高速公路建設(shè)對沿線植被資源的影響分析研究

王 振

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

高速公路的快速發(fā)展，既促進(jìn)了區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，同時提高了人們的生活質(zhì)量，更好地滿足了人們?nèi)找嬖鲩L的出行需求。然而，高速公路的建設(shè)不可避免地對周邊自然環(huán)境和生態(tài)植被造成一定程度的破壞和影響，尤其是公路的永久占地，將造成征地范圍內(nèi)耕地數(shù)量的下降、植被數(shù)量和覆蓋率的減少[1-2]。項衛(wèi)東等研究認(rèn)為高速公路建設(shè)對周邊區(qū)域植物多樣性影響較小，通過道路兩側(cè)或邊坡植被綠化，有利于動植物資源的保護(hù)[3]。劉杰等研究表明高速公路建設(shè)會對沿線各類植被（喬木、灌木和草本）的生物量造成不同類別的影響，喬木主要受負(fù)面影響，而灌木和草本主要受正面影響[4]。屈越強(qiáng)等基于Landsat遙感數(shù)據(jù)源，利用遙感技術(shù)，結(jié)合歸一化植被指數(shù)，研究發(fā)現(xiàn)公路建設(shè)對沿線植被的砍伐會對周邊植被覆蓋度產(chǎn)生顯著影響[5]。因此，如何能處理好高速公路建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的矛盾已是區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。本文以山西省某高速公路建設(shè)為研究對象，結(jié)合項目所在區(qū)域的生態(tài)環(huán)境特點，探討公路工程建設(shè)對于沿線植被資源的影響，可為高速公路建設(shè)植被資源影響評價提供重要的參考和經(jīng)驗借鑒。

1 項目及項目區(qū)概況

山西省某高速公路建設(shè)項目主線全長68.664 km，雙向四車道，設(shè)計速度100 km/h；全線設(shè)置橋梁11 371 m/33座，涵洞165道，隧道3 215 m/2座，橋隧比20.74%；互通式立交5處，分離式立交4處，收費站3處，服務(wù)區(qū)1處；工程占地694.61 hm2，其中永久占地564.21 hm2，臨時占地130.40 hm2，占用林地為主，其次為旱地、水澆地及荒草地等。

項目區(qū)地貌類型以河谷平原和黃土丘陵地貌為主。氣候類型屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，多年平均降水量421.2 mm，年均氣溫3.6℃～7.3℃左右，全年日照時數(shù)2 600～3 100 h。項目區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向西風(fēng)、西北風(fēng)，多年平均風(fēng)速2.5～3 m/s。土壤類型以草甸土和山地栗鈣土為主；植被類型以風(fēng)沙防護(hù)林、灌木林、灌草叢等為主，項目區(qū)林草植被覆蓋率31.82%。

2 植物資源現(xiàn)狀分析

2.1 現(xiàn)狀調(diào)查方法

2.1.1 野外實地調(diào)查

在對公路全線進(jìn)行現(xiàn)場踏勘時，選取區(qū)域典型植被類型進(jìn)行采樣，作為衛(wèi)星遙感影像判讀植被類型和土地利用類型的基礎(chǔ)，根據(jù)室內(nèi)判讀的植被與土地利用類型初圖，現(xiàn)場核實判讀的正誤率。實地調(diào)查采取線路調(diào)查與重點調(diào)查相結(jié)合的方法，對于植被覆蓋度較低的區(qū)域采取線路調(diào)查，在重點施工區(qū)域以及植被覆蓋狀況良好的區(qū)域進(jìn)行重點調(diào)查。

2.1.2 生態(tài)制圖

在野外實地調(diào)查的基礎(chǔ)上，利用GPS定位與GIS（地理信息系統(tǒng)）相結(jié)合的方法，對項目區(qū)土地利用類型進(jìn)行數(shù)字化研讀，在此基礎(chǔ)上，形成項目區(qū)域內(nèi)數(shù)字化的土地利用類型與植被類型圖，進(jìn)行生態(tài)環(huán)境影響的定性與定量評價。本次調(diào)查選用項目區(qū)美國陸地衛(wèi)星近期影像圖片（TM），其分辨率為30 m，對監(jiān)督分類產(chǎn)生的植被初圖，結(jié)合路線調(diào)查記錄和坡度、坡向、等高線等基礎(chǔ)信息，對植被類型圖進(jìn)行目視解譯糾正，獲得符合評價精度要求的植被類型圖。

2.2 項目沿線植物資源分布概況

依據(jù)山西省植被區(qū)劃，項目沿線所經(jīng)區(qū)域?qū)贉貛Ц刹輩埠桶敫珊挡菰瓍^(qū)，主要的草本植被物種有百里香、胡枝子、大針茅、冷蒿和隱子草等，均為旱生植物，栽培植被以莜麥、馬鈴薯和胡麻等為主，屬于一年一熟制。果樹除花紅果和杏分布較普遍外，局部環(huán)境較好的地方有蘋果、棗、核桃等。

2.3 項目評價范圍內(nèi)植被分布現(xiàn)狀

采用ERDAS Imagine軟件對項目區(qū)域遙感衛(wèi)星影像進(jìn)行分類處理，將得到的植被現(xiàn)狀圖輸入ArcGIS，利用ArcGIS提供的緩沖區(qū)分析功能，對高速公路評價范圍（公路中心線兩側(cè)各300 m，含臨時占地）內(nèi)的植被類型及其面積進(jìn)行統(tǒng)計與分析（表1）。從表1中可以看出，高速公路評價范圍內(nèi)植被以栽培植被為主，占總面積的53.26%，其次為闊葉林，占總面積的26.31%。由此可見，評價范圍內(nèi)開發(fā)強(qiáng)度較高，自然植被以灌草叢為主。

表1 高速公路評價范圍內(nèi)各類植被類型土地面積統(tǒng)計表

2.4 植被生物量與植被生產(chǎn)力

2.4.1 植被生物量

根據(jù)國內(nèi)有關(guān)植被生物量研究成果[6]，對高速公路評價范圍內(nèi)的植被生物量進(jìn)行了估算（表2）。從表2中可以看出，高速公路評價范圍內(nèi)植被生物量約79 738.5 t。項目沿線闊葉林以50年代綠化的小葉楊純林為主，由于土地貧瘠干旱，栽植較密，后期的撫育管理措施較差，形成了當(dāng)?shù)氐牡彤a(chǎn)楊樹林，俗稱“老頭樹”，因此評價范圍內(nèi)的實際植被生物量比估算結(jié)果要小。

表2 高速公路評價范圍植被生物量估算表

2.4.2 植被生產(chǎn)力

根據(jù)國內(nèi)有關(guān)植被生產(chǎn)力研究成果[6]，對高速公路評價范圍內(nèi)的植被生產(chǎn)力進(jìn)行了估算（表3）。從表3中可以看出，評價范圍內(nèi)植被生產(chǎn)力約12 052.93 t/a。

表3 高速公路評價范圍植被生產(chǎn)力估算表

3 對沿線植被資源的影響分析

3.1 植被面積損失

高速公路施工期由于路基占用土地（尤其是耕地）、填挖方、取土及臨時工程用地使公路占地范圍內(nèi)的農(nóng)田、林木、灌草叢等遭受砍伐、鏟除、掩埋等一系列人為干擾活動，使路基范圍內(nèi)的植被全部消失，公路沿線及周邊植被面積減少，生物量及生態(tài)服務(wù)功能下降，植被類型可能會由多樣化類型變?yōu)閱我活愋停锒鄻有詼p少，這些破壞是永久的、不可逆的，也是公路建設(shè)項目所不可避免的。根據(jù)衛(wèi)星遙感判讀結(jié)果和相關(guān)設(shè)計資料進(jìn)行估算，公路工程占地所導(dǎo)致的植被面積損失情況見表4。

表4 高速公路工程占地導(dǎo)致的植被面積損失情況表

從表4中可以看出，工程征占用的自然植被面積為247.67 hm2，占植被總損失面積的44.19%；自然植被以灌草叢和小葉楊低產(chǎn)林為主，其中占用闊葉林面積較大。工程占地中栽培植被的面積為312.82 hm2，損失量相對較大，占植被總損失面積的55.81%，占評價范圍內(nèi)該類型面積的12.06%。總體說來，高速公路沿線自然植被分布面積較小，且群落結(jié)構(gòu)極為簡單，物種組成較為單一。

3.2 植被生物量與生產(chǎn)力損失

高速公路建設(shè)使公路占地范圍內(nèi)植被遭受破壞，將導(dǎo)致植被生物量的損失及生物生產(chǎn)量的減少。根據(jù)相關(guān)研究成果[6]，對公路工程占地引起的植被生物量與生產(chǎn)力損失進(jìn)行了估算（表5、表6）。

從表5、表6可以看出，高速公路占用土地所導(dǎo)致的植被生物量損失約8 591.47 t，占評價范圍內(nèi)生物量的21.82%；植被生產(chǎn)力損失約4 418.612 t/a，約占評價范圍內(nèi)總生產(chǎn)力的33.88%。其中，闊葉林的生物量損失、栽培植被的生產(chǎn)力損失比例相對較大。

表5 高速公路工程占地植被生物量損失估算表

表6 高速公路工程占地植被生產(chǎn)力損失估算表

3.3 高速公路綠化對評價范圍內(nèi)植被生物量的補(bǔ)償

高速公路永久占地將完全破壞原有的植被，導(dǎo)致評價范圍區(qū)的植物全部死亡。目前，高速公路綠化以生態(tài)恢復(fù)為主導(dǎo)思想，根據(jù)公路沿線生態(tài)特點，盡量采用鄉(xiāng)土樹種，合理搭配喬木、灌木和地被植物，使當(dāng)?shù)匾哑茐牡纳鷳B(tài)進(jìn)行最大限度的恢復(fù)與重建，這樣經(jīng)過2～3年的植被恢復(fù)基本上可以彌補(bǔ)公路永久占地?fù)p失的生物量。

4 結(jié)語

在高速公路建設(shè)過程中，工程永久占地將使植被生境遭到破壞，植物個體失去生長環(huán)境，其影響程度是不可逆的。在工程建設(shè)初期，由于機(jī)械碾壓、施工人員踐踏等，施工作業(yè)周圍的植被將遭到破壞，降低了野生植被的覆蓋度。在工程建設(shè)后期，對路基邊坡、互通立交、取土場、棄渣場和施工場地等進(jìn)行了植草綠化，使原來被破壞的植被得到一定的補(bǔ)償，對于維護(hù)公路正常運(yùn)營、減少水土流失、改善公路沿線的生態(tài)環(huán)境起到了積極作用，從而促使高速公路建設(shè)與區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)得到協(xié)調(diào)發(fā)展。