高速公路建設對路域生態(tài)的影響及建議

張 姣，張春禹，卜慶國，王新民

（路域生態(tài)工程有限公司，北京100082）

0 引言

改革開放30 余年以來，我國高速公路建設迅速發(fā)展，自1988 年建成第一條高速公路以來，到2011 年底全國已建成8.5 萬km 高速公路，通車總里程達400 萬km，成為名副其實的高速公路大國。根據(jù)“十二五”規(guī)劃，到2015年高速公路總里程將達到10.8 萬km。大量的高速公路建成通車，無疑將極大地推動國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，但同時也對生態(tài)產(chǎn)生了不同程度的破壞，并引發(fā)了諸多的環(huán)境問題。例如高速公路建設過程中，對地形、地貌、自然植被和景觀的破壞，裸露邊坡引起的水土流失，對生態(tài)系統(tǒng)的破壞，使動植物生存環(huán)境受到嚴重干擾等[1]。

據(jù)調(diào)查，在公路路域土質(zhì)環(huán)境下，即使在氣候溫和的亞熱帶地區(qū)，經(jīng)自然恢復演替到草、灌叢植物群落至少也需要20 年，巖質(zhì)邊坡至少需要千百年[2]。如果不及時對破壞的生態(tài)進行恢復和治理，不僅影響路域本身的生態(tài)和景觀環(huán)境，還將直接影響區(qū)域的生態(tài)環(huán)境以及高速公路的運營安全。因此，分析研究路域生態(tài)恢復工程的建設，構(gòu)建綠色生態(tài)廊道問題為高速公路工程建設所急需，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 高速公路建設對環(huán)境的影響

高速公路自建設開始到竣工運營后的整個生命周期都將對環(huán)境產(chǎn)生一系列強烈的影響，它們沿高速公路形成一定范圍的帶狀污染（見表1）。

表1 高速公路生命周期及對應的環(huán)境污染問題

1.1 高速公路對動物的影響

1.1.1 生物阻隔作用

高速公路建設過程中所形成的分割作用，使動植物棲息地和食物源在不同程度上發(fā)生減少，改變了部分野生動植物的棲息、繁殖交配路徑、遷徙通道，不同程度地威脅到它們的生存與繁殖，最終導致野生動物個體生活力下降、優(yōu)勢性狀退化，嚴重影響生態(tài)群落的組分和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

1.1.2 交通噪聲污染

高速公路運營過程中，交通干擾對鳥類的影響非常大，交通噪聲不僅干擾周邊系統(tǒng)人們的生活、工作，影響人體健康，而且使路域系統(tǒng)中聲敏感動物向它處移動或遷徙，種群重新分布。在公路附近的生境中，43 種在林地內(nèi)部生境繁殖的鳥類中，有26種鳥類種群密度減少。

1.1.3 夜間光污染

夜間行車產(chǎn)生的光污染對路域生態(tài)系統(tǒng)中趨光型動物的集中分布產(chǎn)生影響。例如，許多以光為導向的昆蟲，在路側(cè)種類和數(shù)量明顯增加，影響了該地區(qū)的生態(tài)平衡和生態(tài)群落分布。

1.2 高速公路對植物的影響

在工程施工和公路營運過程中，高速公路建設不可避免地要穿越不同的生態(tài)區(qū)域(如山區(qū)、丘陵、平原、水域等)，施工對區(qū)域內(nèi)的植被將產(chǎn)生不利影響，如植被連續(xù)受到破損、生境隔離、改變自然群落演替方向、個別珍稀瀕危植物滅絕、外來種和林業(yè)病蟲害侵入等。

大量的人流和車流的進入，對喬木層、灌木層和草本層的破壞尤為明顯，導致植物的生物多樣性降低，改變?nèi)郝涞拇怪苯Y(jié)構(gòu)，并可能導致群落演替的停止甚至逆行演替，而森林的砍伐則使森林群落直接退化成灌叢或裸地。新建公路沿線形成的裸露地面可能成為外來物種的入侵通道，可能導致本土植物的退化和衰減，對路域生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重影響。

1.3 高速公路對土壤的影響

1.3.1 表土破壞

高速公路建設不可避免地要占用耕地，由于表土的力學特性等原因在施工過程中必須要清除表土，如果對這一剝離的肥沃土層不加以保護，將對土壤肥力造成較為嚴重的破壞，這將增加后期綠化建設及當?shù)赝寥缽蛪ù胧┑膶嵤╇y度。其次，由于高速公路的線路要求高，高速公路建設將產(chǎn)生大量的路塹邊坡及路堤護坡，在建設期及運營初期因植被尚未形成，從而容易產(chǎn)生大量的土壤侵蝕和水土流失。

1.3.2 土壤污染

高速公路建設在路域形成了一個新的人為土：路域土壤。汽車尾氣排放出的鉛等重金屬累積也對土壤產(chǎn)生了極大的污染。大量的研究也證明，鉛是尾氣主要成分之一，其在高速公路25m范圍內(nèi)含量最高，5～8m 范圍內(nèi)的草本植物的組織中具更高濃度的鉛。

1.4 高速公路對水體的影響

1.4.1 對水質(zhì)的影響

工程不可避免地對沿線地表植被造成破壞，遇到暴雨或洪水，造成水土流水，土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)N、P 及有毒有害物質(zhì)會伴隨泥沙進入水體，加劇周圍河流和其他水體水質(zhì)的破壞。

1.4.2 對水生生物的影響

施工營地生活污水和生活垃圾、施工機械機修及工作時產(chǎn)生的含油污水等的廢水排放以及水體附近堆放的施工材料在受暴雨沖刷后將會進入水體，都會造成水生生物的種類組成等的改變。高速公路建設大型橋梁施工期，在水下作業(yè)時，將攪動水體和河床底泥，局部范圍內(nèi)破壞了魚類的棲息地，對魚類有驅(qū)趕作用。水質(zhì)的破壞導致浮游和水底棲息生物的餌料減少，改變了原有魚類的生存、生長和繁衍條件，造成魚類的遷徙，施工區(qū)的魚類密度將顯著降低。

1.5 對大氣的影響

公路建設和運營對大氣和氣候在較大空間尺度上的影響，主要是道路交通工具運行與排放的結(jié)果，而對于氣候的影響則主要表現(xiàn)為路域小氣候環(huán)境的產(chǎn)生，形成沿道路分布的特殊生境類型。

1.5.1 全球性影響

交通工具排放出各種各樣的氣體、懸浮顆粒以及微粒。其中有一些物質(zhì)，如CO2等會存在數(shù)百年，并改變氣候模式，對自然生態(tài)系統(tǒng)造成全球性影響。CO2是導致氣候變化的主要氣體，同時還受到CH4、N2O和其他工業(yè)氣體的作用。大約1/4的CO2是由于土地變化導致的，主要是熱帶森林的砍伐，另外大約3/4是由化石燃料燃燒造成的。

1.5.2 對區(qū)域以及局部地區(qū)的影響

人為制造的氮氧化物和碳氫化合物中，約有1/3來自交通工具中化石燃料的燃燒。氣候濕潤時，大氣中的硝酸鹽和硫酸鹽會產(chǎn)生硫酸和硝酸，這也是局部地區(qū)酸雨和沉積的主要組成成分。酸雨對路域的淡水生態(tài)系統(tǒng)、山地生態(tài)系統(tǒng)和森林生態(tài)系統(tǒng)都會造成危害。而汽車排放出的氮氧化物所形成的氮沉降也會對周圍的生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性產(chǎn)生影響。

1.5.3 對小氣候的影響

公路建設改變了植被的覆蓋情況以及植物種群甚至某些景觀的分布格局，更重要的是公路建設用的建筑材料多屬熱輻射源，導致路域地溫變化幅度遠大于相應的天然地表，尤其在盛夏的白天，路面區(qū)域成為一個“熱浪帶”，使得道路局部多呈現(xiàn)出干熱的小氣候特征。路域小氣候改變了周圍生物群落的結(jié)構(gòu)與分布，對綠色生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建產(chǎn)生了一定的干擾作用。

1.6 對景觀的影響

高速公路作為線性工程，公路不僅在某一具體路段影響周圍的生態(tài)環(huán)境，更是以公路網(wǎng)絡的形式改變了整個景觀的結(jié)構(gòu)、格局與過程，造成生境破碎化，使整個景觀的連通性大大降低。

2 路域生態(tài)環(huán)境建設的意義

2.1 減噪、凈化空氣、穩(wěn)定邊坡和改善局部氣候

（1）投射到樹葉上的噪聲被反射到各個方向，造成樹葉的微震動使聲能消耗減弱噪聲。

（2）路域生態(tài)系統(tǒng)復層結(jié)構(gòu)的綠地在垂直空間上的分布，能減緩空氣流動并促使其中粒徑較大的顆粒沉降，從而較有效地減少粉塵。據(jù)測定，闊葉林的滯塵能力為10.11t/hm2，針葉林的滯塵能力為33.2t/hm2。另外，有些樹種可以吸收碳氧化物和NOx等有害氣體，凈化路域空氣。

（3）樹冠、地表植被可以遮蔽雨水；植物根系可固定土壤；落葉、地被植物可以涵養(yǎng)水源，減緩雨水對地表的沖刷，從而減少和防止地表水匯集徑流，降低雨水沖刷路堤的危害。

（4）樹冠層的遮蔭減光作用及綠地的蒸騰散熱作用能改善局部小氣候。

2.2 豐富路域景觀，提高行車安全

（1）路域生態(tài)環(huán)境建設，對改善高速公路路域自然景觀，恢復生態(tài)平衡有重要作用，而且利用喬、灌、草結(jié)合合理覆蓋公路兩側(cè)的邊坡、分隔帶及沿線裸地，與原生自然植被搭配，形成人工與自然相結(jié)合的風景線，可以美化路容、豐富路域景觀，為過境者提供視覺美感，給人以“車在景中行”的動態(tài)感受。

（2）路域生態(tài)系統(tǒng)中的植被還可以改善高速行車安全條件（見表2）。

表2 植被對行車安全的作用效果

3 路域生態(tài)建設的建議

（1）高速公路路域生態(tài)建設應與主體工程同步進行，以確保生態(tài)建設工程的質(zhì)量。

（2）認真研究物種選配及先進技術的引入。盡量選用鄉(xiāng)土植物，減少建設和養(yǎng)護成本。通過研究找出抗視覺疲勞、降污抗噪的主要植物類群，并對其進行生態(tài)適應性分析。

（3）針對高速公路沿線的具體路段情況，設計利于不同地棲野生動物活動和物種擴散的多樣化的生物通道?；謴突驙I造適于生物棲息要求的生境，恢復或提高生物多樣性資源。

（4）將綠化、抗視覺疲勞、降污抗噪、景觀、恢復生物多樣性等方面結(jié)合起來，針對高速公路的路域區(qū)域生態(tài)(山區(qū)、丘陵、水域、城鎮(zhèn)等)，進行空間異質(zhì)化的綠色生態(tài)廊道設計及建設。

（5）加強對草及樹木的后期管護，對新植苗木，根據(jù)生長需要適當澆水、施肥、修剪；嚴防病蟲害，發(fā)現(xiàn)病蟲害要及時治；定期修枝整型，保持正常冠幅、高度，增進路容路貌的整齊美觀。

路域生態(tài)建設是一項系統(tǒng)工程，保持高速公路綠化的長效性，建設高速公路綠色生態(tài)廊道，幫助恢復高速公路沿線的自然生態(tài)，應是公路建設中生態(tài)工作的始終目標。

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