石漠化地區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)環(huán)境效益評(píng)價(jià)分析

摘要：為更好地分析石漠化地區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)的環(huán)境效益，文章以西南地區(qū)某典型邊坡創(chuàng)面綠化生態(tài)修復(fù)為例，將綠化景觀、降溫增濕能力和環(huán)境污染防治三個(gè)方面作為環(huán)境效益維度，采用層次分析法和專(zhuān)家咨詢(xún)法相結(jié)合的方式進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示，生態(tài)防護(hù)邊坡內(nèi)濕度高，小氣候調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，對(duì)路域范圍內(nèi)空氣中粉塵的吸附效果好；邊坡內(nèi)植被群落發(fā)育完善，對(duì)交通輸運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲具有較好的吸收作用。

關(guān)鍵詞：石漠化；邊坡；生態(tài)防護(hù)；環(huán)境效益；評(píng)價(jià)體系

中圖分類(lèi)號(hào)：U416.1+4

0 引言

我國(guó)西南地區(qū)是喀斯特地貌的主要分布區(qū)域，在公路建設(shè)過(guò)程中易使喀斯特地區(qū)發(fā)生石漠化，破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，誘發(fā)滑坡、泥石流等自然災(zāi)害。為了解決這些問(wèn)題，目前多采用生態(tài)護(hù)坡的方式對(duì)邊坡創(chuàng)面進(jìn)行修復(fù)，穩(wěn)固邊坡結(jié)構(gòu)［1］。但由于缺少針對(duì)石漠化地區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)工程環(huán)境效益的評(píng)價(jià)方法和體系，導(dǎo)致各種護(hù)坡施工效果無(wú)法得到有效評(píng)估。因此建立相關(guān)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，科學(xué)全面地評(píng)價(jià)石漠化地區(qū)邊坡生態(tài)防護(hù)的環(huán)境效益就顯得尤為重要［2］。

1 研究方法

1.1 數(shù)據(jù)采集

研究采用的石漠化地區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)環(huán)境效益評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)為連續(xù)1年的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果，分析樣本為我國(guó)西南地區(qū)某石漠化區(qū)域內(nèi)的典型公路邊坡生態(tài)防護(hù)工程案例。

1.2 指標(biāo)體系的確定

綜合考慮國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究并結(jié)合《公路環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG B04-2010）對(duì)公路工程建設(shè)項(xiàng)目的要求，遵循綜合性、典型性、穩(wěn)定性和連續(xù)性原則［3］，以公路邊邊坡綠化景觀、降溫增濕能力和環(huán)境污染防治等三個(gè)方面作為衡量石漠化地區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)環(huán)境效益的維度。

運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量分析，以中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)（CNKI）為數(shù)據(jù)源，檢索《公路環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》頒布后的2010年至今以“邊坡生態(tài)防護(hù)評(píng)價(jià)”為主題詞的有關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合石漠化地區(qū)生態(tài)防護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)，基于石漠化地區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)環(huán)境效益標(biāo)準(zhǔn)層目標(biāo)，逐漸分解為影響目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的各指標(biāo)層，最終細(xì)化為8項(xiàng)指標(biāo)，構(gòu)建石漠化地區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)環(huán)境效益評(píng)價(jià)體系，如表1所示。

改善邊坡綠化景觀、提升降溫增濕能力以及防治環(huán)境污染是石漠化地區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)環(huán)境效益評(píng)價(jià)的核心目的。其中，在邊坡綠化景觀方面，從植物抗逆性、植被覆蓋率、植被綠色期和鄉(xiāng)土植物比重等方面開(kāi)展分析［3］。在降溫保濕方面，選擇降溫率和增濕率為典型指標(biāo)。在環(huán)境污染防治方面，選擇降噪量和PM2.5削減率考核其有效性［4］。石漠化地區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)環(huán)境效益評(píng)價(jià)有時(shí)并不完全是推動(dòng)或改變某項(xiàng)指標(biāo)的主導(dǎo)者，但不可否認(rèn)的是，建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)體系在一定程度上推動(dòng)或提升了某項(xiàng)指標(biāo)，因此仍具有非常重要的正向意義。

為保證各項(xiàng)指標(biāo)適用于評(píng)價(jià)石漠化地區(qū)邊坡生態(tài)防護(hù)環(huán)境效益，采用SPSS25軟件，使用Pearson相關(guān)性分析法對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析。由于植物抗逆性為定性指標(biāo)，無(wú)法與定量指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，邊坡內(nèi)大多數(shù)植物的生長(zhǎng)期為1年，1年內(nèi)鄉(xiāng)土植物在邊坡內(nèi)植物所占的比重基本保持不變，也就是常量，因而無(wú)法參與本次相關(guān)性分析。石漠化地區(qū)公路邊坡防護(hù)環(huán)境效益各觀測(cè)指標(biāo)間的相關(guān)性分析詳見(jiàn)表2。

相關(guān)性分析結(jié)果顯示，石漠化地區(qū)公路邊坡防護(hù)環(huán)境效益各指標(biāo)均存在不同程度的相關(guān)性。植被覆蓋率與降溫率、植物綠色期、降噪率呈顯著相關(guān)；降溫率與增濕率呈高度相關(guān)，與降噪率和PM2.5削減率呈顯著相關(guān)；植物綠色期與增濕率呈顯著相關(guān)，與降噪率、PM2.5削減率呈低度相關(guān)；增濕率與降噪率、PM2.5削減率呈顯著相關(guān)。

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)的分級(jí)

本文基于相關(guān)法律法規(guī)，結(jié)合邊坡生態(tài)防護(hù)的實(shí)際狀況和現(xiàn)有的研究成果，將各評(píng)價(jià)指標(biāo)劃分為優(yōu)秀、良好、一般、較差、差5個(gè)等級(jí)，各評(píng)價(jià)指標(biāo)的分級(jí)量化標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

1.4 評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重

指標(biāo)重要程度標(biāo)度值能夠反映出各評(píng)價(jià)指標(biāo)的相對(duì)重要性。為了使評(píng)價(jià)體系更加客觀、準(zhǔn)確、科學(xué)，本文采用層次分析法和專(zhuān)家咨詢(xún)法相結(jié)合的方式，對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行劃分，如表4所示。

將各指標(biāo)分為不同的層次要素，按各要素之間的隸屬關(guān)系，建立遞階層次結(jié)構(gòu)；根據(jù)方法中規(guī)定的比較序列，兩兩比較各要素間的重要性，橫向和縱向比較之后列出數(shù)學(xué)矩陣；計(jì)算判斷矩陣各個(gè)指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，如果不滿(mǎn)足方法中的規(guī)定需要重新修改矩陣，直至檢驗(yàn)結(jié)果完全正確［5］。

本研究采用一致性比率CR來(lái)檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性程度。

CI總=∑CIi=0.539 6×0.003 3+0.297 0×0+0.163 4×0=0.001 78；

RI總=∑RIi=0.539 6×0.89+0.297 0×0+0.163 4×0=0.480；

CR總=CI總/RI總=0.037lt;0.1

各層因子總排序一致性檢驗(yàn)的結(jié)果為0.037，lt;0.1，符合一致性檢驗(yàn)要求。

2 案例分析

2.1 案例選擇依據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)

邊坡生態(tài)防護(hù)竣工的首個(gè)生長(zhǎng)季后，生態(tài)防護(hù)植被對(duì)邊坡環(huán)境的抗逆性和生態(tài)防護(hù)內(nèi)部各植被之間的相互影響決定著邊坡植被群落的生長(zhǎng)情況。邊坡生態(tài)防護(hù)構(gòu)建的邊坡植被群落能夠有效調(diào)節(jié)邊坡周?chē)男夂蚝屯寥罓顩r，促進(jìn)生態(tài)防護(hù)植被群落的生長(zhǎng)［6］。

邊坡生態(tài)防護(hù)2～3年以后，邊坡植物群落會(huì)有兩種不同的演替方向。（1）邊坡生態(tài)防護(hù)的植被生長(zhǎng)良好，對(duì)邊坡生態(tài)環(huán)境有了較好的改善效果；部分鄉(xiāng)土植物扎根邊坡，植物種類(lèi)變多，植物種群結(jié)構(gòu)更加完善，邊坡生態(tài)環(huán)境恢復(fù)效果較好，并且有利于護(hù)坡能力的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)揮。（2）邊坡生態(tài)防護(hù)植物減少，種群結(jié)構(gòu)單一，邊坡植被群落結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，邊坡生態(tài)防護(hù)效果較差，邊坡環(huán)境更加惡劣，沒(méi)有起到生態(tài)防護(hù)的作用。

為確保評(píng)價(jià)體系適用于石漠化地區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)，評(píng)價(jià)邊坡案例應(yīng)盡可能具有代表性，因此本研究選擇了石漠化區(qū)域內(nèi)使用邊坡創(chuàng)面綠化生態(tài)修復(fù)技術(shù)的典型邊坡作為觀測(cè)樣坡。

2.2 環(huán)境效益的模糊綜合評(píng)價(jià)

為保證評(píng)價(jià)結(jié)果的普適性和客觀性，選取觀測(cè)樣坡在2022年夏季調(diào)查的各項(xiàng)指標(biāo)實(shí)測(cè)值，用于其公路邊坡防護(hù)的環(huán)境效益評(píng)價(jià)，各觀測(cè)指標(biāo)如表5所示。

根據(jù)隸屬函數(shù)最大值的原則對(duì)觀測(cè)樣坡在2022年夏季的環(huán)境效益進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以判斷出其環(huán)境效益等級(jí)為“良好”。

2.3 觀測(cè)數(shù)據(jù)分析

圖1所示為工程所在區(qū)域2022年月平均降水量及溫度，圖2所示為工程所在區(qū)域常年月平均降水量及溫度。

由圖1和圖2可知，以邊坡生態(tài)防護(hù)的降溫保濕為切入點(diǎn)，2022年春季降水量高達(dá)98.52 mm，遠(yuǎn)超同期；外部降水充足，且邊坡植被群落生長(zhǎng)良好，故生態(tài)防護(hù)邊坡內(nèi)濕度達(dá)到54.668%，與道路旁的觀測(cè)點(diǎn)相比，濕度增加了11.398%，保持濕度的效果好。邊坡內(nèi)濕度高，對(duì)邊坡內(nèi)的氣溫調(diào)節(jié)能力強(qiáng)；春季邊坡內(nèi)外的溫度差達(dá)到1.247 ℃，效果良好。邊坡內(nèi)溫度相對(duì)較低，故氣壓較高，能夠?qū)⒖諝庵械念w粒物保留在邊坡中，生態(tài)防護(hù)邊坡內(nèi)的PM2.5顆粒物含量高于邊坡外的含量，表明邊坡內(nèi)對(duì)空氣中粉塵的吸附效果好。觀測(cè)樣坡為使用生態(tài)防護(hù)技術(shù)恢復(fù)2～3年的公路邊坡，邊坡內(nèi)植被群落發(fā)育完善，郁閉度高，故在除去測(cè)量點(diǎn)間的距離因素后對(duì)噪聲的削減量仍高達(dá)5.51 dB，對(duì)道路交通產(chǎn)生的噪聲具有很好的抵抗能力。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）石漠化地區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)環(huán)境效益可以從綠化景觀、降溫增濕和環(huán)境污染防治三方面構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用模糊層次分析法評(píng)價(jià)石漠化地區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)環(huán)境效益較為可行。

（2）根據(jù)隸屬函數(shù)最大值的原則對(duì)觀測(cè)樣坡2022年夏季的環(huán)境效益進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以判斷該石漠化地區(qū)典型公路邊坡的生態(tài)防護(hù)環(huán)境效益等級(jí)為“良好”。

（3）生態(tài)防護(hù)邊坡內(nèi)濕度高，小氣候調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，能夠?qū)⒖諝庵械念w粒物保留在邊坡中，對(duì)路域范圍內(nèi)空氣中粉塵的吸附效果好；邊坡內(nèi)植被群落發(fā)育完善，郁閉度高，對(duì)交通輸運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲具有很好的吸收效果。

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基金項(xiàng)目：廣西重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“廣西石漠化地區(qū)公路貧瘠邊坡生物增肥綠化技術(shù)”（編號(hào)：桂科AB20159033）；廣西重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“高陡邊坡生態(tài)防護(hù)升級(jí)及穩(wěn)定性監(jiān)控技術(shù)研究（自籌）”（編號(hào)：桂科AB21220069 ）

作者簡(jiǎn)介：譚繼宗（1985—），碩士，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事瀝青及瀝青混合料施工技術(shù)研究工作。