道路工程对森林公园生态影响评价及保护措施——以广东省道S221大浦县段为例

苏玉贞 白昆立

(广东省岭南综合勘察设计院，广州 510500)

公路网络建设作为基础设施建设的重要组成部分，是推动区域经济发展的基础性工程，其分布范围之广、发展速度之快都是其他工程无法比拟的[1-3]。然而，道路建设及运营过程中带来了如环境污染、景观破碎和生态环境退化等对自然景观和生态系统所产生的生态问题不容忽视[4-6]，因此，正确理解、评价和系统分析道路建设所产生的生态影响，最大限度减缓其对生态系统所产生的负面效应，对实现生态保护与经济协调发展具有重要意义。

广东省道S221线大埔县段为大埔县公路网的重要组成部分，是大埔县中南部地区发挥地域优势，加强区域间经济合作交流发展外向型经济，加速经济发展改善投资环境的重要的基础条件和根本保证。然而该道路建设穿越五虎山省级森林公园，因而道路建设过程中以及建成通车后不可避免地会对森林公园生态环境产生不利影响，因此选择此样本作为研究对象具有代表性。

传统的生态环境评价方法有生态机制分析法、质量指标法和景观生态学法等[7-8]。近年来，新的研究方法不断涌现，比如模糊数学法、多维尺度法和综合指数法等[9-11]，其中，综合指数法能较好地反映出生态系统健康变化的趋势，适用于评价道路建设对其生态环境影响的问题[12-14]。

以广东省道S221大浦县段建设对五虎山省级森林公园生态环境的影响为例，综合考虑了其对评价结构完整性、稳定性、功能性和环境适应性等方面的因素，结合相应技术规范与要求[15]，运用综合指数法对道路建设的生态影响做了综合评价，并提出相应保护措施，旨在促进生态环境保护与区域经济的协同发展。

1 研究区域概况

1.1 省道S221线大埔县段建设概况

省道S221线大埔县段公路改建大部分为新建线，布线于城区外围新起线，起点位于大埔县湖寮镇陈牙陂，桩号为K46+910，途径陂头坑、下科子、深渡、坳下，终点位于湖寮镇坳背，终点桩号为K52+894.93，路线长5.985 km。路线基本走向为由北往东南走向，要求为一级公路，设计速度采用60 km/h，双向四车道，路基宽23 m，桥涵与路基同宽。工程内容包括：路基工程、路面工程、桥涵工程、交叉工程、交通工程及沿线设施、环保及景观工程；其中桥涵工程中，建设2座桥梁；涵洞31道，4道改建，27道新建。工程区包括工程区、营造区(拌合场)、弃土场、办公区和辅助生活区等。

1.2 省级五虎山森林公园概况

五虎山省级森林公园位于广东省梅州市大埔县湖寮镇，环绕大埔县城四周，规划总面积1 338.7 hm2，地理坐标为116°39′15″～116°42′50″ E，24°19′55″～24°23′06″ N。核心景观区域为中部五虎山(包括虎山亭、五虎松涛、福山寺和文武阁等)、西湖公园、西湖湿地公园及大埔县文化中心一带。

省道S221线大埔县段线位经过五虎山森林公园东侧，全长约5.1 km，将不可避免需要使用森林公园部分林地。省道S221线大埔段改造工程需征地33.052 hm2，其中林业用地19.093 3 hm2， 林业用地中18.460 7 hm2为五虎山森林公园林地。

2 生态评价指标体系的建立

生态评价指标体系的建立以国内外研究成果和评价区内的生态环境特征为基础，以代表性、综合性、系统性和易获取性等原则确定评价指标。

2.1 建立层次结构模型

将目标所包含的因素分为3个层次，即目标层、准则层和指标层。

2.2 评价指标的选择

前期调查表明，评价区的特色风景资源为地文景观、水文景观、森林景观，景点(旅游资源单体)等级以二级为主，最高为三级。因此，选取对森林公园生态环境具有较大影响的8个评价指标，建立S221省道建设对五虎山省级森林公园的生态环境影响综合评价指标体系，见图1。

图1 省道S221线穿越森林公园示意图

2.3 指标权重分析

2.3.1 模糊互补判断矩阵的建立

运用模糊数学法等比较同层指标i与j的相对重要性，并用数量化的相对权重aij来描述，其中假设共有n个指标参与比较，则构成模糊互补判断矩阵见式(1)。

A=(aij)n×n

(1)

式中：s(i)和s(j)分别表示指标ci和cj对因素层重要性程度，aij表示元素ci和cj相对于上一层因素进行比较时，两因素模糊关系的隶属度，0.5表示两者同等重要，1.0表示ci元素比cj元素重要，0表示cj元素比ci元素重要，同时aij+aji=1；0

2.3.2 模糊一致矩阵和综合模糊一致矩阵的建立

R=(rij)n×n

(2)

当向多位专家发放调查问卷时，涉及多群体决策需要将多个模糊一致矩阵综合起来形成综合模糊一致矩阵。设Ai=(aij)n×n为根据第i位专家(i=1，2，…m)，问卷得到的模糊互补判断矩阵，Ri=(rij)n×n为模糊一致矩阵。综合m位专家的调查结果，得到模糊一致矩阵见式(3)。

(3)

2.3.3 指标数据的标准化

由于各个指标的量纲存在明显差异，应对各个指标进行无量纲化。在评价区生态环境影响综合评价研究中，通过系统转换可使各个指标的指数数值均在[0，1]之间，指标的计算值越大表示生态环境质量越好，越小表示生态环境质量越差，在此基础上相加得到综合指数。根据各指标对研究区生态影响的作用方式，采用百分比标准化法，将指标可分为正指标和负指标。其计算公式分别见式(4)和式(5)：

(4)

(5)

式中：F+正指标评价值；F-负指标评价值；S指标参照值；C指标实际值。

2.3.4 综合权重计算

根据模糊一致矩阵R′计算各指标的权重，计算结果见表1。

表1 生态环境影响评价指标标准化参照值

2.3.5 综合评价指数及生态环境状况分级

采用线性加权综合方法计算生态环境影响综合评价指数。线性加权综合法具有适合用于各指标间相互独立的体系，其具有可以进行线性补偿、权重系数作用更明显、对备选方案间的差异不敏感、对指标数据无特定要求和容易计算等多方面的优势，生态环境影响综合指数线性综合法(Ecological Index，EI)计算方法见式(6)。

(6)

式中：EI为生态环境影响综合评价指数；n为指标个数；wi为各指标的权重值；xi为各指标标准化值。

根据生态环境影响综合评价指数，将生态环境状况分为五级，即优、良、一般、较差和差，具体见表2。

表2 生态环境状况分级

生态环境状况变化幅度用于衡量生态环境的变化，根据相关标准可将生态环境状况变化程度分为4级，即无明显变化、略有变化(好或差)、明显变化(好或差)和显著变化(好或差)，具体见表3。

表3 生态环境状况变化幅度分级

3 评价结果与分析

将指数化后的指标值以及相应的综合权重带入式(6)，计算得到道路建设对评价区五虎山森林公园生态环境的状态指数EI，结果见表4。

根据调查分析并结合表4的统计可知评价区生物多样性较丰富群落结构比较稳定，群落之间无异质性，生物量和生产力中等，河流水质为优级，空气质量为A级，声环境达到特安静标准；植被覆盖度达71%，水土保持和水源涵养功能为良好土壤侵蚀强度为微度。道路施工前生态环境综合评价指数EI为0.65，表明道路建设前五虎山森林公园的生态等级为良级。

根据道路施工对生态环境的影响进行预测，可以计算出工程对评价区生态环境影响的综合评价指数EI，结果见表4。研究区生态环境预测指标值EI为0.60，根据表2对生态环境的分级标准可知，评价区在建设后生态环境质量仍为良级。

表4中施工前后的︱△EI︳为0.05，由表3可知，︱△EI︳在0.02～0.05时生态环境属于略有变化的范围，说明道路建设对评价区的生态环境会产生一定影响。

表4 道路施工前后生态质量变化值

同时，道路建设对评价区生态环境影响最大的为土壤退化程度，其变化值达到0.43，说明道路建设对水土流失具有显著影响，尤其是道路建设对植被的破坏，地表土壤的剥离、压占，从而影响到土壤抗侵蚀能力下降，在降雨径流的侵蚀力作用下容易产生水土流失，并可能造成水土流失危害应引起建设单位足够重视。

4 生态保护措施分析

由上述研究表明，道路建设对森林公园的影响表现在土壤退化、水体污染和噪声污染等方面，其中土壤退化引起的水土流失成为对森林公园的最为不利的生态影响。针对生态问题，必须采取有效措施降低道路建设对生态环境的影响。

4.1 道路建设对水土流失的减缓措施

道路建设对评价区的水土流失的主要影响因素包括植被、土壤、降雨以及土方挖填、占压地表的人为活动等，尤其在路基施工过程中极易造成山体土壤侵蚀与水土流失。施工结束后，由于施工引起水土流失的各项因素将逐渐减弱或消失，地表扰动基本停止，地表硬化或植物绿化建设，水土流失逐步得到控制，生态环境逐步恢复，基本不再造成新的水土流失。

因此，在道路建设前期，必须高度重视道路施工过程中可能会对评价区生态环境造成的不利影响，坚持“在保护中施工，在施工中保护”的原则，制定“水土保持方案”对道路建设工艺、作业方式进行充分论证，确定最优施工方案，重点做好施工临时占地的水土保持措施，减少施工场地的水土流失；减少施工临时用地。施工结束后，积极做好道路绿化工作在道路两旁植树造林，同时做好临时施工用地的复绿工作。

4.2 道路建设对其他生态影响的减缓措施

道路建设对评价区生态环境的影响还包括水体污染、噪声污染以及对生态系统、风景资源的影响等。

道路建设过程中的桥涵施工、施工营地作业以及营运期路面雨水冲刷后形成的污水等均会对评价区内的河流等水体带来不利的影响，虽然工程建设期对水体的污染是局部暂时性的，但仍需引起重视，特别是在桥梁施工过程中，合理组织施工程序与机械，建设用材料与施工产生的废渣均按要求堆放并加以覆盖，防止雨水冲刷等，这些措施都能减缓道路建设对评价区生态环境的不利影响。

道路建设期和运营期对沿线村庄有一定的噪声污染，虽然总体上达到要求，但各个敏感点在昼间和夜间均存在不同程度的噪声污染超标现象。有效措施是降低声源噪声辐射，特别是周围有噪声敏感点的路段适当增加道路与村庄的距离，保持最低限度的噪声衰减距离或建设最大限度地缓冲隔离带。同时，在道路绿化方面枝繁叶茂的高大乔木类植物与灌木植物等套种，可以起到降噪减噪的作用。

道路建设和运营对森林公园土地资源、植被与植物多样性、野生动物栖息地和多样性、生态系统的影响较小。通过制定对生态系统、风景资源影响最小的施工方案，减少施工期对森林公园生态系统、风景资源的破坏；在工程监理内容中增加并落实生态和风景资源监理内容和项目等。道路建设对森林公园造成的破碎和整体分隔后，森林公园应对原总体规划进行修编，重新划分各功能区，重新组织旅游路线。这些措施的实施将有效降低道路建设对森林公园的生态环境影响。

5 结论

从结构完整性、稳定性、功能性和环境适应性等方面选取了影响评价区生态环境的8个指标，建立了广东省道S221大浦段建设对省级五虎山森林公园生态环境影响的综合评价指标体系，并利用综合指数法对评价区生态环境作了评价。研究结果表明，综合指数法在道路建设对森林公园生态影响方面的应用是可行的；S221大浦段建设对五虎山森林公园的生态具有一定的影响，尤其对水土流失的影响较大，但总体上省道建成前后森林公园的生态环境均处于良级；针对上述问题应制定减缓水土流失的可行方案以及建成后做好临时施工用地的复绿及科学种植行道树等工作，以实现道路建设带动经济发展又达到生态保护的目的。