道路路網(wǎng)建設(shè)的生態(tài)影響范圍研究

崔慧珊 關(guān)磊 陳琳 李宏鈞

【摘 要】在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，我國公路建設(shè)將呈快速發(fā)展勢(shì)頭。公路建設(shè)的發(fā)展必然會(huì)對(duì)沿線的生態(tài)環(huán)境造成影響。本文針對(duì)內(nèi)蒙古溫帶草原區(qū)的主要植被類型研究了路網(wǎng)建設(shè)的生態(tài)影響范圍，為路網(wǎng)規(guī)劃環(huán)評(píng)和相關(guān)研究工作提供技術(shù)支撐和示范。

【關(guān)鍵詞】路網(wǎng)建設(shè);生態(tài)影響;范圍

中圖分類號(hào)： U412.12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）08-0160-004

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.08.070

0 概述

根據(jù)國家高速公路網(wǎng)中長(zhǎng)期規(guī)劃，在今后若干年許多公路建設(shè)項(xiàng)目都將穿過溫帶草原區(qū)。環(huán)境保護(hù)部對(duì)于路網(wǎng)規(guī)劃環(huán)評(píng)提出了越來越高的要求。目前，在路網(wǎng)規(guī)劃環(huán)評(píng)中關(guān)于公路的影響范圍是引用國外Forman等對(duì)國外道路生態(tài)影響研究確定的影響范圍，這是計(jì)算路網(wǎng)生態(tài)影響面積，以及路網(wǎng)造成景觀格局指數(shù)變化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。如果這個(gè)影響范圍偏大，則計(jì)算出路網(wǎng)對(duì)生態(tài)影響的面積就偏大，造成景觀格局變化的程度也偏高。而目前國內(nèi)對(duì)這個(gè)路網(wǎng)的生態(tài)影響范圍尚未進(jìn)行過驗(yàn)證研究。

本研究選擇內(nèi)蒙古自治區(qū)溫帶草原這一典型區(qū)域，將該區(qū)域的路網(wǎng)和土地利用類型以及植被類型等矢量數(shù)據(jù)在GIS中疊加，分析不同技術(shù)等級(jí)的路網(wǎng)建設(shè)對(duì)于不同植被類型和土地利用類型的生態(tài)影響范圍，同時(shí)可為后面章節(jié)的研究奠定基礎(chǔ)。

1 內(nèi)蒙古現(xiàn)有路網(wǎng)現(xiàn)狀

內(nèi)蒙古自治區(qū)面積廣闊，自然、地理、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等因素存在較大的差異，因此其所管轄的12個(gè)盟市的公路系統(tǒng)發(fā)展十分不均衡。其中作為內(nèi)蒙古的幾大城市呼和浩特市、鄂爾多斯市、烏蘭察布市的公路總里程數(shù)明顯高于一些偏遠(yuǎn)且經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)如錫林郭勒盟、呼倫貝爾市、興安盟。由于不同盟市的面積有一定程度的差異，為了更為準(zhǔn)確的反應(yīng)該地區(qū)的公路發(fā)展?fàn)顩r，故對(duì)其各等級(jí)道路的密度進(jìn)行了計(jì)算。

通過對(duì)內(nèi)蒙古自治區(qū)下屬的12個(gè)盟市的高速公路、國道、省道以及縣道的公路里程根據(jù)面積算得各類型公路的密度。由上表可以看出，高速公路密度最高的三個(gè)盟市是烏海市、呼和浩特市、鄂爾多斯市，密度最低的三個(gè)盟市是錫林郭勒盟、呼倫貝爾市、阿拉善盟;國道密度最高的三個(gè)盟市是烏海市、呼和浩特市、通遼市，密度最低的三個(gè)盟市是阿拉善盟、錫林郭勒盟、呼倫貝爾市;省道密度最高的三個(gè)盟市是呼和浩特市、烏海市、包頭市，密度最低的三個(gè)盟市是呼倫貝爾市、興安盟、通遼市;縣道密度最高的三個(gè)盟市是烏海市、呼和浩特市、包頭市，密度最低的三個(gè)盟市是阿拉善盟、呼倫貝市市、錫林郭勒盟。

綜上得知，內(nèi)蒙古自治區(qū)內(nèi)的12個(gè)盟市，綜合公路網(wǎng)絡(luò)較為發(fā)達(dá)是烏海市、呼和浩特市和包頭市，而公路網(wǎng)絡(luò)欠發(fā)達(dá)的是阿拉善盟、錫林郭勒盟和呼倫貝爾市。根據(jù)其發(fā)展程度可知，呼和浩特市、包頭市和烏海市是內(nèi)蒙經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為均衡，自然地理環(huán)境較好的區(qū)域，而阿拉善盟、錫林郭勒盟和呼倫貝爾市則是內(nèi)蒙古經(jīng)濟(jì)發(fā)展較落后，自然環(huán)境惡劣且地理位置相對(duì)偏遠(yuǎn)的地區(qū)，因此其現(xiàn)有路網(wǎng)的發(fā)展程度存在一定的差異。

2 內(nèi)蒙古近25年土地利用變化分析

通過網(wǎng)上下載以及遙感解譯，收集到內(nèi)蒙古自治區(qū)1985年、1996年、2000年、2006年和2009年五期的內(nèi)蒙古土地利用類型分布圖。將其土地利用類型主要分為六種：草地、林地、農(nóng)耕地、水體、裸地和人工用地六種土地利用類型，其所占面積和比例如下表所示。

從下表中可以看出，從1985年到2010年的25年間，土地利用類型中，草地所占面積及比例總體呈下降且趨勢(shì)明顯，林地基本保持不變，農(nóng)耕地、人工用地有一定程度的上升，水體也出現(xiàn)一定的下降，裸地的面積上升程度較大。針對(duì)每個(gè)土地利用類型進(jìn)行分析，由于內(nèi)蒙古是溫帶半干旱性氣候，該氣候特征下的典型植被就是溫帶草原。因此，作為該地區(qū)的典型植被類型，其在近30年中面積和比例的變化具有較強(qiáng)的代表性。

由上圖可以看出，從1985年到2010年，草地面積的急劇減少，從最高峰的785612km2下降到2010年的500472km2，減少了三分之一。由于自然演替、氣候變化、人為開發(fā)等因素的綜合作用，內(nèi)蒙古的溫帶草原在這25年間面積變化較大，其所占比例也由最高的35.05%下降到22.32%。

從上圖3.2-8可以看出，內(nèi)蒙古自治區(qū)裸地的面積在25年間上升較為明顯，與草原的退化呈一定的反相關(guān)關(guān)系。這是氣候變化、人為活動(dòng)等多方面因素共同的協(xié)同作用，但主要的影響因素還得進(jìn)行深入的研究。

3 內(nèi)蒙古現(xiàn)有路網(wǎng)的生態(tài)影響范圍

根據(jù)現(xiàn)有內(nèi)蒙古土地利用圖，對(duì)內(nèi)蒙古現(xiàn)有的高速公路以及國省道分別作緩沖區(qū)：500m，1000m，1500m，2000m，2500m，3000m，3500m，4000m，4500m，5000m。分別計(jì)算各緩沖區(qū)中土地利用類型的變化，分析其路網(wǎng)影響范圍。

通過以上的10張高速和國省道不同緩沖區(qū)范圍內(nèi)的土地利用現(xiàn)狀分布圖可以大致看出，不同緩沖區(qū)范圍內(nèi)，不同類型的土地利用所占的比例均有變化，因此針對(duì)不同緩沖區(qū)內(nèi)的6種土地利用類型占地比例進(jìn)行了分析，并將其與整個(gè)內(nèi)蒙古自治區(qū)各類土地利用所占比例進(jìn)行了比較，分析得到內(nèi)蒙古高速與國省道在內(nèi)蒙古分布的主要特征。

從上表可以看出，隨著路網(wǎng)緩沖區(qū)的擴(kuò)大，草地、林地、水體以及裸地所占的比例都有一定程度的上升，而農(nóng)耕地和人工用地的比例都有一定程度的下降。由此可以推斷，路網(wǎng)的建設(shè)帶來沿線人為活動(dòng)的加劇，因此越靠近路網(wǎng)的區(qū)域其農(nóng)耕地和人工用地的比例越高;反之，其自然生境類型則會(huì)隨著距離路網(wǎng)越遠(yuǎn)而相應(yīng)增加。與整個(gè)區(qū)域各土地利用類型所占比例相比，林地和水體土地利用類型明顯低于整個(gè)區(qū)域這兩種生境所占的比例，可以看出內(nèi)蒙古交通部門在進(jìn)行路網(wǎng)規(guī)劃的時(shí)，針對(duì)水體和林地這兩種生態(tài)較為敏感的土地利用類型進(jìn)行了避繞，因此其路網(wǎng)緩沖區(qū)內(nèi)的這兩種土地利用類型所占比例低于整體水平。

而草地在整個(gè)區(qū)域所占的平均水平則低于在路網(wǎng)緩沖區(qū)內(nèi)的所占比例，推測(cè)由于內(nèi)蒙古自治區(qū)內(nèi)的主要城市和居民點(diǎn)都主要集中在草原河谷地區(qū)，因此在該土地利用類型中修建的高速和國省道等主要道路的比例較高，從而造成了其在路網(wǎng)緩沖區(qū)中所占的比例高于在整個(gè)區(qū)域的平均水平。以草地這一路網(wǎng)影響的主要區(qū)域?yàn)槔治銎湓诓煌肪W(wǎng)緩沖區(qū)內(nèi)的變化情況，如下圖所示：

從上圖可以看出，草地這種土地利用類型在路網(wǎng)緩沖區(qū)內(nèi)所占的比例總體變化不大，但在2000m緩沖區(qū)后趨于平緩。因此可以推斷，內(nèi)蒙古自治區(qū)公路的影響范圍大概在2000m左右。但其具體的影響程度和范圍，還需要進(jìn)一步的其它相關(guān)研究。根據(jù)李雙成等（2004）對(duì)全國路網(wǎng)的影響范圍進(jìn)行了研究，中國道路影響生態(tài)系統(tǒng)面積占全國國土面積的18.37%;全國高速公路的平均影響距離為1000m，但是在草地生境和荒地生境中公路的影響范圍有一定程度的擴(kuò)大。因此本研究的結(jié)論與其基本一致。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Allison M. Fleury， Robert D. Brown， A framework for the design of wildlife conservation corridors with specific application to southwestern Ontario， Landscape and Urban Planning， 1997， 37：163-186.

[2]André BotequilhaLeit？o， Jack Ahern， Applying landscape ecological concepts and metrics in sustainable landscape planning， Landscape and Urban Planning， 2002， 59： 65-93.

[3]Davide Geneletti， Using spatial indicators and value functions to assess ecosystem fragmentation caused by linear infrastructures， International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation， 2004（5）：1-15.

[4]Forman RTT， Estimate of the area affected ecologically by the road system in the United States [J]， Conservation Biology， 2000， 14： 36-46.

[5]Sari C. Saunders， Mo R. Mislivets， Jiquan Chen， Dacid T. Cleland， Effects of roads on landscape structure within nested ecological units of the Northern Great Lakes Region， USA， Biological Conserbation， 2002， 103： 209-225.

[6]Pierre Joly， Claire Morand， Aurélie Cohas， Habitat Fragmentation and amphibian conservation： building a tool for assessing landscape matrix connectivity， Comptes Rendus Biologies， 2003， 326： 132-139.

[7]曹宇，肖篤寧，趙弈，李秀珍，工連平.近十年來中國景觀生態(tài)學(xué)文獻(xiàn)分析，應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2001，12（3）：474-477.

[8]郭旭東，劉國華，陳利頂，傅伯杰，歐洲景觀生態(tài)學(xué)研究展望，地球科學(xué)進(jìn)展，1999，14 （4），353-357.

[9]何磊，唐亞，李紹才，道路網(wǎng)絡(luò)生態(tài)影響研究進(jìn)展，生命科學(xué)進(jìn)展，高等教育出版社，2006，2：175-194.

[10]胡望舒，王思思，李迪華，基于焦點(diǎn)物種的北京市生物保護(hù)安全格局規(guī)劃，生態(tài)學(xué)報(bào)，2010.30（16）：4266-4276.

[11]黃曉霞，江源，顧衛(wèi)，戴泉玉，沈毅，晏曉林，GIS支持下的中國西部公路建設(shè)生態(tài)影響區(qū)劃，生態(tài)學(xué)報(bào)，2006：26（4）：1221-1230.

[12]李富平，國巧真，景觀生態(tài)學(xué)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，河北理工學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2004，4（4）：209-212.

[13]李雙成，許月卿，周巧富，王磊，中國道路網(wǎng)與生態(tài)系統(tǒng)破碎化關(guān)系統(tǒng)計(jì)分析，地理科學(xué)進(jìn)展，2004，23（5）：78-86.

[14]李月輝，吳志豐，陳宏偉，李娜娜，胡遠(yuǎn)滿，常禹，大興安嶺林區(qū)道路網(wǎng)絡(luò)對(duì)景觀格局的影響，應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，23（8）：2087-2092.

[15]劉佳妮，李偉強(qiáng)，包志毅，道路網(wǎng)絡(luò)理論在景觀破碎化效應(yīng)研究中的應(yīng)用，生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，28（9）：4352-4362.

[16]劉世梁，楊志峰，崔保山，甘淑，道路對(duì)景觀的影響及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)——以瀾滄江流域?yàn)槔?，生態(tài)學(xué)雜志，2005，24（8）：897-901.

[17]劉世梁，溫敏霞，崔保山，不同道路類型對(duì)瀾滄江流域景觀的生態(tài)影響，地理研究，2007，26（3）：486-490.

[18]鄔建國，景觀生態(tài)學(xué)-格局、過程與等級(jí)，北京：高等教育出版社，2005.

[19]袁睿佳，孫石，鄧輔唐，高速公路建設(shè)與景觀生態(tài)學(xué)應(yīng)用研究，云南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，29（S1）：260-266.

[20]顏磊，許學(xué)工，謝正磊，李海龍，北京市域生態(tài)敏感性綜合評(píng)價(jià)，生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，29（6）：3117-3125.

[21]趙振斌，包浩生，馬榮生，城市網(wǎng)格化極其景觀生態(tài)效應(yīng)研究——以西安市為例，地理科學(xué)，2001，21（5）：433-438.

[22]張金屯，邱揚(yáng)，鄭風(fēng)英.景觀格局的數(shù)量研究方法，山地學(xué)報(bào)，2000，18（4）：346-352.

[23]張曉峰，周偉，公路網(wǎng)規(guī)劃對(duì)景觀格局影響的分析方法研究，武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（交通科學(xué)與工程版），2006，3（6）：976-979.

[24]張曉峰，周偉，基于GIS的生態(tài)景觀結(jié)構(gòu)分析及其在公路網(wǎng)規(guī)劃環(huán)評(píng)中的應(yīng)用，北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，33（2）：197-202.

[25]張曉峰，周偉，王潔，公路網(wǎng)規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的困難和不確定性分析，安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2006，6（1）：125-127.

[26]鄭鈺，李曉文，崔保山，黎聰，宋曉龍，張黎娜，云南縱向嶺谷區(qū)道路網(wǎng)絡(luò)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響的尺度效應(yīng)，生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，29（8）：4268-4278.