道路路网建设的生态影响范围研究

崔慧珊 关磊 陈琳 李宏钧

【摘 要】在今后相当长时期内，我国公路建设将呈快速发展势头。公路建设的发展必然会对沿线的生态环境造成影响。本文针对内蒙古温带草原区的主要植被类型研究了路网建设的生态影响范围，为路网规划环评和相关研究工作提供技术支撑和示范。

【关键词】路网建设;生态影响;范围

中图分类号： U412.12文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）08-0160-004

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.08.070

0 概述

根据国家高速公路网中长期规划，在今后若干年许多公路建设项目都将穿过温带草原区。环境保护部对于路网规划环评提出了越来越高的要求。目前，在路网规划环评中关于公路的影响范围是引用国外Forman等对国外道路生态影响研究确定的影响范围，这是计算路网生态影响面积，以及路网造成景观格局指数变化的基础数据。如果这个影响范围偏大，则计算出路网对生态影响的面积就偏大，造成景观格局变化的程度也偏高。而目前国内对这个路网的生态影响范围尚未进行过验证研究。

本研究选择内蒙古自治区温带草原这一典型区域，将该区域的路网和土地利用类型以及植被类型等矢量数据在GIS中叠加，分析不同技术等级的路网建设对于不同植被类型和土地利用类型的生态影响范围，同时可为后面章节的研究奠定基础。

1 内蒙古现有路网现状

内蒙古自治区面积广阔，自然、地理、社会、经济等因素存在较大的差异，因此其所管辖的12个盟市的公路系统发展十分不均衡。其中作为内蒙古的几大城市呼和浩特市、鄂尔多斯市、乌兰察布市的公路总里程数明显高于一些偏远且经济欠发达地区如锡林郭勒盟、呼伦贝尔市、兴安盟。由于不同盟市的面积有一定程度的差异，为了更为准确的反应该地区的公路发展状况，故对其各等级道路的密度进行了计算。

通过对内蒙古自治区下属的12个盟市的高速公路、国道、省道以及县道的公路里程根据面积算得各类型公路的密度。由上表可以看出，高速公路密度最高的三个盟市是乌海市、呼和浩特市、鄂尔多斯市，密度最低的三个盟市是锡林郭勒盟、呼伦贝尔市、阿拉善盟;国道密度最高的三个盟市是乌海市、呼和浩特市、通辽市，密度最低的三个盟市是阿拉善盟、锡林郭勒盟、呼伦贝尔市;省道密度最高的三个盟市是呼和浩特市、乌海市、包头市，密度最低的三个盟市是呼伦贝尔市、兴安盟、通辽市;县道密度最高的三个盟市是乌海市、呼和浩特市、包头市，密度最低的三个盟市是阿拉善盟、呼伦贝市市、锡林郭勒盟。

综上得知，内蒙古自治区内的12个盟市，综合公路网络较为发达是乌海市、呼和浩特市和包头市，而公路网络欠发达的是阿拉善盟、锡林郭勒盟和呼伦贝尔市。根据其发展程度可知，呼和浩特市、包头市和乌海市是内蒙经济发展较为均衡，自然地理环境较好的区域，而阿拉善盟、锡林郭勒盟和呼伦贝尔市则是内蒙古经济发展较落后，自然环境恶劣且地理位置相对偏远的地区，因此其现有路网的发展程度存在一定的差异。

2 内蒙古近25年土地利用变化分析

通过网上下载以及遥感解译，收集到内蒙古自治区1985年、1996年、2000年、2006年和2009年五期的內蒙古土地利用类型分布图。将其土地利用类型主要分为六种：草地、林地、农耕地、水体、裸地和人工用地六种土地利用类型，其所占面积和比例如下表所示。

从下表中可以看出，从1985年到2010年的25年间，土地利用类型中，草地所占面积及比例总体呈下降且趋势明显，林地基本保持不变，农耕地、人工用地有一定程度的上升，水体也出现一定的下降，裸地的面积上升程度较大。针对每个土地利用类型进行分析，由于内蒙古是温带半干旱性气候，该气候特征下的典型植被就是温带草原。因此，作为该地区的典型植被类型，其在近30年中面积和比例的变化具有较强的代表性。

由上图可以看出，从1985年到2010年，草地面积的急剧减少，从最高峰的785612km2下降到2010年的500472km2，减少了三分之一。由于自然演替、气候变化、人为开发等因素的综合作用，内蒙古的温带草原在这25年间面积变化较大，其所占比例也由最高的35.05%下降到22.32%。

从上图3.2-8可以看出，内蒙古自治区裸地的面积在25年间上升较为明显，与草原的退化呈一定的反相关关系。这是气候变化、人为活动等多方面因素共同的协同作用，但主要的影响因素还得进行深入的研究。

3 内蒙古现有路网的生态影响范围

根据现有内蒙古土地利用图，对内蒙古现有的高速公路以及国省道分别作缓冲区：500m，1000m，1500m，2000m，2500m，3000m，3500m，4000m，4500m，5000m。分别计算各缓冲区中土地利用类型的变化，分析其路网影响范围。

通过以上的10张高速和国省道不同缓冲区范围内的土地利用现状分布图可以大致看出，不同缓冲区范围内，不同类型的土地利用所占的比例均有变化，因此针对不同缓冲区内的6种土地利用类型占地比例进行了分析，并将其与整个内蒙古自治区各类土地利用所占比例进行了比较，分析得到内蒙古高速与国省道在内蒙古分布的主要特征。

从上表可以看出，随着路网缓冲区的扩大，草地、林地、水体以及裸地所占的比例都有一定程度的上升，而农耕地和人工用地的比例都有一定程度的下降。由此可以推断，路网的建设带来沿线人为活动的加剧，因此越靠近路网的区域其农耕地和人工用地的比例越高;反之，其自然生境类型则会随着距离路网越远而相应增加。与整个区域各土地利用类型所占比例相比，林地和水体土地利用类型明显低于整个区域这两种生境所占的比例，可以看出内蒙古交通部门在进行路网规划的时，针对水体和林地这两种生态较为敏感的土地利用类型进行了避绕，因此其路网缓冲区内的这两种土地利用类型所占比例低于整体水平。

而草地在整个区域所占的平均水平则低于在路网缓冲区内的所占比例，推测由于内蒙古自治区内的主要城市和居民点都主要集中在草原河谷地区，因此在该土地利用类型中修建的高速和国省道等主要道路的比例较高，从而造成了其在路网缓冲区中所占的比例高于在整个区域的平均水平。以草地这一路网影响的主要区域为例，分析其在不同路网缓冲区内的变化情况，如下图所示：

从上图可以看出，草地这种土地利用类型在路网缓冲区内所占的比例总体变化不大，但在2000m缓冲区后趋于平缓。因此可以推断，内蒙古自治区公路的影响范围大概在2000m左右。但其具体的影响程度和范围，还需要进一步的其它相关研究。根据李双成等（2004）对全国路网的影响范围进行了研究，中国道路影响生态系统面积占全国国土面积的18.37%;全国高速公路的平均影响距离为1000m，但是在草地生境和荒地生境中公路的影响范围有一定程度的扩大。因此本研究的结论与其基本一致。

【参考文献】

[1]Allison M. Fleury， Robert D. Brown， A framework for the design of wildlife conservation corridors with specific application to southwestern Ontario， Landscape and Urban Planning， 1997， 37：163-186.

[2]André BotequilhaLeit？o， Jack Ahern， Applying landscape ecological concepts and metrics in sustainable landscape planning， Landscape and Urban Planning， 2002， 59： 65-93.

[3]Davide Geneletti， Using spatial indicators and value functions to assess ecosystem fragmentation caused by linear infrastructures， International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation， 2004（5）：1-15.

[4]Forman RTT， Estimate of the area affected ecologically by the road system in the United States [J]， Conservation Biology， 2000， 14： 36-46.

[5]Sari C. Saunders， Mo R. Mislivets， Jiquan Chen， Dacid T. Cleland， Effects of roads on landscape structure within nested ecological units of the Northern Great Lakes Region， USA， Biological Conserbation， 2002， 103： 209-225.

[6]Pierre Joly， Claire Morand， Aurélie Cohas， Habitat Fragmentation and amphibian conservation： building a tool for assessing landscape matrix connectivity， Comptes Rendus Biologies， 2003， 326： 132-139.

[7]曹宇，肖笃宁，赵弈，李秀珍，工连平.近十年来中国景观生态学文献分析，应用生态学报，2001，12（3）：474-477.

[8]郭旭東，刘国华，陈利顶，傅伯杰，欧洲景观生态学研究展望，地球科学进展，1999，14 （4），353-357.

[9]何磊，唐亚，李绍才，道路网络生态影响研究进展，生命科学进展，高等教育出版社，2006，2：175-194.

[10]胡望舒，王思思，李迪华，基于焦点物种的北京市生物保护安全格局规划，生态学报，2010.30（16）：4266-4276.

[11]黄晓霞，江源，顾卫，戴泉玉，沈毅，晏晓林，GIS支持下的中国西部公路建设生态影响区划，生态学报，2006：26（4）：1221-1230.

[12]李富平，国巧真，景观生态学研究现状及发展趋势，河北理工学院学报（社会科学版），2004，4（4）：209-212.

[13]李双成，许月卿，周巧富，王磊，中国道路网与生态系统破碎化关系统计分析，地理科学进展，2004，23（5）：78-86.

[14]李月辉，吴志丰，陈宏伟，李娜娜，胡远满，常禹，大兴安岭林区道路网络对景观格局的影响，应用生态学报，2012，23（8）：2087-2092.

[15]刘佳妮，李伟强，包志毅，道路网络理论在景观破碎化效应研究中的应用，生态学报，2008，28（9）：4352-4362.

[16]刘世梁，杨志峰，崔保山，甘淑，道路对景观的影响及其生态风险评价——以澜沧江流域为例，生态学杂志，2005，24（8）：897-901.

[17]刘世梁，温敏霞，崔保山，不同道路类型对澜沧江流域景观的生态影响，地理研究，2007，26（3）：486-490.

[18]邬建国，景观生态学-格局、过程与等级，北京：高等教育出版社，2005.

[19]袁睿佳，孙石，邓辅唐，高速公路建设与景观生态学应用研究，云南大学学报（自然科学版），2007，29（S1）：260-266.

[20]颜磊，许学工，谢正磊，李海龙，北京市域生态敏感性综合评价，生态学报，2009，29（6）：3117-3125.

[21]赵振斌，包浩生，马荣生，城市网格化极其景观生态效应研究——以西安市为例，地理科学，2001，21（5）：433-438.

[22]张金屯，邱扬，郑风英.景观格局的数量研究方法，山地学报，2000，18（4）：346-352.

[23]张晓峰，周伟，公路网规划对景观格局影响的分析方法研究，武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2006，3（6）：976-979.

[24]张晓峰，周伟，基于GIS的生态景观结构分析及其在公路网规划环评中的应用，北京工业大学学报，2007，33（2）：197-202.

[25]张晓峰，周伟，王洁，公路网规划环境影响评价中的困难和不确定性分析，安全与环境学报，2006，6（1）：125-127.

[26]郑钰，李晓文，崔保山，黎聪，宋晓龙，张黎娜，云南纵向岭谷区道路网络对生态系统影响的尺度效应，生态学报，2009，29（8）：4268-4278.