公路選線生態(tài)適宜性評價體系構(gòu)建及應(yīng)用——以福建省東山環(huán)島生態(tài)路選線為例

程朝輝，衷 平

（1.福建省交通規(guī)劃辦公室，福建 福州350001；2.交通運輸部規(guī)劃研究院，北京100028）

0 引言

近年來，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和拉動內(nèi)需政策的帶動，我國公路建設(shè)事業(yè)得到蓬勃發(fā)展，截至2011 年底，全國公路總里程達到410.6 萬km。為進一步適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的要求、促進城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展、提高應(yīng)急保障能力、構(gòu)架綜合交通運輸體系、實現(xiàn)公路可持續(xù)發(fā)展，《國家公路網(wǎng)規(guī)劃（2013 年—2030 年）》中規(guī)劃建設(shè)普通國道26.5萬km，國家高速公路13.6 萬km[1]，由此可見，在未來的十多年里，公路建設(shè)將以更為迅猛的速度在中國大地上展開。

公路交通建設(shè)推動了國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，但其在施工和營運過程中也以不同的形式對沿線植被、土地、自然景觀、空氣環(huán)境、水資源等生態(tài)環(huán)境要素造成了各種破壞和污染，加劇了區(qū)域生態(tài)環(huán)境壓力。目前公路建設(shè)的生態(tài)影響已開始引起各界的廣泛重視，對于公路建設(shè)的環(huán)境影響研究也已經(jīng)取得了較為豐碩的成果，公路規(guī)劃和工程建設(shè)的環(huán)境影響評價也已經(jīng)全面開展。但是，公路對生態(tài)系統(tǒng)影響的現(xiàn)有研究，主要集中在公路建設(shè)產(chǎn)生的生態(tài)負效應(yīng)方面，如公路對自然生境的影響、生態(tài)干擾、對動物活動的影響、通道阻隔效應(yīng)等等[2-7]，基本上集中于公路工程對生態(tài)系統(tǒng)干擾程度的研究。而從生態(tài)系統(tǒng)本身出發(fā)，探索不同生態(tài)系統(tǒng)對公路建設(shè)的適宜性的研究目前還很少見到。

另一方面，不同生態(tài)系統(tǒng)本身具有不同的特性，其自然生態(tài)條件本身不一定適合于公路建設(shè)，同時生態(tài)系統(tǒng)自身具有一定的穩(wěn)定性和恢復(fù)能力，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的不同會使其面對公路干擾時表現(xiàn)出不同的穩(wěn)定性和恢復(fù)能力，進而表現(xiàn)出對于公路建設(shè)的不同適宜程度。因此從生態(tài)系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，通過對公路選線生態(tài)適宜性的研究，可以認識生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定機制與平衡規(guī)律，有助于判別公路工程對生態(tài)系統(tǒng)的干擾程度，為公路規(guī)劃建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)，對提高公路規(guī)劃建設(shè)管理的決策水平有著十分重要的意義。

未來十年是福建省加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、推進交通運輸現(xiàn)代化發(fā)展的重要時期，建設(shè)海西生態(tài)型、低碳型交通運輸體系是福建省建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的重要途徑和載體，也是建設(shè)以人為本的綠色交通、推進福建省交通運輸現(xiàn)代化發(fā)展的迫切需求和重大挑戰(zhàn)。為此，福建省交通運輸廳積極爭取將東山環(huán)島路列入了交通運輸部“環(huán)境保護建設(shè)項目”示范點，并以建設(shè)東山環(huán)島生態(tài)公路為案例，研究如何將工程和諧地融入?yún)^(qū)域生態(tài)系統(tǒng)格局中，從根本上減少公路基礎(chǔ)設(shè)施對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的不利影響，積極實踐交通發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，探索交通可持續(xù)發(fā)展路子。

1 公路選線生態(tài)適宜性分析評價體系的構(gòu)建

1.1 公路選線生態(tài)適宜性概念與內(nèi)涵

生態(tài)適宜性的概念來源于土地生態(tài)適宜性評價，是指由某一用地類型的自然屬性所決定其對特定用途的適宜或限制程度，它由土地具有的水文、地理、地形、地質(zhì)、生物、人文等特征所決定[8]。土地生態(tài)適宜性研究從生態(tài)系統(tǒng)類型的結(jié)構(gòu)與功能特點出發(fā)，通過研究其適應(yīng)機理，最終確定不同生態(tài)系統(tǒng)類型對不同土地利用方式的適合程度，其主體是土地的生態(tài)特征，客體是使用方式。公路選線生態(tài)適宜性可以看作是生態(tài)系統(tǒng)對公路建設(shè)這一特定土地利用方式的適合程度，因此也可以將其看作是土地適宜性分析的一種，主體是生態(tài)系統(tǒng)特征，客體是公路建設(shè)，公路選線的生態(tài)適宜性分析就是確定地塊生態(tài)特性對公路建設(shè)適宜程度的過程。簡單的說，公路選線生態(tài)適宜性就是生態(tài)系統(tǒng)對公路建設(shè)的適宜程度。

土地生態(tài)適宜性分析的目的在于科學(xué)合理地分析土地的特征，從土地生態(tài)系統(tǒng)的特征出發(fā)，按照其內(nèi)在適宜性進行土地的合理規(guī)劃利用，使人類的建設(shè)活動對自然環(huán)境產(chǎn)生盡可能小的消極影響，提高其生態(tài)效益。與之對應(yīng)，公路選線生態(tài)適宜性分析的目的在于分析其生態(tài)特征，評價生態(tài)系統(tǒng)對公路建設(shè)的適宜性，按照生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在的適宜性進行公路選線，使公路建設(shè)對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生盡可能小的影響，可為公路線路規(guī)劃提供科學(xué)合理的依據(jù)，最終達到公路建設(shè)與生態(tài)保護協(xié)調(diào)發(fā)展的目的。

根據(jù)公路選線生態(tài)適宜性分析的概念和目的，分析生態(tài)系統(tǒng)對公路建設(shè)的適宜程度，其目的在于按照生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在適宜性進行公路選線。從其概念和目的出發(fā)，公路選線生態(tài)適宜性分析至少包含兩層內(nèi)涵：一是區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)特征滿足公路建設(shè)的基本需求，即從公路工程建設(shè)的角度出發(fā)，區(qū)域內(nèi)各種條件適宜其工程建設(shè)需要；二是區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)對公路干擾存在一定的穩(wěn)定性和恢復(fù)能力，即從生態(tài)保護的角度出發(fā)，區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)對工程建設(shè)存在較好的穩(wěn)定性和恢復(fù)能力。

1.2 公路選線生態(tài)適宜性評價指標體系

從公路選線生態(tài)適宜性的內(nèi)涵出發(fā)，公路選線生態(tài)適宜性評價包含兩個部分：一是公路用地適宜性評價，二是生態(tài)系統(tǒng)敏感性評價。因此其評價指標體系也應(yīng)該從這兩個方面出發(fā)，通過兩方面的綜合評價分析確定公路選線的適宜程度。根據(jù)公路建設(shè)對生態(tài)系統(tǒng)的要求，公路用地適宜性評價從自然條件、土地利用、道路連通性3個準則出發(fā)，構(gòu)建了公路用地生態(tài)適宜評價指標體系（見表1）。根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)特征，從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值、生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、氣候敏感性、土壤敏感性、水文敏感性、地形敏感性6個準則出發(fā)，構(gòu)建了生態(tài)系統(tǒng)敏感性評價指標體系（見表2）。

表1 公路用地適宜性評價指標體系

表2 生態(tài)敏感性評價指標體系

1.3 公路選線生態(tài)適宜性評價方法

1.3.1 指標權(quán)重及標準化

采用層次分析法（AHP），根據(jù)生態(tài)、環(huán)境保護、資源開發(fā)、區(qū)域規(guī)劃、社會經(jīng)濟等方面專家的意見，將評價體系的各種要素分解成若干遞階層次，通過構(gòu)造判斷矩陣，進行兩兩的判斷比較和計算，求出各要素的權(quán)重，判斷矩陣的一致性檢驗CR 值＜0.1，認為判斷矩陣的一致性是可以接受的。評價體系中各指標的類型復(fù)雜，且量綱不一，缺乏可比性，因此，評價時必須對各因子進行標準化處理。本研究中對評價指標采用歸一化進行標準化處理。

1.3.2 評價模型及等級劃分

首先根據(jù)各指標的現(xiàn)狀值以及評價標準確定各指標的歸一化標準值，然后采用逐級分層歸并加權(quán)求和分別計算出公路用地生態(tài)適宜性和生態(tài)系統(tǒng)敏感性，具體計算公式如下：

式中，P為公路用地適宜性指數(shù)或生態(tài)系統(tǒng)敏感性指數(shù)；Wi為第i個準則層的權(quán)重；Sij為第i個準則層中第j個指標的權(quán)重；Hij為第i個準則層中第j個指標的標準化值。

根據(jù)公路用地生態(tài)適宜性和生態(tài)系統(tǒng)敏感性計算結(jié)果，采用疊加分析，依照生態(tài)優(yōu)先的原則，按照表3所示判別矩陣識別公路選線的適宜性結(jié)果。

表3 公路選線生態(tài)適宜性判斷矩陣

2 東山環(huán)島公路選線生態(tài)適宜性比選

2.1 東山縣概況

東山縣位于福建省南部沿海、臺灣海峽西岸，地理坐標為北緯23°33′～23°47′，東經(jīng)117°17′～117°35′。東山島由主島和周邊67 個小島組成，狀如七星拱月，形似蝴蝶栩栩如生。東山海岸線長141km，規(guī)劃深水岸線42km。地勢由西北向東南傾斜，地貌依序為低丘—臺地—濱海小平原（海拔15m 以下）。2010 年東山縣公路總里程達268km，包括省道18km、縣道89km、鄉(xiāng)道82km、村道80km。現(xiàn)狀公路網(wǎng)以省道S201線、省道S309線為干線，縣道X541、縣道X542、縣道X543、縣道X544、縣道X545 構(gòu)成多級公路網(wǎng)串聯(lián)的路網(wǎng)體系。

2.2 東山環(huán)島路選線生態(tài)適宜性比選

2.2.1 東山環(huán)島路選線生態(tài)適宜性評價指標

依據(jù)公路選線生態(tài)適宜性評價指標體系，結(jié)合東山島實際情況，考慮指標的代表性、可操作性，共選取了5個指標作為區(qū)域公路用地適宜性評價指標，共選取了11 個指標作為生態(tài)敏感性評價的指標，并對指標進行歸一化處理和權(quán)重計算。選取指標情況見表4和表5。

表4 公路用地適宜性評價指標權(quán)重及量化標準

表5 生態(tài)敏感性評價指標權(quán)重及量化標準

2.2.2 東山環(huán)島路選線生態(tài)適宜性評價

（1）數(shù)據(jù)來源

準確的數(shù)據(jù)是評價的基礎(chǔ)，本次評價數(shù)據(jù)來源有《東山城鄉(xiāng)總體規(guī)劃》（2012—2030）[10]、《東山縣氣象災(zāi)害防御規(guī)劃（2011—2020年）》[11]、《中華人民共和國植被圖》[12]、Landsat 遙感影像、東山縣DEM數(shù)據(jù)等。

（2）評價結(jié)果

東山島公路用地適宜性評價結(jié)果見圖1，從圖上可以看出很適宜區(qū)及適宜區(qū)集中在居民點、旅游景點附近地形平緩的地區(qū)。很不適宜區(qū)則主要為城鎮(zhèn)中心區(qū)及島邊緣的海域區(qū)，不適宜區(qū)集中在山區(qū)和沿海鹽場、灘涂。東山島生態(tài)敏感性評價結(jié)果見圖2，從圖上可以看出東山島生態(tài)敏感性高和很高的地區(qū)所占面積較大，主要集中在東山島嶼西北部地區(qū)，敏感性低和很低的地區(qū)主要為城鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)、西浦灣的鹽場等地。

圖1 公路用地適宜性評價結(jié)果

圖2 生態(tài)敏感性評價結(jié)果

通過公路用地適宜性評價和生態(tài)敏感性評價結(jié)果的疊加，采用表3所示的判別矩陣得到東山環(huán)島路選線生態(tài)適宜性評價的結(jié)果（見圖3）。從圖中可以看出，東山環(huán)島路選線生態(tài)非常不適應(yīng)區(qū)域主要分布于島的西北部、東南海灘沿線、西南部分靠山區(qū)域等，公路選線時應(yīng)該重點考慮。

圖3 東山環(huán)島路選線生態(tài)適宜性評價

（3）東山環(huán)島公路選線生態(tài)適宜性線路比選

根據(jù)《東山縣環(huán)島公路工程可行性研究報告》，東山縣環(huán)島公路規(guī)劃有兩種選線方案——A線和K 線（見圖3），通過選線方案與選線生態(tài)適宜性評價結(jié)果疊加分析（見表6）可以看出，K 線方案非常不適宜的區(qū)段略小于A線方案，在一定程度上減少了對很高生態(tài)敏感性區(qū)域的干擾，K線方案北段經(jīng)較多沿海灘涂，其不適宜區(qū)段比例高于A線方案，非常適宜段比例也明顯高于A線方案，因此從生態(tài)適宜性的角度來說，在生態(tài)適宜性程度上K線與A線相差不大，結(jié)合東山環(huán)島路社會經(jīng)濟發(fā)展的要求，推薦方案K作為最終選線方案。

表6 選線方案生態(tài)適宜性分析

3 結(jié)語

公路選線生態(tài)適宜性評價是從土地生態(tài)適宜性評價衍伸而來，公路選線生態(tài)適宜性可以看作是生態(tài)系統(tǒng)對公路建設(shè)這一特定土地利用方式的適合程度。公路選線生態(tài)適宜分析是從區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)特征出發(fā)，判斷區(qū)域內(nèi)各種因素適宜公路建設(shè)的程度，同時也從生態(tài)保護的角度出發(fā)，判斷區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)對工程建設(shè)是否存在較好的穩(wěn)定性和恢復(fù)能力，因此公路選線的生態(tài)適宜性分析可以為公路規(guī)劃選線提供科學(xué)依據(jù)，對提高公路規(guī)劃建設(shè)管理的決策水平有著十分重要的意義。

通過對東山環(huán)島公路選線的生態(tài)適宜性進行評價得出，比選方案K線的交通覆蓋面積較A線多70%左右，有明顯優(yōu)勢；同時從沿線生態(tài)適宜性來說，K線也與A線的適宜程度相當(dāng)，從生態(tài)適宜度程度上可以接受。同時通過適宜性分析可以看出東山島環(huán)島公路建設(shè)不可避免地通過一小部分高生態(tài)敏感性地區(qū)，在環(huán)島公路建設(shè)過程中應(yīng)該加強其生態(tài)保護與修復(fù)。

[1] 中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會，中華人民共和國交通運輸部.國家公路網(wǎng)規(guī)劃（2013 年—2030 年）[R]. 北京：中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會，中華人民共和國交通運輸部，2013.

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[10] 東山縣人民政府.東山城鄉(xiāng)總體規(guī)劃（2012—2030）[R].漳州：東山縣人民政府，2013.

[11] 東山縣人民政府. 東山縣氣象災(zāi)害防御規(guī)劃（2011—2020年）[R]. 漳州：東山縣人民政府，2011.

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