高速公路工程建设对生态环境的影响评价

1、高速公路工程建设对生态环境的影响评价（西北大学吴金鸿）摘要：高速公路工程建设对生态环境的影响巨大，且破坏后生态系统的恢复难度大。国内外对此都很重视，针对道路工程建设对脆弱生态环境影响进行了大量研究。目前，道路建设对生态环境影响的研究方法与途径，包括3s技术、景观生态学方法等，提出未来的研究方向。关键字：高速公路，生态环境，评价方法1、高速公路对生态环境的影响1.1 生态环境影响生态环境是在特定地理背景下，大规模的人类开发活动和气候等自然灾害影响,导致环境中的生态系统失衡，从而使生态系统自身调节能力下降，人为活动的不利影响程度超过了生态系统的承受能力和自我修复能力，使得生态系统朝恶化的方向发展，

2、甚至产生退化的生态环境1。道路建设项目带来了巨大社会经济效益的同时，也给沿线环境造成许多负面影响。如生活环境不断恶化、土地沙漠化、水土流失、温室效应、生境破碎、野生物种灭绝等，因此必须在加快道路项目建设的同时加强对道路路建设项目生态环境影响后评价的研究。1.2 高速公路对环境影响评价的范围高速公路生态环境影响评价范围三级评价范围为高速公路用地外界不小于100m;二级评价范围为高速公路用地外界不小于200m;一级评价范围为高速公路用地外界不小于300m。当高速公路项目的建设区域外有高陡山坡、峭壁、河流等形成的天然阻隔地貌时，评价范围可以取这些隔离地、物为界。省级及以上自然保护区的试验区划定边界距

3、高速公路中心线不足5km者，将其纳入生态环境现状调查范围，并根据调查结果确定具体评价范围，受工程建设直接影响的原生、次生林地，应以其植物群落的完整性为基准确定评价范围。1.3 高速公路对生态影响的具体分析生态环境是人类赖以生存和发展的物质基础，对在施工期和运营期对生态环境的影响主要从以下几方面进行2。1.3.1 对地表植被的影响地表植被是森林生态系统、草原生态系统、农业生态系统及人类生存环境中的主要组成部分。道路建设项目一方面因占用土地、临时用地、取弃土场等使沿线地区的地表植被遭受损失或破坏，而且随着施工和取土工程可能造成地下水出露，改变表层土体的含水量，从而使山体植被类型发生变化，道路施工期

4、的扬尘和营运期的汽车尾气也会影响区域内植被的光合作用，减少其生态效率；另一方面，实施绿化工程，因而使地区的绿当量发生变化。1.3.2 对生物多样性的影响由于受地形限制，道路大多沿较宽阔的沟谷边坡布线，并注意避开或避免靠近沿途自然保护区。但在工程施工和公路营运过程中，对区域内的植被将产生不利影响，如植被损失、生境隔离、改变自然群落演替方向、个别珍稀濒危植物受损、外来种和林业病虫害侵入等。道路建设对野生动物的影响主要是由于植被破坏、通道阻隔、施工噪声和营运灯光等。为便于影响因子分析和采取相应的保护措施，对动物的影响评价按施工期和营运期两个阶段分析。评价方法主要采用生态机理法，根据工程影响因子和动物

5、种群分布现状，结合主要物种的生态习性，应用生态学的原理和方法进行影响分析。1.3.3对水土保持的影响道路建设项目破坏植被引起的水土流失，主要发生在道路施工期和营运初期。由于工程防护措施和恢复植被措施的实施，水土流失到营运后期将基本稳定。对水土保持的影响评价主要是通过对道路施工中高填、深挖路段的坡面、取弃土场地及塌方、泥石流等地质灾害的调查，分析由于道路施工引起地质类别、地形、地貌、植被覆盖率等现状的变化对沿线水土流失的影响，提出治理措施和对策建议。1.3.4对农业生态环境的影响道路建设对于土地利用的影响主要是公路路面占用土地的影响，公路路面、护坡、公路服务区、施工场地、弃渣场、取土场等都会占用

6、土地，路面、护坡等永久性占用土地，会导致农田、林地等农林用地面积的绝对数量的减少；其他为临时占用土地，在道路工程竣工后可以通过工程措施基本恢复到施工以前的土地利用类型，对于土地利用在绝对数量上不会减少。同时，项目也会对道路沿线地区土地利用结构产生影响，由于道路营运期车辆运行产生各类污染物，将会降低沿线土地质量。道路路基工程及结构物工程的施工引发大量的土石方开挖、植被破坏、水土流失及地质结构稳定性问题。道路建设对土壤性质的影响主要是指对于土壤的构型、土壤肥力、土壤的理化性质等的影响。施工期间，土壤的开挖，施工机械的碾压等将对土壤构型、理化性质、肥力水平等产生影响，恢复需要一段时间。公路土壤由于工

7、程机械的开挖、回填及碾压等导致土壤的物理性质发生变化。1.3.5对水环境质量的影响道路建设项目对水环境的影响主要是项目施工时泥土、泥浆散落、漏油等会造成水体局部油污染；施工人员排放的生活污水对施工区附近的地面水质有轻微的影响。公路营运期主要是服务设施产生的生活废水和路面径流，以及发生事故时外泄的有毒有害物质对附近水体的影响，在对服务设施的生活废水经处理，将路面雨水经沉淀，对事故外泄水体进行收集的情况下，项目营运期对水体造成的影响较小。2道路建设生态环境影响研究途径与方法2.1构建道路的指标体系针对高速公路规划对自然生态环境的影响因素，建立了公路交通发展的战略性生态环境评价的可选指标集并给出了基

8、于技术的评价方法。这种构建指标体系的方法简单易行，评价要素明确，层次分明，构建的可选指标集可为西部地区高速公路发展规划生态环境评价提供参考。2.1.1指标体系建立的基本原则指标体系选择是开展环境评价工作的重要环节。指标选定的合理与否不仅直接影响到评价结果的科学合理性，而且也关系到评价工作量的大小。在指标选定时应注意遵循以下原则：(1)科学性原则指标体系要有科学理论支撑，能从机理上反映环境变化，并能客观全面地分析环境特征变化的原因。(2)空间性原则战略环境评价的对象具有高层次性，其实施产生的影响是区域性的或全球性的，具有大尺度特征，因此指标的选择不能局限于对局部地点环境影响的反映，要从宏观尺度把

9、握。(3)主导因素原则战略环境评价要求全面分析，但不能不分巨细，面面俱到，需要根据区域环境特征，选择对环境变化最敏感的因素。(4)层次性原则自然生态环境中，各生态组分的功能有显著的差异，对道路建设影响的反映程度也会不同。在评价指标选定时，要分清层次，根据评价的目的和要求，在不同的层次上选取评价的方面和指标。(5)可操作性原则在选定评价指标时，要充分分析现有统计资料、环境基础资料，以及有关国家或行业标准，在遵循科学规律的前提下，尽可能选择那些现有的数据指标，以及利用现有的、等技术手段可以提取的资料，以保证评价指标具有较高的可操作性与实效性。2.1.2指标体系基本框架基本指导思想开展战略环境影响评

10、价，是以资源的可持续利用和环境的持续稳定为总体目标来进行的，为了达到或者最大限度地接近这一目标，在评价指标体系构建时，需要根据环境特征、目前主要环境问题，以及公路建设对环境影响的特点科学正确地识别出高速公路建设对环境最大的可能影响方面。抓主要矛盾和环境问题点，能最大限度地利用相关领域已有的研究成果。在注意现实环境影响分析的同时，要尽可能地挖掘潜在的环境问题，一并分析，对交通规划方案做出全面地分析评价2。基本指标体系是为了反映不同影响程度和为不同决策部门服务，公路建设战略环评的指标体系框架可考虑按照环境主题、环境目标和评价指标，各部分进行构建。环境主题主要反映交通规划涉及的生态环境要素，包括土地

11、资源、生物多样性和生物资源、水资源等。环境目标包括规划涉及的区域和、或行业的环境保护目标，以及规划设定的环境目标。评价指标是环境目标的具体化描述。评价指标可以是定量的，也可以是定性的。一般情况下最好是可以进行监测、检查的。根据以上的分析，公路建设自然生态环境影响评价时的具体指标体系应具体情况而定。例如，在西部公路交通发展规划自然生态环境评价可选的指标集，主要有土地资源、水资源、生物资源、生态敏感区、潜在影响等五个方面。但在具体评价过程中，可以结合区域自然生态环境特征、道路等级规模，以及基础数据资料等的实际情况进行指标的增添或剔除。2.2道路建设对生态环境影响的评价方法基于GIS技术的评价方法3

12、当今时代GIS、RS、GPS逐渐一体化，形成了3s技术，RS是重要的地理背景信息来源，通过解译可获得土地利用等重要生态背景信息GIS具有编辑、加工和评价长时段、大地理区域数据的能力及卓越的建模和影响预测能力，能够识别和分析环境影响的时间和空间上的累积特征，因此为进行战略环境影响评价提供了可操作的方法。可选指标集的指标主要是类型、面积、空间位置关系，这些指标可通过道路网络与生态背景的叠加分析得到，并且可以用专题图的形式表达出来，更加直观、明了。因此环境影响识别、预测、评价过程可充分利用GIS技术的空间分析功能以及其强大的建模功能，使所建立的指标集更具可操作性具体步骤如下。首先，建立空间信息和属性

13、信息数据库，包括规划路网和生态背景要素，它是环境影响评价的基础性工作，其质量的好坏直接决定着影响评价的准确性。其次，充分运用GIS技术的overlay功能，规划路网与生态背景叠加分析，从而找出影响范围和影响的主要要素，它是环境影响识别的重要工具。再次，评价者根据环境影响识别判定的影响要素，进行指标的确定，充分利用GIS数学运算以及数学建模功能，找出战略实施前后指标的变化，判断环境影响的大小，并充分利用其空间和属性信息的表达功能，将影响表现出来。最后，结合评价标准，评价规划的实施产生的环境影响，给出结论并提出建议。景观生态学方法420世纪80年代兴起的景观生态学，是研究景观单元的类型组成、空间配

14、置（景观结构）及其与生态学相互作用的综合性学科，其研究的内容为：景观结构、景观功能、景观动态。景观格局是景观的整体结构，也是每一个景观动态过程的体现，格局与过程相互联系，景观空间格局影响生态学过程，同时景观结构比功能易于研究，所以实际应用中以格局特征推测过程特征。不同的景观类型及其空间配置形成各异的生态环境。景观生态学中，以景观空间格局指数为基本手段，对生态系统承载力进行定量分析，能够大大提高生态系统空间格局及其动态评估的深度、广度和精度。景观生态学把空间格局分析方法与生态系统过程的长期监测相结合，研究景观空间格局演变对生态系统过程和功能的影响，以及生态过程长期作用下景观演变的规律性，构建景观

15、格局与生态过程的耦合模型系统，更好地评估和预测生态系统及其过程和功能的时空变化。2.3生态足迹分析法生态足迹理论基本假设生态足迹理论基本假设是六类生态生产性土地(化石能源地、可耕地、牧草地、森林、建成地和水域)在空间上是互斥的，当一块土地被用来修建公路(即被归入建成地)时，它就不可能再作为森林、可耕地、牧草地进行生态生产等.生态生产性土地在空间上的互斥性使人们能够对各类生态生产性土地进行汇总，从宏观上认识自然系统的总供给能力和人类系统对自然系统的总需求.生态足迹计算基于以下两个基本事实：(1)人类所消费的资源和排放的废物是能够被追踪，并找到相应的生产区域和消纳区域；(2)大多数被消费的资源和排

16、放的污染可以被转化为提供或消纳它们的具有生态生产力的陆地或水域面积。生态足迹计算方法5(1)追踪资源消耗和污染消纳人类活动所引起的消费(包括直接的家庭消费、间接消费、最终使家庭受益的商业和政府消费、服务等)和污染消纳(包括水、气、声、固废、辐射等污染的消纳)被归结为各种资源的消耗.将资源消耗量按照区域的生态生产能力分别折算成具有生态生产力的化石能源地、可耕地、牧草地、森林、建成地和水域等六类生态生产性土地的面积Aj,nCnPI-EA、cPL匚(1)jtEPtEP式中，j=0,1,2,3,4,5分别代表化石能源地、可耕地、牧草地、森林、水域和建成地；Aj为生态生产性土地的面积（hm2）;EPi为

17、单位生态生产力（t/hm2）;Ci为资源消费量（t）;Pi为资源生产量（t）;Ei为资源出口量（t）;Ii为资源进口量（t）.（2）产量调整由于同类生态生产性土地的生产力在不同国家和地区之间存在差异，因此同类生态生产性土地的实际面积不能直接进行对比，需要进行调整,方法是将其生态生产性土地的面积乘以产量调整因子yF（yieldfactor）,CiyFiEPn=£i4PIi-EiEPyFi分别代表化石能源地、可式中，yF=EP/EP;j=0,1,2,3,4,5耕地、牧地、森林、水域、建成地；Aj为调整后的生态生产性土地的面积（ghm2）;yF为产量调整因子；EP为全球平均单位生态生产力（

18、t/hm2）.（3）等量化处理这六类土地的生态生产力是不同的，为了将不同生态生产性土地类型的空间汇总为区域的生态生产力和生态足迹，各种类型的生态生产性土地面积需要乘以一个等价因子eF（equivalencefactors）.其计算方法为：某类生态生产性土地等价因子=全球该类生态生产性土地平均生态生产力/全球所有各类生态生产性土地平均生态生产力.目前采用的等价因子有几类，本文采用William和Wackemagel提出来的等价因子：森林和化石能源用地为1.1,耕地和建筑用地为2.8,草地为0.5,水域为0.2。3展望随着国内外对生态环境的关注与重视，未来道路网密度的进一步增大，高速公路工程作为一项大型的基础工程建设，其对生态环境的影响，尤其值得重视。研究高速公路工程建设对生态环境的影响、评价，具有不言而喻的现实意义和应用价值，也是当前科学研究的重要方向60在现有的研究文献中，高速公路工程对生态环境的影响、评价，当前主要采用定性与定量相结合的方法。目前国内已经开始利用“GPSRS”技术采集路域生态环境各脆弱因子信息，将采集的信息通过GIS技术软件（如ARC/INFOILWIS、SICADDG等）进行处理和分析。但是，由于采用新技术