生態(tài)脆弱區(qū)鐵路工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響研究
——以紅柳河至淖毛湖鐵路為例

劉毅寬

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，西安　710043)

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生態(tài)脆弱區(qū)鐵路工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響研究
——以紅柳河至淖毛湖鐵路為例

劉毅寬

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，西安710043)

對(duì)位于新疆生態(tài)脆弱區(qū)的紅柳河至淖毛湖鐵路工程建設(shè)過(guò)程中可能的生態(tài)環(huán)境影響進(jìn)行分析，重點(diǎn)研究鐵路建設(shè)過(guò)程中對(duì)所經(jīng)區(qū)域的自然植被、水土保持等的影響途徑、影響程度及相應(yīng)環(huán)保措施。指出現(xiàn)行環(huán)評(píng)體制下，鐵路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)評(píng)存在的不足并提出相應(yīng)建議。

鐵路；建設(shè)項(xiàng)目；環(huán)境影響評(píng)價(jià)；生態(tài)環(huán)境；生態(tài)脆弱區(qū)

1　概述

我國(guó)自20世紀(jì)80年代開(kāi)始進(jìn)行鐵路建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)價(jià)。在鐵路環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作不斷走向規(guī)范化的同時(shí)，鐵路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)的廣度和深度也在不斷得到發(fā)展[1]。開(kāi)展環(huán)評(píng)的項(xiàng)目也從最初的重點(diǎn)項(xiàng)目擴(kuò)展到各類(lèi)鐵路建設(shè)項(xiàng)目，包括各類(lèi)新建項(xiàng)目和改、擴(kuò)建鐵路項(xiàng)目。目前，我國(guó)開(kāi)展的鐵路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)評(píng)，在評(píng)價(jià)因子、標(biāo)準(zhǔn)、方法、深度和評(píng)價(jià)范圍等方面已形成了一套比較完善的評(píng)價(jià)體系[2-4]。

隨著西部大開(kāi)發(fā)及“一帶一路”建設(shè)的不斷深入，我國(guó)西北地區(qū)的鐵路建設(shè)將逐步增多。我國(guó)西北大部分地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，基本建設(shè)與生態(tài)保護(hù)存在一定的矛盾，為了在鐵路建設(shè)運(yùn)營(yíng)的同時(shí)保護(hù)好工程所在地的自然生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)鐵路建設(shè)與周邊生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展[4-6]，加強(qiáng)西北地區(qū)鐵路建設(shè)對(duì)生態(tài)脆弱區(qū)的生態(tài)環(huán)境影響研究十分必要。然而，目前針對(duì)生態(tài)脆弱區(qū)鐵路生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究較少，針對(duì)具體工程案例的研究更少[7]。以位于新疆哈密地區(qū)建設(shè)中的紅柳河至淖毛湖鐵路及其區(qū)域生態(tài)環(huán)境為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)該工程項(xiàng)目所在地自然植被與水土保持現(xiàn)狀，影響途徑與程度的研究[8]，提出了相應(yīng)的生態(tài)保護(hù)與水土保持措施。結(jié)合其他鐵路建設(shè)項(xiàng)目指出了目前的鐵路環(huán)境影響評(píng)價(jià)機(jī)制存在的一些不足并提出了相應(yīng)的建議。

2　鐵路工程及沿線(xiàn)生態(tài)環(huán)境概況

2.1鐵路工程概況

本研究以正在設(shè)計(jì)中的紅柳河至淖毛湖鐵路及其周邊區(qū)域的生態(tài)環(huán)境為研究范圍，其縱向范圍包括鐵路的工程設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，橫向范圍為鐵路中心線(xiàn)兩側(cè)各300 m區(qū)域，各站場(chǎng)所用地外100 m以?xún)?nèi)的區(qū)域；另外，還包括取棄土場(chǎng)、各類(lèi)料場(chǎng)、臨時(shí)場(chǎng)地等占地外延100 m以?xún)?nèi)以及施工便道中心線(xiàn)兩側(cè)30 m以?xún)?nèi)的區(qū)域。

2.2沿線(xiàn)生態(tài)環(huán)境概況

該擬建鐵路沿線(xiàn)區(qū)域地處溫帶荒漠草原區(qū)，區(qū)內(nèi)植物種類(lèi)貧乏，且以鹽生、旱生植物為主，多為灌木、草甸、草原植物，喬木種類(lèi)較少，組成單一。與之相對(duì)應(yīng)的是區(qū)內(nèi)動(dòng)物種類(lèi)數(shù)量較少，且可能出現(xiàn)多種國(guó)家Ⅰ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物。該鐵路線(xiàn)路所經(jīng)區(qū)域水土流失較為嚴(yán)重，戈壁和鹽堿地占總面積的50%以上，該區(qū)域?qū)儆诘湫偷纳鷳B(tài)脆弱區(qū)。本次評(píng)價(jià)的目標(biāo)和控制目標(biāo)主要是以保護(hù)珍稀野生動(dòng)植物資源及防水土流失為目標(biāo)[9]。該鐵路建設(shè)項(xiàng)目與周邊生態(tài)功能保護(hù)區(qū)位置關(guān)系見(jiàn)圖1。

圖1　新建紅柳河至淖毛湖礦區(qū)鐵路與哈密東天山生態(tài)功能保護(hù)區(qū)位置關(guān)系

3　鐵路建設(shè)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境影響分析

3.1分析方法

此次評(píng)價(jià)的方法主要為在實(shí)地調(diào)查和資料收集的基礎(chǔ)之上，利用遙感和地理信息系統(tǒng)等手段對(duì)鐵路沿線(xiàn)植被類(lèi)型、土地利用現(xiàn)狀、荒漠化現(xiàn)狀、土壤侵蝕現(xiàn)狀以及線(xiàn)路與敏感區(qū)位置關(guān)系等進(jìn)行深入分析[10-11]。

3.2工程對(duì)植被資源的影響分析3.2.1區(qū)域植被類(lèi)型現(xiàn)狀

植被資源調(diào)查采用樣方調(diào)查、資料查詢(xún)并結(jié)合遙感影像數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行[12]。將鐵路工程和沿線(xiàn)的植被類(lèi)型圖相疊加，計(jì)算鐵路建設(shè)破壞的植被類(lèi)型和面積以及所造成的生產(chǎn)力減少和生物量損失。鐵路沿線(xiàn)兩側(cè)植被類(lèi)型面積如表1所示。

表1　線(xiàn)路兩側(cè)植被類(lèi)型面積統(tǒng)計(jì)　hm2

根據(jù)邢文淵等(2007)[13]的研究，該鐵路沿線(xiàn)地區(qū)生態(tài)環(huán)境較為脆弱，且荒漠化程度有進(jìn)一步加劇的趨勢(shì)。因此該區(qū)植被承擔(dān)著防止荒漠化、防止沙漠入侵、固沙的重要生態(tài)功能。故需對(duì)該區(qū)植被做重點(diǎn)的研究分析。

由表1可見(jiàn)，鐵路沿線(xiàn)植被類(lèi)型以荒漠類(lèi)為主，占評(píng)價(jià)范圍總面積的90.4%，鹽生草甸植被占1.0%，栽培植被占6.3%，而溫帶落葉闊葉林的面積所占比例很少，表明該評(píng)價(jià)范圍內(nèi)植被多樣性較差。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，擬建鐵路沿線(xiàn)荒漠植被的分布面積較廣，但其植被覆蓋度較低，生產(chǎn)力低下，主要原因在于該區(qū)域降水量少且分布不均。

3.2.2工程建設(shè)對(duì)植被的影響分析

擬建鐵路工程對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)植被的影響主要是工程施工過(guò)程中造成的植被破壞而導(dǎo)致的生物量減少以及植被覆蓋率降低等方面。該鐵路沿線(xiàn)植被類(lèi)型主要為荒漠植被，均為戈壁荒漠地區(qū)常見(jiàn)的植被類(lèi)型，群落結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，物種組成較為單一，植被覆蓋度較低。

造成植被損失的主要工程行為包括路基施工、取棄土、施工臨時(shí)占地等，這些行為將破壞施工區(qū)域內(nèi)全部植被，并對(duì)周邊施工作業(yè)區(qū)植被產(chǎn)生一定程度的破壞。

由于鐵路建設(shè)具有條帶狀特點(diǎn)，且植被損失面積占沿線(xiàn)同一植被類(lèi)型面積的比例極小，因此工程占地對(duì)沿線(xiàn)植被資源數(shù)量影響不大，對(duì)區(qū)域生態(tài)完整性的破壞影響很小。本次工程全線(xiàn)永久占用林地面積14.4 hm2，多為廠區(qū)、礦區(qū)周邊人工林木和灌木林。工程將占用少量林地和砍伐樹(shù)木，不會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)、林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)造成大的影響。

對(duì)鐵路所經(jīng)區(qū)域來(lái)說(shuō)，臨時(shí)用地僅造成生物生產(chǎn)力暫時(shí)性損失，施工結(jié)束后在一定的生產(chǎn)條件下生產(chǎn)力能夠得到恢復(fù)，而永久占地的生物生產(chǎn)力損失則是永久性不可逆的。本項(xiàng)目對(duì)當(dāng)?shù)刂脖辉斐傻纳a(chǎn)力、生物量損失估算見(jiàn)表2。

表2　生物量損失估算

根據(jù)表2，永久占地生物量損失約4 895.3 t/年，生產(chǎn)力損失為97.7 t/年；而臨時(shí)占地在植被未恢復(fù)以前造成的生物量損失約2 116.7 t/年。

3.3工程建設(shè)造成的水土流失評(píng)價(jià)

3.3.1工程沿線(xiàn)水土流失現(xiàn)狀

本次分析利用衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，同時(shí)參考相關(guān)圖件，得出工程沿線(xiàn)土壤侵蝕現(xiàn)狀。分析結(jié)果表明：鐵路沿線(xiàn)區(qū)域?qū)僦袦貛Ц珊荡箨懶詺夂騾^(qū)，降雨少，蒸發(fā)量大，降雨主要集中在6～9月份。線(xiàn)路所經(jīng)地區(qū)水土流失類(lèi)型由風(fēng)力侵蝕向風(fēng)水混合侵蝕過(guò)度，侵蝕強(qiáng)度以中強(qiáng)度為主，部分地區(qū)達(dá)到了劇烈程度。

3.3.2影響途徑及水土流失量預(yù)測(cè)

(1)水土流失影響途徑

工程所在區(qū)域，降水稀少，除小部分綠洲區(qū)外植被覆蓋率極低，沿線(xiàn)地表主要是相對(duì)穩(wěn)定的礫幕和沙結(jié)皮，其對(duì)風(fēng)蝕的抑制效應(yīng)非常明顯。在工程建設(shè)過(guò)程中主體工程臨時(shí)工程施工會(huì)剝?nèi)セ蚰雺罕韺拥闹参?、礫幕和結(jié)皮，對(duì)表土造成強(qiáng)烈擾動(dòng)，破壞地表植被和地表穩(wěn)定物質(zhì)結(jié)構(gòu)，使結(jié)皮下的松散沙粒裸露，同時(shí)工程施工時(shí)路基站場(chǎng)填筑后的表層和土方的臨時(shí)堆放，會(huì)形成疏松的表層，在風(fēng)力和水力的作用下極易流失，加劇當(dāng)?shù)氐耐寥狼治g，使沿線(xiàn)水土流失更為惡化。

(2)預(yù)測(cè)方法

本段工程鐵路沿線(xiàn)土壤侵蝕以風(fēng)力侵蝕為主，局部地區(qū)兼有水利侵蝕。根據(jù)本段工程的施工特點(diǎn)及沿線(xiàn)土壤、植被、降水等自然環(huán)境特征，項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中造成的新增水土流失量采用經(jīng)驗(yàn)公式法和類(lèi)比法相結(jié)合的方法進(jìn)行預(yù)測(cè)。

(3)水土流失量預(yù)測(cè)

經(jīng)計(jì)算，預(yù)測(cè)時(shí)段內(nèi)產(chǎn)生的水土流失總量為141.16萬(wàn)t，新增水土流失量91.53萬(wàn)t。其中主體工程新增水土流失量為41.99萬(wàn)t，占新增總量的45.9%；取土場(chǎng)新增水土流失量為44.2萬(wàn)t，占新增水土流失總量的48.3%；施工便道和施工生產(chǎn)、生活區(qū)新增水土流失量為5.3萬(wàn)t，占新增水土流失總量的5.8%。

經(jīng)分析，造成水土流失危害的主要原因如下：路基、站場(chǎng)等主體工程施工過(guò)程中取土、填筑路基，橋梁工程施工過(guò)程中基礎(chǔ)挖方與回填等工程活動(dòng)將造成表層松散土壤流失，加劇水土流失。

4　減輕鐵路建設(shè)對(duì)脆弱生態(tài)環(huán)境影響措施

4.1植物保護(hù)措施

該工程已盡量繞避了區(qū)域內(nèi)的甘肅安西極旱荒漠國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，且工程設(shè)計(jì)未在保護(hù)區(qū)設(shè)置任何臨時(shí)工程。但在工程施工過(guò)程中，仍應(yīng)對(duì)施工方進(jìn)行嚴(yán)格管理，使施工活動(dòng)盡量遠(yuǎn)離保護(hù)區(qū)，同時(shí)對(duì)施工人員宣傳動(dòng)植物保護(hù)法規(guī)，禁止進(jìn)入保護(hù)區(qū)。

施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制工程占地，對(duì)砍伐林木和占用草地應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行補(bǔ)償。采用圍欄等措施限定工程占用與擾動(dòng)范圍，臨時(shí)用地在工程結(jié)束后要采取平整、撒草籽等措施進(jìn)行恢復(fù)。永久占用林地部分的表層土應(yīng)予以收集保存，在其他土壤貧瘠處鋪設(shè)用于綠化，為植被恢復(fù)提供良好的土壤。

臨時(shí)工程設(shè)施位置盡量選擇在無(wú)植被覆蓋的裸露地表；對(duì)損失的植被進(jìn)行青苗補(bǔ)償和資源補(bǔ)償，將工程造成的生物量損失降到最低。另外，對(duì)有灌溉水源的區(qū)間路基兩側(cè)可綠化地段、部分風(fēng)沙路基段采用種植灌木的綠化措施；站區(qū)內(nèi)采用喬、灌木結(jié)合的布設(shè)原則進(jìn)行綠化設(shè)計(jì)。鐵路施工過(guò)程中應(yīng)加大對(duì)施工人員的宣傳力度，且需加強(qiáng)管理。

4.2水土流失防治措施

該鐵路工程建設(shè)期水土流失主要發(fā)生在工程建設(shè)期與自然恢復(fù)期，表現(xiàn)為工程建設(shè)破壞地貌、土壤、植被而導(dǎo)致土壤抗蝕性能降低，土壤流失量增加。水土流失防治措施如下所述。

(1)路基工程防護(hù)措施：對(duì)于沙類(lèi)土、粉土等細(xì)顆粒填料填筑的路堤段及邊坡高度大于8 m的路堤和路塹兩側(cè)鋪設(shè)土工格柵，并采取方格式骨架護(hù)坡進(jìn)行擋護(hù)。路基兩側(cè)設(shè)置側(cè)溝，路塹坡頂設(shè)置截水溝，形成完善的排水系統(tǒng)。另外，需對(duì)路基兩側(cè)種植植物以減輕鐵路工程帶來(lái)的水土流失。

(2)取土場(chǎng)區(qū)防護(hù)措施：全線(xiàn)取土場(chǎng)主要為路基和站場(chǎng)取土，需堅(jiān)持集中取土原則，嚴(yán)禁隨意擴(kuò)大開(kāi)挖面積，嚴(yán)禁扒皮取土，取土完后，需清理平整場(chǎng)地，采用礫石壓蓋或者灑水結(jié)皮措施。當(dāng)取土場(chǎng)地為草地時(shí)，還需恢復(fù)植被。措施實(shí)施后，應(yīng)關(guān)閉場(chǎng)地，停止對(duì)場(chǎng)地的擾動(dòng)。

5　討論與結(jié)論

5.1討論

由于鐵路工程為線(xiàn)形工程，損失的植被面積占沿線(xiàn)地區(qū)同一植被類(lèi)型面積的比例極小，故工程占地對(duì)沿線(xiàn)植被資源的影響不大。對(duì)損失的生物量通過(guò)植被恢復(fù)等措施加以緩解，可有效補(bǔ)償因工程建設(shè)造成的植被生物量損失。

該工程所處區(qū)域?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，該工程造成的水土流失主要發(fā)生在工程建設(shè)期和自然恢復(fù)期，表現(xiàn)為工程建設(shè)破壞地貌、土壤、植被而導(dǎo)致土壤抗蝕性能降低，土壤流失量增加。施工期及工程竣工后若不采取有效的防治措施，不僅會(huì)引起施工區(qū)土地荒漠化程度的加劇，而且流沙會(huì)侵蝕施工區(qū)以外的區(qū)域，造成荒漠化土地的擴(kuò)大與蔓延。通過(guò)采取工程、植被及臨時(shí)防治措施后，可有效減少由于工程建設(shè)而新增的水土流失量以及原地貌的部分水土流失量。

5.2結(jié)論

雖然目前鐵路的環(huán)境影響評(píng)價(jià)已經(jīng)深入到鐵路建設(shè)的全程之中，但通過(guò)本研究可以看到，當(dāng)前，鐵路環(huán)境影響評(píng)價(jià)仍有問(wèn)題未得到解決。當(dāng)這些問(wèn)題表現(xiàn)在生態(tài)脆弱區(qū)的鐵路建設(shè)時(shí)，由此帶來(lái)的不良后果相較其它地區(qū)更為明顯。

(1)解決鐵路環(huán)評(píng)滯后問(wèn)題：由于工程在可研階段的工作深度難以滿(mǎn)足環(huán)評(píng)要求，導(dǎo)致鐵路工程環(huán)評(píng)工作滯后，進(jìn)而造成鐵路環(huán)評(píng)無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)價(jià)其對(duì)周?chē)匀簧鷳B(tài)環(huán)境造成的影響。實(shí)際上，隨著多年鐵路環(huán)評(píng)工作積累的資料，目前鐵路工程對(duì)環(huán)境影響的基本規(guī)律已較為全面，因此可通過(guò)建立環(huán)境影響評(píng)價(jià)決策支持系統(tǒng)，以解決鐵路項(xiàng)目可行性研究階段進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)時(shí)遇到的困難，即部分解決了鐵路環(huán)評(píng)的滯后問(wèn)題。

(2)鐵路環(huán)評(píng)應(yīng)進(jìn)行綜合定量化評(píng)估：目前鐵路環(huán)評(píng)中基本不做綜合定量評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)論是各要素評(píng)價(jià)結(jié)果陳列，而缺少工程對(duì)環(huán)境總體影響的綜合評(píng)估，這也是需要在今后的評(píng)估中進(jìn)行研究并應(yīng)用于工程之中。

(3)體現(xiàn)清潔生產(chǎn)的全過(guò)程控制：鐵路工程環(huán)評(píng)作為環(huán)境可行性論證的依據(jù)，應(yīng)充分體現(xiàn)清潔生產(chǎn)工藝和全過(guò)程控制的思想，應(yīng)促使鐵路工程在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)中充分采用新技術(shù)，杜絕施工期對(duì)環(huán)境的破壞和減輕運(yùn)營(yíng)期生產(chǎn)輔修設(shè)施對(duì)環(huán)境的影響。

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The Impact Analysis of Peripheral Ecological Environment of Railway Construction in Ecological Fragile Region

LIU Yi-kuan

(China Railway First Survey & Design Institute Group Ltd.，Xi’an 710043，China)

This paper analyzes the impact of railway construction on peripheral ecological environment with reference to the new Hongliulin to Naomaohu railway in Xinjiang，addresses the way and degree of the influences on the natural vegetation，the soil and water conservation of the peripheral areas and the environmental protection measures.The insufficiencies in railway environmental impact assessment are pointed out and recommendations are offered.

Railway; Construction project; Environmental impact assessment; Ecological environment; Ecological fragile region

2016-03-18；

2016-04-01

劉毅寬(1983—)，男，工程師，工學(xué)碩士，主要從事鐵路環(huán)境保護(hù)與環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作。E-mail：370005843@qq.com。

1004-2954(2016)10-0141-04

X820.3

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2016.10.031