新疆高寒地區公路建設的生態影響及對策

葉晨瑩

（新疆交通規劃勘察設計研究院有限公司 新疆烏魯木齊 830000）

引言

新疆維吾爾自治區作為全國首批十三個交通強國建設試點地區之一，公路建設必須在新型基礎設施、新型城鎮化，以及交通、水利等重大工程建設中當好先行。《2020 年新疆維吾爾自治區政府工作報告》中提到截至2020 年，全區公路通車里程達20.9萬公里、五年新增3 萬公里，其中高速公路5500 公里、新增1184 公里，這些數據表明全區所有地州市均已邁入高速公路時代。公路的建設不免穿越高海拔高寒地區，施工中的高填深挖、廢渣堆放都會造成土地占用、植被破壞、水土流失等嚴重生態環境問題。新疆高寒地區等生態系統脆弱，一旦遭到破壞恢復難度極高，恢復代價也極大。《2019 年新疆維吾爾自治區公路水路交通運輸行業發展統計公報》顯示，2019 年全區在公路水路建設環境保護方面投入達23709.9 萬元，該部分資金分別用于建設、運營期間的生態保護和污染防治。

1 新疆高寒地區生態環境特點

新疆深居內陸，地形以高山與盆地相間分布，大部分公路建設選線都不可避免的經過高海拔高寒地區。新疆高寒地區的生態環境受到緯度、海拔和降水等多方面的因素影響，表現出地勢高寒，氣候環境嚴峻，蒸發量往往是降水量的幾十倍之多。

土壤經歷多年凍融過程，凍蝕現象嚴重，地表植被稀疏等特點。在高寒地區惡劣的生存條件下，適合植物生長的時間較短，所以植物表現出多樣性低、生物量較小、生物鏈單一等特點。因此生態系統中物質和能量交換循環的速度緩慢，生態環境維持著極度脆弱的平衡。

新疆典型的高寒地區集中在阿爾泰山、天山山區，這些地區廣泛分布著多年凍土，公路建設不免涉及鏟除地表植被、清除雪蓋、臨時壓占等活動，這些工程行為均引起地表能量累積，為多年凍土的融化提供了熱量，加劇了凍土區凍融現象的發生。土壤凍結、解凍的反復過程中，土壤有機質的礦化和消化速度加快，釋放出可利用的養分，但工程對地表植被的破壞又導致這些養分不能被利用而大量流失，土地荒漠化加劇，高寒地區脆弱的生態環境進入惡性循環發展。

2 新疆高寒地區公路建設對生態環境的影響

2.1 對土地利用方式的影響

新疆高寒地區公路建設項目大部分路段穿行于山間，沿線地形、地貌復雜，可利用土地資源較少，用地矛盾突出。路線方案選擇時，應遵循“十分珍惜和合理利用每寸土地，切實保護耕地”的基本國策，以盡量少占耕地、草場、經濟林和天然林為準則，盡可能利用山體坡面（臺地）、荒山和荒地，盡量避免將完整的植被群破壞為殘遺斑塊、壓占野生動物的棲息之地[1]。

公路建設的永久占地直接改變了土地的利用方式且不可逆轉，但此類用地只要解決了征地問題，對生態環境和水土流失的影響程度基本都在可以接受的范圍之內。而施工中的臨時占地，如對臨時道路的碾壓和料場堆挖，這些用地對土地利用方式的改變是臨時性的，但往往這類影響對生態環境的破壞和水土流失的加劇是很嚴重的。在新疆高寒地區，自然土壤經施工擾動后，原本較為穩定的地表結構遭到破壞，想要恢復到擾動前的地表狀態需要相當長的時間，新疆地處干旱地區，地表植被自然恢復的過程一般長達五年，自然恢復過程中裸露地表在風力侵蝕、水力侵蝕及凍融侵蝕的共同作用下，其水土流失量的往往超過施工期。

2.2 對植物的影響

公路建設作為線性工程，單個項目就可穿越多個不同類型的生態系統，以國道218 線阿熱勒托別至那拉提段公路為例單個工程穿越冰雪石質、高寒草甸、山地草甸、草甸草原等生態系，其中部分路段位于高寒地區，海拔較高、干旱少雨，生態環境比較脆弱，公路沿線植被類型主要為半干旱草原帶植被，常見植物有鵝觀草、狗尾草、針茅、無芒雀麥、早熟禾、苔草、三葉草、野苜蓿、糙蘇等。新疆高寒地區生物的生產力受干旱、溫度和海拔影響，生產力低、生長緩慢，一旦破壞恢復的難度較高且恢復成本、時間很長。

高寒地區的原生植物蘊含獨特的種質資源，在人類活動的影響下，其面積已逐年減少，公路項目的建設勢必會加劇此類植物退化消亡的速度。首先是路基修筑占用一定的土地，遇到山區還需要開鑿隧道，產生大量的挖、填方，取棄土場等臨時用地的面積也很大。這些地方適合植物生長的土壤層較薄，而且未受人類活動擾動的土壤經過極長時間的累積沉淀才形成現在的結構松散，營養良好，保水性能較好的土層，在壓占后想要恢復原狀十分困難。其次是大型施工機械碾壓，公路施工過程中，需要大量施工機械入場，在這個過程中必然會壓損沿線的植被，新疆的氣候特點是蒸發量遠遠大于降雨量，在人工促進修復的情況下，恢復到環境能接受的程度至少也需要五年時間，如果僅靠自然力量修復，則需要10-15年甚至更長的恢復時間。

2.3 對動物的影響

公路建設施工期及運營期對地形地貌、地表植被及地面徑流等環境因素造成直接影響，從而影響到野生動物食源、水源、隱蔽物及小氣候，導致動物棲息地環境質量下降。野生動物覓食、遷徙途中，不可避免需要穿越公路，動物翻越公路極有可能與高速行駛的汽車相撞，從而引發交通事故。但如果從行車安全的角度考慮公路修建推行封閉式公路，如安裝防撞護欄、隔離網等，在物理上阻隔了動物種群間基因交流，導致動物棲息地破碎化，使得高寒地區生物種群變得更加脆弱，更容易發生種群滅絕。另外，公路修建的施工期以及建成后的運營期，都對周圍環境造成了汽車尾氣廢氣排放、夜間行車燈光以及鳴笛噪聲也都對當地動物的生活造成了很大程度的干擾。

2.4 對水土保持的影響

在土壤侵蝕類型分區中新疆被劃分為“三北”戈壁沙漠及沙地風沙區，根據《新疆維吾爾自治區2018年度水土流失動態監測公報》的數據，新疆2018 年水土流失面積占土地總面積比例51.32%，其中侵蝕模數在2500 以上的占到46.6%。新疆高寒地區土壤受到風力侵蝕、水力侵蝕和凍融侵蝕共同作用，未擾動情況下水土流失量就已經較大。由于公路建設往往路線線路長、影響范圍廣、建設周期長，公路建設施工期間，路基路面開挖回填、橋梁樁基礎建設、隧洞開鑿、采石取土以及臨時道路的修筑均在不同程度上擾動了原有土壤的穩定地表結構，破壞了公路沿線原有的植被和地貌，土壤的抗侵蝕能力大大降低，更加劇了水土流失的現象。工程開挖產生棄土棄渣的臨時堆土是發生水土流失的重點部位，一是工程堆積體的物理形狀導致相較于原始地面土壤收到風力侵蝕和水力侵蝕的面積增大，二是施工擾動使土壤由緊實穩定狀態變成松散堆積狀態，抗侵蝕能力下降，三是高寒地區自然環境敏感脆弱，施工開挖地面到凍土深度必然發生地表熱交換，導致熱熔滑塌、沉陷等凍融侵蝕。這三種侵蝕力量的共同作用造成的水土流失影響是相當重大的，所以高寒地區公路建設的水土流失防治十分關鍵。

3 新疆高寒地區生態恢復與補償措施

3.1 公路占地區域植被恢復的基本思路

公路建設對生態環境的影響體現在土壤、植物和動物等多方面，但是其中最為關鍵的是工程行為降低和損害了沿線植被的生態功能，繼而加劇了項目區的水土流失，影響了土著動物的生存環境。結合新疆高寒地區高、寒、旱的環境特征和公路項目的工程特點，植被恢復遵循以下原則：

（1）用于植被修復的植物選取本地物種或相似物種，防范外來物種入侵。高寒地區植被類型和植物物種分布具有自身特點，引入外來物種將存在較大的風險，極易打破高寒地區較為脆弱的生態平衡。在公路施工階段，應分類收集表土與其他開挖土方，將營養條件較好的表土保存用于后期邊坡恢復或者取棄土場覆土，盡可能減少對生態系統的影響。如果原地受到破壞后，當地植物難于生存，必須引進更易成活、環境耐受度更好的植物才能實現植被修復，必須加以人工干預，使其能融入當地的生態系統，不會對土著物種造成毀滅性損害。

（2）盡量保持景觀原貌，避免過度“綠化”和美化。公路工程的植被修復應當注意恢復區域與周邊自然景觀的融合，合理控制植被密度，追求自然天成的效果，盡量減少區塊整齊、行距一致、物種單一的人工痕跡。

（3）合理安排施工分區和時序，盡早實施植被恢復。在高寒地帶生長的植物普遍生長緩慢，植被恢復需要的時間較長。一年當中適合喬木、灌木、草皮的假植和養護時間很少，必須合理安排植物修復的時期，以提高存活率。而且公路項目建設周期較長，各區域完工的時間不相同，應分區進行植被恢復，改善項目區景觀效果。通過合理劃分施工分區、合理安排施工時序，充分場地內零星分布的地表裸露區作為植被養護區，可以實現植被恢復和工程建設同步、交錯進行，在主體工程施工結束后一年左右完成全部植被恢復工作，最大程度的減少地表裸露的時間，減少水土流失的產生。

（4）重視后期撫育，確保植被恢復效果。植被恢復不是一次性就能完成的工作，應當安排合適人員和充足經費，在種植或移栽后開展長期撫育，包括澆水、施肥、補植、補種、病蟲害防治等工作。

3.2 取、棄土場水土保持的基本思路

公路項目線路長，土石方量大，取棄土場的選址和整治也是公路建設生態環境保護的又一重點工作。取土場最直接的影響就是損毀原有地形地貌環境和地表植被，而高寒地區的生態環境是較為脆弱的，人為活動的影響將帶來較大的水土流失，嚴重影響生態環境[2]。棄土場的位置和設計在公路土方工程中也是極為重要的一項，合理的選址和設計將極大程度的減少棄土亂堆亂放的現象，也能避免棄土場邊坡過高、過陡造成的地質病害（如滑坡、泥石流）的發生。

取、棄土場通常是公路工程水土流失的重點監測區域，建議采取水土保持措施如下：

（1）實行表土剝離，利于植被恢復。表土是植被生長所需養分的主要來源，高海拔高寒地區的表土資源更是珍貴，對后期植被恢復和重建都有重要的意義。表土剝離技術目前已較為成熟，將取土場表土剝離后妥善堆存，取土結束后再進行回填，能有效的保證地標熟土資源不流失，為植被恢復提供了初期養分，加速植被恢復的進程。

（2）在取土場嚴禁亂挖亂采，取土完后及時進行場地平整。棄土場填渣建議選用由下到上的分層填筑方式，每層厚度三至五米[3]。先修筑道路到每層填筑的坡面，沿著坡面下卸填渣，并及時用推土機平整。為防止雨水沖刷坡面，平整后應形成傾向溝內的反坡。每處取、棄土場的道路修筑，場地及取、棄土場外側邊坡的平整都應該單獨配備一臺推土機和反鏟完成，同時取、棄土場不穩定邊坡和排水溝的開挖也由反鏟及時進行施工。

（3）從工程建設的管理過程加強水土流失的防治。結合工程實際，在工程建設項目管理體系中加入水土保持工作小組，按照水土保持方案確定的建設內容、進度安排、技術標準等，嚴格要求施工單位，最大限度的減少施工過程中的水土流失。在工程建設期，按照項目法人負責、監理單位控制、施工單位實施的管理體系，積極落實水土保持方案設計的各項水土流失防治措施，并嚴格遵守“三同時”制度。有效的管理體系能從源頭上積極控制項目區水土流失，改善生態環境，在取得良好的水土保持治理成果的同時確保工程質量。

結語

公路建設是國家經濟發展的基礎工程。公路建設線路長、影響面廣，而且建設周期也長，公路建設在給社會帶來巨大經濟利益的同時對沿線生態系統造成的破壞也是巨大的。尤其在生態環境敏感脆弱區域，公路建設必須遵循優先考慮保護環境不受到嚴重影響，提前采取保護措施預防破環生態環境的結果產生，從污染源頭多方面綜合治理，積極號召公眾參與，嚴格落實損害者擔責等環境保護原則。新疆高寒地區的多年凍土與當地生長的動植物形成相對穩定但是脆弱的生態環境，公路的建設對凍土環境甚至整個生態環境都造成了不可逆轉的損害，同時也會引發大量的水土流失。因此新疆高寒地區的公路建設、運營和養護應該積極將青海、西藏等高海拔凍土區域植被修復和水土保持的成功經驗因地制宜地運用于生態破壞及水土流失的防治與補償中，以達到最大程度均衡高寒地區交通建設與生態環境保護的目的。