生态承载力综合评价指标体系下的公路选线优化

冯 江，孙世军，黄宝坤，2

（1.东北师范大学环境学院，吉林130024；2.中国石油天然气股份有限公司吉林油田分公司，吉林138000）

新建公路路线走向方案的选择是否合理，直接影响到公路建成对区域生态承载力的破坏程度。目前在实际工程当中，公路的选线基本上是从传统的经济评价、财务评价以及工程技术方面来比较方案的优劣，忽略了生态环境方面的影响。公路设计多会背离生态环境保护理念，使公路路线走向伴随着大面积的高填深挖、植被破坏、景观割裂、土地使用功能丧失、噪声扰民等生态环境问题。

公路行业的发展就是要实现公路建设与公路环境保护的共同发展。从长远来看，若未在建设过程中考虑生态环保问题，公路建设中产生的水土流失、生态破坏、水污染、噪声污染等将持续影响人们的生活质量和生存环境，且在不断的改善过程中引发的费用将比建设时直接投入的环保费用更高。对公路的生态环境保护，关系到以较低的资源代价和环境代价换取较高的公路交通发展速度问题，只有公路与自然环境和谐发展，才能实现我国全面和谐可持续发展的战略目标。

1 公路建设对沿线地区生态系统的影响

对土地资源的影响。我国高速公路建设选线的基本原则是“近城而不进城，少占良田，少拆迁”。但选线要顾及路线建设的要求和减少投资，因而也要占用平坦的土地或优质农田。由于公路项目的建设将长期占用沿线地区的部分耕地和非耕地，这些被占用的耕地和非耕地的原有功能将长期地被改变，对土地资源来说是不可持续的。

对水资源的影响。由于公路网与河流水系重叠交汇，必然会影响甚至改变区域水系的自然属性以及流域水文和水沙关系特征。已有研究结果表明，公路的修建会导致地表下垫面水文特征的改变，公路建设中开挖和隧道工程等措施会破坏地下径流的正常路径并影响地下水位，公路建设施工期对植被的破坏以及工程废渣的堆积还会引发水土流失。

对动植物的影响。高速公路线路常需穿越各种生态系统，其中不可避免涉及一些特殊的、敏感的生态目标或穿越生态敏感地区，从而打破原有生态系统的平衡，造成巨大的生态影响。对地面的动植物来说，公路是一道屏障，起着分离和阻隔作用，使动物活动范围受到限制，生态环境岛屿化，生物种类分化。

水土流失。水土流失现象是生态环境不断恶化的象征，公路建设在施工期会产生局部的水土流失现象。在公路建设过程中，由于路基工程的施工，常常造成局部地区地形的改变和植被的破坏，而这些破坏在施工期间很少能得到较好保护，基本上处于裸露状态，因此，在雨季尤其是遭遇暴雨冲刷时，坡面常常冲刷成深达30～40cm的沟壑。

大气污染。公路交通是大气污染的主要人为因素之一。公路建成营运后，大量的车辆运行，从排气管、曲轴箱和燃油系统排放有害气体，如一氧化碳、氮氧化物和总碳氢化合物等，这些污染物沿公路两侧上空扩散，对区域大气环境造成污染。

噪声污染。由于公路特别是高速公路的修建，公路交通噪声对沿线人群和环境造成一定负面影响。

2 生态承载力综合评价指标体系的建立

2.1 指标体系建立的原则

生态承载力作为一个有效的评价指标，必须有一套完整、科学的指标评价体系，这是分析、研究区域生态承载力的根本条件和理论基础。公路沿线地区生态承载力指标体系应由一组既相互联系，又相互独立，并能采用量化手段进行处理的指标因子所构成的有机整体。

科学性原则。生态承载力指标的选择与设计必须以可持续发展理论和生态经济理论为依据，这样的指标具有较好的稳定性，易于接受。同时要求指标的定义、计算、收集等都必须有科学依据。

动态性原则。生态承载力指标要能及时反映区域生态系统规律，能明显展示系统的波动，随着系统内要素的变化而变化，从而揭示承载力可变性的特征。

完备性原则。指标具有充分的代表性，能在较长时间内全面反映区域生态系统状况和系统功能。

可行性原则。生态承载力涉及的内容广泛，为了让其简单、明了、通俗、易懂，要选择目标中的关键问题，尽量采用综合指标，增加其可操作性。

2.2 评价指标体系的建立

公路建设对沿线地区生态承载力的影响主要表现在资源承载力和环境承载力两个方面，故指标体系应以资源承载力和环境承载力为基础，基于评价的科学性和数据的可获取性，建立的生态承载力综合评价指标体系层次可分为三类：

第一，最高层，也称目标层，为“公路建设对沿线地区生态承载力的影响指数”。

第二，中间层，也称准则层，包含对资源承载力和对环境承载力的影响指数两层含义，可由若干个层次组成，包括所需考虑的准则和子准则。子准则层包括对土地资源量的影响、对水资源量的影响、对生物量的影响、对土壤的侵蚀影响、对空气质量的影响、对水环境质量的影响和对声环境质量的影响7个指标。

第三，最底层，也称为指标层或方案层，由于各条公路的规模和等级不同，所在区域的自然、社会环境也不尽相同，因此可以根据公路及所在区域的特点，选择重要的、具有代表性的指标。通常可供选择的指标包括永久性占地面积、临时性占地面积、道路硬化面积、林地生物损失量、农田生物损失量、受影响人口数、预测噪声值超标村屯个数等。

对已建立的指标体系可综合运用频度统计法、层次理论分析法，先后剔除内涵相近、解释能力较差、不易于收集资料的指标，逐步择优筛选形成基于目标层的指标体系。

在构成高速公路沿线地区生态承载力综合评价指标体系的所有指标中，各指标对生态承载力的影响程度不同，如何比较各指标对生态承载力的影响程度，需要计算各指标的权重。

3 生态承载力综合评价及选线优化

在生态承载力评价指标体系建立完成后，需通过各项指标进行生态承载力综合评价。生态承载力综合评价一般采用加权求和模型和加权几何平均模型。由于公路项目选取的各指标对整体评价结果的影响程度不尽相同，所以通常采用加权求和模型对公路建设沿线地区生态承载力的影响进行评价。

加权求和模型是将代表资源承载力和环境承载力的每项评价因子标准化后的数值，与其权重数值相乘后的相加之和。代表资源承载力的评价因子标准化后的数值与其权重数值乘积之和，即为资源承载力影响指数。代表环境承载力的评价因子标准化后的数值与其权重数值乘积之和，即为环境承载力影响指数。将代表资源承载力的评价因子与代表环境承载力的评价因子共同考虑，形成生态承载力影响指数。

通过加权求和模型算得的生态承载力影响指数是选线优化方案的判定依据，分别计算出不同选线方案下的生态承载力影响指数，影响指数值最小者为最佳路线方案，其对沿线的生态环境影响是最低的。因此在公路选线设计时，可优先选择生态承载力影响指数最小的路线方案，从而实现从根本上限制公路建设对沿线区域生态环境的影响，实现公路建设和区域生态环境保护的和谐发展。

目前，我国生态承载力量化研究仍处于探索阶段，无论在理论还是方法上都可以进行更深层次的探讨和研究。公路选线涉及到社会、经济、环境等多方面因素，评价指标涉及面广且较复杂，国内外对生态承载力评价的指标体系还没有形成统一的标准，仍需进一步确认，尤其是对于敏感区指标的认定方面。