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        高速公路建設(shè)對(duì)沿線植被資源的影響分析研究

        2016-11-15 07:37:14
        山西交通科技 2016年5期
        關(guān)鍵詞:項(xiàng)目區(qū)生產(chǎn)力生物量

        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(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,同時(shí)提高了人們的生活質(zhì)量,更好地滿足了人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的出行需求。然而,高速公路的建設(shè)不可避免地對(duì)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?cái)?shù)量的下降、植被數(shù)量和覆蓋率的減少[1-2]。項(xiàng)衛(wèi)東等研究認(rèn)為高速公路建設(shè)對(duì)周邊區(qū)域植物多樣性影響較小,通過(guò)道路兩側(cè)或邊坡植被綠化,有利于動(dòng)植物資源的保護(hù)[3]。劉杰等研究表明高速公路建設(shè)會(huì)對(duì)沿線各類(lèi)植被(喬木、灌木和草本)的生物量造成不同類(lèi)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(duì)沿線植被的砍伐會(huì)對(duì)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(huì)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(duì)象,結(jié)合項(xiàng)目所在區(qū)域的生態(tài)環(huán)境特點(diǎn),探討公路工程建設(shè)對(duì)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(píng)價(jià)提供重要的參考和經(jīng)驗(yàn)借鑒。

        1 項(xiàng)目及項(xiàng)目區(qū)概況

        山西省某高速公路建設(shè)項(xiàng)目主線全長(zhǎng)68.664 km,雙向四車(chē)道,設(shè)計(jì)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(fèi)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(shí)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(xiàng)目區(qū)地貌類(lèi)型以河谷平原和黃土丘陵地貌為主。氣候類(lèi)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(shí)數(shù)2 600~3 100 h。項(xiàng)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(lèi)型以草甸土和山地栗鈣土為主;植被類(lèi)型以風(fēng)沙防護(hù)林、灌木林、灌草叢等為主,項(xiàng)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(shí)地調(diào)查

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

        2.1.2 生態(tài)制圖

        在野外實(shí)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(duì)項(xiàng)目區(qū)土地利用類(lèi)型進(jìn)行數(shù)字化研讀,在此基礎(chǔ)上,形成項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)數(shù)字化的土地利用類(lèi)型與植被類(lèi)型圖,進(jìn)行生態(tài)環(huán)境影響的定性與定量評(píng)價(jià)。本次調(diào)查選用項(xiàng)目區(qū)美國(guó)陸地衛(wèi)星近期影像圖片(TM),其分辨率為30 m,對(duì)監(jiān)督分類(lèi)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(duì)植被類(lèi)型圖進(jìn)行目視解譯糾正,獲得符合評(píng)價(jià)精度要求的植被類(lèi)型圖。

        2.2 項(xiàng)目沿線植物資源分布概況

        依據(jù)山西省植被區(qū)劃,項(xiàng)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(shù)除花紅果和杏分布較普遍外,局部環(huán)境較好的地方有蘋(píng)果、棗、核桃等。

        2.3 項(xiàng)目評(píng)價(jià)范圍內(nèi)植被分布現(xiàn)狀

        采用ERDAS Imagine軟件對(duì)項(xiàng)目區(qū)域遙感衛(wèi)星影像進(jìn)行分類(lèi)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(duì)高速公路評(píng)價(jià)范圍(公路中心線兩側(cè)各300 m,含臨時(shí)占地)內(nèi)的植被類(lèi)型及其面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析(表1)。從表1中可以看出,高速公路評(píng)價(jià)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(jiàn),評(píng)價(jià)范圍內(nèi)開(kāi)發(fā)強(qiáng)度較高,自然植被以灌草叢為主。

        表1 高速公路評(píng)價(jià)范圍內(nèi)各類(lèi)植被類(lèi)型土地面積統(tǒng)計(jì)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(guó)內(nèi)有關(guān)植被生物量研究成果[6],對(duì)高速公路評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)范圍內(nèi)植被生物量約79 738.5 t。項(xiàng)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(shù)林,俗稱“老頭樹(shù)”,因此評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的實(shí)際植被生物量比估算結(jié)果要小。

        表2 高速公路評(píng)價(jià)范圍植被生物量估算表

        2.4.2 植被生產(chǎn)力

        根據(jù)國(guó)內(nèi)有關(guān)植被生產(chǎn)力研究成果[6],對(duì)高速公路評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)范圍內(nèi)植被生產(chǎn)力約12 052.93 t/a。

        表3 高速公路評(píng)價(jià)范圍植被生產(chǎn)力估算表

        3 對(duì)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(shí)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(dòng),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(lèi)型可能會(huì)由多樣化類(lèi)型變?yōu)閱我活?lèi)型,生物多樣性減少,這些破壞是永久的、不可逆的,也是公路建設(shè)項(xiàng)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(jì)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(jiàn)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(duì)較大,占植被總損失面積的55.81%,占評(píng)價(jià)范圍內(nèi)該類(lèi)型面積的12.06%??傮w說(shuō)來(lái),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(jiǎn)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(duì)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(píng)價(jià)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(píng)價(jià)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(duì)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(duì)評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)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(diǎn),盡量采用鄉(xiāng)土樹(shù)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(guò)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(yǔ)

        在高速公路建設(shè)過(guò)程中,工程永久占地將使植被生境遭到破壞,植物個(gè)體失去生長(zhǎng)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?chē)闹脖粚⒃獾狡茐?,降低了野生植被的覆蓋度。在工程建設(shè)后期,對(duì)路基邊坡、互通立交、取土場(chǎng)、棄渣場(chǎng)和施工場(chǎng)地等進(jìn)行了植草綠化,使原來(lái)被破壞的植被得到一定的補(bǔ)償,對(duì)于維護(hù)公路正常運(yùn)營(yíng)、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。

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