石漠化地區公路邊坡生態防護環境效益評價分析

摘要：為更好地分析石漠化地區公路邊坡生態防護的環境效益，文章以西南地區某典型邊坡創面綠化生態修復為例，將綠化景觀、降溫增濕能力和環境污染防治三個方面作為環境效益維度，采用層次分析法和專家咨詢法相結合的方式進行模糊綜合評價。結果顯示，生態防護邊坡內濕度高，小氣候調節能力強，對路域范圍內空氣中粉塵的吸附效果好；邊坡內植被群落發育完善，對交通輸運過程中產生的噪聲具有較好的吸收作用。

關鍵詞：石漠化；邊坡；生態防護；環境效益；評價體系

中圖分類號：U416.1+4

0 引言

我國西南地區是喀斯特地貌的主要分布區域，在公路建設過程中易使喀斯特地區發生石漠化，破壞當地生態環境，誘發滑坡、泥石流等自然災害。為了解決這些問題，目前多采用生態護坡的方式對邊坡創面進行修復，穩固邊坡結構［1］。但由于缺少針對石漠化地區公路邊坡生態防護工程環境效益的評價方法和體系，導致各種護坡施工效果無法得到有效評估。因此建立相關的評價指標體系，科學全面地評價石漠化地區邊坡生態防護的環境效益就顯得尤為重要［2］。

1 研究方法

1.1 數據采集

研究采用的石漠化地區公路邊坡生態防護環境效益評價數據為連續1年的現場觀測結果，分析樣本為我國西南地區某石漠化區域內的典型公路邊坡生態防護工程案例。

1.2 指標體系的確定

綜合考慮國內外相關研究并結合《公路環境保護設計規范》（JTG B04-2010）對公路工程建設項目的要求，遵循綜合性、典型性、穩定性和連續性原則［3］，以公路邊邊坡綠化景觀、降溫增濕能力和環境污染防治等三個方面作為衡量石漠化地區公路邊坡生態防護環境效益的維度。

運用文獻計量分析，以中國期刊全文數據庫（CNKI）為數據源，檢索《公路環境保護設計規范》頒布后的2010年至今以“邊坡生態防護評價”為主題詞的有關文獻，結合石漠化地區生態防護技術的特點，基于石漠化地區公路邊坡生態防護環境效益標準層目標，逐漸分解為影響目標實現的各指標層，最終細化為8項指標，構建石漠化地區公路邊坡生態防護環境效益評價體系，如表1所示。

改善邊坡綠化景觀、提升降溫增濕能力以及防治環境污染是石漠化地區公路邊坡生態防護環境效益評價的核心目的。其中，在邊坡綠化景觀方面，從植物抗逆性、植被覆蓋率、植被綠色期和鄉土植物比重等方面開展分析［3］。在降溫保濕方面，選擇降溫率和增濕率為典型指標。在環境污染防治方面，選擇降噪量和PM2.5削減率考核其有效性［4］。石漠化地區公路邊坡生態防護環境效益評價有時并不完全是推動或改變某項指標的主導者，但不可否認的是，建立相應的評價體系在一定程度上推動或提升了某項指標，因此仍具有非常重要的正向意義。

為保證各項指標適用于評價石漠化地區邊坡生態防護環境效益，采用SPSS25軟件，使用Pearson相關性分析法對各指標進行相關性分析。由于植物抗逆性為定性指標，無法與定量指標進行相關性分析，邊坡內大多數植物的生長期為1年，1年內鄉土植物在邊坡內植物所占的比重基本保持不變，也就是常量，因而無法參與本次相關性分析。石漠化地區公路邊坡防護環境效益各觀測指標間的相關性分析詳見表2。

相關性分析結果顯示，石漠化地區公路邊坡防護環境效益各指標均存在不同程度的相關性。植被覆蓋率與降溫率、植物綠色期、降噪率呈顯著相關；降溫率與增濕率呈高度相關，與降噪率和PM2.5削減率呈顯著相關；植物綠色期與增濕率呈顯著相關，與降噪率、PM2.5削減率呈低度相關；增濕率與降噪率、PM2.5削減率呈顯著相關。

1.3 評價指標的分級

本文基于相關法律法規，結合邊坡生態防護的實際狀況和現有的研究成果，將各評價指標劃分為優秀、良好、一般、較差、差5個等級，各評價指標的分級量化標準見表3。

1.4 評價指標的權重

指標重要程度標度值能夠反映出各評價指標的相對重要性。為了使評價體系更加客觀、準確、科學，本文采用層次分析法和專家咨詢法相結合的方式，對各評價指標權重進行劃分，如表4所示。

將各指標分為不同的層次要素，按各要素之間的隸屬關系，建立遞階層次結構；根據方法中規定的比較序列，兩兩比較各要素間的重要性，橫向和縱向比較之后列出數學矩陣；計算判斷矩陣各個指標的相對權重，并進行一致性檢驗，如果不滿足方法中的規定需要重新修改矩陣，直至檢驗結果完全正確［5］。

本研究采用一致性比率CR來檢驗判斷矩陣的一致性程度。

CI總=∑CIi=0.539 6×0.003 3+0.297 0×0+0.163 4×0=0.001 78；

RI總=∑RIi=0.539 6×0.89+0.297 0×0+0.163 4×0=0.480；

CR總=CI總/RI總=0.037lt;0.1

各層因子總排序一致性檢驗的結果為0.037，lt;0.1，符合一致性檢驗要求。

2 案例分析

2.1 案例選擇依據與標準

邊坡生態防護竣工的首個生長季后，生態防護植被對邊坡環境的抗逆性和生態防護內部各植被之間的相互影響決定著邊坡植被群落的生長情況。邊坡生態防護構建的邊坡植被群落能夠有效調節邊坡周圍的小氣候和土壤狀況，促進生態防護植被群落的生長［6］。

邊坡生態防護2～3年以后，邊坡植物群落會有兩種不同的演替方向。（1）邊坡生態防護的植被生長良好，對邊坡生態環境有了較好的改善效果；部分鄉土植物扎根邊坡，植物種類變多，植物種群結構更加完善，邊坡生態環境恢復效果較好，并且有利于護坡能力的長期穩定發揮。（2）邊坡生態防護植物減少，種群結構單一，邊坡植被群落結構不穩定，邊坡生態防護效果較差，邊坡環境更加惡劣，沒有起到生態防護的作用。

為確保評價體系適用于石漠化地區公路邊坡生態防護，評價邊坡案例應盡可能具有代表性，因此本研究選擇了石漠化區域內使用邊坡創面綠化生態修復技術的典型邊坡作為觀測樣坡。

2.2 環境效益的模糊綜合評價

為保證評價結果的普適性和客觀性，選取觀測樣坡在2022年夏季調查的各項指標實測值，用于其公路邊坡防護的環境效益評價，各觀測指標如表5所示。

根據隸屬函數最大值的原則對觀測樣坡在2022年夏季的環境效益進行評價，可以判斷出其環境效益等級為“良好”。

2.3 觀測數據分析

圖1所示為工程所在區域2022年月平均降水量及溫度，圖2所示為工程所在區域常年月平均降水量及溫度。

由圖1和圖2可知，以邊坡生態防護的降溫保濕為切入點，2022年春季降水量高達98.52 mm，遠超同期；外部降水充足，且邊坡植被群落生長良好，故生態防護邊坡內濕度達到54.668%，與道路旁的觀測點相比，濕度增加了11.398%，保持濕度的效果好。邊坡內濕度高，對邊坡內的氣溫調節能力強；春季邊坡內外的溫度差達到1.247 ℃，效果良好。邊坡內溫度相對較低，故氣壓較高，能夠將空氣中的顆粒物保留在邊坡中，生態防護邊坡內的PM2.5顆粒物含量高于邊坡外的含量，表明邊坡內對空氣中粉塵的吸附效果好。觀測樣坡為使用生態防護技術恢復2～3年的公路邊坡，邊坡內植被群落發育完善，郁閉度高，故在除去測量點間的距離因素后對噪聲的削減量仍高達5.51 dB，對道路交通產生的噪聲具有很好的抵抗能力。

3 結語

（1）石漠化地區公路邊坡生態防護環境效益可以從綠化景觀、降溫增濕和環境污染防治三方面構建評價指標體系，采用模糊層次分析法評價石漠化地區公路邊坡生態防護環境效益較為可行。

（2）根據隸屬函數最大值的原則對觀測樣坡2022年夏季的環境效益進行評價，可以判斷該石漠化地區典型公路邊坡的生態防護環境效益等級為“良好”。

（3）生態防護邊坡內濕度高，小氣候調節能力強，能夠將空氣中的顆粒物保留在邊坡中，對路域范圍內空氣中粉塵的吸附效果好；邊坡內植被群落發育完善，郁閉度高，對交通輸運過程中產生的噪聲具有很好的吸收效果。

參考文獻

［1］楊 陽.皖西大別山區高速公路邊坡人工植被恢復特征及其質量評價［D］.北京：北京林業大學，2016.

［2］李亞飛，李小敏，趙玉婷，等.基于多指標的規劃環評有效性分析——以產業園區為例［J］.環境工程技術學報，2022，12（6）：1 796-1 802.

［3］LI Yafei，LI Xiaomin，ZHAO Yuting，et al.Validity analysis of planning environmental impact assessment based on multiple indicators-taking industrial parks as an example［J］.Journal of Environmental Engineering Technology，2022.

［4］卞舒欣.城市綠道植物群落組成結構及生態效益評價［D］.上海：上海應用技術大學，2020.

［5］穆洪曉.西南喀斯特地區石漠化綜合治理效益評價及典型案例研究［D］.北京：北京林業大學，2019.

［6］蔣意眉.基于植物PM2.5削減作用的西安繞城高速公路植物配置優化研究［D］.西安：長安大學，2021.

基金項目：廣西重點研發計劃“廣西石漠化地區公路貧瘠邊坡生物增肥綠化技術”（編號：桂科AB20159033）；廣西重點研發計劃“高陡邊坡生態防護升級及穩定性監控技術研究（自籌）”（編號：桂科AB21220069 ）

作者簡介：譚繼宗（1985—），碩士，教授級高級工程師，主要從事瀝青及瀝青混合料施工技術研究工作。