山區(qū)公路建設(shè)對沿線環(huán)境景觀影響評價

米永進(jìn)

(河北省高速公路管理局，河北 石家莊 050000)

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山區(qū)公路建設(shè)對沿線環(huán)境景觀影響評價

米永進(jìn)

(河北省高速公路管理局，河北 石家莊 050000)

根據(jù)山區(qū)公路環(huán)境特點，利用生態(tài)環(huán)境問題所用到的景觀生態(tài)學(xué)理論體系框架，按照山區(qū)公路建設(shè)景觀影響評價內(nèi)容和評價方法，對景觀敏感度的各項指標(biāo)進(jìn)行分析，對影響景觀敏感度的內(nèi)部和外部因素綜合考慮，制定出景觀敏感度綜合分級分布圖，對山區(qū)公路建設(shè)決策及施工過程中的景觀建設(shè)、生態(tài)維護(hù)、景觀保護(hù)具有重要指導(dǎo)作用。

山區(qū)公路；環(huán)境景觀；景觀評價理論；景觀敏感度

0 引 言

公路不但要線形流暢優(yōu)美，而且還要與其周圍環(huán)境相互協(xié)調(diào)，形成優(yōu)美舒適的道路景觀，給人們良好的視覺效果，使駕駛員和乘客獲得舒適、愉悅的心理感受。因此，建立一套完整的生態(tài)景觀的評價方法和體系，用以指導(dǎo)和約束山區(qū)公路施工尤為重要。景觀系統(tǒng)是一種自然系統(tǒng)，它不僅是生態(tài)系統(tǒng)的載體，在特定條件下甚至高于生態(tài)系統(tǒng)。目前，學(xué)者對生態(tài)系統(tǒng)的定義較為完善，但對景觀系統(tǒng)的定義沒有一個嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，給相關(guān)研究帶來了概念上的困惑。本文介紹了山區(qū)公路建設(shè)景觀評價理論，簡述了山區(qū)公路建設(shè)景觀評價技術(shù)的內(nèi)容、方法和評價指標(biāo)，可供技術(shù)人員對具體工程的生態(tài)景觀產(chǎn)生的影響進(jìn)行綜合分析與評價[1-3]。

1 山區(qū)公路環(huán)境景觀評價理論

現(xiàn)階段尚未有成熟的山區(qū)公路環(huán)境景觀評價理論，常借用解決生態(tài)環(huán)境問題所用到的景觀生態(tài)學(xué)理論體系進(jìn)行分析研究，其理論框架體系包括以下幾點。

(1) 要求景觀生態(tài)系統(tǒng)具有整體性和連續(xù)性。在對結(jié)構(gòu)、功能及其變化方面進(jìn)行研究時，要求從整體出發(fā)，并在時間上保持連續(xù)性。針對特定的研究內(nèi)容，把歸納、總結(jié)與演繹相互補(bǔ)充，形成理論體系的整體性和連續(xù)性，使研究結(jié)論具有邏輯性和準(zhǔn)確性。

(2) 不同的公路有著各異的沿線環(huán)境景觀，處于相對穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，具有不同的生態(tài)系統(tǒng)多樣性和穩(wěn)定性，抗干擾能力和自行恢復(fù)能力也不盡相同，這種特性稱為景觀異質(zhì)性，是景觀生態(tài)系統(tǒng)研究的基本問題。

(3) 景觀系統(tǒng)的時空尺度大小取決于其研究地域的對應(yīng)性、協(xié)調(diào)性和規(guī)律性大小。大時空尺度涵蓋的環(huán)境信息大，通常包括土地利用情況、土地覆蓋情況、生態(tài)環(huán)境破壞程度、物種分布情況、區(qū)域性氣候水文變化等。在大的空間尺度下，整個生物圈是一個多層次系統(tǒng)、多重等級的有機(jī)整體，每一個高級的多層次系統(tǒng)都是由多個低級的層次系統(tǒng)組成，運用到實際工程中不方便，故在實際工程中將復(fù)雜的理論簡化成小時空尺度。在單一的時空尺度下分析各景觀要素的特征及變化，從而理解景觀生態(tài)系統(tǒng)的亞穩(wěn)定性和動態(tài)。

(4) 景觀生態(tài)系統(tǒng)在環(huán)境變化過程中相互干擾、相互制約，嚴(yán)重時影響各系統(tǒng)的功能，并導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)與格局發(fā)生相應(yīng)變化。在一定程度上研究者可以通過分析景觀的組成結(jié)構(gòu)和格局來研究景觀生態(tài)系統(tǒng)的變化。

2 山區(qū)公路建設(shè)景觀影響評價內(nèi)容與方法

2.1 影響評價內(nèi)容

在山區(qū)公路建設(shè)過程中，公路沿線一定寬度范圍內(nèi)會進(jìn)行挖、填、堆棄等，進(jìn)而改變原地形、地貌和生態(tài)環(huán)境，使其生態(tài)景觀發(fā)生變化。這種影響因工程類型、地形、施工工藝等因素的不同而不同[4-5]。

(1) 人工構(gòu)造物生態(tài)景觀的影響評價內(nèi)容。從施工生態(tài)景觀角度應(yīng)評價的內(nèi)容有：公路線形、邊坡、擋墻及護(hù)面墻、排水工程、護(hù)欄、路緣石及周邊環(huán)境的綠化等外觀質(zhì)量和線條。

(2) 建設(shè)場地生態(tài)景觀影響評價內(nèi)容。山區(qū)公路施工生態(tài)景觀影響的結(jié)合部是指從人工構(gòu)造物范圍向外在施工中受較明顯人工影響的范圍，其內(nèi)容包括公路一側(cè)或兩側(cè)的施工營地、施工便道、采石場、取土場、棄土渣場、混合料拌和站等。

2.2 評價方法

(1) GIS地理信息系統(tǒng)。GIS地理信息系統(tǒng)是采用特殊的功能對地理空間數(shù)據(jù)或圖像圖形進(jìn)行多數(shù)據(jù)處理和疊加分析，在處理分析景觀格局問題上有良好的應(yīng)用前景。一般可用于分析景觀要素、公路沿線面積、周長、形狀及不同區(qū)域之間的空間關(guān)系，通過景觀要素的組合分析，可以在該區(qū)域中獲得基本的環(huán)境景觀特征。

(2) RS遙感技術(shù)。RS遙感技術(shù)由于其遙感制圖覆蓋面廣、數(shù)據(jù)更新迅速等特點，在景觀影響度評價的研究中主要用于區(qū)分景觀類型，并在景觀格局和景觀動態(tài)變化的研究中起到重要的作用。

(3) GPS全球定位系統(tǒng)。GPS全球定位系統(tǒng)彌補(bǔ)了前兩項技術(shù)的缺陷，完善了景觀影響評價資料。常規(guī)的遙感圖像普遍存在識別精度不準(zhǔn)的問題，給景觀分析和甄別工作帶來了一定的麻煩，在取得遙感衛(wèi)星圖后，結(jié)合GPS定位對圖像進(jìn)行甄別，使得遙感圖更加準(zhǔn)確。

3 山區(qū)公路建設(shè)中生態(tài)景觀評價指標(biāo)

3.1 景觀敏感度

(1) 相對坡度敏感度Sα[6-7]。相對坡度敏感度Sα是用景觀表面沿視線方向的投影面積來衡量景觀的敏感度。假設(shè)景觀表面積為1，景觀表面與視線平面的夾角為α，則投影面積即景觀敏感度

0≤Sα=sinα(0°≤α≤90°)≤1

(1)

景觀表面與視線平面的夾角即為邊坡坡度，當(dāng)沿線景觀表面平行于視線平面，即α=0°，路基為低填方或零填方，此時投影面積最小，景觀敏感度最小，對沿線環(huán)境幾乎無影響；當(dāng)沿線景觀表面垂直于視線平面時，即α=90°，路基為挖方且邊坡為陡坡，此時投影面積最大，景觀敏感度最大，對沿線環(huán)境影響最大；其他情況下，景觀敏感度Sα在0～1之間。在地形圖上進(jìn)行景觀評價時，可將式(1)轉(zhuǎn)換成下式進(jìn)行計算，即

0≤Sα=sin(tan-1(H/W))≤1

(2)

式中：H為高程；W為等高線間距。

根據(jù)式(2)可以在地形圖中圈劃出景觀帶，并根據(jù)區(qū)域內(nèi)的等高線直接計算并判斷該區(qū)域內(nèi)的景觀敏感度，且根據(jù)不同比例尺的地形圖計算得到不同精度的景觀敏感度評價值，并根據(jù)結(jié)果劃分出多個景觀敏感度等級標(biāo)準(zhǔn)，最終繪制出景觀敏感度多級分布圖。

(2) 相對距離敏感度Sd。假設(shè)能清楚觀測到的景觀最大距離為D，而景觀相對于觀景者的實際距離為d，且d≤D，該景觀能清楚地被觀測到時，該范圍內(nèi)的景觀敏感度Sd=d/D為1，Sd值在0～1范圍內(nèi)變化。D可根據(jù)評價者所需的精度來取值。

在進(jìn)行景觀敏感度評價工作時，先確定觀景者的觀測位置，一般該位置多處于重要觀景點或景觀分界線上，重要觀景點和觀景線可作為劃分D值的基點和基線。由于觀測者位置的景觀線存在交叉或重疊現(xiàn)象，可分別計算出交叉帶或重疊帶的景觀敏感度，一般取其中的最大值作為重要景觀的景觀敏感度值。

(3) 景觀出現(xiàn)幾率敏感度St。假設(shè)T為觀測者觀測待評價景觀區(qū)域內(nèi)所有景觀所需的時間，t為觀測部分景觀的所需時間，則該景觀的敏感度用景觀出現(xiàn)的概率來評價，St=t/T，當(dāng)某一區(qū)域內(nèi)的景觀具有惟一性，則景觀敏感度St=1，其他情況下St值在0～1范圍內(nèi)變化。

若用景觀內(nèi)的景觀長度來評價時，St=l/L，l為景觀的路線長度，L為區(qū)域內(nèi)景觀線的長度。可以直接從地形圖上計算得到該景觀敏感度，同時根據(jù)不同比例尺的地形圖得到不同等級的景觀敏感度分級分布圖。

(4) 景觀醒目程度Sc。景觀醒目程度取決于景觀和環(huán)境的對比度，對比度越高，醒目程度和景觀敏感度越高。在景觀帶中不同的景觀元素，如草地、林地、巖體等，它們的對比度都不一樣，得到不同的敏感度后，在圖中標(biāo)出高敏感區(qū)。

(5) 景觀敏感度綜合評價。以上4點因素為景觀敏感度的單項因素，可單獨分析研究，也可綜合分析得到區(qū)域內(nèi)的綜合敏感度，通過分量函數(shù)的關(guān)系得到綜合景觀敏感度S

S=f(Sα,Sd,St,Sc)

(3)

根據(jù)式(3)計算得到的景觀敏感度可將景觀劃分為3個不同的等級區(qū)，分別為高度敏感區(qū)、中等敏感區(qū)和低敏感區(qū)。景觀敏感度等級的劃分原則并不具有惟一性，不同的景觀用途和要求都可以作為劃分的依據(jù)，具體根據(jù)使用者的需求而定。

3.2 景觀敏感度影響因素

(1) 內(nèi)部因素。植被是組成景觀的主要部分，是影響景觀敏感度的最直接因素。區(qū)域內(nèi)植被種類、植被群落越豐富，景觀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，造成群落的自我調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)，敏感度越高。同時，沿線景觀內(nèi)的土壤條件、水環(huán)境也影響著景觀中植物群落的發(fā)育狀況，在土壤條件和水環(huán)境較好的區(qū)域，景觀敏感度較高。在自然環(huán)境下，植被群落的發(fā)展受到地形和周邊環(huán)境的制約，需參考由遙感技術(shù)得到的地形圖，再結(jié)合實地調(diào)查，綜合分析景觀敏感度。

(2) 外部因素。外部因素主要包括氣候因素和人為因素。氣候變化是直接作用在景觀生態(tài)系統(tǒng)上，而且影響是有目共睹的。高溫多雨的濕熱氣候有利于動植物的生長；寒冷少雨的干燥氣候則會抑制動植物的生長。在濕熱的氣候中動植物的多樣性也導(dǎo)致景觀敏感度大大提高。人為因素是多種因素下對景觀影響效果最大的，且具有多變性和適應(yīng)性。人為的施工建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的破壞是不可逆的，在受到影響后直接引起生態(tài)景觀的變化，且將生態(tài)系統(tǒng)維持到一個平衡點。

在綜合考慮內(nèi)外因素后，景觀敏感度在不同比例尺圖上進(jìn)行評價時是可以分級別的。在不同級別、不同層次下的評價需考慮的因素也不盡相同，但是基本程序是一樣的。在制定出單一因素景觀敏感度分級分布圖后，將多個因素分級分布圖疊加，得到景觀敏感度綜合分級分布圖。

4 結(jié) 語

在對山區(qū)公路施工景觀理論進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合山區(qū)工程建設(shè)特點，給出相應(yīng)的施工景觀評價方法與內(nèi)容，并提出了相應(yīng)的生態(tài)評價指標(biāo)。工程施工現(xiàn)場調(diào)查情況表明，山區(qū)公路施工生態(tài)景觀受施工技術(shù)和經(jīng)濟(jì)利益等因素影響較大。特別是改擴(kuò)建工程中，由于施工并未中斷交通，沿線環(huán)境景觀對交通的影響及社會對工程建設(shè)的總體評價更值得注意。

[1] 李廣濤.公路建設(shè)項目生態(tài)環(huán)境評價方法研究進(jìn)展[J].四川環(huán)境，2009，28(4):55-59.

[2] 楊夢瑩.高等級公路對生態(tài)保護(hù)區(qū)環(huán)境損傷性研究[D].長沙：中南大學(xué)，2013.

[3] 許大為.寒區(qū)高等級公路生態(tài)恢復(fù)模式與景觀評價研究[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2013.

[4] 龍 翔.公路建設(shè)項目的生態(tài)影響評價研究與實例分析[D].廣州：暨南大學(xué)，2010.

[5] 胡圣能.高速公路景觀規(guī)劃與設(shè)計技術(shù)研究[D].西安：長安大學(xué)，2011.

[6] 陳 薇.環(huán)境影響評價中生物多樣性的影響評價探析[J].資源開發(fā)與市場，2007，23(3):224-226.

[7] 陳雁平.建設(shè)項目的環(huán)境影響評價方法學(xué)研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2009.

[責(zé)任編輯:譚忠華]

Evaluation of Impact of Mountain Highway Construction on Landscape Along the Route

MI Yong-jin

(Hebei Provincial Expressway Management Bureau, Shijiazhuang 050000, Hebei, China)

According to the environmental characteristics of mountain highway, landscape ecology theory system framework commonly used to solve ecological environment problems was applied to analyze the landscape sensitivity following the method for evaluation of impact of mountain highway construction. Both internal and external factors were considered, and a graded distribution chart was drawn to indicate landscape sensitivity, which provides important guidance to landscape and ecology protection during decision-making and construction period of a mountain highway project.

mountain highway; landscape; landscape evaluation theory; landscape sensitivity

1000-033X(2015)04-0055-03

2014-12-03

U418.9

B