高速公路建设对路域生态的影响及建议

张 姣，张春禹，卜庆国，王新民

（路域生态工程有限公司，北京100082）

0 引言

改革开放30 余年以来，我国高速公路建设迅速发展，自1988 年建成第一条高速公路以来，到2011 年底全国已建成8.5 万km 高速公路，通车总里程达400 万km，成为名副其实的高速公路大国。根据“十二五”规划，到2015年高速公路总里程将达到10.8 万km。大量的高速公路建成通车，无疑将极大地推动国民经济的快速发展，但同时也对生态产生了不同程度的破坏，并引发了诸多的环境问题。例如高速公路建设过程中，对地形、地貌、自然植被和景观的破坏，裸露边坡引起的水土流失，对生态系统的破坏，使动植物生存环境受到严重干扰等[1]。

据调查，在公路路域土质环境下，即使在气候温和的亚热带地区，经自然恢复演替到草、灌丛植物群落至少也需要20 年，岩质边坡至少需要千百年[2]。如果不及时对破坏的生态进行恢复和治理，不仅影响路域本身的生态和景观环境，还将直接影响区域的生态环境以及高速公路的运营安全。因此，分析研究路域生态恢复工程的建设，构建绿色生态廊道问题为高速公路工程建设所急需，具有十分重要的现实意义。

1 高速公路建设对环境的影响

高速公路自建设开始到竣工运营后的整个生命周期都将对环境产生一系列强烈的影响，它们沿高速公路形成一定范围的带状污染（见表1）。

表1 高速公路生命周期及对应的环境污染问题

1.1 高速公路对动物的影响

1.1.1 生物阻隔作用

高速公路建设过程中所形成的分割作用，使动植物栖息地和食物源在不同程度上发生减少，改变了部分野生动植物的栖息、繁殖交配路径、迁徙通道，不同程度地威胁到它们的生存与繁殖，最终导致野生动物个体生活力下降、优势性状退化，严重影响生态群落的组分和结构的稳定。

1.1.2 交通噪声污染

高速公路运营过程中，交通干扰对鸟类的影响非常大，交通噪声不仅干扰周边系统人们的生活、工作，影响人体健康，而且使路域系统中声敏感动物向它处移动或迁徙，种群重新分布。在公路附近的生境中，43 种在林地内部生境繁殖的鸟类中，有26种鸟类种群密度减少。

1.1.3 夜间光污染

夜间行车产生的光污染对路域生态系统中趋光型动物的集中分布产生影响。例如，许多以光为导向的昆虫，在路侧种类和数量明显增加，影响了该地区的生态平衡和生态群落分布。

1.2 高速公路对植物的影响

在工程施工和公路营运过程中，高速公路建设不可避免地要穿越不同的生态区域(如山区、丘陵、平原、水域等)，施工对区域内的植被将产生不利影响，如植被连续受到破损、生境隔离、改变自然群落演替方向、个别珍稀濒危植物灭绝、外来种和林业病虫害侵入等。

大量的人流和车流的进入，对乔木层、灌木层和草本层的破坏尤为明显，导致植物的生物多样性降低，改变群落的垂直结构，并可能导致群落演替的停止甚至逆行演替，而森林的砍伐则使森林群落直接退化成灌丛或裸地。新建公路沿线形成的裸露地面可能成为外来物种的入侵通道，可能导致本土植物的退化和衰减，对路域生态系统产生严重影响。

1.3 高速公路对土壤的影响

1.3.1 表土破坏

高速公路建设不可避免地要占用耕地，由于表土的力学特性等原因在施工过程中必须要清除表土，如果对这一剥离的肥沃土层不加以保护，将对土壤肥力造成较为严重的破坏，这将增加后期绿化建设及当地土壤复垦措施的实施难度。其次，由于高速公路的线路要求高，高速公路建设将产生大量的路堑边坡及路堤护坡，在建设期及运营初期因植被尚未形成，从而容易产生大量的土壤侵蚀和水土流失。

1.3.2 土壤污染

高速公路建设在路域形成了一个新的人为土：路域土壤。汽车尾气排放出的铅等重金属累积也对土壤产生了极大的污染。大量的研究也证明，铅是尾气主要成分之一，其在高速公路25m范围内含量最高，5～8m 范围内的草本植物的组织中具更高浓度的铅。

1.4 高速公路对水体的影响

1.4.1 对水质的影响

工程不可避免地对沿线地表植被造成破坏，遇到暴雨或洪水，造成水土流水，土壤中的营养物质N、P 及有毒有害物质会伴随泥沙进入水体，加剧周围河流和其他水体水质的破坏。

1.4.2 对水生生物的影响

施工营地生活污水和生活垃圾、施工机械机修及工作时产生的含油污水等的废水排放以及水体附近堆放的施工材料在受暴雨冲刷后将会进入水体，都会造成水生生物的种类组成等的改变。高速公路建设大型桥梁施工期，在水下作业时，将搅动水体和河床底泥，局部范围内破坏了鱼类的栖息地，对鱼类有驱赶作用。水质的破坏导致浮游和水底栖息生物的饵料减少，改变了原有鱼类的生存、生长和繁衍条件，造成鱼类的迁徙，施工区的鱼类密度将显著降低。

1.5 对大气的影响

公路建设和运营对大气和气候在较大空间尺度上的影响，主要是道路交通工具运行与排放的结果，而对于气候的影响则主要表现为路域小气候环境的产生，形成沿道路分布的特殊生境类型。

1.5.1 全球性影响

交通工具排放出各种各样的气体、悬浮颗粒以及微粒。其中有一些物质，如CO2等会存在数百年，并改变气候模式，对自然生态系统造成全球性影响。CO2是导致气候变化的主要气体，同时还受到CH4、N2O和其他工业气体的作用。大约1/4的CO2是由于土地变化导致的，主要是热带森林的砍伐，另外大约3/4是由化石燃料燃烧造成的。

1.5.2 对区域以及局部地区的影响

人为制造的氮氧化物和碳氢化合物中，约有1/3来自交通工具中化石燃料的燃烧。气候湿润时，大气中的硝酸盐和硫酸盐会产生硫酸和硝酸，这也是局部地区酸雨和沉积的主要组成成分。酸雨对路域的淡水生态系统、山地生态系统和森林生态系统都会造成危害。而汽车排放出的氮氧化物所形成的氮沉降也会对周围的生态系统和生物多样性产生影响。

1.5.3 对小气候的影响

公路建设改变了植被的覆盖情况以及植物种群甚至某些景观的分布格局，更重要的是公路建设用的建筑材料多属热辐射源，导致路域地温变化幅度远大于相应的天然地表，尤其在盛夏的白天，路面区域成为一个“热浪带”，使得道路局部多呈现出干热的小气候特征。路域小气候改变了周围生物群落的结构与分布，对绿色生态系统的构建产生了一定的干扰作用。

1.6 对景观的影响

高速公路作为线性工程，公路不仅在某一具体路段影响周围的生态环境，更是以公路网络的形式改变了整个景观的结构、格局与过程，造成生境破碎化，使整个景观的连通性大大降低。

2 路域生态环境建设的意义

2.1 减噪、净化空气、稳定边坡和改善局部气候

（1）投射到树叶上的噪声被反射到各个方向，造成树叶的微震动使声能消耗减弱噪声。

（2）路域生态系统复层结构的绿地在垂直空间上的分布，能减缓空气流动并促使其中粒径较大的颗粒沉降，从而较有效地减少粉尘。据测定，阔叶林的滞尘能力为10.11t/hm2，针叶林的滞尘能力为33.2t/hm2。另外，有些树种可以吸收碳氧化物和NOx等有害气体，净化路域空气。

（3）树冠、地表植被可以遮蔽雨水；植物根系可固定土壤；落叶、地被植物可以涵养水源，减缓雨水对地表的冲刷，从而减少和防止地表水汇集径流，降低雨水冲刷路堤的危害。

（4）树冠层的遮荫减光作用及绿地的蒸腾散热作用能改善局部小气候。

2.2 丰富路域景观，提高行车安全

（1）路域生态环境建设，对改善高速公路路域自然景观，恢复生态平衡有重要作用，而且利用乔、灌、草结合合理覆盖公路两侧的边坡、分隔带及沿线裸地，与原生自然植被搭配，形成人工与自然相结合的风景线，可以美化路容、丰富路域景观，为过境者提供视觉美感，给人以“车在景中行”的动态感受。

（2）路域生态系统中的植被还可以改善高速行车安全条件（见表2）。

表2 植被对行车安全的作用效果

3 路域生态建设的建议

（1）高速公路路域生态建设应与主体工程同步进行，以确保生态建设工程的质量。

（2）认真研究物种选配及先进技术的引入。尽量选用乡土植物，减少建设和养护成本。通过研究找出抗视觉疲劳、降污抗噪的主要植物类群，并对其进行生态适应性分析。

（3）针对高速公路沿线的具体路段情况，设计利于不同地栖野生动物活动和物种扩散的多样化的生物通道。恢复或营造适于生物栖息要求的生境，恢复或提高生物多样性资源。

（4）将绿化、抗视觉疲劳、降污抗噪、景观、恢复生物多样性等方面结合起来，针对高速公路的路域区域生态(山区、丘陵、水域、城镇等)，进行空间异质化的绿色生态廊道设计及建设。

（5）加强对草及树木的后期管护，对新植苗木，根据生长需要适当浇水、施肥、修剪；严防病虫害，发现病虫害要及时治；定期修枝整型，保持正常冠幅、高度，增进路容路貌的整齐美观。

路域生态建设是一项系统工程，保持高速公路绿化的长效性，建设高速公路绿色生态廊道，帮助恢复高速公路沿线的自然生态，应是公路建设中生态工作的始终目标。

[1] 姜德义，任海霞.高等级公路路域生态恢复工程效益分析[J].水土保持研究，2006，13（4）：140-142.

[2] 董清福，洪丽娟，唐建军，等.高速公路建设对路域生态系统中生物的影响及生物廊道设计的意义[J].科技通报，2007，23（2）：289-293.

[3] 江源，顾卫，陶岩，等.道路生态影响与公路边坡植被恢复生态研究[M]. 北京： 中国环境科学出版社，2011.

[4] 马国强，李秋洁，张堂松，等.高速公路对路域生态系统的影响及修复技术研究进展[J]. 林业调查规划，2010，35（3）：29-34.

[5] 秦志斌，刘朝晖，李宇峙，等.路域生态系统建设原则[J].公路交通科技，2005，8（8）：152.

[6] 陈爱侠.路域生态系统环境功能与稳定性的初步研究[J]. 长安大学学报：建筑与环境科学版， 2003， 20（1）：10-13.

[7] 孙乔宝，甄晓云.高速公路建设对生态环境的影响及恢复[J].昆明理工大学学报，2000，25（2）：68-69.

[8] 方言文，蒋威锋.公路路域生态环境影响及保护措施[J].科协论坛：下半月，2013（4）：130-131.