摘要:以研究川藏铁路理塘境内段建设对高原生态环境影响评价为目的,阐述了理塘境内植物、动物和生态系统的现状,分析了川藏铁路建设可能给理塘境内植物、动物和生态系统带来的环境预测影响,提出了对植物、动物和生态系统可行性保护对策。由于理塘境内段平均海拔较高,生态恢复难度大,生态评价具有独特性,研究理塘县境内段建设生态环境评价对甘孜州境内段建设生态评价具有指导意义。
关键词:川藏铁路;环境影响评价;生态环境
中图分类号:X826 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2019)22-0062-05
1 研究概况
1.1 研究背景
川藏铁路是继青藏铁路又一条进藏通道,具有地质结构复杂,施工难度大,高原生态脆弱等特点。国内外铁路建设对生态环境造成的影响已经有诸多的研究。国外有Janssen G[1]利用地理信息系统来计算不同规划下铁路噪声对生态环境的影响结果,系统中参数涉及列车的数量、速度、类型以及相关的噪声法规等;KurzeU.J.[2]和F.B.J.ELBERS[3]关于如何测量、预测和减轻铁路噪声对环境造成的影响分别作了研究;M.J.Gellatley等[4]论述了伦敦地下铁路限速运输系统与地上植被的相互作用。铁路建设时期必将对沿线环境产生重大影响,C.Ferrary[5]提出了铁路建设相关的环境评价程序等。国内有铁路建设项目对生态环境影响的预测与评价方法研究,层次分析法、模糊综合评价法和矩阵半定量预测方法得到应用[6,7],张杰、陈峰[8]铁路建设对生态环境的影响分析与防治研究;铁路建设的次生环境影响研究,已经把草海自然保护区和北京城区作为铁路次生影响的研究区域[9,10]。
1.2 研究概况
川藏铁路甘孜州境内经泸定县、康定市、雅江县、理塘县和白玉县,翻越海拔4300m的折多山和4650m的海子山,典型的川西高山峡谷区和川西高山原区两个地貌单元。理塘境内段以雅江和白玉为两端,雅江起升理塘和理塘下降白玉的海拔落差大,理塘境内段平均海拔较高,生态恢复难度大,生态评价具有独特性,研究理塘县境内段建设生态环境评价对整个甘孜州境内段建设生态评价具有指导意义。
1.3 地形地貌
理塘境内是以丘状高原和山原地貌为主,有部分高山峡谷,西部中部因造山运动的抬升,向东南和东北倾斜,境内山脉和水系呈南北走向,东西排列,山川河流相间,山地垂直分布明显,由低到高依次出现中山、高山、极高山等类型,在山地窄谷、宽谷和高山顶部夷平面又出现台地、多平坝、高原类型。主要山脉有格聂山峰海拔6204m,肖扎山海拔5807m,克麦弄山海拔5780m,库尔岗中山海拔5601m。区域内部地貌日趋复杂化,地形成呈显的垂直分带,由低到高依次出现中山、高山、极高山等类型。
1.4 地质特点
理塘境内主要岩石有变质砂岩、碳质千枚岩、碳质板岩、板岩、辉绿岩和玄武岩等。变质砂岩主要为碎屑、胶结物和重结晶矿物组成。碎屑主要成份为石英、长石,胶结物为微细粒泥质,重结晶矿物为绿泥石和绢云母。碳质千枚岩为黑色片状鳞片变晶千枚岩,由绢云母、石英、长石、方解石等矿物组成,结晶较细,表面现丝绢光泽。质较软,易风化。辉绿岩主要由辉石和基性长石组成,含少量橄榄石、蛇纹石、黑云母、石英、磷灰石等。岩石质地坚硬,节理裂隙发育。玄武岩岩性为灰黑、浅灰白色斑状隐晶质玄武岩。弱风化,主要矿物由富钙单斜辉石和基性斜长石,次要矿物有橄榄石、斜方辉石等,质硬,脆。碳质板岩主要由长石、石英、云母碎片和角闪石等组成,岩体中夹石英条脉。质较软,岩体较新鲜完整。板岩主要由长石、石英、云母碎片和角闪石等组成,岩体中夹石英条脉,质地坚硬,岩体较新鲜完整。区域还分布有硅质岩、白云岩及构造角砾岩等。
1.5 水文特点
理塘境内河流较多,分为雅砻江与金沙江两大水系,主要有无量河、热依河、君坝河、桑多河、呷柯河、霍曲河、白拖河、那曲河、拉波河,章纳河等11条支流,有8条注入雅砻江,有3条注入金沙江、总长度1534km。理塘县河流面积786930亩,占水域面积的96.39%,大小河流遍布全县,县境内河流总长达52462km,年径流量76亿m3。区域水系属金沙江水系,雅砻江和无量河为二级水系,阿加隆洼以北的河流、溪沟均汇入雅砻江,以南汇入无量河,无量河年均流量97.79m3
2 生态环境现状
2.1 植物现状
经过实地调查、访问,并结合历史资料。植被总体上呈现垂直带谱,在海拔3700m以下和阳坡可上升到3750m为河谷为河谷灌丛林带。针、阔混交林是以云杉和桦木为主要建群种,林下灌木和草本层比较发育,群落的层片结构复杂,零星分布在海拔3600~4000m的阳坡地带。针叶林代表植被为各种冷云杉、柏木等,林下乔木科草本植被较多。亚高山草甸主要分布在4250m以下无林地区。高山草甸分布于境内海拔4250~4800m的地区,该群落与亚高山草甸相比,植物种类简单,草丛低矮,分层不明显。沼泽草甸位于河流和湖泊四周,其余地区也有小面积分布,主要植被为四川篙草,其它草本植物很少。流石流滩植物分布于海拔4800m以上,雪线以下的地区,由于气候恶劣,一般高等植物不生长,仅零星生长一些红景天、凤毛菊、雪莲花、绿绒嵩等。
2.2 动物现状
经过实地调查、访问,并结合历史资料。研究区域位于高寒草地和亚高山灌丛交替的过渡带区域,由于该区域的植被分层不明显,群落结构简单,生态环境相对脆弱,森林和灌丛等适合野生动物的栖息环境比较有限。受高海拔地区极端气候影响,动物群的季相变化较为显著,许多爬行类,两栖类及翼手类动物都有冬眠现象;种类优势现象也较为明显;动物在各栖息地间有频繁的昼夜往来和季节性迁移特性。历史资料统计看,发现的高原蝮属于有鳞目蝰科。鸟类57种。在57种鸟类中,计有留鸟21种;夏候鸟21种;冬候鸟有2种;旅鸟有12种。有兽类21种,隶属于5目14科。食肉类有3科7种(狼、赤狐等)。啮齿目数量有7种(旱獭、大耳姬鼠等)。偶蹄類数量有4种(马麝、白唇鹿等)。兔型目种类有2种分别是灰尾兔及间颅鼠兔。食虫类种有1种是高原鼩鼱。
2.3 生态系统现状
2.3.1 生态系统类型
经过实地调查、访问,并结合历史资料。主要景观类型包括草地生态系统、灌丛生态系统、森林生态系统和湿地生态系统4个自然生态系统类型,铁路穿过高寒草甸地带,局地分布有亚高山灌丛、高山稀疏森林和高原湖泊或河流形成的湿地,没有居民长期居住,评价区内无耕地等农业生态系统,显示出该区域较为原始的自然景观特点。
2.3.2 生态系统稳定性
生态系统稳定性来看,高寒草地生态系统是控制性生态系统类型,群落结构相对较稳定,抗干扰能力和自身调节能力较强,为区域生态环境质量的稳定提供了保障。而灌丛生态系统介于森林和草地生态系统之间,湿地生态系统在5~10月较为明显,其他时期为冰冻期。川藏铁路隧道和桥梁占据80%以上,对各类型生态系统破坏不大。
2.3.3 生态系统完整性
涵盖了森林、灌丛和草地等多种生态系统类型,该区域生物种类、种群数量、种的空间配置、种的时间变化等都具有较好的完整性和整体性。生态系统的构成要素及其时、空分布和物质、能量循环转移的途径完整、生态系统结构和功能完整性较好。由于海拔较高、生态环境脆弱,评价区的生物多样性相对比较单一。
2.3.4 生态系统循环性
海拔较高,土壤微生物过程和凋落物的分解较为缓慢,水热条件在夏季对评价区域植物生长和生存影响较大,冬季则因温度偏低、降水量而减慢。低温仍然是评价区域影响包括物质循环在内的生态过程的主要限制因子。坡度较大、地表破碎,土壤侵蚀和水土流失严重,表层养分等物质循环和损失都比较明显,生态系统的抗干扰及恢复能力、自组织能力等都相对脆弱。
2.3.5 生态系统服务功能
有多种生态系统类型和多种自然植物种类,铁路建设不会造成某一生态系统类型或者生态物种的消失,生态系统类型基本满足当地社会经济发展和群众生产生活所必须的物质生产,如放牧场所、调节气候、涵养水源、保持水土、维持生物多样性等多功能需求,具备较为完整的生态服务功能。
3 生态影响预测
3.1 植物影响预测
3.1.1 隧道矿渣对植物影响
川藏铁路理塘境内段以隧道穿越较多,隧道施工必然产生大量隧道矿渣,矿渣大量产生占据大面积草地,海拔4000m的矿渣上很难直接长出植被,破坏当地生态。高原植被多样性单一,矿渣堆放可能会影响植物基因多样性交流。矿渣酸碱性可能造成当地植被生长受到限制。
3.1.2 临时便道对植物影响
铁路修建,并非都处在交通要道,有的甚至在半山上进行隧道施工,这就可能要修距离较长的临时便道,占据大面积草地,对植被进行直接破坏。高原气候变化无常,部分临时便道必须硬化才能正常通行。铁路修建成功后,硬化道路恢复原状难。
3.1.3 料场对植物的影响
铁路的施工过程中需要大量的施工原材料。比如:砂石、沥青、水泥、钢筋等,以往经验看,砂石很多就地取材。工程量大,砂石场将占据大量草场,所占草场直接破坏当地植被,原材料一定程度影响植被生存环境。
3.1.4 地质灾害对植物的影响
川西高原冬季寒冷,夏季阳光直照,易风化;土壤为砂石组成,松散、粘性小和易透水,极易局部沙化。临时道路修建和原材料场破坏草甸后可能会不断出现小的泥石流,不断扩大草场破坏面积。根据甘孜州近年来公路情况,公路两旁的边坡灾害性常见,难治理。施工过程中,须考虑临时交通和场地选线选址的合理性,减少对植被的影响。
3.1.5 人为活动对植物的影响
高原野生植物种类单一,生长缓慢,草甸形成时间长,难恢复,人为破坏占很大因素。比如,铁路施工时间长,冬季草枯风大极易引起草原火灾。机械施工需要燃用油和润滑油,油库管理不慎,造成泄露污染土壤,植物无法生长。对原有草甸养护不周,无法复垦。矿渣堆积如山,形成大面积无植被区等。
3.2 动物影响预测
3.2.1 对两栖爬行动物的影响
两栖爬行动物的主要特征是迁移能力弱,影响较为明显。对于两栖动物影响较大的是臨时道路、矿渣堆放和原材料料场。生活和工业废水、废渣等对两栖动物的影响,噪声等对两栖动物的栖息地的选择和捕食有影响。临时道路、矿渣堆放和原材料料场主要的影响是对两栖动物的栖息地的占用,减少了评价区域两栖动物的栖息环境和生活环境,以及汽车对两栖动物的碾压等。施工过程中不加强污水的处理和管理,将会直接影响两栖动物的繁殖和栖息,特别是在两栖动物休眠期间。
3.2.2 对兽类的影响
兽类主要以小型兽类为主,铁路修建将会直接占用和破坏一些小型兽类的巢穴,迫使这些动物从施工区迁出,尤其是以半地下生活型的鼠类受到工程建设的影响相对较大。动土和施工等,破坏小型兽类的栖息环境和捕食环境,将会减少区域内的小型兽类动物数量,随着施工的开展和人为活动的增加,部分鼠类动物的数量将会有所增加。施工工程机械、开山放炮等施工噪音会影响中小型动物的活动,比如豹猫,易受到施工噪音的影响,可能会向周边域迁移,减少分布区面积。
3.2.3 对鸟类的影响
鸟类的影响主要表现在栖息地的减少、噪声及光照对鸟类的影响及人为活动等对鸟类的影响,且新建料场、营地场地和临时道路等占地会减少鸟类的栖息环境。工程占地造成周边森林、灌草丛等植被类型的覆盖度减少,使各种鸟类适宜栖息地面积缩小,迫使原来生活在该区域的灌木林缘和地栖鸟类等不得不离开原来的栖息地,改变种群密度。开挖和施工爆破、机器震动、汽车运行等产生的噪声和人类干扰,影响鸟类在施工区域内的觅食、求偶等活动,它们可能被迫远离施工区域。
3.2.4 对放牧的影响
当地居民基本以放牧为主,牦牛、马、羊等是主要牲畜,牲畜产酥油、奶渣、酸奶、毛皮等是牧民主要收入来源。铁路施工期对草地破坏、围栏施工、爆破、车辆运输会对当地放牧带来一定影响。
3.2.5 对鱼类的影响
桥梁建设为主要工程之一,桥梁施工包括桥墩和桥面建设,桥墩施工是直接和水流接触,特别是桥墩基础施工。评价区域内河流生长鱼类种类较单一,大多数洄游产卵繁殖,繁殖季节一般也是施工期,桥墩施工可能会改变河流流态,造成鱼类繁殖受阻影响。
3.2.6 噪声对动物的影响
施工期和运营期都会产生噪声。施工期的临时道路修建,隧道施工,砂石开采,车辆运输,爆破,机械运转等都会产生噪声,对当地动物造成影响,动物迁移,减少活动范围等。
3.3 生态系统影响预测
3.3.1 生态系统类型影响
评价区域内主要类型包括草地生态系统、灌丛生态系统、森林生态系统和湿地生态系统4个自然生态系统类型,铁路修建只会占局部草地面积,多以隧道和桥梁形式穿越,对四个生态系统影响较小。相对而言,铁路草地上穿越会对草地和灌丛生态系统影响大些,但不会对以上生态系统类型带来实质性变化。
3.3.2 生态系统稳定性和完整性影响
铁路建设会占用一定森林系统,会改变评价区森林生态系统的面积占比,但不会对该区域植被分布情况和森林植物群落结构造成大的改变。灌丛和草地生态系统而言,这类生态系统的植物群落结构相对单一、水土流失严重,该区域地处高寒地带,生态环境十分脆弱,土壤养分循环等生态过比较缓慢,评价区内生态系统的抗干扰及恢复能力、自组织能力较弱。但因占用面积有限、影响程度小。
3.3.3 生态系统循环性影响
高原土壤微生物过程和凋落物的分解较为缓慢,水热条件在夏季对评价区域植物生长和生存影响较大,冬季则因温度偏低、降水量而减慢,这也为微生物对凋落物的分解提供了一定的时间。低温仍然是评价区域影响包括物质循环在内的生态过程的主要限制因子。评价区域的坡度较大、地表破碎,土壤侵蚀和水土流失严重,表层养分等物质循环和损失都比较明显,生态系统的抗干扰及恢复能力、自组织能力等都相对脆弱。
3.3.4 生态系统服务功能影响
铁路建设对评价区水土流失的影响主要集中在工程占地后的施工迹地、土石方开挖与运输、弃渣场堆放等,如果不能及时采取相应的防护措施处理或治理,会造成新的水土流失。就本工程的水土流失风险而言,工程临时道路、矿渣堆放场、原材料场等都需要扰动表层土壤,存有一定的水土流失风险。在工程施工过程中要尽量减少了对周边区域地表植被的破坏,并对填挖高度进行严格的控制。工程主要占地区域为高寒草甸和亚高山灌丛等寒温性植被,植物生长周期段、生态环境十分脆弱,森林和草地等在评价区内发挥着较为重要的水源涵养功能。
4 生态保护对策
4.1 植物保护对策
4.1.1 准备阶段植物保护对策
准备阶段,建设单位组织设计、施工、监理单位对设计的临时道路和原材料砂石料场选址进行优化,完善土石方调配方案,体现环保理念口施工便道尽量利用现有公路,减少新开施工便道数量,选无植被或植被稀疏处,尽量把便道缩短。原材料砂石料场优化后选择在无植被或少植被的地带,集中取土减少取土场数量。生活营地、生产场地、原料场、堆渣场等场址选在荒地和植被稀少地带。尽量减少纵向便道,采取集中居住、租用和新建相结合,尽量利用废弃场地,节约生活营地占地面积,减少对地表的破坏。划施工便道时,将路基、桥梁便道综合考虑,尽量共用。桥梁纵向施工便道紧靠桥位单侧设置,利用部分永久占地,减少临时占地面积。在架设过程中,在梁底垫枕木的措施,节约临时用地。
4.1.2 施工期植物保护对策
施工期中最大程度地减少施工便道、优化原材料堆放场,尽可能地利用原材料场做临时场地,有效地减少了临时用地面积。对开挖路段的地表植被及草甸异地保存、培植,施工结束后及时复垦。施工临时道路尽力选择坡度小,植被少,距离短的线路,避开高原特色植被,保护重要植被。所处高原无人区,运营期植被经过一段时间可以自行恢复。
4.1.3 运营期水土保持对策
路基边坡植被措施主要采用种草护坡和移植草皮护坡。站场绿化采用乔木、灌丛、草相结合灌丛、草相结合,也可以直接种草的方式。临时道路采用回铺草皮的措施。在铁路沿线可绿化地段的路基两侧边坡、坡脚、车站站场、临时道路和施工营地等人为破坏地表所产生水土流失的区域布设生物措施,主要以种草和移植原地表植被为主。施工营地、临时道路、取土场和原材料砂石料场等采取培植当地植被在夏季统一栽种恢复。
4.2 动物保护对策
4.2.1 对两栖类的保护对策
为保护好研究区域溪沟及周边沼泽湿地,这些都是两栖类现有或潜在的栖息地。及时运出工程废物、废油且妥善处理,避免遗留物对环境造成污染;早晚施工注意避免对野生动物造成碾压。春夏繁殖季节控制施工车辆速度,避免对繁殖期两栖类造成直接伤害;冬季施工在开挖地段若发现冬眠的爬行类动物注意保护,将其转移至远离施工区的相似生境中。
4.2.2 对鸟类的保护对策
增强施工人员的环境保护意识,加强对国家重点保护珍稀鸟类的保护,减少施工对鸟类栖息地的破坏,极力保留占地内可保留的灌木草本。使用低噪声的施工方法、工艺和设备,加强声源控制,削弱或消除噪音对鸟类的影响。
4.2.3 對兽类的保护对策
严格控制施工范围,保护好小型兽类的栖息地,预留兽类动物通道;架设桥时,不阻断溪流,保障溪流的流通性和清澈性,对春夏季洄游进入该产卵场的下游河段的鱼类不产生实质性的影响。
4.2.4 对放枚的保护对策
铁路建设对当地居民带来了实实在在的好处,高原旅游也会给当地居民带来经济收入,铁路修建应得到当地居民的认可和支持。对草地破坏较为严重,给放牧带来明显影响,建议适当给当地牧民给予补偿。施工期和运营期都要做好围栏,动物必经之处预留好通道。在施工中,尊重本地宗教信仰和传统习惯。
4.2.5 对鱼类的保护对策
铁路桥梁施工中,防止机械用油污染水质,桥墩围栏隔水施工,预留鱼类通道,尽力不改变河流流态,不下河捕鱼,选择枯水期施工。
4.2.6 噪声控制对策
施工期合理安排施工时间,不夜间施工,车辆运输减少鸣笛,机械选用低噪声设备,减少隧道外爆破等。运营期合理调整火车经过时间段,动物聚集地减少鸣笛,设置动物保护标牌等。
4.3 生態系统保护对策
4.3.1 生态面保护对策
在施工阶段尽量保留占地区内可保留的优势灌丛、草甸和林木。铁路修建主要以隧道和桥梁穿越,占用地表植被较少,对不影响施工活动的灌木予以保留,减少生态系统受影响的面积,同时灌木植株在施工结束后进行植被恢复时能够稳定区域土质,为草本层恢复提供荫蔽,提升恢复效率。按照所占用的生态系统类型开展植被恢复,使用原地生态系统类型进行对应恢复,提高恢复效率。
4.3.2 生态稳定完整保护对策
统筹管理油污废弃物,将各类垃圾分类储放,尽力还原原有生态系统状态。区域湖泊和河流,加强管理和监督,施工和外来人员不能丢弃废物到湖中,不能捕捞鱼类,不能捕杀野生动物。运营期时,对临时道路、原料场、生产场地和生活营地进行恢复原状,一般选择夏季进行生态恢复,选用本地植被物种进行恢复,恢复具有可行性。
4.3.3 生物多样性保护对策
铁路建设破坏的面积很小,动物的栖息环境影响小,保护动物的栖息范围普遍较大,对植被应极力减小破坏范围,尽量维持栖息地的完整性。运营期,科学预留动物通道,在动物聚集地减少火车噪声和鸣笛对区域动物多样性的影响。
5 结论
施工期和运营期对评价区域生态环境会有一定的影响,但不会显著改变评价区域的植物物种多样性状况、植被组成类型、动物多样性和种群结构组成;不会明显导致评价区域陆生生态系统稳定性和生态服务功能发生明显变化。做好野生动植物保护、积极开展渣场、临时道路、料场等临时占地复耕,对铁路隧道口、道路边坡、站台等进行植被恢复增加与周围自然景观的协调性,桥梁施工建议选择枯水期,且打围作业,减少对水生态影响,川藏铁路建设是完全可行的。
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收稿日期:2019-09-27
作者简介:张兵(1989-),男,工程师,硕士,主要从事甘孜州环境影响评价工作。