公路選線生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)體系構(gòu)建及應(yīng)用——以福建省東山環(huán)島生態(tài)路選線為例

程朝輝，衷 平

（1.福建省交通規(guī)劃辦公室，福建 福州350001；2.交通運(yùn)輸部規(guī)劃研究院，北京100028）

0 引言

近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和拉動(dòng)內(nèi)需政策的帶動(dòng)，我國公路建設(shè)事業(yè)得到蓬勃發(fā)展，截至2011 年底，全國公路總里程達(dá)到410.6 萬km。為進(jìn)一步適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的要求、促進(jìn)城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展、提高應(yīng)急保障能力、構(gòu)架綜合交通運(yùn)輸體系、實(shí)現(xiàn)公路可持續(xù)發(fā)展，《國家公路網(wǎng)規(guī)劃（2013 年—2030 年）》中規(guī)劃建設(shè)普通國道26.5萬km，國家高速公路13.6 萬km[1]，由此可見，在未來的十多年里，公路建設(shè)將以更為迅猛的速度在中國大地上展開。

公路交通建設(shè)推動(dòng)了國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，但其在施工和營運(yùn)過程中也以不同的形式對(duì)沿線植被、土地、自然景觀、空氣環(huán)境、水資源等生態(tài)環(huán)境要素造成了各種破壞和污染，加劇了區(qū)域生態(tài)環(huán)境壓力。目前公路建設(shè)的生態(tài)影響已開始引起各界的廣泛重視，對(duì)于公路建設(shè)的環(huán)境影響研究也已經(jīng)取得了較為豐碩的成果，公路規(guī)劃和工程建設(shè)的環(huán)境影響評(píng)價(jià)也已經(jīng)全面開展。但是，公路對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響的現(xiàn)有研究，主要集中在公路建設(shè)產(chǎn)生的生態(tài)負(fù)效應(yīng)方面，如公路對(duì)自然生境的影響、生態(tài)干擾、對(duì)動(dòng)物活動(dòng)的影響、通道阻隔效應(yīng)等等[2-7]，基本上集中于公路工程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)干擾程度的研究。而從生態(tài)系統(tǒng)本身出發(fā)，探索不同生態(tài)系統(tǒng)對(duì)公路建設(shè)的適宜性的研究目前還很少見到。

另一方面，不同生態(tài)系統(tǒng)本身具有不同的特性，其自然生態(tài)條件本身不一定適合于公路建設(shè)，同時(shí)生態(tài)系統(tǒng)自身具有一定的穩(wěn)定性和恢復(fù)能力，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的不同會(huì)使其面對(duì)公路干擾時(shí)表現(xiàn)出不同的穩(wěn)定性和恢復(fù)能力，進(jìn)而表現(xiàn)出對(duì)于公路建設(shè)的不同適宜程度。因此從生態(tài)系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，通過對(duì)公路選線生態(tài)適宜性的研究，可以認(rèn)識(shí)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定機(jī)制與平衡規(guī)律，有助于判別公路工程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的干擾程度，為公路規(guī)劃建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)提高公路規(guī)劃建設(shè)管理的決策水平有著十分重要的意義。

未來十年是福建省加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、推進(jìn)交通運(yùn)輸現(xiàn)代化發(fā)展的重要時(shí)期，建設(shè)海西生態(tài)型、低碳型交通運(yùn)輸體系是福建省建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的重要途徑和載體，也是建設(shè)以人為本的綠色交通、推進(jìn)福建省交通運(yùn)輸現(xiàn)代化發(fā)展的迫切需求和重大挑戰(zhàn)。為此，福建省交通運(yùn)輸廳積極爭(zhēng)取將東山環(huán)島路列入了交通運(yùn)輸部“環(huán)境保護(hù)建設(shè)項(xiàng)目”示范點(diǎn)，并以建設(shè)東山環(huán)島生態(tài)公路為案例，研究如何將工程和諧地融入?yún)^(qū)域生態(tài)系統(tǒng)格局中，從根本上減少公路基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的不利影響，積極實(shí)踐交通發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，探索交通可持續(xù)發(fā)展路子。

1 公路選線生態(tài)適宜性分析評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

1.1 公路選線生態(tài)適宜性概念與內(nèi)涵

生態(tài)適宜性的概念來源于土地生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)，是指由某一用地類型的自然屬性所決定其對(duì)特定用途的適宜或限制程度，它由土地具有的水文、地理、地形、地質(zhì)、生物、人文等特征所決定[8]。土地生態(tài)適宜性研究從生態(tài)系統(tǒng)類型的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)出發(fā)，通過研究其適應(yīng)機(jī)理，最終確定不同生態(tài)系統(tǒng)類型對(duì)不同土地利用方式的適合程度，其主體是土地的生態(tài)特征，客體是使用方式。公路選線生態(tài)適宜性可以看作是生態(tài)系統(tǒng)對(duì)公路建設(shè)這一特定土地利用方式的適合程度，因此也可以將其看作是土地適宜性分析的一種，主體是生態(tài)系統(tǒng)特征，客體是公路建設(shè)，公路選線的生態(tài)適宜性分析就是確定地塊生態(tài)特性對(duì)公路建設(shè)適宜程度的過程。簡(jiǎn)單的說，公路選線生態(tài)適宜性就是生態(tài)系統(tǒng)對(duì)公路建設(shè)的適宜程度。

土地生態(tài)適宜性分析的目的在于科學(xué)合理地分析土地的特征，從土地生態(tài)系統(tǒng)的特征出發(fā)，按照其內(nèi)在適宜性進(jìn)行土地的合理規(guī)劃利用，使人類的建設(shè)活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生盡可能小的消極影響，提高其生態(tài)效益。與之對(duì)應(yīng)，公路選線生態(tài)適宜性分析的目的在于分析其生態(tài)特征，評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)公路建設(shè)的適宜性，按照生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在的適宜性進(jìn)行公路選線，使公路建設(shè)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生盡可能小的影響，可為公路線路規(guī)劃提供科學(xué)合理的依據(jù)，最終達(dá)到公路建設(shè)與生態(tài)保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的目的。

根據(jù)公路選線生態(tài)適宜性分析的概念和目的，分析生態(tài)系統(tǒng)對(duì)公路建設(shè)的適宜程度，其目的在于按照生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在適宜性進(jìn)行公路選線。從其概念和目的出發(fā)，公路選線生態(tài)適宜性分析至少包含兩層內(nèi)涵：一是區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)特征滿足公路建設(shè)的基本需求，即從公路工程建設(shè)的角度出發(fā)，區(qū)域內(nèi)各種條件適宜其工程建設(shè)需要；二是區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)對(duì)公路干擾存在一定的穩(wěn)定性和恢復(fù)能力，即從生態(tài)保護(hù)的角度出發(fā)，區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)對(duì)工程建設(shè)存在較好的穩(wěn)定性和恢復(fù)能力。

1.2 公路選線生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

從公路選線生態(tài)適宜性的內(nèi)涵出發(fā)，公路選線生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)包含兩個(gè)部分：一是公路用地適宜性評(píng)價(jià)，二是生態(tài)系統(tǒng)敏感性評(píng)價(jià)。因此其評(píng)價(jià)指標(biāo)體系也應(yīng)該從這兩個(gè)方面出發(fā)，通過兩方面的綜合評(píng)價(jià)分析確定公路選線的適宜程度。根據(jù)公路建設(shè)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的要求，公路用地適宜性評(píng)價(jià)從自然條件、土地利用、道路連通性3個(gè)準(zhǔn)則出發(fā)，構(gòu)建了公路用地生態(tài)適宜評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（見表1）。根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)特征，從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值、生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、氣候敏感性、土壤敏感性、水文敏感性、地形敏感性6個(gè)準(zhǔn)則出發(fā)，構(gòu)建了生態(tài)系統(tǒng)敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（見表2）。

表1 公路用地適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

表2 生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.3 公路選線生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)方法

1.3.1 指標(biāo)權(quán)重及標(biāo)準(zhǔn)化

采用層次分析法（AHP），根據(jù)生態(tài)、環(huán)境保護(hù)、資源開發(fā)、區(qū)域規(guī)劃、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等方面專家的意見，將評(píng)價(jià)體系的各種要素分解成若干遞階層次，通過構(gòu)造判斷矩陣，進(jìn)行兩兩的判斷比較和計(jì)算，求出各要素的權(quán)重，判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)CR 值＜0.1，認(rèn)為判斷矩陣的一致性是可以接受的。評(píng)價(jià)體系中各指標(biāo)的類型復(fù)雜，且量綱不一，缺乏可比性，因此，評(píng)價(jià)時(shí)必須對(duì)各因子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。本研究中對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)采用歸一化進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

1.3.2 評(píng)價(jià)模型及等級(jí)劃分

首先根據(jù)各指標(biāo)的現(xiàn)狀值以及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)確定各指標(biāo)的歸一化標(biāo)準(zhǔn)值，然后采用逐級(jí)分層歸并加權(quán)求和分別計(jì)算出公路用地生態(tài)適宜性和生態(tài)系統(tǒng)敏感性，具體計(jì)算公式如下：

式中，P為公路用地適宜性指數(shù)或生態(tài)系統(tǒng)敏感性指數(shù)；Wi為第i個(gè)準(zhǔn)則層的權(quán)重；Sij為第i個(gè)準(zhǔn)則層中第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；Hij為第i個(gè)準(zhǔn)則層中第j個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值。

根據(jù)公路用地生態(tài)適宜性和生態(tài)系統(tǒng)敏感性計(jì)算結(jié)果，采用疊加分析，依照生態(tài)優(yōu)先的原則，按照表3所示判別矩陣識(shí)別公路選線的適宜性結(jié)果。

表3 公路選線生態(tài)適宜性判斷矩陣

2 東山環(huán)島公路選線生態(tài)適宜性比選

2.1 東山縣概況

東山縣位于福建省南部沿海、臺(tái)灣海峽西岸，地理坐標(biāo)為北緯23°33′～23°47′，東經(jīng)117°17′～117°35′。東山島由主島和周邊67 個(gè)小島組成，狀如七星拱月，形似蝴蝶栩栩如生。東山海岸線長141km，規(guī)劃深水岸線42km。地勢(shì)由西北向東南傾斜，地貌依序?yàn)榈颓稹_(tái)地—濱海小平原（海拔15m 以下）。2010 年東山縣公路總里程達(dá)268km，包括省道18km、縣道89km、鄉(xiāng)道82km、村道80km?，F(xiàn)狀公路網(wǎng)以省道S201線、省道S309線為干線，縣道X541、縣道X542、縣道X543、縣道X544、縣道X545 構(gòu)成多級(jí)公路網(wǎng)串聯(lián)的路網(wǎng)體系。

2.2 東山環(huán)島路選線生態(tài)適宜性比選

2.2.1 東山環(huán)島路選線生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)

依據(jù)公路選線生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，結(jié)合東山島實(shí)際情況，考慮指標(biāo)的代表性、可操作性，共選取了5個(gè)指標(biāo)作為區(qū)域公路用地適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)，共選取了11 個(gè)指標(biāo)作為生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)的指標(biāo)，并對(duì)指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理和權(quán)重計(jì)算。選取指標(biāo)情況見表4和表5。

表4 公路用地適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重及量化標(biāo)準(zhǔn)

表5 生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重及量化標(biāo)準(zhǔn)

2.2.2 東山環(huán)島路選線生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)

（1）數(shù)據(jù)來源

準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)是評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，本次評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)來源有《東山城鄉(xiāng)總體規(guī)劃》（2012—2030）[10]、《東山縣氣象災(zāi)害防御規(guī)劃（2011—2020年）》[11]、《中華人民共和國植被圖》[12]、Landsat 遙感影像、東山縣DEM數(shù)據(jù)等。

（2）評(píng)價(jià)結(jié)果

東山島公路用地適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果見圖1，從圖上可以看出很適宜區(qū)及適宜區(qū)集中在居民點(diǎn)、旅游景點(diǎn)附近地形平緩的地區(qū)。很不適宜區(qū)則主要為城鎮(zhèn)中心區(qū)及島邊緣的海域區(qū)，不適宜區(qū)集中在山區(qū)和沿海鹽場(chǎng)、灘涂。東山島生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果見圖2，從圖上可以看出東山島生態(tài)敏感性高和很高的地區(qū)所占面積較大，主要集中在東山島嶼西北部地區(qū)，敏感性低和很低的地區(qū)主要為城鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)、西浦灣的鹽場(chǎng)等地。

圖1 公路用地適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果

圖2 生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果

通過公路用地適宜性評(píng)價(jià)和生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果的疊加，采用表3所示的判別矩陣得到東山環(huán)島路選線生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)的結(jié)果（見圖3）。從圖中可以看出，東山環(huán)島路選線生態(tài)非常不適應(yīng)區(qū)域主要分布于島的西北部、東南海灘沿線、西南部分靠山區(qū)域等，公路選線時(shí)應(yīng)該重點(diǎn)考慮。

圖3 東山環(huán)島路選線生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)

（3）東山環(huán)島公路選線生態(tài)適宜性線路比選

根據(jù)《東山縣環(huán)島公路工程可行性研究報(bào)告》，東山縣環(huán)島公路規(guī)劃有兩種選線方案——A線和K 線（見圖3），通過選線方案與選線生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果疊加分析（見表6）可以看出，K 線方案非常不適宜的區(qū)段略小于A線方案，在一定程度上減少了對(duì)很高生態(tài)敏感性區(qū)域的干擾，K線方案北段經(jīng)較多沿海灘涂，其不適宜區(qū)段比例高于A線方案，非常適宜段比例也明顯高于A線方案，因此從生態(tài)適宜性的角度來說，在生態(tài)適宜性程度上K線與A線相差不大，結(jié)合東山環(huán)島路社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，推薦方案K作為最終選線方案。

表6 選線方案生態(tài)適宜性分析

3 結(jié)語

公路選線生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)是從土地生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)衍伸而來，公路選線生態(tài)適宜性可以看作是生態(tài)系統(tǒng)對(duì)公路建設(shè)這一特定土地利用方式的適合程度。公路選線生態(tài)適宜分析是從區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)特征出發(fā)，判斷區(qū)域內(nèi)各種因素適宜公路建設(shè)的程度，同時(shí)也從生態(tài)保護(hù)的角度出發(fā)，判斷區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)對(duì)工程建設(shè)是否存在較好的穩(wěn)定性和恢復(fù)能力，因此公路選線的生態(tài)適宜性分析可以為公路規(guī)劃選線提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)提高公路規(guī)劃建設(shè)管理的決策水平有著十分重要的意義。

通過對(duì)東山環(huán)島公路選線的生態(tài)適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)得出，比選方案K線的交通覆蓋面積較A線多70%左右，有明顯優(yōu)勢(shì)；同時(shí)從沿線生態(tài)適宜性來說，K線也與A線的適宜程度相當(dāng)，從生態(tài)適宜度程度上可以接受。同時(shí)通過適宜性分析可以看出東山島環(huán)島公路建設(shè)不可避免地通過一小部分高生態(tài)敏感性地區(qū)，在環(huán)島公路建設(shè)過程中應(yīng)該加強(qiáng)其生態(tài)保護(hù)與修復(fù)。

[1] 中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì)，中華人民共和國交通運(yùn)輸部.國家公路網(wǎng)規(guī)劃（2013 年—2030 年）[R]. 北京：中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì)，中華人民共和國交通運(yùn)輸部，2013.

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[10] 東山縣人民政府.東山城鄉(xiāng)總體規(guī)劃（2012—2030）[R].漳州：東山縣人民政府，2013.

[11] 東山縣人民政府. 東山縣氣象災(zāi)害防御規(guī)劃（2011—2020年）[R]. 漳州：東山縣人民政府，2011.

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