高速公路建設對沿線植被資源的影響分析研究

王 振

（山西省交通科學研究院，山西 太原 030006）

高速公路的快速發展，既促進了區域社會經濟的快速發展，同時提高了人們的生活質量，更好地滿足了人們日益增長的出行需求。然而，高速公路的建設不可避免地對周邊自然環境和生態植被造成一定程度的破壞和影響，尤其是公路的永久占地，將造成征地范圍內耕地數量的下降、植被數量和覆蓋率的減少[1-2]。項衛東等研究認為高速公路建設對周邊區域植物多樣性影響較小，通過道路兩側或邊坡植被綠化，有利于動植物資源的保護[3]。劉杰等研究表明高速公路建設會對沿線各類植被（喬木、灌木和草本）的生物量造成不同類別的影響，喬木主要受負面影響，而灌木和草本主要受正面影響[4]。屈越強等基于Landsat遙感數據源，利用遙感技術，結合歸一化植被指數，研究發現公路建設對沿線植被的砍伐會對周邊植被覆蓋度產生顯著影響[5]。因此，如何能處理好高速公路建設與生態環境保護之間的矛盾已是區域社會經濟可持續發展的必然要求。本文以山西省某高速公路建設為研究對象，結合項目所在區域的生態環境特點，探討公路工程建設對于沿線植被資源的影響，可為高速公路建設植被資源影響評價提供重要的參考和經驗借鑒。

1 項目及項目區概況

山西省某高速公路建設項目主線全長68.664 km，雙向四車道，設計速度100 km/h；全線設置橋梁11 371 m/33座，涵洞165道，隧道3 215 m/2座，橋隧比20.74%；互通式立交5處，分離式立交4處，收費站3處，服務區1處；工程占地694.61 hm2，其中永久占地564.21 hm2，臨時占地130.40 hm2，占用林地為主，其次為旱地、水澆地及荒草地等。

項目區地貌類型以河谷平原和黃土丘陵地貌為主。氣候類型屬溫帶大陸性季風氣候，多年平均降水量421.2 mm，年均氣溫3.6℃～7.3℃左右，全年日照時數2 600～3 100 h。項目區主導風向西風、西北風，多年平均風速2.5～3 m/s。土壤類型以草甸土和山地栗鈣土為主；植被類型以風沙防護林、灌木林、灌草叢等為主，項目區林草植被覆蓋率31.82%。

2 植物資源現狀分析

2.1 現狀調查方法

2.1.1 野外實地調查

在對公路全線進行現場踏勘時，選取區域典型植被類型進行采樣，作為衛星遙感影像判讀植被類型和土地利用類型的基礎，根據室內判讀的植被與土地利用類型初圖，現場核實判讀的正誤率。實地調查采取線路調查與重點調查相結合的方法，對于植被覆蓋度較低的區域采取線路調查，在重點施工區域以及植被覆蓋狀況良好的區域進行重點調查。

2.1.2 生態制圖

在野外實地調查的基礎上，利用GPS定位與GIS（地理信息系統）相結合的方法，對項目區土地利用類型進行數字化研讀，在此基礎上，形成項目區域內數字化的土地利用類型與植被類型圖，進行生態環境影響的定性與定量評價。本次調查選用項目區美國陸地衛星近期影像圖片（TM），其分辨率為30 m，對監督分類產生的植被初圖，結合路線調查記錄和坡度、坡向、等高線等基礎信息，對植被類型圖進行目視解譯糾正，獲得符合評價精度要求的植被類型圖。

2.2 項目沿線植物資源分布概況

依據山西省植被區劃，項目沿線所經區域屬溫帶干草叢和半干旱草原區，主要的草本植被物種有百里香、胡枝子、大針茅、冷蒿和隱子草等，均為旱生植物，栽培植被以莜麥、馬鈴薯和胡麻等為主，屬于一年一熟制。果樹除花紅果和杏分布較普遍外，局部環境較好的地方有蘋果、棗、核桃等。

2.3 項目評價范圍內植被分布現狀

采用ERDAS Imagine軟件對項目區域遙感衛星影像進行分類處理，將得到的植被現狀圖輸入ArcGIS，利用ArcGIS提供的緩沖區分析功能，對高速公路評價范圍（公路中心線兩側各300 m，含臨時占地）內的植被類型及其面積進行統計與分析（表1）。從表1中可以看出，高速公路評價范圍內植被以栽培植被為主，占總面積的53.26%，其次為闊葉林，占總面積的26.31%。由此可見，評價范圍內開發強度較高，自然植被以灌草叢為主。

表1 高速公路評價范圍內各類植被類型土地面積統計表

2.4 植被生物量與植被生產力

2.4.1 植被生物量

根據國內有關植被生物量研究成果[6]，對高速公路評價范圍內的植被生物量進行了估算（表2）。從表2中可以看出，高速公路評價范圍內植被生物量約79 738.5 t。項目沿線闊葉林以50年代綠化的小葉楊純林為主，由于土地貧瘠干旱，栽植較密，后期的撫育管理措施較差，形成了當地的低產楊樹林，俗稱“老頭樹”，因此評價范圍內的實際植被生物量比估算結果要小。

表2 高速公路評價范圍植被生物量估算表

2.4.2 植被生產力

根據國內有關植被生產力研究成果[6]，對高速公路評價范圍內的植被生產力進行了估算（表3）。從表3中可以看出，評價范圍內植被生產力約12 052.93 t/a。

表3 高速公路評價范圍植被生產力估算表

3 對沿線植被資源的影響分析

3.1 植被面積損失

高速公路施工期由于路基占用土地（尤其是耕地）、填挖方、取土及臨時工程用地使公路占地范圍內的農田、林木、灌草叢等遭受砍伐、鏟除、掩埋等一系列人為干擾活動，使路基范圍內的植被全部消失，公路沿線及周邊植被面積減少，生物量及生態服務功能下降，植被類型可能會由多樣化類型變為單一類型，生物多樣性減少，這些破壞是永久的、不可逆的，也是公路建設項目所不可避免的。根據衛星遙感判讀結果和相關設計資料進行估算，公路工程占地所導致的植被面積損失情況見表4。

表4 高速公路工程占地導致的植被面積損失情況表

從表4中可以看出，工程征占用的自然植被面積為247.67 hm2，占植被總損失面積的44.19%；自然植被以灌草叢和小葉楊低產林為主，其中占用闊葉林面積較大。工程占地中栽培植被的面積為312.82 hm2，損失量相對較大，占植被總損失面積的55.81%，占評價范圍內該類型面積的12.06%。總體說來，高速公路沿線自然植被分布面積較小，且群落結構極為簡單，物種組成較為單一。

3.2 植被生物量與生產力損失

高速公路建設使公路占地范圍內植被遭受破壞，將導致植被生物量的損失及生物生產量的減少。根據相關研究成果[6]，對公路工程占地引起的植被生物量與生產力損失進行了估算（表5、表6）。

從表5、表6可以看出，高速公路占用土地所導致的植被生物量損失約8 591.47 t，占評價范圍內生物量的21.82%；植被生產力損失約4 418.612 t/a，約占評價范圍內總生產力的33.88%。其中，闊葉林的生物量損失、栽培植被的生產力損失比例相對較大。

表5 高速公路工程占地植被生物量損失估算表

表6 高速公路工程占地植被生產力損失估算表

3.3 高速公路綠化對評價范圍內植被生物量的補償

高速公路永久占地將完全破壞原有的植被，導致評價范圍區的植物全部死亡。目前，高速公路綠化以生態恢復為主導思想，根據公路沿線生態特點，盡量采用鄉土樹種，合理搭配喬木、灌木和地被植物，使當地已破壞的生態進行最大限度的恢復與重建，這樣經過2～3年的植被恢復基本上可以彌補公路永久占地損失的生物量。

4 結語

在高速公路建設過程中，工程永久占地將使植被生境遭到破壞，植物個體失去生長環境，其影響程度是不可逆的。在工程建設初期，由于機械碾壓、施工人員踐踏等，施工作業周圍的植被將遭到破壞，降低了野生植被的覆蓋度。在工程建設后期，對路基邊坡、互通立交、取土場、棄渣場和施工場地等進行了植草綠化，使原來被破壞的植被得到一定的補償，對于維護公路正常運營、減少水土流失、改善公路沿線的生態環境起到了積極作用，從而促使高速公路建設與區域生態環境保護得到協調發展。