道路工程對(duì)森林公園生態(tài)影響評(píng)價(jià)及保護(hù)措施
——以廣東省道S221大浦縣段為例

蘇玉貞 白昆立

(廣東省嶺南綜合勘察設(shè)計(jì)院，廣州 510500)

公路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，是推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性工程，其分布范圍之廣、發(fā)展速度之快都是其他工程無(wú)法比擬的[1-3]。然而，道路建設(shè)及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中帶來(lái)了如環(huán)境污染、景觀破碎和生態(tài)環(huán)境退化等對(duì)自然景觀和生態(tài)系統(tǒng)所產(chǎn)生的生態(tài)問(wèn)題不容忽視[4-6]，因此，正確理解、評(píng)價(jià)和系統(tǒng)分析道路建設(shè)所產(chǎn)生的生態(tài)影響，最大限度減緩其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)所產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)，對(duì)實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。

廣東省道S221線大埔縣段為大埔縣公路網(wǎng)的重要組成部分，是大埔縣中南部地區(qū)發(fā)揮地域優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)區(qū)域間經(jīng)濟(jì)合作交流發(fā)展外向型經(jīng)濟(jì)，加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展改善投資環(huán)境的重要的基礎(chǔ)條件和根本保證。然而該道路建設(shè)穿越五虎山省級(jí)森林公園，因而道路建設(shè)過(guò)程中以及建成通車后不可避免地會(huì)對(duì)森林公園生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響，因此選擇此樣本作為研究對(duì)象具有代表性。

傳統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)方法有生態(tài)機(jī)制分析法、質(zhì)量指標(biāo)法和景觀生態(tài)學(xué)法等[7-8]。近年來(lái)，新的研究方法不斷涌現(xiàn)，比如模糊數(shù)學(xué)法、多維尺度法和綜合指數(shù)法等[9-11]，其中，綜合指數(shù)法能較好地反映出生態(tài)系統(tǒng)健康變化的趨勢(shì)，適用于評(píng)價(jià)道路建設(shè)對(duì)其生態(tài)環(huán)境影響的問(wèn)題[12-14]。

以廣東省道S221大浦縣段建設(shè)對(duì)五虎山省級(jí)森林公園生態(tài)環(huán)境的影響為例，綜合考慮了其對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)完整性、穩(wěn)定性、功能性和環(huán)境適應(yīng)性等方面的因素，結(jié)合相應(yīng)技術(shù)規(guī)范與要求[15]，運(yùn)用綜合指數(shù)法對(duì)道路建設(shè)的生態(tài)影響做了綜合評(píng)價(jià)，并提出相應(yīng)保護(hù)措施，旨在促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)同發(fā)展。

1 研究區(qū)域概況

1.1 省道S221線大埔縣段建設(shè)概況

省道S221線大埔縣段公路改建大部分為新建線，布線于城區(qū)外圍新起線，起點(diǎn)位于大埔縣湖寮鎮(zhèn)陳牙陂，樁號(hào)為K46+910，途徑陂頭坑、下科子、深渡、坳下，終點(diǎn)位于湖寮鎮(zhèn)坳背，終點(diǎn)樁號(hào)為K52+894.93，路線長(zhǎng)5.985 km。路線基本走向?yàn)橛杀蓖鶘|南走向，要求為一級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度采用60 km/h，雙向四車道，路基寬23 m，橋涵與路基同寬。工程內(nèi)容包括：路基工程、路面工程、橋涵工程、交叉工程、交通工程及沿線設(shè)施、環(huán)保及景觀工程；其中橋涵工程中，建設(shè)2座橋梁；涵洞31道，4道改建，27道新建。工程區(qū)包括工程區(qū)、營(yíng)造區(qū)(拌合場(chǎng))、棄土場(chǎng)、辦公區(qū)和輔助生活區(qū)等。

1.2 省級(jí)五虎山森林公園概況

五虎山省級(jí)森林公園位于廣東省梅州市大埔縣湖寮鎮(zhèn)，環(huán)繞大埔縣城四周，規(guī)劃總面積1 338.7 hm2，地理坐標(biāo)為116°39′15″～116°42′50″ E，24°19′55″～24°23′06″ N。核心景觀區(qū)域?yàn)橹胁课寤⑸?包括虎山亭、五虎松濤、福山寺和文武閣等)、西湖公園、西湖濕地公園及大埔縣文化中心一帶。

省道S221線大埔縣段線位經(jīng)過(guò)五虎山森林公園東側(cè)，全長(zhǎng)約5.1 km，將不可避免需要使用森林公園部分林地。省道S221線大埔段改造工程需征地33.052 hm2，其中林業(yè)用地19.093 3 hm2， 林業(yè)用地中18.460 7 hm2為五虎山森林公園林地。

2 生態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

生態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立以國(guó)內(nèi)外研究成果和評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境特征為基礎(chǔ)，以代表性、綜合性、系統(tǒng)性和易獲取性等原則確定評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型

將目標(biāo)所包含的因素分為3個(gè)層次，即目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇

前期調(diào)查表明，評(píng)價(jià)區(qū)的特色風(fēng)景資源為地文景觀、水文景觀、森林景觀，景點(diǎn)(旅游資源單體)等級(jí)以二級(jí)為主，最高為三級(jí)。因此，選取對(duì)森林公園生態(tài)環(huán)境具有較大影響的8個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立S221省道建設(shè)對(duì)五虎山省級(jí)森林公園的生態(tài)環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，見(jiàn)圖1。

圖1 省道S221線穿越森林公園示意圖

2.3 指標(biāo)權(quán)重分析

2.3.1 模糊互補(bǔ)判斷矩陣的建立

運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)法等比較同層指標(biāo)i與j的相對(duì)重要性，并用數(shù)量化的相對(duì)權(quán)重aij來(lái)描述，其中假設(shè)共有n個(gè)指標(biāo)參與比較，則構(gòu)成模糊互補(bǔ)判斷矩陣見(jiàn)式(1)。

A=(aij)n×n

(1)

式中：s(i)和s(j)分別表示指標(biāo)ci和cj對(duì)因素層重要性程度，aij表示元素ci和cj相對(duì)于上一層因素進(jìn)行比較時(shí)，兩因素模糊關(guān)系的隸屬度，0.5表示兩者同等重要，1.0表示ci元素比cj元素重要，0表示cj元素比ci元素重要，同時(shí)aij+aji=1；0

2.3.2 模糊一致矩陣和綜合模糊一致矩陣的建立

R=(rij)n×n

(2)

當(dāng)向多位專家發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷時(shí)，涉及多群體決策需要將多個(gè)模糊一致矩陣綜合起來(lái)形成綜合模糊一致矩陣。設(shè)Ai=(aij)n×n為根據(jù)第i位專家(i=1，2，…m)，問(wèn)卷得到的模糊互補(bǔ)判斷矩陣，Ri=(rij)n×n為模糊一致矩陣。綜合m位專家的調(diào)查結(jié)果，得到模糊一致矩陣見(jiàn)式(3)。

(3)

2.3.3 指標(biāo)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化

由于各個(gè)指標(biāo)的量綱存在明顯差異，應(yīng)對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化。在評(píng)價(jià)區(qū)生態(tài)環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)研究中，通過(guò)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換可使各個(gè)指標(biāo)的指數(shù)數(shù)值均在[0，1]之間，指標(biāo)的計(jì)算值越大表示生態(tài)環(huán)境質(zhì)量越好，越小表示生態(tài)環(huán)境質(zhì)量越差，在此基礎(chǔ)上相加得到綜合指數(shù)。根據(jù)各指標(biāo)對(duì)研究區(qū)生態(tài)影響的作用方式，采用百分比標(biāo)準(zhǔn)化法，將指標(biāo)可分為正指標(biāo)和負(fù)指標(biāo)。其計(jì)算公式分別見(jiàn)式(4)和式(5)：

(4)

(5)

式中：F+正指標(biāo)評(píng)價(jià)值；F-負(fù)指標(biāo)評(píng)價(jià)值；S指標(biāo)參照值；C指標(biāo)實(shí)際值。

2.3.4 綜合權(quán)重計(jì)算

根據(jù)模糊一致矩陣R′計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化參照值

2.3.5 綜合評(píng)價(jià)指數(shù)及生態(tài)環(huán)境狀況分級(jí)

采用線性加權(quán)綜合方法計(jì)算生態(tài)環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)指數(shù)。線性加權(quán)綜合法具有適合用于各指標(biāo)間相互獨(dú)立的體系，其具有可以進(jìn)行線性補(bǔ)償、權(quán)重系數(shù)作用更明顯、對(duì)備選方案間的差異不敏感、對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)無(wú)特定要求和容易計(jì)算等多方面的優(yōu)勢(shì)，生態(tài)環(huán)境影響綜合指數(shù)線性綜合法(Ecological Index，EI)計(jì)算方法見(jiàn)式(6)。

(6)

式中：EI為生態(tài)環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；n為指標(biāo)個(gè)數(shù)；wi為各指標(biāo)的權(quán)重值；xi為各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值。

根據(jù)生態(tài)環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，將生態(tài)環(huán)境狀況分為五級(jí)，即優(yōu)、良、一般、較差和差，具體見(jiàn)表2。

表2 生態(tài)環(huán)境狀況分級(jí)

生態(tài)環(huán)境狀況變化幅度用于衡量生態(tài)環(huán)境的變化，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可將生態(tài)環(huán)境狀況變化程度分為4級(jí)，即無(wú)明顯變化、略有變化(好或差)、明顯變化(好或差)和顯著變化(好或差)，具體見(jiàn)表3。

表3 生態(tài)環(huán)境狀況變化幅度分級(jí)

3 評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

將指數(shù)化后的指標(biāo)值以及相應(yīng)的綜合權(quán)重帶入式(6)，計(jì)算得到道路建設(shè)對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)五虎山森林公園生態(tài)環(huán)境的狀態(tài)指數(shù)EI，結(jié)果見(jiàn)表4。

根據(jù)調(diào)查分析并結(jié)合表4的統(tǒng)計(jì)可知評(píng)價(jià)區(qū)生物多樣性較豐富群落結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，群落之間無(wú)異質(zhì)性，生物量和生產(chǎn)力中等，河流水質(zhì)為優(yōu)級(jí)，空氣質(zhì)量為A級(jí)，聲環(huán)境達(dá)到特安靜標(biāo)準(zhǔn)；植被覆蓋度達(dá)71%，水土保持和水源涵養(yǎng)功能為良好土壤侵蝕強(qiáng)度為微度。道路施工前生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指數(shù)EI為0.65，表明道路建設(shè)前五虎山森林公園的生態(tài)等級(jí)為良級(jí)。

根據(jù)道路施工對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響進(jìn)行預(yù)測(cè)，可以計(jì)算出工程對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)生態(tài)環(huán)境影響的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)EI，結(jié)果見(jiàn)表4。研究區(qū)生態(tài)環(huán)境預(yù)測(cè)指標(biāo)值EI為0.60，根據(jù)表2對(duì)生態(tài)環(huán)境的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可知，評(píng)價(jià)區(qū)在建設(shè)后生態(tài)環(huán)境質(zhì)量仍為良級(jí)。

表4中施工前后的︱△EI︳為0.05，由表3可知，︱△EI︳在0.02～0.05時(shí)生態(tài)環(huán)境屬于略有變化的范圍，說(shuō)明道路建設(shè)對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)的生態(tài)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生一定影響。

表4 道路施工前后生態(tài)質(zhì)量變化值

同時(shí)，道路建設(shè)對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)生態(tài)環(huán)境影響最大的為土壤退化程度，其變化值達(dá)到0.43，說(shuō)明道路建設(shè)對(duì)水土流失具有顯著影響，尤其是道路建設(shè)對(duì)植被的破壞，地表土壤的剝離、壓占，從而影響到土壤抗侵蝕能力下降，在降雨徑流的侵蝕力作用下容易產(chǎn)生水土流失，并可能造成水土流失危害應(yīng)引起建設(shè)單位足夠重視。

4 生態(tài)保護(hù)措施分析

由上述研究表明，道路建設(shè)對(duì)森林公園的影響表現(xiàn)在土壤退化、水體污染和噪聲污染等方面，其中土壤退化引起的水土流失成為對(duì)森林公園的最為不利的生態(tài)影響。針對(duì)生態(tài)問(wèn)題，必須采取有效措施降低道路建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

4.1 道路建設(shè)對(duì)水土流失的減緩措施

道路建設(shè)對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)的水土流失的主要影響因素包括植被、土壤、降雨以及土方挖填、占?jí)旱乇淼娜藶榛顒?dòng)等，尤其在路基施工過(guò)程中極易造成山體土壤侵蝕與水土流失。施工結(jié)束后，由于施工引起水土流失的各項(xiàng)因素將逐漸減弱或消失，地表擾動(dòng)基本停止，地表硬化或植物綠化建設(shè)，水土流失逐步得到控制，生態(tài)環(huán)境逐步恢復(fù)，基本不再造成新的水土流失。

因此，在道路建設(shè)前期，必須高度重視道路施工過(guò)程中可能會(huì)對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)生態(tài)環(huán)境造成的不利影響，堅(jiān)持“在保護(hù)中施工，在施工中保護(hù)”的原則，制定“水土保持方案”對(duì)道路建設(shè)工藝、作業(yè)方式進(jìn)行充分論證，確定最優(yōu)施工方案，重點(diǎn)做好施工臨時(shí)占地的水土保持措施，減少施工場(chǎng)地的水土流失；減少施工臨時(shí)用地。施工結(jié)束后，積極做好道路綠化工作在道路兩旁植樹(shù)造林，同時(shí)做好臨時(shí)施工用地的復(fù)綠工作。

4.2 道路建設(shè)對(duì)其他生態(tài)影響的減緩措施

道路建設(shè)對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響還包括水體污染、噪聲污染以及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、風(fēng)景資源的影響等。

道路建設(shè)過(guò)程中的橋涵施工、施工營(yíng)地作業(yè)以及營(yíng)運(yùn)期路面雨水沖刷后形成的污水等均會(huì)對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)的河流等水體帶來(lái)不利的影響，雖然工程建設(shè)期對(duì)水體的污染是局部暫時(shí)性的，但仍需引起重視，特別是在橋梁施工過(guò)程中，合理組織施工程序與機(jī)械，建設(shè)用材料與施工產(chǎn)生的廢渣均按要求堆放并加以覆蓋，防止雨水沖刷等，這些措施都能減緩道路建設(shè)對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)生態(tài)環(huán)境的不利影響。

道路建設(shè)期和運(yùn)營(yíng)期對(duì)沿線村莊有一定的噪聲污染，雖然總體上達(dá)到要求，但各個(gè)敏感點(diǎn)在晝間和夜間均存在不同程度的噪聲污染超標(biāo)現(xiàn)象。有效措施是降低聲源噪聲輻射，特別是周圍有噪聲敏感點(diǎn)的路段適當(dāng)增加道路與村莊的距離，保持最低限度的噪聲衰減距離或建設(shè)最大限度地緩沖隔離帶。同時(shí)，在道路綠化方面枝繁葉茂的高大喬木類植物與灌木植物等套種，可以起到降噪減噪的作用。

道路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)對(duì)森林公園土地資源、植被與植物多樣性、野生動(dòng)物棲息地和多樣性、生態(tài)系統(tǒng)的影響較小。通過(guò)制定對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、風(fēng)景資源影響最小的施工方案，減少施工期對(duì)森林公園生態(tài)系統(tǒng)、風(fēng)景資源的破壞；在工程監(jiān)理內(nèi)容中增加并落實(shí)生態(tài)和風(fēng)景資源監(jiān)理內(nèi)容和項(xiàng)目等。道路建設(shè)對(duì)森林公園造成的破碎和整體分隔后，森林公園應(yīng)對(duì)原總體規(guī)劃進(jìn)行修編，重新劃分各功能區(qū)，重新組織旅游路線。這些措施的實(shí)施將有效降低道路建設(shè)對(duì)森林公園的生態(tài)環(huán)境影響。

5 結(jié)論

從結(jié)構(gòu)完整性、穩(wěn)定性、功能性和環(huán)境適應(yīng)性等方面選取了影響評(píng)價(jià)區(qū)生態(tài)環(huán)境的8個(gè)指標(biāo)，建立了廣東省道S221大浦段建設(shè)對(duì)省級(jí)五虎山森林公園生態(tài)環(huán)境影響的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并利用綜合指數(shù)法對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)生態(tài)環(huán)境作了評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明，綜合指數(shù)法在道路建設(shè)對(duì)森林公園生態(tài)影響方面的應(yīng)用是可行的；S221大浦段建設(shè)對(duì)五虎山森林公園的生態(tài)具有一定的影響，尤其對(duì)水土流失的影響較大，但總體上省道建成前后森林公園的生態(tài)環(huán)境均處于良級(jí)；針對(duì)上述問(wèn)題應(yīng)制定減緩水土流失的可行方案以及建成后做好臨時(shí)施工用地的復(fù)綠及科學(xué)種植行道樹(shù)等工作，以實(shí)現(xiàn)道路建設(shè)帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展又達(dá)到生態(tài)保護(hù)的目的。