公路建设对湿地生态系统的影响及其保护措施

摘要:综合分析了公路建设项目对各类湿地生态系统的影响,包括占用湿地面积,污染湿地环境,引发水土流失,破坏湿地生物多样性等,在此基础上提出了公路建设中合理保护湿地资源的对策。关键词:公路用地;湿地;环境影响;对策

湿地是具有特殊生态结构和功能属性的一类独特生态系统,根据《湿地公约》的定义:“湿地系指不问其为天然或人工,长久或暂时之沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带,静止或流动,或为淡水、半咸水或咸水水体者,包括低潮时水深不超过6m的水域”。根据这个定义,湿地资源应包括:近海和海岸湿地、河流、淡、咸水湖、泥炭地、苔原、沼泽、池塘、水库、拦河坝、鱼塘、盐田、水稻田、灌溉地等。湿地是自然界最富生物多样性的生态景观和人类社会赖以生存和发展的环境之一,是地球上具有多种功能的独特生态系统。湿地是许多喜水植物的生长地,也是很多水鸟、水禽的栖息地,许多鱼虾贝类的产卵地和索饵场,也是一些毛皮动物,如水貂、水獭的生息之地。湿地一方面向人类提供水资源和大量的食物与原料;另一方面,在保持生物多样性和珍稀物种方面,在阻止和延缓洪水、蓄水抗旱、控制水土流失方面,以及在降解环境污染、提供旅游资源、维持地球表面生态平衡方面,都起着极为重要的作用,因而湿地被人们誉为“自然之肾”。然而,有报道表明,湿地资源正受到人类各种不合理开发活动的威胁,导致天然湿地面积锐减,湿地景观严重丧失;湿地生态环境恶化,生物多样性受损;湿地污染日益加重,湿地生态功能下降等。因此,保护湿地资源已成为人类社会刻不容缓的任务[1,4]。公路是国民经济的重要基础设施,修建高等级公路,逐步提高公路网的密度是经济、社会可持续发展的基础。然而,公路建设又是一项对自然生态环境影响较大的开发行为,其中就包括对湿地资源的影响。我国是世界上湿地资源分布较为广泛的国家,从北到南各气候带都有湿地的分布,如寒温带、温带的大、小兴安岭、长白山和三江平原;暖温带的华北平原、环渤海海滨;亚热带的长江中下游;热带的南海海滨和台湾岛等沿海地区,以及青藏高原都有湿地的分布[1]。公路建设是一项点多线长的带状开发行为,与湿地资源广泛分布的特点相结合,使得公路修建对各类湿地生态系统的影响成为不可避免。努力减轻公路建设对各类湿地生态系统的干扰和破坏,维持湿地生态系统的独特功能,是公路建设中必须考虑的一个重要问题,也是可持续发展战略的重要组成部分。1公路建设对湿地生态系统的影响1.1公路修建对湿地面积的占用湿地面积减少,特别是天然湿地面积锐减是当今湿地资源保护中的重大问题。造成湿地面积锐减的主要原因是随着人口的增多和经济的发展,建筑物、公路、油田、盐田、鱼虾池等开发活动都在侵占湿地,造成湿地面积的不断减少[1]。其中,公路建设是一项占地面积较大的开发行为,高速公路和一级公路平均每公里占地约80亩[2]。而在填方路段,为解决路基的填料,平均每公里亦需征用数量相当的土地作取土场;在挖方路段,则产生大量的弃方埋压植被和土地。因此,当公路选线穿越或接近湿地时,就会占用大片的湿地。公路建设对湿地面积的占用主要表现为:公路路基和场站的占压,堆积弃土、弃渣的弃土堆,以及施工过程中对湿地的临时占用(包括各种施工机械的停放、筑路材料的堆放、施工队伍的生活区等)。此外,从长远的角度看,公路建设带来的城镇化效应也会使公路两侧的湿地改变用途,造成湿地面积的减少。所谓城镇化效应指的是:一般来说,从节省投资和增加经济效益出发,新的工厂倾向于建筑在有土地利用和有基础设施的地方。合乎逻辑的选择就是公路走廊地带。公路建成后,随之而来的是路旁工商业的发展,于是沿着新修的公路两侧就出现了带状或串珠状的城镇[4],原来的湿地面积也随之被占用。1.2公路建设对湿地生态系统的污染公路穿越或接近湿地时,在施工期间,以及投入运营以后都会给湿地生态系统带来程度不同的污染。这些污染主要原因如下。(1)公路施工中产生的弃土、弃渣等固体废弃物排入湿地造成的污染,废渣中可能还包括一部分工矿业废渣,如矿渣、粉煤灰等,则污染更加严重。(2)筑路施工人员大批进入施工现场,产生的生活污水和生活垃圾。(3)施工机械运行、清洗、漏油等排放的污染物。(4)施工中排放的废水,如拌和场(站)排放的废水等。(5)公路投入运营以后,加油站的燃油污水、服务区的生活污水和洗车污水等排入湿地以后造成的污染。(6)公路路面的径流水排入湿地造成的湿地污染。因为径流水中含有许多有害物质,主要是货物运输过程中在路面的抛撒,汽车尾气中微粒在路面的沉降,汽车燃油在路面上的滴漏以及轮胎与路面的磨损物残留[2],当降水形成路面径流时,就挟带着这些有害物质排入湿地;而且这种面源污染比固定的点源污染危害更大,范围更广。(7)桥梁施工给湿地造成的污染,主要是由于各种建筑材料在运输过程中免不了少量泄漏,以及机械油料的泄漏,施工船只油料的泄漏都会引起水体的污染;桥梁施工人员集中驻地产生的生活污水和生活垃圾也是污染源之一;大桥、特大桥施工期对水环境的污染主要是向水体弃渣,向水体抛、冒、滴、漏有毒化学物品,防止此类污染的有效措施是加强监督管理与采用先进的施工工艺[2];此外,桥梁的桥面排水会给敏感水体或水源保护地带来污染。(8)隧道工程中的施工废水,若不经多级沉淀处理,也会给受纳水域带来污染[5]。(9)公路上行驶的机动车多以汽油作为动力,汽油燃烧过程中产生氮氢化合物、硫化物等为大气酸沉降准备了物质条件,酸沉降将导致湿地生态系统的污染[6],影响动植物的生存。(10)矿区的公路可能对公路两侧的湿地造成矿尘污染,因为矿尘中含有重金属,由于运输车辆的运行,矿石的散落,矿尘随风漂移,使得矿尘在公路两侧的湿地沉积,造成湿地污染[6]。(11)公路建设对湿地造成的污染还应考虑到有害、有毒物品运输中的意外泄漏。(12)公路施工中产生的扬尘、沥青烟也会给湿地环境带来污染。(13)公路建设产生的对湿地环境的污染还涉及到水资源的保护,水资源的保护是一个世界性问题,而对于我国尤为重要。我国平均年降水量62000亿m3,为全球陆地降水量的6%;全国多年平均水资源总量28124亿m3,人均2344m3,不及世界人均水平(11000m3/人)的1/4,这就决定了我国是一个水资源较少的国家[4]。一般情况下,公路建设不会直接对水资源产生影响,但现在修建的高等级公路,/shengtailunlixue/2011/0301/lw201103011854549903.html由于线形要求较高,且纵坡有一定的限制,同时还涉及到诸多建设条件的限制,公路沿河流修建或经过水库边,及在水库上游建桥的公路项目也不少,在南方,修建公路占水塘、鱼塘的也不少[5]。这种情况下,公路建设带来的环境污染会直接影响到水质的安全。1.3公路建设导致的水土流失及对湿地生态系统的影响公路建设中对植被和土壤的扰动会导致水土流失,其产生的机制是:(1)公路修建中,路基工程将对公路征地范围内的原地面进行填筑或挖方,由于施工造成了地表的植被破坏,使土壤表层裸露,原地表的坡度、坡长也被改变,破坏了原有的平衡,从而使土壤的抗蚀能力降低,诱发新的水土流失;(2)公路建设中产生的大量取土或弃土、弃渣,尤其是弃土、弃渣由于受运输条件的限制,经常被就近倾倒于沟谷、河坎岸坡上,这些松散的岩土孔隙大,结构疏松,若不采取有效的防范措施,就极易产生水土流失;(3)公路施工中,施工区内的临时施工便道,由于植被已被破坏,加之土壤的板结,极易诱发水土流失,施工区内的土石渣料,缺乏必要的水土保持措施,遇风或雨也极易流失[5]。公路建设引发的水土流失会给湿地生态系统带来许多不良的影响,最为主要的影响就是由于泥沙的沉积,导致湿地面积的减少。例如,在通过水田的路段,降雨产生的泥沙直接流入水田,造成“沙压农田”。公路工程产生的泥沙有一部分会被流水带入流域的最低处,即水库、河流或湖泊,导致水库库容减少,水质变差;淤积河床,增加河水含沙量;导致湖泊面积缩小等[5]。如果因为种种原因土壤已被污染,则在水土流失的同时会进一步污染湿地生态系统。1.4公路建设对湿地生物多样性的影响公路修建以后,会产生“廊道效应”,所谓“廊道效应”是指:道路的分割使景观破碎,将自然生境切割成孤立的块状,即生境岛屿化[4],而分布地域的连续性是生态系统存在和长久维持的重要条件。现代研究表明,岛屿生态系统是不稳定或脆弱的。由于岛屿受到阻隔作用,与外界缺乏物质和遗传信息的交流,因而对干扰的抗性低,受影响后恢复能力差[4]。由于公路的这种效应,分割了湿地生物的活动领地,影响生物的生存环境,造成种群数量减少,物种退化[4]。对湿地生物多样性保护极为不利。公路的开通使沿线地区的人流和物流强度增加,速度加快,同时也扩大了人类活动范围,使许多原先难以到达或难以进入的地区变得可达和易于进入,这对湿地珍稀资源的保护构成巨大的威胁[4]。裸露的公路沥青和水泥路面热容量小,反射率大,蒸发耗热几乎为零,下垫面温度高,升温快,粉尘和二氧化碳含量高,形成一条热浪带,恶化局部小气候[4],这对于湿地动植物的生存极为不利。公路施工中,以及投入运营以后产生的噪声会破坏湿地中野生动物的正常栖息、繁殖和使栖息地环境恶化,例如,噪音会影响到鸟类的正常栖息等。2公路建设中保护湿地资源的对策湿地是人类的宝贵资源,在1992年的世界环境与发展大会上,国际社会通过了《湿地公约》,倡导人类社会保护正在受到人类开发行为威胁的湿地资源,我国政府是积极的倡导者并加入了《湿地公约》。公路建设作为线性开发项目,点多线长,而湿地资源分布广泛,因此公路建设与湿地资源保护的冲突在所难免。从可持续发展战略的高度出发,公路建设中必须采取各种有效的措施减少公路修建给湿地生态系统带来的危害。主要的对策如下。2.1公路建设中应尽量减少对湿地面积的占用减少公路建设对湿地资源的占用应从选线阶段和施工阶段分别采取措施,公路建设的选线阶段就应绕避有重要生态价值的天然湿地,论文如水禽保护地、珍稀动植物保护地等。也应绕避关系国计民生的人工湿地,如优质水田、菜地、水源地、水产品养殖场、水库等;如必须通过湿地,应采取必要措施收缩填方路基的边坡,或在路线纵坡许可的条件下,尽量降低路基填方高度,以减少筑路对湿地面积的占用;对于一些重要的湿地资源,为避免对湿地水文状态的影响,可以架设桥梁跨越;对于一些可以恢复的人工湿地,可以采取异地补偿的办法,即公路建设占用多少湿地的面积,就在附近补偿同样或大于所占面积的湿地,使湿地的生态功能少受影响。2.2采取多种措施减轻公路建设对湿地的污染根据公路建设对湿地环境造成污染的途径,可采取下列多种措施减低污染,包括:公路建设中产生的弃土、弃渣不得直接排入湿地;公路施工人员产生的生活污水和垃圾应作处理以后排放;当施工地点距离一些重要水体较近时,应采取隔离防护措施,这些敏感水体一般包括河流源头、饮用水源、城镇居民集中饮水取水点、瀑布上游、温泉地区、养殖水体等[3];桥梁施工时,优化施工方法防止桥梁施工污染河水,以及施工垃圾等掉入河水,造成污染;对服务区或管理处的生活污水,靠近城市的应纳入城市污水处理管网,不靠近城市的应安装污水处理设备[5];大型洗车场和加油站的污水,常含有泥沙和油类物质,油类不溶于水,在水中的形态为浮油或乳化油,必须采用隔油池处理[2];施工材料,如沥青、油料、化学品等,不应堆放于湿地附近;当桥梁跨越湿地时,应对桥面排水系统进行专门的设计,以免桥面径流水污染湿地;当公路径流水可能污染附近湿地时,也应对排水系统做专门的设计,不得直接排入湿地;当公路接近饮用水源时,应制订有毒、有害物质运输的应急计划,以防意外泄漏造成污染[5];对于施工中产生的扬尘,可以采用喷淋措施加以防范。2.3完善水保措施,减少公路建设中的水土流失公路建设中防止水土流失的主要目标是:合理拦蓄弃渣及减缓新增裸露地的水土流失。公路弃渣主要产生在挖方段路基、隧道、桥涵等路段,新增裸露地主要产生在弃土场、取土场、开挖、回填边坡、施工便道、临时设施等方面[7]。防治对象主要包括:公路主体工程、取土场、弃土场以及临时工程。防止水土流失的主要措施包括工程措施与生物措施。主体工程的水土保持措施主要包括路基排水、路面排水、路基防护、公路绿化美化以及桥涵所跨河道的防护工程等。通过这些措施使边坡稳定,岩石、表土不裸露,以达到减少水土流失的目的。取土场的治理改造措施主要包括覆土造田、植树种草以及防护工程、排水工程等。弃土场的防护措施包括拦渣及护坡工程、排水工程以及弃土场的改造等,使工程中产生的弃土、石渣总量的80%以上得到有效拦挡或利用。论文施工占用临时用地,待施工结束后应进行植被恢复[5]。2.4公路建设中保护湿地生物多样性的措施在公路设计、施工中必须创造条件,改变公路“廊道效应”的影响如修建动物通道、动物桥、动物隔离栅等,创造公路两侧沟通的条件[5]。对于建桥水域中有水生保护动物或鱼类时,在施工中应科学管理,优化施工方案,抓紧施工进度尽量缩短水上作业时间;在大桥下部结构水下作业时,尽可能不采用爆破作业,以免造成对水生生物的直接伤害[5]。公路通过湿地保护区时,应限制车辆运行速度降低噪声,减少尾气污染。对于影响湿地野生动物栖息的交通噪声,可以设立隔音墙或种植行道树加以防护。公路施工阶段必须按照设计图