秦嶺終南山公路隧道2#豎井施工對野生動植物及其生境的影響*

吳遜濤,段文東,王俊峰,張洋溢,藺俊武

(陜西牛背梁國家級自然保護(hù)區(qū)管理局,陜西西安 710100)

牛背梁自然保護(hù)區(qū)是以保護(hù)羚牛、林麝等野生動物及其棲息地為主的野生動物類型保護(hù)區(qū),生物多樣性豐富,擁有秦嶺東部地區(qū)保存相對完整的天然林資源。秦嶺終南山公路特長隧道(單洞全長18.02 km)從保護(hù)區(qū)下部通過,中間設(shè)有三個通風(fēng)豎井,其中2#通風(fēng)豎井位于保護(hù)區(qū)實驗區(qū),深度達(dá)660余m,工程建設(shè)始于2005年底,2008年基本完工,長達(dá)數(shù)年的項目施工及建成后運(yùn)營期間,對該區(qū)域野生動植物資源及棲息環(huán)境產(chǎn)生的確定性和不確定性影響,進(jìn)行有效評價,并采取相應(yīng)保護(hù)措施,就顯得非常關(guān)鍵和重要。據(jù)此,結(jié)合該項目《環(huán)境影響報告書》有關(guān)內(nèi)容,我們就工程建設(shè)對該區(qū)域野生動植物及其生境的影響,開展了持續(xù)性監(jiān)測研究工作,以期為有效保護(hù)自然資源提供基礎(chǔ)依據(jù)和經(jīng)驗。

1 研究地概況

1.1 動植物資源現(xiàn)狀

牛背梁自然保護(hù)區(qū)位于秦嶺山脈東段,集中豐富的生物多樣性資源構(gòu)成了秦嶺生態(tài)功能區(qū)不可缺少的有機(jī)組成部分。區(qū)內(nèi)海拔為1 000～2 800 m,植被垂直帶譜明顯,動植物區(qū)系復(fù)雜,種類繁多。已知區(qū)內(nèi)有種子植物105科433屬950種,中國特有屬12個,特有植物種459種,秦嶺特有種55種,國家和省級保護(hù)植物17種[1]。有獸類60種,鳥類124種,兩棲爬行類 27種,國家保護(hù)動物28種,其中一級保護(hù)動物4種,二級保護(hù)動物24種[2]。

秦嶺終南山公路隧道2#通風(fēng)豎井位于牛背梁自然保護(hù)區(qū)秦嶺北坡石砭峪水洞子溝內(nèi),該區(qū)域海拔1 200～2 800 m,直通牛背梁主峰。溝口地形開闊,總體山勢陡峭險峻,水流落差大,成“V”型峽谷。

植被類型由低海拔至高海拔分別為:中山下部的闊葉林、竹子-華山松林、竹子-紅樺林,分布的國家級保護(hù)植物有秦嶺巖白菜、羽葉丁香[1]等,分布的國家保護(hù)動物有林麝、豹、鬣羚、斑羚、黑熊、細(xì)鱗鮭等[2],高海拔區(qū)是主要保護(hù)物種―羚牛的分布活動區(qū)域[3]。

1.2 2#豎井基本情況

秦嶺終南山公路特長隧道2#通風(fēng)豎井地處海拔1 750 m,屬保護(hù)區(qū)實驗區(qū),豎井深度660余m,地面上高度超過 30 m,僅距核心區(qū)300 m,為豎井服務(wù)的施工便道全長5.4 km,棄渣場設(shè)在水洞子溝。該項目申請及批復(fù)的計劃占用林地總面積9.87 hm2。

通風(fēng)豎井建設(shè)始于2005年底,井筒施工采用大型立體機(jī)械化配套作業(yè),鉆爆法鑿巖,提升吊桶出渣,渣石全部由井口運(yùn)出,棄渣占用水洞子溝河道。為加強(qiáng)入?yún)^(qū)人員管理,石砭峪保護(hù)站對施工人員實行入?yún)^(qū)許可證制度,經(jīng)保護(hù)站登記,常年在保護(hù)區(qū)內(nèi)施工人員達(dá)230人/年,集中活動于海拔1 200～1 800 m區(qū)間。

2 研究方法

2.1 監(jiān)測樣線設(shè)置

為了準(zhǔn)確評估施工建設(shè)對該區(qū)域的影響程度,采用樣線和樣方相結(jié)合的方法,將該區(qū)域植被類型圖疊加在1:50 000地形圖上,按照最短距離、穿越最多生境類型、兼顧不同地形地貌的原則,遵循科學(xué)性、合理性和可操作性要求,從水洞子溝口海拔1 200 m起點(diǎn),至牛背梁頂海拔2 800 m處,設(shè)立一條監(jiān)測樣線,水平長度8 km,垂直落差1 600 m,穿越該區(qū)域三個主要生境類型。

樣方設(shè)置。沿監(jiān)測樣線從起點(diǎn)海拔每升高50 m或水平行進(jìn)300 m設(shè)置1個樣方,大小為10 m×10 m,按正南正北方向設(shè)置,并在四角做永久性標(biāo)識,用GPS定位。沿線共設(shè)置樣方16個,依次編號登記。

2.2 監(jiān)測瀕次和野外記錄

1年監(jiān)測4次,每季度的最后1個月進(jìn)行。

樣線觀察帶寬30 m,詳細(xì)記錄樣帶上發(fā)現(xiàn)的野生動物痕跡或?qū)嶓w的數(shù)量、海拔、距樣線距離、人為干擾類型和程度等參數(shù),并在1∶50 000地形圖上標(biāo)記實體或痕跡分布點(diǎn)。樣方調(diào)查主要記錄海拔、坡位、植被類型、距水源距離、野生動物對生境的利用程度、人為活動對自然植被的干擾強(qiáng)度及發(fā)生的時間等信息。

2.3 數(shù)據(jù)處理

按照研究的主要內(nèi)容和目的,為能直觀反映出工程建設(shè)對保護(hù)區(qū)的影響程度,野生動物活動分布情況和人為活動的干擾類型和強(qiáng)度采用密度指數(shù)法[4]進(jìn)行處理,按時間分三個階段對野生動物活動分布情況的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,反映該區(qū)域及較大范圍內(nèi)野生動物的分布變化趨勢。對人為活動和自然植被的干擾程度,依據(jù)定期監(jiān)測結(jié)果,結(jié)合日常巡護(hù)和管理情況,綜合分析確定其影響。

3 研究結(jié)果

3.1 野生動物分布活動情況

至2008年第二季度,獲得野外監(jiān)測原始數(shù)據(jù)表110 份,經(jīng)分類匯總,按 2005、2006～ 2007、2007～2008年三個階段統(tǒng)計監(jiān)測數(shù)據(jù),進(jìn)行對比分析,結(jié)果見表1。

表1 野生動物種類及分布活動對比

統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析顯示,至2005年第三季度未,該區(qū)域分布活動的野生動物主要有鬣羚、斑羚、野豬、金錢豹和羚牛,密度指數(shù)均值為16.88。二號豎井施工建設(shè)開始后,初期階段野生動物種類迅速減少,物種個體密度指數(shù)和均值顯著下降,以2005年為基數(shù),下降率為80%。至2008年第二季度監(jiān)測結(jié)果,野生動物種類增多,無論是個體還是均值,密度指數(shù)均有所回升。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析,鬣羚、斑羚和野豬主要活動于海拔 1 100～2 200 m區(qū)間[2],野豬分布較低,豎井施工對鬣羚和斑羚的干擾最大,其種群已開始局部外遷;受施工影響,金錢豹的活動范圍[2]由海拔1 400 m抬升至2 200 m以上,活動范圍明顯縮小;羚牛屬于高寒動物,主要活動于海拔2 500 m以上區(qū)域[3],偶見于海拔2 200 m左右,工程建設(shè)對羚牛的分布活動干擾不明顯。

3.2 自然植被的干擾破壞情況

工程建設(shè)對自然植被的干擾破壞主要表現(xiàn)在三個方面:施工便道、豎井場地和棄渣場用林地采伐林木對自然植被的影響,施工期間有意或無意對自然植被造成的破壞,以及產(chǎn)生的其它方面干擾和影響。

3.2.1 林木采伐對自然植被的影響 項目建設(shè)占用林地采伐林木,是對自然植被干擾影響最主要和最直接的因素,首先表現(xiàn)為該區(qū)域生物總量減少。依據(jù)該項目《使用林地可行性報告》關(guān)于森林資源調(diào)查和現(xiàn)場查驗報告,以及西安市林業(yè)局關(guān)于林木采伐的批復(fù),項目區(qū)擬采伐森林蓄積總量563.1 m3。施工建設(shè)期間,根據(jù)石砭峪保護(hù)站監(jiān)測調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù),實際林地占用面積經(jīng)測算為7.3 hm2多,僅占批復(fù)用林地面積的74%;實際采伐蓄積量不足120 m3,僅占設(shè)計采伐量的21%;該區(qū)域金錢槭、羽葉丁香、秦嶺巖白菜等保護(hù)植物未受到干擾破壞,生長狀況良好。采伐量減少的主要原因:一是由于施工便道建設(shè)堅持在滿足基本通行條件的前提下,以不采伐林木為最佳方案的原則,采取縮小路面寬度、提高線路縱坡比例、較陡山坡或溝谷利用懸空架設(shè)形式等措施,主要占用河道和林間空地,有效減少了林地占用和林木采伐量。二是根據(jù)工程建設(shè)的實際情況,及時調(diào)整了棄渣場的位置和石渣堆放方式,采用了更加有利于森林資源保護(hù)的棄渣方案,不僅有效減少了林地占用面積,更為重要的是有立木林地占用面積減少,無立木林地及非林地占用面積增加。

3.2.2 施工期間對自然植被的干擾和影響 豎井施工期間,由于建設(shè)單位保護(hù)措施落實,石砭峪保護(hù)站日常巡查和管理到位,并未發(fā)現(xiàn)對林木造成較大的砍伐和破壞,對自然植被和生物的干擾主要體現(xiàn)在:一是由于工程建設(shè)影響,工作人員在豎井施工區(qū)周邊砍伐了數(shù)十余棵幼樹。局部道路維護(hù)需要,林間取土造成局部地區(qū)數(shù)百平方米林地和地被生物的破壞。總體評價影響甚微。二是工作人員休息活動期間造成施工區(qū)外50～100 m范圍內(nèi),踩踏及其它干擾現(xiàn)象嚴(yán)重,但該種干擾對森林生態(tài)功能的總體影響很小,對野生動物的活動影響也非主要因素。

3.2.3 流域及水生生物的影響 該流域影響范圍為海拔1 200～1 800 m區(qū)間,嚴(yán)重影響范圍為海拔1 600～1 800 m。主要影響因素是棄渣造成河道局部地形發(fā)生改變,河流排泄受阻對兩側(cè)山體沖刷易形成新的自然植被破壞區(qū)。但目前監(jiān)測結(jié)果顯示,由于工程建設(shè)需要,施工期間建設(shè)單位采取了必要的泄流措施,流域影響并不明顯,其中一個值得注意的關(guān)鍵因素是:施工結(jié)束后,渣場擋土設(shè)施及表面排水設(shè)施建設(shè)一定要到位,避免影響的滯后性形成該區(qū)植被保護(hù)工作的隱性問題。

對水質(zhì)及其水生生物的影響主要是揚(yáng)塵和棄渣造成水質(zhì)混濁,流水中礦物質(zhì)成分增加,雖未對水中礦物質(zhì)成分進(jìn)行檢測,但由于水洞子溝流量相對于石砭峪正河,水量較小,監(jiān)測結(jié)果顯示,截止目前還未發(fā)現(xiàn)分布于該區(qū)的國家二級保護(hù)水生動物-細(xì)鱗鮭的活動出現(xiàn)異常,表面觀察,細(xì)鱗鮭的生存并未受到明顯干擾和影響。

3.3 人為活動干擾現(xiàn)狀

樣線調(diào)查重點(diǎn)對海拔1 800 m以上非施工區(qū)人為活動干擾類型和強(qiáng)度進(jìn)行統(tǒng)計分析,主要觀察項目建設(shè)對其它區(qū)域的干擾和影響,同時還可以反映工程建設(shè)期間,保護(hù)措施是否落實到位。結(jié)果見表2。

表2 人為活動類型及強(qiáng)度對比

人為活動干擾現(xiàn)狀監(jiān)測結(jié)果顯示,工程建設(shè)初期,海拔1800 m以上非施工區(qū)人為活動干擾現(xiàn)象較為嚴(yán)重,密度指數(shù)均值為18.33,其中還發(fā)生了砍伐林木現(xiàn)象,經(jīng)調(diào)查,主要砍伐樹種為闊葉雜木幼樹,經(jīng)調(diào)查處理后,該種破壞行為消失。此后的兩年內(nèi),由于保護(hù)措施到位,人為活動干擾類型和強(qiáng)度明顯下降。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析,人為干擾主要集中在海拔1 800～2 100 m區(qū)間,統(tǒng)計所有活動痕跡,92%的干擾行為發(fā)生于該區(qū)間范圍內(nèi),特別是2007～2008年,海拔 2 100 m以上高海拔區(qū)域未發(fā)現(xiàn)一起人為活動痕跡。

4 分析評價

4.1 工程建設(shè)對施工區(qū)及相鄰范圍內(nèi)野生動物的影響較大

石砭峪水洞子溝由于特殊的地形條件,通行困難,保存相對完整的天然林給野生動物提供了較佳的棲息環(huán)境,長期以來,人為活動僅限于挖藥、采集等,對野生動物的干擾影響呈現(xiàn)出隨機(jī)性特點(diǎn),分布于施工區(qū)域的野生動物主要有:金錢豹、鬣羚、斑羚、野豬及其它一些小型動物,其中金錢豹的活動范圍最低海拔在1 400 m左右。2#豎井施工建設(shè)開始后,爆破及施工機(jī)械噪音、車輛行駛干擾和進(jìn)入林區(qū)人員突增,對野生動物干擾的隨機(jī)性轉(zhuǎn)化為持續(xù)性系統(tǒng)壓力,生存環(huán)境惡化,以施工區(qū)為核心,受噪音波及影響,工程建設(shè)初期(2006～2007年)水洞子溝地區(qū)已形成了一個野生動物分布“空白區(qū)”,依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)測算,“空白區(qū)”面積約為1.5 km2,在其外圍形成了一個野生動物分布“稀少區(qū)”,面積約2 km2。金錢豹的活動范圍抬升至海拔2 200 m以上區(qū)域,鬣羚、斑羚、野豬等動物向干擾較小的水洞子溝兩側(cè)及以上區(qū)域遷移。對相鄰較大范圍內(nèi)野生動物的直接影響體現(xiàn)在:與施工區(qū)相鄰的干擾較小地區(qū)的野生動物種群密度增加(與之相鄰的石砭峪正河近兩年的監(jiān)測結(jié)果也反映了這一趨勢),大范圍內(nèi)野生動物分布平衡被打破,群間及群體內(nèi)個體競爭加劇,這種競爭的持續(xù)性和長期性將迫使部分野生動物個體或死亡或再次向外遷移,最終導(dǎo)致該區(qū)域范圍內(nèi)野生動物分布活動的時空格局發(fā)生改變。但從目前監(jiān)測結(jié)果來看,還未發(fā)現(xiàn)這一令人擔(dān)憂的、趨勢性的變化特征。

2008年兩個季度的監(jiān)測結(jié)果反映,野生動物分布“空白區(qū)”的外緣地帶,又出現(xiàn)了鬣羚、斑羚和野豬的活動痕跡,活動密度有所上升,盡管對生境的利用率尚低,且未發(fā)現(xiàn)幼體活動痕跡,但“空白區(qū)”面積縮小,這一變化的趨勢令人欣喜。2#豎井施工結(jié)束后,野生動物何時恢復(fù)到施工前的水平,恢復(fù)期持續(xù)多長時間,將取決于棄渣場和施工區(qū)場地的植被恢復(fù)情況,以及項目運(yùn)營期間可能產(chǎn)生的噪音和振動污染等因素。因此對該地區(qū)野生動物的監(jiān)測就具有長期性特點(diǎn),以觀察項目建設(shè)和營運(yùn)對野生動物干擾和影響的程度,對采取有效保護(hù)管理措施提供經(jīng)驗和依據(jù)。

4.2 自然植被遭到局部損失,森林生態(tài)功能總體影響較小

2#豎井施工建設(shè)致使該區(qū)域保存較為完整的天然林區(qū)形成了一個帶狀通道,造成林地?fù)p失和森林蓄積減少。在工程建設(shè)期間,由于建設(shè)單位和石砭峪保護(hù)站,始終堅持保護(hù)優(yōu)先的原則,并采取了相應(yīng)的保護(hù)措施,損失的森林蓄積量僅占設(shè)計損失量的21%左右,因地制宜調(diào)整渣場方案使森林面積損失減少近1.33 hm2,采伐的林木以櫟類和常見的雜木為主,沿線保護(hù)植物未遭到干擾和破壞,因此該區(qū)自然植被雖然遭到局部損失,但植物種類的豐富度依然保存相對完整,生態(tài)系統(tǒng)中生物物種的豐富性沒有受到明顯干擾和影響。

森林生態(tài)功能是喬木層、灌木層、地被物以及其它生物因子綜合作用的結(jié)果,健康完整的森林生態(tài)系統(tǒng)的典型特征是:樹種多樣,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。雖然施工區(qū)域森林蓄積總量減少了120 m3,按損失的森林面積計算每667 m2為1.1 m3,但依據(jù)森林資源調(diào)查數(shù)據(jù),該區(qū)平均單位蓄積量每667 m2為4.7 m3,相比之下?lián)p失量所占比例較小,森林資源破壞強(qiáng)度低,林分質(zhì)量沒有顯著下降,樹種的多樣性,結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,依然具備天然次生林的基本特征,該區(qū)森林生態(tài)功能總體影響較小。

4.3 施工便道的誘導(dǎo)和逼近效應(yīng)突顯,資源保護(hù)難度增加

水洞子溝區(qū)域良好的天然林環(huán)境,主要得益于該區(qū)相對復(fù)雜的地形條件,交通不便,人力破壞的可及度和人為破壞的強(qiáng)度始終有限。2#豎井施工建設(shè)在該地區(qū)修建的長達(dá)5 km,寬約7 m的林區(qū)便道,極大改善了局部道路通行條件,受道路的誘導(dǎo)作用,進(jìn)入這一區(qū)域的人員和車輛增加,可及的范圍和深度增加,道路終點(diǎn)距離保護(hù)區(qū)核心區(qū)僅300余m,進(jìn)入人員逼近保護(hù)區(qū)核心區(qū)域,對野生動物生存棲息環(huán)境形成新的干擾源。同時,由此引起的一些非法行為,如盜伐、偷獵、未經(jīng)許可進(jìn)入旅游等,都將可能對牛背梁自然保護(hù)區(qū)產(chǎn)生較大干擾。該區(qū)域資源保護(hù)工作難度隨之加大。

5 建議

5.1 調(diào)整監(jiān)測內(nèi)容和計劃,突出監(jiān)測重點(diǎn)

目前開展的監(jiān)測研究工作主要是施工建設(shè)期間對野生動植物的影響和干擾,隨著施工期結(jié)束,監(jiān)測重點(diǎn)還應(yīng)包括:2#豎井運(yùn)營期間產(chǎn)生的噪音及振動污染、排出的廢氣和當(dāng)?shù)氐臄U(kuò)散條件、施工便道的誘導(dǎo)和逼近效應(yīng)大小、以及由此引起的對野生動物活動的干擾和自然植被生長的影響情況。同時考慮在水洞子溝兩側(cè)適當(dāng)區(qū)域內(nèi)增設(shè)輔助監(jiān)測樣線,以準(zhǔn)確觀察評價野生動物的分布活動趨勢。通過長期、持續(xù)性的觀察研究,才能確切反映項目建設(shè)和運(yùn)營對該區(qū)域野生動物的實際影響。

5.2 注意恢復(fù)施工場地的自然景觀

施工結(jié)束后,要盡可能恢復(fù)原有的自然景觀,首先棄渣場表面必須進(jìn)行覆土綠化,臨時用地應(yīng)徹底清除工程垃圾,松土還林,盡可能減少工程建設(shè)產(chǎn)生的裸露面。在進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)設(shè)計時,以維護(hù)和保持自然生態(tài)系統(tǒng)為原則,不引入外來物種,給該區(qū)域的野生動物以安全的生存信號。

5.3 重視局部破壞山體和棄渣場的穩(wěn)定性

按照監(jiān)測結(jié)果,2#豎井施工區(qū)存在的一個關(guān)鍵因素是:棄渣場的排洪設(shè)計(即渣場坡度、坡體防護(hù)以及表面排水設(shè)計等)是否完善和到位,以及局部受破壞的山體是否穩(wěn)定,這關(guān)系到該流域的水土流失、以及由此造成的對周邊相應(yīng)范圍內(nèi)自然植被的大面積破壞。該條意見應(yīng)引起建設(shè)單位的高度重視,按照有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),在驗收合格后,方能完全確定2#豎井工程正式竣工,避免給以后的植被保護(hù)工作留下隱患。

5.4 完善管理措施,加強(qiáng)資源保護(hù)工作力度

隨著2#通風(fēng)豎井施工進(jìn)入后期,石砭峪保護(hù)站應(yīng)及時調(diào)整保護(hù)管理方式和方法,在完成日常承擔(dān)的各項監(jiān)測任務(wù)外,結(jié)合變化的外部環(huán)境,根據(jù)監(jiān)測結(jié)果,逐步采取有效措施,防止產(chǎn)生新的人為活動干擾源,確保該區(qū)域野生動植物資源安全。

致 謝:感謝牛背梁保護(hù)區(qū)石砭峪保護(hù)站全體工作人員在監(jiān)測研究資料收集過程中所做的辛勤努力。

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