基于綠色低碳理念的鐵路棄渣場綜合利用研究

作者簡介：

蔣廷球（1976—），高級工程師，主要從事高速公路、鐵路項目建設管理工作。

摘要：文章通過對新建柳梧鐵路涉及桂平西山國家級風景名勝區路段棄渣場設置進行調查，分析了棄渣場建設對風景名勝區的景觀和生態系統的影響，并根據生態學原理和區域鄉村振興建設目標，提出基于綠色低碳理念的鐵路棄渣場綜合利用方案建議，對穿越風景名勝區的鐵路棄渣場使用及恢復具有借鑒意義。

關鍵詞：綠色低碳；鐵路；棄渣場；綜合利用

中圖分類號：U214.1+1 A 50 166 3

0 引言

鐵路作為國家經濟發展的大動脈和重大民生工程［1-2］，在經濟社會發展中具有不可替代的作用。“十四五”規劃將鐵路網升格到“八縱八橫”的高速鐵路主通道，致力于建設現代化綜合交通運輸體系［3］。同時，隨著我國經濟社會的發展以及“補短板”“交通強國”戰略的實施，我國鐵路建設進入快速發展階段，逐步由平原丘陵地區向山區拓展［4］，而山區往往是生態敏感和較為脆弱的地區，也是自然保護區、風景名勝區等主要分布區。

鐵路作為線性工程，具有路線長、建設周期長、土石方量大、生態影響大等特點，其選址需綜合考慮地區經濟發展、地質條件、城市規劃等諸多因素，部分鐵路建設不可避免地穿越風景名勝區等生態敏感區。近年來，鐵路建設對聲環境、振動、水環境、生態環境的影響有了較多的研究［5-7］，但這些研究主要關注的是鐵路永久工程對生態環境的影響，而對于臨時場地尤其是涉及生態敏感區的臨時場地生態景觀影響的研究較少。近年來，“綠水青山就是金山銀山”的發展理念已經成為社會共識，在此背景下，我國鐵路建設大力提倡生態發展理念［8］。本文研究以新建柳梧鐵路涉及桂平西山國家級風景名勝區路段為例，通過分析棄渣場對風景名勝區的影響，結合風景名勝區的景觀特點，提出基于綠色低碳的棄渣場綜合利用方案，為鐵路建設探索可行的生態保護措施提供參考。

1 工程及風景名勝區概況

新建柳州至梧州鐵路是柳州至廣州鐵路的一部分，起點自柳州樞紐進德站引出，向東南經來賓市轄象州縣、武宣縣，貴港市轄桂平市、平南縣、梧州市轄藤縣、蒼梧縣、梧州市進入廣東境內。正線長約237.78 km，共分布車站10個，其中中間站8個、越行站2個。項目約有35.43 km從桂平西山國家級風景名勝區中部穿越，在風景名勝區有隧道工程5座/14.99 km，斜井1座/0.82 km，橋梁6座15.89 km。

桂平西山國家級風景名勝區是國務院第二批公布的國家重點風景名勝區。該風景區的主要景觀單元較為集中地分布在西山景區、金田景區、白石景區、大藤峽景區和龍潭景區五個分區內。該景區內植被覆蓋率達98%，百年至千年的古樹1 500多株，有金茶花、龍鱗松、銀藤等珍貴植物400余種。該風景名勝區地貌景觀全面，發育有丹霞地貌、花崗巖地貌、砂巖峰叢地貌和峽谷地貌等景觀。桂平西山風景名勝區也是佛教文化、道教文化相互交融的地方，佛教、道教薈萃于此，寺觀建筑與自然山水完美結合。

2 鐵路棄渣對生態敏感區的影響分析

本工程土石方總量為2 026.58萬m3，其中挖方為1 349.10萬m3，填方為677.48萬m3，棄渣為1 570.34萬m3，工程所需道砟采取外購方式。根據初步設計方案，項目擬設置1處臨時堆土場，66處棄渣場。其中位于風景名勝區范圍的棄渣場有10處，預計容納風景名勝區內隧道及路基工程產生的棄渣287.13萬m3。

2.1 區域生態及景觀敏感性分析

本文利用基于NDVI的植被覆蓋度像元二分模型，對10處棄渣場所在區域植被覆蓋度進行估算。結果表明，10處棄渣場所在地塊中，7處的植被覆蓋度在90%以上，2處的植被覆蓋度在80%以上，僅10號棄渣場1處為58%。整體來看，所選棄渣場區域植被覆蓋度較高，見表1。

地表的坡度直接影響水土流失、植被種類的豐富程度以及植被的自我生長恢復能力。坡度越高的地區其生態就越發脆弱。本次研究從數字高程模型（DEM）得出地形坡度值，根據區域坡度分布情況，棄渣場所在區域周邊山體平均坡度為18.50～29.92，各區塊最大坡度為32.53～41.40，同時，各地塊植被主要為單一的純林，綜合表明該區域生態較為脆弱。

2.2 棄渣場設置對區域景觀質量的影響分析

2.2.1 對景觀質量的影響

棄渣直接堆放在溝谷區域，堆渣將導致溝谷區域變成丘陵，造成區域地形地貌改變。同時，堆渣過程中，將造成植被破壞，導致土石裸露、水土流失等生態問題，使區域地貌進一步改變。

此外，由于棄渣場主要設置在溝谷地區，將直接改變山體匯水區域，或者造成區域匯水阻隔，對區域山澗和溪流等風景資源造成破壞。

棄渣場所在區域的山地丘陵主要為林地景觀，丘陵山地間平地為農田，在遠處眺望，山林與田園風光交錯，整體景觀風貌較好。若在區域設置棄渣場，裸露砂石將山林一分為二，對區域整體景觀影響較大，直接破壞區域景觀整體風貌。

2.2.2 對景觀景源的影響

利用ARCGIS軟件的三維模擬技術，模擬人在景點游覽和在游覽線路上行走時的視線范圍，對研究區域的景觀可見性進行分析。分析結果表明，其中5處地塊位于游覽景點的可視范圍，8處地塊位于游覽線路的可視范圍，棄渣場的設置將對游覽造成一定的視覺沖擊。

2.3 棄渣場設置對風景名勝區生態系統的影響分析

2.3.1 對植被和植物的破壞

臨時占地通過對地表植被的清除以及棄渣等的堆積導致原有植被死亡，造成區域植被生物量損失。棄渣場使用后會導致原有土地利用方式的改變，采取恢復措施后重新恢復的植被由于棄渣場獨特的土壤、水分和地形條件，可能將長期維持在草叢或灌草叢階段，降低了植被正常演替速度，進而對區域植被的連續性產生一定的不利影響。根據調查，柳梧鐵路棄渣場主要選址為溝谷凹地，選址處及周邊分布有國家二級保護植物金毛狗和觀音座蓮等，棄渣場占用將對保護植物產生直接影響。

2.3.2 對區域小生境的影響

棄渣場的使用將直接改變區域小生境，周邊的動物群落將受到直接或間接的影響。根據調查，受影響的動物群落主要是“農田-林緣動物群落”，此類群落以農田蛙類、伴人鳥類和小型哺乳類為主。項目建設不會導致生物群落某一層次或某一重要組成部分消失，但施工期間，由于人為干擾加劇，生物群落會受到一定程度影響。

2.3.3 對生物安全的影響

目前，棄渣場所在區域發現有外來入侵物種三葉鬼針草、小蓬草、藿香薊、五爪金龍等。棄渣場使用過程中將破壞部分植被導致地表裸露，而因棄渣運輸需要修建部分施工便道，這可能會成為入侵或有害植物蔓延的途徑，導致入侵或有害植物進一步擴散的風險增大。

由于棄渣場選址主要分布在林區，施工過程中引發火災的風險加大，且棄渣場施工過程中，若相關措施不到位，易造成水土流失，甚至可能會引發塌方、滑坡等地質災害，進而影響區域生物安全。

3 棄渣綜合利用及生態景觀恢復探討

3.1 棄渣綜合利用研究

3.1.1 棄渣資源化利用，減少土地資源和植被碳匯損失

為充分利用廢棄土石方，減少棄渣量，對產生的棄渣進行分類研究、分類利用，對隧道及其他主體工程開挖表土應進行保存，用于后期綠化。通過檢測隧道產生的碎石，項目風景名勝區內主體工程產生的287.13萬m3碎石中，約68.25%可以用作鐵路建設的骨料，不滿足骨料要求的約有91.15萬m3，其中桂平北站填方可消納37.1萬m3，經綜合平衡后，實際產生棄方約54.05萬m3。通過綜合利用，大大降低了棄方的產生量，減少了棄渣場占地對區域土地利用與植被覆蓋造成的影響，進而減少對區域碳匯造成損失。

3.1.2 營造景觀景點，帶動鄉村振興

對于剩余棄方，可充分結合風景名勝區的景觀特點和區域鄉村發展等方面進行綜合利用。如項目蒙沖隧道出口附近處有一條河流，沿河流而上，湴田、木山村、田頭、東王沖等村落沿河分布，河水清澈透明，自然風光優美，居民建筑保留有濃厚的瑤族風貌。但由于受交通條件限制，這些風景名勝區內的村屯并沒有開發。因此，可以考慮將多余棄方用于修建旅游道路和營造景觀點吸引游客，形成以景帶村、以村實景、景村融合的模式，從而實現鄉村、景區建設、項目建設共贏發展、鄉村振興目標。

3.2 生態景觀恢復

3.2.1 基于生態系統碳匯能力提升的生態恢復

在棄渣場選址時，優先選擇碳匯貢獻量低的區域，減少碳匯的損失。在棄渣場生態恢復時，從保持水土、治理工程建設中的擾動面角度出發，因地制宜選擇適宜當地栽植的樹種和草種，提高防護效果。同時利用生態學原理，結合區域地帶性植被特征，篩選適用于區域綠化的高固碳能力植物，采取不同物種配置模式下的碳匯功能構建，在滿足水土保持要求的情況下，注重生態效益的提升。在綠化過程中通過適當的人為干預管理，促進群落的正向演替，有效增加碳匯，提高生態恢復程度。

3.2.2 基于景觀美學的植被恢復

用于營造景點的棄渣場，應綜合考慮與周邊山、水、村相融合，充分利用本區氣候適宜、品種豐富的有利條件，兼顧植物多樣性和經濟性，使用當地優良、適宜性強和速生的鄉土喬、灌、草，同時注重有花植物的選取，形成季相分明的景觀風貌，構建綠化、美化、生態價值為一體的生態群落結構。

4 結語

在當前加快綠色交通基礎設施建設和我國“雙碳”發展目標的背景下，對鐵路建設棄渣場的設置和恢復提出了更高的要求。在充分考慮棄渣綜合利用，降低土地占用造成的生態破壞及碳匯損失的基礎上，結合生態學原理，通過增匯和減排技術手段對鐵路等交通項目進行綠色生態化改造升級。同時結合鄉村振興的要求，

將位于風景名勝區內的棄渣場打造為具有良好景觀效果的景點，將成為鐵路臨時場地建設的重要研究方向。后續應加強相關技術研究，將基于生態理論的碳中和核心措施貫穿于設計規劃、建設和維護全過程，推動交通建設綠色生態發展的實現。

參考文獻

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收稿日期：2022-10-15