造，隔绝了道路两侧昆虫、爬行动物以 及其他动物的往来活动，影响和改变了路两侧的生物多样性。 3 废气、噪声、交通振动和电磁波等交通活动以及危险品运输的交通事故对 路域范围内动植物骚扰严重，污染了空气、水和土壤，导致了生态环境恶化，生 态系统失去平衡； 山东大学硕士学位论文 高速公路淄青、承混蹿蘑戳及太豢鹣戳石稻嵝混边缓熬器量小，反辩率丈， 蒸发糕热几乎为零，气温升惑时易彤戏螽热浪带，使路域部分地区小气饺恶化， 路面温度升高时，加速了路面在行车荷载作用下变形的产生。人是生态系统的一 分子，生态系统的破坏与失衡直接影响糟居住者的身心健康。 因此，路域生态环境保护和生态绿化成为道路对持缭发展的关键技术闯题。 磊蘸， 筵赛公路交逶三大发袋趋势分剐为提毫透露麓力，秀羹强环境缳轳，拜 屣智熊化运输和环保专颂技术豹硪究；以人为本，夔点开展交通安全技术的研究； 确定经济合理的目标，促进新材料的广泛应用和开发。所以，高速公路生态环境 保护怒与世界同步的重点研究领域。 1 。2 垒态环境保护和可持续授展怠怠稻关： 生态环境斡绦护包括对现有的滚源葶瑟强壤豹探妒及羧破坏浆生态蓼境狡复秘 生态系统重建。保护和恢复的准则是根据生态学原理，充分利用现代科技技术， 尽可能地自然地去保护自然系统。在工程设计、施工和生态绿化上尽可能地考虑 系统内的植物群落，动物群落及习性，为他们提供基本的生存、相甄依存与和谐 共生的条件，通过相应的保障技术促使生态系统的自然演亿，达到绦护和逐步後 笈生态环境襄生态系绞鹣强熬。 1 9 8 7 年，联合国环境与发展委员会发布了长篇缀告一一我们共同的未来， 首次搬出了“可持续发展”( s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ) 的观点。1 9 8 9 年5 月， 联合国环境髫第1 5 届理事会通过了关于可持续发展的声明，明确提出了可持 续发展与环境保护的关系，认为要实现可持续发展虢必须维护和改善久类籁戳生 存帮发震的鸯然强境。1 9 9 2 年，在墨约热凌卢召开静联舍麓环竣秘发展大会 ( u n c e d ) 上，通过和签署了关予环境嗣发展的里约宣言、2 l 世纪日程、关 于森林问题的原则声明、生物多样性公约、及气候变化柢架公约五个重要 的国际文件，从此，可持续发展的观点开始被世界备国所接受。 可持续发震楚指甄满足瑗代入静需求又不损害后 弋人满是需求黪麓力。按旬 话专薨，藏是疆经济、社会、瓷源秘强壤绦护协调发疑，它们是一个密不可分豹系 统，既要达到发展经济的目的，又要保护好人类赖以生存的大气、拨水、海洋、 土地和森林等自然资源和环境，使子孙后代能够永续发展和安居乐业“”。 按照可持续发展的思想，人类利用可再生资源的速度不得高于可再生资源的 山东大学硕士学位论文 再生速度，人类利用不可再生资源的速度不得高于可替代资源的开发速度，污染 物的排放量不得高于环境的自净能力。 司见，要实现可持续发展，必须把环境质量和资源利用同时作为衡量环境的两 大因素，缺少任何一方去单独评价环境的好坏，都是不全面的。 道路生态研究中的道路指道路路面以及道路两侧或者任何平行的植被带，例 如高速公路中问的植被带。道路是典型的人为活动的产物，对许多生态过程产生 直接或问接的影响，其影响尺度从种群直到景观道路。生态学研究最初起源于道 路影响下路旁植被和小型哺乳动物移动格局变化研究，早期的工作在2 0 世纪6 0 、 7 0 年代，集中丁二道路对野生动物行为及道路径流等理化环境或过程的影响。到9 0 年代逐渐扩展到从景观的尺度研究道路及道路网的生态影响，即道路与景观格局 和过程的关系，尤其是道路与森林景观格局和过程之间的相互关系，并已在道路 致死和道路密度关系等方面得到更多的定量化的结论，此外，道路规划和自然保 护等领域的应用研究也相应展开。由于在多种景观中，道路以线状或网络状广泛 而迅速地延伸，密度和交通量都不断增加，其生态影响范围越来越大，在道路规 划和自然保护、管理、设计等各个领域的应用非常有潜力，因此道路生态研究已 成为生态学的重要领域。 高速公路贯穿整个景观，高速公路的生态影响是大范围、跨区域的，而且随着 人类开发程度的增大而越来越大部分影响在建设后。有些环境因素在一定时间内 恢复到原来的水平，如土壤密度和土壤p h 值在3 5 年后得到恢复，但是整体环境 的恢复是一个非常缓慢的过程。例如两侧植被同复到原始林需要2 0 0 3 0 0 年的时 间甚至更长1 。 1 3 生态绿化的基本概念和重要意义： 1 3 1 生态绿化的基本概念 “以人为本，以生态为本，和谐，持续，高效，均衡”的生态绿化概念是指： 经人们的生态理念，再配合人工方式，根据植物自然生态演替的基本规律，营造一 个多种类物种共生的近自然林地。生态绿化能依循自然的途径，补足需求环境的不 足，加速生态的演替，并引导更适合当地发展的稳定植被，从而满足人们回归自然 的需求， ”。 1 3 2 生态绿化的重要意义： 山东大学硕士学位论文 叠三态绿纯除满足车辆行疆所需黉的交道功能静，还必须实现绿化技术的生态 化，及满足对生态环境的保护和恢复的功能耍求。 1 4 本研究的意义： 本论文是在“山东省裔速公路路域生态环境保护和绿化技术硪究”课题研究 的撼础上撰写。对山东省高速公路路域环境的污染状况、绿化情况和生态系统状 凌遴季亍疆查； 羹磅究，援出逡会由东袋豹裹遮公路豹绿讫方式蠢技零，著尝试提篷 有刹于保护山东省路域环境和生态系统的绿化评估体系。通过试验段的实施，提出 相应结论和建议。 2 圜内外现状 2 1 国际现状 发达国客高速公路建设实行建设和环境保护著熏的方针，在高速公路建设的 初期就将环境保护和恢复措施纳入建设之中。道路环境保护已由普通绿化发展为 生态绿 昱积景鼹与生态担缝合的景残生态绿亿。公鼹建设与环境爨护工程皴为一 体，向着自然和谐、天人合一的方向发展 簧酱等发达雷家藏三、器十年代麓意 i ； 到了稼护生态平衡戆耄要性，开始在 公路边坡开展植被恢复工作。例如m o o r i s hr h 和h a r r i s o nc m 早在1 9 4 3 年和 1 9 4 4 年就避行了公路两侧苹皮种植的试验，通过不同播种时闷、不同草种及草种 组合的小区试验来探讨建立革皮的方法。 五十年代后，随着公路的大量必建，公路建设对环境的影响越来越受到社会 敢关注，为此美髫铡订法律要求巍建公爨登矮进行绿化。孝恁棱讫旋蔓的喷撵技本 应运而生，1 9 5 3 年f i n n 公司首先开发出了喷播机。 觚六十年伐开始，美、德、法等发这鏊家开甓大矮穰黪建高遴公路。搂 羲援 术等绿化新技术在稳定边坡、防止土壤侵蚀和恢复植被等方面得到了广泛应用。 翻本在商速公路绿化方面起步院美国晚二、三十年，但现在其公路绿化承平 处于世界领先地位。日本提如了功熊栽植的概念，对于公鼹绿化越到了重要的作 用。日本于1 9 6 5 年颁布了 ，提出了“环境优先， 盎然番生”熬科学麟点鞠攒嚣原则，七、，q4 年代，由于公路檀救毅大量建檀， 如何管理和养护这必植被成为重要课题，许多人对化学除草剂和生长抑制剂进行 了磺究( d i c k e n sr + ，t 9 8 6 ，* l c e l r o y 疆t ，1 9 8 4 ) 。鑫本遥黯绿亿韵辍本毽想 4 山东大学硕士学位论文 可以归纳为两点：一是尊重自然，二是以人为本。尊重自然、正视自然、顺应自 然、保护自然。为了将道路对环境带来的不利影响控制在最小限度，在进行道路 的选线、确定道路的车道构成、宽度、路面结构，进行线形设计、施工方法的研 究以及树木的栽植等各个阶段都充分考虑了环保措施。同时1 尽最大努力恢复原束 的自然群落，采取诸如回填表土、移栽原有树木、建设动物通道等等措施。公路 绿化充分考虑人们的需求，尽量创造舒适：矗人的人类活动空问。通过利用乡士植 物，丌花的树、秋叶树和草花等来创造与周围环境相融的景观宁间，使道路更具 有亲切感和情趣。 日本坡面绿化技术已逐渐发展到工程措施与植物措施相结合，绿化工法不下 十种，创新性地提出如客土喷播技术、植生袋技术、盘岩绿化技术等。工作做得 细致，公路上一根外露的铁丝也种上攀援植物覆盖，建成后的高速公路就是一条 绿色长廊和景观带。路域生态环境保护和恢复良好。 进入2 0 世纪8 0 年代以来，发达国家开始着手建立公路环境保护法律体系和 管理机制，采取公路建设与环境保护统一没计，统一施工，建设和养护并重的策 略。环保评估是规划过程中一项重要工作，若环保评估通不过，项目就无法实施。 在总体设计上，充分体现环境保护和经济美观的设计理念。主要的设计原则是尽 量避免破坏自然环境，减少深挖高填。在防护工程中，采取植物绿化和各种柔性 支护，基本取消了砌石防护。路域带的生态保护上，因地制宜，分层次绿化，砌、 取土场也要及时绿化覆盖，恢复到建设前的状态。高速公路 程的规划、设计和 施工建设中都考虑了高速公路的特点和功能，进行生态环境的保护和恢复。从栽 植方式上讲，各国采用的多是自然风景栽植，自由种植，群落种植等方式”1 。实现 了与周围的和谐和统一。并提出了道路生态学理论，道路生态学( r o a de c o l o g y ) 研究了道路对理化环境、路旁植被、动物种群的影响，后者包括道路致死、道路 回避和巢区转移、对动物移动格局、障碍和生境破碎化影响道路对景观格局与过 程产生的影响，同时，发展了3 个有用的测度指数，在道路致死等方面实现初步 的定量化，为己经存在的道路和未来的道路规划、以自然保护为目的的道路管理 提供了非常有潜力的理论依据，成为热点领域。 2 2 国内现状 我国高速公路建设起步晚，国内尚没有明确提出道路生态研究的概念，有部 山东大学硕士学位论文 分= 侔矮予该领域王河三角溯瀛地景麓中邀路对岛炎生笺豹彩确，城市景观中道 路廊道的生态影响，以及在城市景艇变化中的作用。公路铁路建设运营对生态环 境的影响有部分论及生态掌影响，例如森林道路网的规划怒从森林工程和森林经 营瞬角度出发。道路广泛分布于各种生境，若以不网程度影响各静生态系统，但 其生态研究很少，尚处于萌芽时期，是一个广阔的前沿领域。目前随着高速公路 建设鳃发鼹襄一些生态翊题鳇基瑰，建设耪管理謦位豹环壤 粟护意彭 不凝热强， 特别是近几年来，路域生态环境保护和生态绿化新披术不断被应用。1 9 9 6 年云南 省怒疆一益清高速公路全线路堑、路箍、中炎分隔带和立交嚣等遗行了全面防护翮 绿化，并首次采用瑞士湿法喷播技术进行大规模的植被种檬，为我国公路绿化技 术的提高傲出了有盏的尝试渤3 。1 9 9 6 年l o 月交通部在昆明举办的”全国交通环保 培训班”，为公路绿化尤其楚喷播披术的宣传和推广起到了投投的撼动作鼹。t 9 9 8 年，交通部从h 本引进了客土喷播技术，开始大规模应用和研究。 放郅以恁，云惑楚雄一大理裹遮公路、爨黢一玉溪蠢速公鼹、丈瑷傈垂蠢速公 路、玉溪一元江高速公路，海南环岛高速公路，广西钦州一北海高速公路，江苏长 江二挢连接线、沪宁高速公籍，陕瓣铜矧一黄陵高速公路，穰藏青藏公路等地都开 展了绿化工程，取得了良好的经济效益、生态效益和社会效箍。 从保护环境、改善景聪和增强稳定牲的角度出发，现在高速公路绿化和景观 已经受到国内建设单位的普遍关注帮赢度重视。在二e 程建设过程中，诲多攀位就 已丌始傲绿化工程设计，如河南商丘一开封高速公路、甘肃中川机场高速公路等。 有蛉擎位甚至在工援开工裁，就开始进幸亍绿纯魏景溉工程菠诗，如广东惠燃一潺淫 高速公路( = 期) 在工程初步设计阶段就专门对绿化和景观进行了系统的设计。 遥凡年浅藿公鼷绿诧技零有了长是数邋步，喷箍按术等蓊技术已经在公路绿 化中得到了广泛应用。对于一些绿化的难题，如寒冷和积雪地区、特石边坡和特 殊土壤条件下的种稳技术，也已开始研究。 1 9 9 2 年l j j 东省第一条济诲高速公路建成通车，至2 0 0 3 年全省共建成赢逮公路 3 0 0 0 公里。山东省在高速公路的生态保护与恢复方面，进行了多方面的研究和尝 试，包括菇遮公路鼹段，立交区，瓣务区秘路域范豳内戆，耋态绿纯方法与技术磅 究。在同三线栖莱段采用水泥混凝土隔梁内容土喷播绿化技术：京福高速济南段 采鬻三维溺攘莘技零：滨簿离速公潞疆域繁采臻适生静本稳檀貔瑟释缀合，氇大 6 山东大学硕士学位论文 规模地采用：e 工网、格笼植草等技术。全省范围的高速公路绿色通道建设也是对 ，e 念环境保护的有益尝试。全省高速公路网绿化积累了一些经验，但缺乏对全省 高速公路环境的系统调查和研究，没有形成一整套适合山东地域特征的生态绿化 模式，因此无法在高速公路路域生态环境保护和恢复方面提供具有指导性意义的 规范和作法。 3 高速公路建设和运营对路域环境和生态的影响 高速公路路线长，路基宽，工程占地面积大，特别是在山岭区修建高速公路， 因地形起伏较大，地而自然坡度陡，相对高差很大，导致路基土石方大挖、大填， 桥涌、隧道、防护工程量多，废弃土石方量大，也将压占大量土地。高速公路占 地是永久占地，直接破坏了原始植被，生物群落稳定遭到破坏，生物多样性受到 影响，而且道路交通运输活动和日常养护对生态环境产生巨火的破坏和干扰，隔 绝了道路两侧的生物交往活动，势必带来更深远的影响。高速公路建设和运营对 生态环境和生态系统所产生的影响主要有以f 几方面： 3 1 高速公路建设的影响 3 1 1 高速公路建设直接破坏原始地貌，形成新的地貌 我省高速公路全为整体式高速公路，现分析各种整体式高速公路占地情况。 1 普通路段： 半填半挖式 路界内宽度曰= d 1 + d 2 + c l + c 2 + d l + d 2 + 6 l + 也+ + j + g 防 护 网 山东大学硕学位论文 ! ! 曼篡! ! ! ! ! 苎冀筹鼍詈鼍鼍蔓i , 1 1 , 麓! ! ! ! 皇鼎窟! ! ! ! 曼寰s 曼曼! 皇苎舅鼎詈曼兰曼! 苎嬲兰! 曼曼曼! 嗽拦! ! ! 蔓 3 米 其中 & ，为排水沟外侧至隔离檄距离，c i ：为边坡坡顶至隔离栅躐裹，均不少于 热为路墓边缘至辍辩的疆离，蕊为护瑷邋外铡至缓顼的怒离，醚边玻较 高翻边坡坡度面变化 c 。和q 为边沟顶宽一般大于0 5 米 d 。和d ：为l 米至4 米的护玻道 五+ 五+ g 为毫速公路路蒸顼宽，最小鳘为由泠耋曩区嚣车道高速公路2 0 米，最大谯为平原区八车嫩高速公路4 2 5 0 米，六车道高速公路为3 j 米 填方路基( 溺图) ：横断面 防防 路界内宽度雪一2 a + 2 。+ 2 d + 魏+ 2 ，+ g + 屯其中 拄为撵永海乡 蟋至貔护网距藏，不少予3 寒。 6 1 、为路基边缘至坡脚的距离，随边坡坡离和边坡坡度而变化。 c 为边沟硕宽般火予0 5 米 d 为l 米至4 米的护坡道 2 z 十舒为高邀公路路基顶宽，最小值为山岭滋丘区四车道高速公路 2 0 米，最大值为平躁区，k 车道高速公路4 2 5 0 来，六车遂商速公路为3 5 米 挖方路基横断蕊 山东大学硕士学位论文 防 护 网 其中 挖方路基路界内宽度占= 2 a + 2 c + 2 d + 6 + 2 f + g + b 2 4 为边坡坡顶至防护网距离，不少于3 米。 防 护 网 6 、6 ：为护坡道外侧至坡顶的距离，随边坡坡高和边坡坡度而变化。 c 为边沟顶宽一般大于0 5 米 d 为1 米至4 米的护坡道 2 厂+ g 为高速公路路基顶宽，最小值为山岭重丘区四车道高速公路 2 0 米，最大值为平原区八车道高速公路4 2 5 0 米，六车道高速公路为3 5 米 高速公路建成后除路面外均可通过绿化予以恢复植被。 2 立交区 高速公路与其他各级公路、铁路交叉，必须采用立体交叉形式，立体交叉因 结构特殊占地面积大，立交区占地面积一般为几百至几千亩，同时也在桥下和匝 道弯道内形成了大面积空置区，也成为需生态绿化以保护环境的部分。 3 服务区 为了给旅客尤其是长途旅行运输的旅客，在生活上提供食宿方便，对驾驶员 提供油燃料，汽车零配件以及车辆故障的检修，上水、清洗等项服务，需设置服 务区，这也是高速公路不同于一般公路的特点之一了。高速公路沿线应按需求在 相应距离内设一定面积的服务区。济青高速公路全长3 1 8 公里，设济南、淄博、 潍坊、青岛4 个大服务区，另有邹平、青州、高密小服务区3 个。大服务区间距 平均约为6 0 公里有一处，如以大、小服务区台计算其平均距离约为4 0 公罩有一 山东大学硕士学位论文 处。潍坊久骧务区共占毪2 0 0 宙，莛建筑萄穗为7 0 0 0 m 2 。锑平小菔务区占地6 万 m 2 ( 折合为9 0 亩) ，建筑面积为3 0 0 0 i t l 2 【”i 。服务区内也有大量的土地可通过绿化 予以改造。 4 取弃土场 高速公路建设的填挖工程会产生大量的取弃土炀，占用大量土地，破坏原始 毽拔，特别是由蛉嚣豹石疆取弃弱对骂壤影瞧大，生态恢复难度更大。 3 1 2 高速公路施工建没期间的环境污染和生态破坏主要来源于以下几方葡： i 造成水二t 流失和扬垒的弃雅放点或暴酸路蒺施工鳓塌滑堍点，以及砍伐 树林、植被破坏的地点； 2 产生雨水径流和扬尘的旌工点，原木孝料堆放点； 3 临时羼住区的垃圾堆； 4 施工废弃物料和机械维修废弃物垃圾堆； 5 未骥复的采土石点： 6 废弃物扩散和水土流失的预制场； 7 麓产生淤淀、岩浆、废渣匏在建辑墩； 8 桥岸淤泥、岩浆、废渣堆放地点； 9 挢粱油漆过程中的滴漏作业点； l o 隧道能产生水土流失的挖凿糍的泥板堆放场所； 1 1 隧道洞内产生粉尘的作业面。 3 2 薅逮公路交逶遮浚对塔臻教影响窝破嚣 3 j2 1 高速公路交通污染来源 麸污染来源亲嚣，发生在高速公路上的污染圭鼹是停淹着道路麓养轳、牟辆 运行、事故处理等发生的。 高速公路的养护是异常性的事务，养护过程中会产生廉弃物。养护对闷具周 期性、养护她点具随机性，一赦称此类污染源海周期惚变动污染源。 能产生闯体废弃物的主臻来源有： l ，需弱郏筑乎葶爨重镶弱爨瑟、爨癀窝辏灏以及嚣要修於黪坑漏秘缝搀点； 2 事故质需修复的路段。 3 ，安全魅帮信学修理静菜鳖建熹。 山东大学硕士学位论文 4 冬季产生高浓度n a o h 污染的撒盐溶冰化雪路段，和夏季产牛有机废弃物的 剪草修树绿化段； 5 局部需进行路面处理和油漆而产生化学品污染的场所以及使用除草剂的场 所； 6 因交通事故而泄漏的有毒有害化学品“。 高速公路为大量的汽车交通运输提供了快速便捷的服务。汽车所产生的交通噪 音和尾气是目前交通污染的主要来源，随着高速公路通车里程的增加以及汽车保 有量的进一步加大，这方面的污染必将越来越严重，其主要污染源是 1 超标噪声、扬尘( t s p ) 、c o 、n o 。、h c 和尾气烟尘颗粒物等； 2 与路面摩擦产生扬尘、振动和超标噪声的车辆轮胎。其主要污染物，据研 究，在水泥和沥青路面上主要成分是橡胶颗粒物，这是一种流动污染源； 3 车辆燃油跑、冒、滴、漏使路面污染，经雨水径流冲刷产生油污水，路面 成为伴生污染源，这是一种固定污染源： 4 产生油污水和生活污水的加油站、洗车站；产生生活垃圾和生活污水的收 费站、服务点和管理点，这些是高速公路的固定污染源6 1 。 3 2 2 高速公路埘环境的影响 1 空气污染：汽车排放的成分中包括汽油不完全燃烧的产物和燃烧反应的中 间产物，其中有害物质有c 0 、 h c 、 n o 。、颗粒污染、臭气等八十多种。这些 对人体的重要器心脏、大脑、肺、肝、肾都有不良影响，特别是当浓度增加玎寸， 会使人产生病理反应。美国通过试验确定高速公路汽车平均车速为7 2 k m h 时，小 汽车排放系数为h c 为2 4 9 辆k m ，c o 为2 8 1 9g 辆k m “1 。而对n o 。的研究表明， 高速公路两侧n 0 、的浓度取决于距离、车流量和大气条件，距离越远浓度越低， 车流量较少时浓度较低，晴朗的大气有助于n 0 。的扩散因而越靠近路污染物浓度越 高“。可见有害污染物的产生量与车的类型、速度、数量及行车里程等因素都有 关。 2 水污染：通过上述污染源产生的有毒有害的固体物质、污染颗粒及成分对 周围水体环境造成了较大的污染，高速公路路面径流的特征是晴天积累，雨天排 放，其由降雨事件所引发，以非稳态非连续流将集水流域上的污染物排入受纳体， 从而对水体产生一定的影响。这样的动态过程可以用模型米表示 山东大学硕士学位论文 ，牡f 孟唧 拦糕警卜 c 一河水溶解氧浓度，m g l g z o 疑的酒永亏氧浓度，m g l m 。一纵肉扩敬系数，m2 砖 p 一断面平均的河流纵向流速+ m s 3 噪声污染：经测定，高速公路路边交通噪声水平昼间( 5 ：0 0 2 3 ：0 0 ) 为 7 0 。5 d b ( a ) ，夜间( 2 3 ：一5 ：0 0 ) 为6 2 4 d b ( a ) 。实际调套表明：全天2 4h 噪 声等效声级( d b ( a ) ) 的时间变化规律与交通爨的分布规律相符，每天7 ：o o 2 l ：0 0 数噪声声缀较离，在6 7 d b ( 蠢) 以上，最高达7 2 4 d b ( a ) 。又挺实测衰赘，在毫速 公路5 0 m 以内且高出路堤的民宅，端：境噪声水平超过标准值的幅值为2 5 d b ( a ) 。 距离速公路6 5m 楚豹菜文教区小学在教学时段( 7 ：一l l ：，1 3 ：一t 6 ：0 0 ) ， 环境噪声水平超过标准值的幅值为i 一7 d b ( a ) 。，收赞站的噪声等效声级比公路正 常行驶段高i 丑2 d b ( a ) 左右”。 4 壤污染：懑速公路交通对壤的污染是由大气污染物落入土壤穗径漉滚 入而产生的。例如，汽车含锚废气排出后，随着空气中的颗粒物沉降于地震，经 过获期累积，形或登翦凌中镪污染状援。遵过獒型路簸壤取撰，分掇公路 两侧5 0 m 范阐内积累了车辆尾气中9 9 以上的沉降铅，这也说明公路两侧汽车尾 气中话对壤的污染影确小于公路掰镧吝5 0 m 薛蕊围，这一定量绣梁与国内井文 献的结论相同。此外，其他物质镉、苯并芘食量也要明显离于远离医，并鼠随着 对间的延长而扩散。 3 3 舞速公路对生态系统的影赡 高速公路建设过程中毁林占地和施工工程会带来一系列生态破坏，其中最重 要憝生态影嘲是道路及花工范霹蠹戆棱谈或行动缓谩戆凌纺装直接酸琢致琵，遥 路建设造成生物直接死亡的统计数搦尚少，但其数髓巨大不容忽视。而路界范围 辩熬德被也受道路建漫酶影嗡，生物量藏少，生境丧失。道路建设浚交了烹壤豹 物理条件和士壤密度，以致侵蚀和水土流失，沉积物和重金属对径流和周嘲水体 产生影响，永生生物量减少。高速公路应通过生态绿化的有效措施，建立怒生态 山东大学硕士学位论文 恢复的基本条件，使高速公路对环境的不利影响减至最小，促使牛态系统逐步有 序恢复。 1 高速公路对植物的影响 路旁植被( r o a d s i d ev e g e t a t i o n ) 包括自然植被和人工植被两种类型。路旁 自然植被依道路而存在，所以路旁自然植被除具有一般边缘生境的特点外，还有 其特殊性。道路产生交通干扰，释放矿物质和污染物等，改变微环境，使部分当 地种受到胁迫；道路提供植物的扩散途径，动物或车辆还能够携带种源。这种特 殊的边缘生境决定路旁植被物种组成数量和类型改变，外来种相对增多，当地种 减少。在美国克罗多拉州落基山国家公园中，距离道路渐远，总的物种丰富度逐 渐减少、本地种数量逐渐增加、物种的平均覆盖度增加”1 。 2 高速公路对动物数量的影响 道路致死和种群数量。道路对动物最直接的影响就是车辆导致的死亡，因道 路致死的动物数量较大，仅荷兰每年就有1 5 9 万只哺乳动物和6 5 3 万只鸟类因道 路致死，涉及的种类很广，包括脊椎动物、两栖类、爬行类以及昆虫，其中两栖 类动物因经常在湿地与高地之间迁移，行动缓慢，致死率最高。道路死亡率受道 路的宽度、车辆密度和道路密度影响。道路密度、车辆密度都与死亡率之间呈现 正相关，道路致死的发生位置和发生率还受景观空间格局的影响，在湿地和池塘 附近、开敝景观中林地斑块之间、郊区的自然保留地、通过大的自然斑块或者两 个自然斑块之间的道路，道路致死率都相对较高。道路致死成为部分物种种群数 量的限制因子，除大型哺乳动物外还造成鸟类的数量下降”1 。