新疆高寒地區(qū)公路建設(shè)的生態(tài)影響及對(duì)策

葉晨瑩

（新疆交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 新疆烏魯木齊 830000）

引言

新疆維吾爾自治區(qū)作為全國(guó)首批十三個(gè)交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)試點(diǎn)地區(qū)之一，公路建設(shè)必須在新型基礎(chǔ)設(shè)施、新型城鎮(zhèn)化，以及交通、水利等重大工程建設(shè)中當(dāng)好先行。《2020 年新疆維吾爾自治區(qū)政府工作報(bào)告》中提到截至2020 年，全區(qū)公路通車?yán)锍踢_(dá)20.9萬(wàn)公里、五年新增3 萬(wàn)公里，其中高速公路5500 公里、新增1184 公里，這些數(shù)據(jù)表明全區(qū)所有地州市均已邁入高速公路時(shí)代。公路的建設(shè)不免穿越高海拔高寒地區(qū)，施工中的高填深挖、廢渣堆放都會(huì)造成土地占用、植被破壞、水土流失等嚴(yán)重生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。新疆高寒地區(qū)等生態(tài)系統(tǒng)脆弱，一旦遭到破壞恢復(fù)難度極高，恢復(fù)代價(jià)也極大?！?019 年新疆維吾爾自治區(qū)公路水路交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》顯示，2019 年全區(qū)在公路水路建設(shè)環(huán)境保護(hù)方面投入達(dá)23709.9 萬(wàn)元，該部分資金分別用于建設(shè)、運(yùn)營(yíng)期間的生態(tài)保護(hù)和污染防治。

1 新疆高寒地區(qū)生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)

新疆深居內(nèi)陸，地形以高山與盆地相間分布，大部分公路建設(shè)選線都不可避免的經(jīng)過(guò)高海拔高寒地區(qū)。新疆高寒地區(qū)的生態(tài)環(huán)境受到緯度、海拔和降水等多方面的因素影響，表現(xiàn)出地勢(shì)高寒，氣候環(huán)境嚴(yán)峻，蒸發(fā)量往往是降水量的幾十倍之多。

土壤經(jīng)歷多年凍融過(guò)程，凍蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，地表植被稀疏等特點(diǎn)。在高寒地區(qū)惡劣的生存條件下，適合植物生長(zhǎng)的時(shí)間較短，所以植物表現(xiàn)出多樣性低、生物量較小、生物鏈單一等特點(diǎn)。因此生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量交換循環(huán)的速度緩慢，生態(tài)環(huán)境維持著極度脆弱的平衡。

新疆典型的高寒地區(qū)集中在阿爾泰山、天山山區(qū)，這些地區(qū)廣泛分布著多年凍土，公路建設(shè)不免涉及鏟除地表植被、清除雪蓋、臨時(shí)壓占等活動(dòng)，這些工程行為均引起地表能量累積，為多年凍土的融化提供了熱量，加劇了凍土區(qū)凍融現(xiàn)象的發(fā)生。土壤凍結(jié)、解凍的反復(fù)過(guò)程中，土壤有機(jī)質(zhì)的礦化和消化速度加快，釋放出可利用的養(yǎng)分，但工程對(duì)地表植被的破壞又導(dǎo)致這些養(yǎng)分不能被利用而大量流失，土地荒漠化加劇，高寒地區(qū)脆弱的生態(tài)環(huán)境進(jìn)入惡性循環(huán)發(fā)展。

2 新疆高寒地區(qū)公路建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

2.1 對(duì)土地利用方式的影響

新疆高寒地區(qū)公路建設(shè)項(xiàng)目大部分路段穿行于山間，沿線地形、地貌復(fù)雜，可利用土地資源較少，用地矛盾突出。路線方案選擇時(shí)，應(yīng)遵循“十分珍惜和合理利用每寸土地，切實(shí)保護(hù)耕地”的基本國(guó)策，以盡量少占耕地、草場(chǎng)、經(jīng)濟(jì)林和天然林為準(zhǔn)則，盡可能利用山體坡面（臺(tái)地）、荒山和荒地，盡量避免將完整的植被群破壞為殘遺斑塊、壓占野生動(dòng)物的棲息之地[1]。

公路建設(shè)的永久占地直接改變了土地的利用方式且不可逆轉(zhuǎn)，但此類用地只要解決了征地問(wèn)題，對(duì)生態(tài)環(huán)境和水土流失的影響程度基本都在可以接受的范圍之內(nèi)。而施工中的臨時(shí)占地，如對(duì)臨時(shí)道路的碾壓和料場(chǎng)堆挖，這些用地對(duì)土地利用方式的改變是臨時(shí)性的，但往往這類影響對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞和水土流失的加劇是很嚴(yán)重的。在新疆高寒地區(qū)，自然土壤經(jīng)施工擾動(dòng)后，原本較為穩(wěn)定的地表結(jié)構(gòu)遭到破壞，想要恢復(fù)到擾動(dòng)前的地表狀態(tài)需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，新疆地處干旱地區(qū)，地表植被自然恢復(fù)的過(guò)程一般長(zhǎng)達(dá)五年，自然恢復(fù)過(guò)程中裸露地表在風(fēng)力侵蝕、水力侵蝕及凍融侵蝕的共同作用下，其水土流失量的往往超過(guò)施工期。

2.2 對(duì)植物的影響

公路建設(shè)作為線性工程，單個(gè)項(xiàng)目就可穿越多個(gè)不同類型的生態(tài)系統(tǒng)，以國(guó)道218 線阿熱勒托別至那拉提段公路為例單個(gè)工程穿越冰雪石質(zhì)、高寒草甸、山地草甸、草甸草原等生態(tài)系，其中部分路段位于高寒地區(qū)，海拔較高、干旱少雨，生態(tài)環(huán)境比較脆弱，公路沿線植被類型主要為半干旱草原帶植被，常見(jiàn)植物有鵝觀草、狗尾草、針茅、無(wú)芒雀麥、早熟禾、苔草、三葉草、野苜蓿、糙蘇等。新疆高寒地區(qū)生物的生產(chǎn)力受干旱、溫度和海拔影響，生產(chǎn)力低、生長(zhǎng)緩慢，一旦破壞恢復(fù)的難度較高且恢復(fù)成本、時(shí)間很長(zhǎng)。

高寒地區(qū)的原生植物蘊(yùn)含獨(dú)特的種質(zhì)資源，在人類活動(dòng)的影響下，其面積已逐年減少，公路項(xiàng)目的建設(shè)勢(shì)必會(huì)加劇此類植物退化消亡的速度。首先是路基修筑占用一定的土地，遇到山區(qū)還需要開(kāi)鑿隧道，產(chǎn)生大量的挖、填方，取棄土場(chǎng)等臨時(shí)用地的面積也很大。這些地方適合植物生長(zhǎng)的土壤層較薄，而且未受人類活動(dòng)擾動(dòng)的土壤經(jīng)過(guò)極長(zhǎng)時(shí)間的累積沉淀才形成現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)松散，營(yíng)養(yǎng)良好，保水性能較好的土層，在壓占后想要恢復(fù)原狀十分困難。其次是大型施工機(jī)械碾壓，公路施工過(guò)程中，需要大量施工機(jī)械入場(chǎng)，在這個(gè)過(guò)程中必然會(huì)壓損沿線的植被，新疆的氣候特點(diǎn)是蒸發(fā)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于降雨量，在人工促進(jìn)修復(fù)的情況下，恢復(fù)到環(huán)境能接受的程度至少也需要五年時(shí)間，如果僅靠自然力量修復(fù)，則需要10-15年甚至更長(zhǎng)的恢復(fù)時(shí)間。

2.3 對(duì)動(dòng)物的影響

公路建設(shè)施工期及運(yùn)營(yíng)期對(duì)地形地貌、地表植被及地面徑流等環(huán)境因素造成直接影響，從而影響到野生動(dòng)物食源、水源、隱蔽物及小氣候，導(dǎo)致動(dòng)物棲息地環(huán)境質(zhì)量下降。野生動(dòng)物覓食、遷徙途中，不可避免需要穿越公路，動(dòng)物翻越公路極有可能與高速行駛的汽車相撞，從而引發(fā)交通事故。但如果從行車安全的角度考慮公路修建推行封閉式公路，如安裝防撞護(hù)欄、隔離網(wǎng)等，在物理上阻隔了動(dòng)物種群間基因交流，導(dǎo)致動(dòng)物棲息地破碎化，使得高寒地區(qū)生物種群變得更加脆弱，更容易發(fā)生種群滅絕。另外，公路修建的施工期以及建成后的運(yùn)營(yíng)期，都對(duì)周圍環(huán)境造成了汽車尾氣廢氣排放、夜間行車燈光以及鳴笛噪聲也都對(duì)當(dāng)?shù)貏?dòng)物的生活造成了很大程度的干擾。

2.4 對(duì)水土保持的影響

在土壤侵蝕類型分區(qū)中新疆被劃分為“三北”戈壁沙漠及沙地風(fēng)沙區(qū)，根據(jù)《新疆維吾爾自治區(qū)2018年度水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)公報(bào)》的數(shù)據(jù)，新疆2018 年水土流失面積占土地總面積比例51.32%，其中侵蝕模數(shù)在2500 以上的占到46.6%。新疆高寒地區(qū)土壤受到風(fēng)力侵蝕、水力侵蝕和凍融侵蝕共同作用，未擾動(dòng)情況下水土流失量就已經(jīng)較大。由于公路建設(shè)往往路線線路長(zhǎng)、影響范圍廣、建設(shè)周期長(zhǎng)，公路建設(shè)施工期間，路基路面開(kāi)挖回填、橋梁樁基礎(chǔ)建設(shè)、隧洞開(kāi)鑿、采石取土以及臨時(shí)道路的修筑均在不同程度上擾動(dòng)了原有土壤的穩(wěn)定地表結(jié)構(gòu)，破壞了公路沿線原有的植被和地貌，土壤的抗侵蝕能力大大降低，更加劇了水土流失的現(xiàn)象。工程開(kāi)挖產(chǎn)生棄土棄渣的臨時(shí)堆土是發(fā)生水土流失的重點(diǎn)部位，一是工程堆積體的物理形狀導(dǎo)致相較于原始地面土壤收到風(fēng)力侵蝕和水力侵蝕的面積增大，二是施工擾動(dòng)使土壤由緊實(shí)穩(wěn)定狀態(tài)變成松散堆積狀態(tài)，抗侵蝕能力下降，三是高寒地區(qū)自然環(huán)境敏感脆弱，施工開(kāi)挖地面到凍土深度必然發(fā)生地表熱交換，導(dǎo)致熱熔滑塌、沉陷等凍融侵蝕。這三種侵蝕力量的共同作用造成的水土流失影響是相當(dāng)重大的，所以高寒地區(qū)公路建設(shè)的水土流失防治十分關(guān)鍵。

3 新疆高寒地區(qū)生態(tài)恢復(fù)與補(bǔ)償措施

3.1 公路占地區(qū)域植被恢復(fù)的基本思路

公路建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響體現(xiàn)在土壤、植物和動(dòng)物等多方面，但是其中最為關(guān)鍵的是工程行為降低和損害了沿線植被的生態(tài)功能，繼而加劇了項(xiàng)目區(qū)的水土流失，影響了土著動(dòng)物的生存環(huán)境。結(jié)合新疆高寒地區(qū)高、寒、旱的環(huán)境特征和公路項(xiàng)目的工程特點(diǎn)，植被恢復(fù)遵循以下原則：

（1）用于植被修復(fù)的植物選取本地物種或相似物種，防范外來(lái)物種入侵。高寒地區(qū)植被類型和植物物種分布具有自身特點(diǎn)，引入外來(lái)物種將存在較大的風(fēng)險(xiǎn)，極易打破高寒地區(qū)較為脆弱的生態(tài)平衡。在公路施工階段，應(yīng)分類收集表土與其他開(kāi)挖土方，將營(yíng)養(yǎng)條件較好的表土保存用于后期邊坡恢復(fù)或者取棄土場(chǎng)覆土，盡可能減少對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響。如果原地受到破壞后，當(dāng)?shù)刂参镫y于生存，必須引進(jìn)更易成活、環(huán)境耐受度更好的植物才能實(shí)現(xiàn)植被修復(fù)，必須加以人工干預(yù)，使其能融入當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)，不會(huì)對(duì)土著物種造成毀滅性損害。

（2）盡量保持景觀原貌，避免過(guò)度“綠化”和美化。公路工程的植被修復(fù)應(yīng)當(dāng)注意恢復(fù)區(qū)域與周邊自然景觀的融合，合理控制植被密度，追求自然天成的效果，盡量減少區(qū)塊整齊、行距一致、物種單一的人工痕跡。

（3）合理安排施工分區(qū)和時(shí)序，盡早實(shí)施植被恢復(fù)。在高寒地帶生長(zhǎng)的植物普遍生長(zhǎng)緩慢，植被恢復(fù)需要的時(shí)間較長(zhǎng)。一年當(dāng)中適合喬木、灌木、草皮的假植和養(yǎng)護(hù)時(shí)間很少，必須合理安排植物修復(fù)的時(shí)期，以提高存活率。而且公路項(xiàng)目建設(shè)周期較長(zhǎng)，各區(qū)域完工的時(shí)間不相同，應(yīng)分區(qū)進(jìn)行植被恢復(fù)，改善項(xiàng)目區(qū)景觀效果。通過(guò)合理劃分施工分區(qū)、合理安排施工時(shí)序，充分場(chǎng)地內(nèi)零星分布的地表裸露區(qū)作為植被養(yǎng)護(hù)區(qū)，可以實(shí)現(xiàn)植被恢復(fù)和工程建設(shè)同步、交錯(cuò)進(jìn)行，在主體工程施工結(jié)束后一年左右完成全部植被恢復(fù)工作，最大程度的減少地表裸露的時(shí)間，減少水土流失的產(chǎn)生。

（4）重視后期撫育，確保植被恢復(fù)效果。植被恢復(fù)不是一次性就能完成的工作，應(yīng)當(dāng)安排合適人員和充足經(jīng)費(fèi)，在種植或移栽后開(kāi)展長(zhǎng)期撫育，包括澆水、施肥、補(bǔ)植、補(bǔ)種、病蟲(chóng)害防治等工作。

3.2 取、棄土場(chǎng)水土保持的基本思路

公路項(xiàng)目線路長(zhǎng)，土石方量大，取棄土場(chǎng)的選址和整治也是公路建設(shè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的又一重點(diǎn)工作。取土場(chǎng)最直接的影響就是損毀原有地形地貌環(huán)境和地表植被，而高寒地區(qū)的生態(tài)環(huán)境是較為脆弱的，人為活動(dòng)的影響將帶來(lái)較大的水土流失，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境[2]。棄土場(chǎng)的位置和設(shè)計(jì)在公路土方工程中也是極為重要的一項(xiàng)，合理的選址和設(shè)計(jì)將極大程度的減少棄土亂堆亂放的現(xiàn)象，也能避免棄土場(chǎng)邊坡過(guò)高、過(guò)陡造成的地質(zhì)病害（如滑坡、泥石流）的發(fā)生。

取、棄土場(chǎng)通常是公路工程水土流失的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域，建議采取水土保持措施如下：

（1）實(shí)行表土剝離，利于植被恢復(fù)。表土是植被生長(zhǎng)所需養(yǎng)分的主要來(lái)源，高海拔高寒地區(qū)的表土資源更是珍貴，對(duì)后期植被恢復(fù)和重建都有重要的意義。表土剝離技術(shù)目前已較為成熟，將取土場(chǎng)表土剝離后妥善堆存，取土結(jié)束后再進(jìn)行回填，能有效的保證地標(biāo)熟土資源不流失，為植被恢復(fù)提供了初期養(yǎng)分，加速植被恢復(fù)的進(jìn)程。

（2）在取土場(chǎng)嚴(yán)禁亂挖亂采，取土完后及時(shí)進(jìn)行場(chǎng)地平整。棄土場(chǎng)填渣建議選用由下到上的分層填筑方式，每層厚度三至五米[3]。先修筑道路到每層填筑的坡面，沿著坡面下卸填渣，并及時(shí)用推土機(jī)平整。為防止雨水沖刷坡面，平整后應(yīng)形成傾向溝內(nèi)的反坡。每處取、棄土場(chǎng)的道路修筑，場(chǎng)地及取、棄土場(chǎng)外側(cè)邊坡的平整都應(yīng)該單獨(dú)配備一臺(tái)推土機(jī)和反鏟完成，同時(shí)取、棄土場(chǎng)不穩(wěn)定邊坡和排水溝的開(kāi)挖也由反鏟及時(shí)進(jìn)行施工。

（3）從工程建設(shè)的管理過(guò)程加強(qiáng)水土流失的防治。結(jié)合工程實(shí)際，在工程建設(shè)項(xiàng)目管理體系中加入水土保持工作小組，按照水土保持方案確定的建設(shè)內(nèi)容、進(jìn)度安排、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，嚴(yán)格要求施工單位，最大限度的減少施工過(guò)程中的水土流失。在工程建設(shè)期，按照項(xiàng)目法人負(fù)責(zé)、監(jiān)理單位控制、施工單位實(shí)施的管理體系，積極落實(shí)水土保持方案設(shè)計(jì)的各項(xiàng)水土流失防治措施，并嚴(yán)格遵守“三同時(shí)”制度。有效的管理體系能從源頭上積極控制項(xiàng)目區(qū)水土流失，改善生態(tài)環(huán)境，在取得良好的水土保持治理成果的同時(shí)確保工程質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

公路建設(shè)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)工程。公路建設(shè)線路長(zhǎng)、影響面廣，而且建設(shè)周期也長(zhǎng)，公路建設(shè)在給社會(huì)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)對(duì)沿線生態(tài)系統(tǒng)造成的破壞也是巨大的。尤其在生態(tài)環(huán)境敏感脆弱區(qū)域，公路建設(shè)必須遵循優(yōu)先考慮保護(hù)環(huán)境不受到嚴(yán)重影響，提前采取保護(hù)措施預(yù)防破環(huán)生態(tài)環(huán)境的結(jié)果產(chǎn)生，從污染源頭多方面綜合治理，積極號(hào)召公眾參與，嚴(yán)格落實(shí)損害者擔(dān)責(zé)等環(huán)境保護(hù)原則。新疆高寒地區(qū)的多年凍土與當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的動(dòng)植物形成相對(duì)穩(wěn)定但是脆弱的生態(tài)環(huán)境，公路的建設(shè)對(duì)凍土環(huán)境甚至整個(gè)生態(tài)環(huán)境都造成了不可逆轉(zhuǎn)的損害，同時(shí)也會(huì)引發(fā)大量的水土流失。因此新疆高寒地區(qū)的公路建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和養(yǎng)護(hù)應(yīng)該積極將青海、西藏等高海拔凍土區(qū)域植被修復(fù)和水土保持的成功經(jīng)驗(yàn)因地制宜地運(yùn)用于生態(tài)破壞及水土流失的防治與補(bǔ)償中，以達(dá)到最大程度均衡高寒地區(qū)交通建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的目的。