高速公路建設對路域生態的影響及建議

張 姣，張春禹，卜慶國，王新民

（路域生態工程有限公司，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“十二五”規劃，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濟的快速發展，但同時也對生態產生了不同程度的破壞，并引發了諸多的環境問題。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，對生態系統的破壞，使動植物生存環境受到嚴重干擾等[1]。

據調查，在公路路域土質環境下，即使在氣候溫和的亞熱帶地區，經自然恢復演替到草、灌叢植物群落至少也需要20 年，巖質邊坡至少需要千百年[2]。如果不及時對破壞的生態進行恢復和治理，不僅影響路域本身的生態和景觀環境，還將直接影響區域的生態環境以及高速公路的運營安全。因此，分析研究路域生態恢復工程的建設，構建綠色生態廊道問題為高速公路工程建設所急需，具有十分重要的現實意義。

1 高速公路建設對環境的影響

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境產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、優勢性狀退化，嚴重影響生態群落的組分和結構的穩定。

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人們的生活、工作，影響人體健康，而且使路域系統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

夜間行車產生的光污染對路域生態系統中趨光型動物的集中分布產生影響。例如，許多以光為導向的昆蟲，在路側種類和數量明顯增加，影響了該地區的生態平衡和生態群落分布。

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區域(如山區、丘陵、平原、水域等)，施工對區域內的植被將產生不利影響，如植被連續受到破損、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，改變群落的垂直結構，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，對路域生態系統產生嚴重影響。

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地土壤復墾措施的實施難度。其次，由于高速公路的線路要求高，高速公路建設將產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范圍內含量最高，5～8m 范圍內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，土壤中的營養物質N、P 及有毒有害物質會伴隨泥沙進入水體，加劇周圍河流和其他水體水質的破壞。

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，在水下作業時，將攪動水體和河床底泥，局部范圍內破壞了魚類的棲息地，對魚類有驅趕作用。水質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果，而對于氣候的影響則主要表現為路域小氣候環境的產生，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，如CO2等會存在數百年，并改變氣候模式，對自然生態系統造成全球性影響。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 對區域以及局部地區的影響

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生硫酸和硝酸，這也是局部地區酸雨和沉積的主要組成成分。酸雨對路域的淡水生態系統、山地生態系統和森林生態系統都會造成危害。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系統和生物多樣性產生影響。

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，路面區域成為一個“熱浪帶”，使得道路局部多呈現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構與分布，對綠色生態系統的構建產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環境，更是以公路網絡的形式改變了整個景觀的結構、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 路域生態環境建設的意義

2.1 減噪、凈化空氣、穩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）路域生態系統復層結構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）路域生態環境建設，對改善高速公路路域自然景觀，恢復生態平衡有重要作用，而且利用喬、灌、草結合合理覆蓋公路兩側的邊坡、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”的動態感受。

（2）路域生態系統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 路域生態建設的建議

（1）高速公路路域生態建設應與主體工程同步進行，以確保生態建設工程的質量。

（2）認真研究物種選配及先進技術的引入。盡量選用鄉土植物，減少建設和養護成本。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。恢復或營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合起來，針對高速公路的路域區域生態(山區、丘陵、水域、城鎮等)，進行空間異質化的綠色生態廊道設計及建設。

（5）加強對草及樹木的后期管護，對新植苗木，根據生長需要適當澆水、施肥、修剪；嚴防病蟲害，發現病蟲害要及時治；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。

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

[1] 姜德義，任海霞.高等級公路路域生態恢復工程效益分析[J].水土保持研究，2006，13（4）：140-142.

[2] 董清福，洪麗娟，唐建軍，等.高速公路建設對路域生態系統中生物的影響及生物廊道設計的意義[J].科技通報，2007，23（2）：289-293.

[3] 江源，顧衛，陶巖，等.道路生態影響與公路邊坡植被恢復生態研究[M]. 北京： 中國環境科學出版社，2011.

[4] 馬國強，李秋潔，張堂松，等.高速公路對路域生態系統的影響及修復技術研究進展[J]. 林業調查規劃，2010，35（3）：29-34.

[5] 秦志斌，劉朝暉，李宇峙，等.路域生態系統建設原則[J].公路交通科技，2005，8（8）：152.

[6] 陳愛俠.路域生態系統環境功能與穩定性的初步研究[J]. 長安大學學報：建筑與環境科學版， 2003， 20（1）：10-13.

[7] 孫喬寶，甄曉云.高速公路建設對生態環境的影響及恢復[J].昆明理工大學學報，2000，25（2）：68-69.

[8] 方言文，蔣威鋒.公路路域生態環境影響及保護措施[J].科協論壇：下半月，2013（4）：130-131.