公路建設(shè)對濕地的影響

周玉海+和瑩

摘 要：公路建設(shè)對濕地有著直接和間接的影響。主要表現(xiàn)為公路建設(shè)及運(yùn)行過程中，對濕地結(jié)構(gòu)連通性、功能連通性和濕地水質(zhì)的直接影響；公路運(yùn)行建成后，增強(qiáng)了人類的活動能力，使大量旅游者涌入到原本難以抵達(dá)的區(qū)域，商鋪等服務(wù)設(shè)施聚集，土地利用性質(zhì)與功能的改變，對濕地帶來的間接的潛在的影響。

關(guān)鍵詞：公路；濕地；連通性；水質(zhì)

中圖分類號 X37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）23-0083-3

Abstract：Highway construction has a direct and indirect impact on wetlands，mainly for the road construction and operation process，on the wetland structure connectivity，functional connectivity and wetland water quality direct impact. After the road is completed，enhance the ability of human activities，a large number of tourists into the area that original difficult to reach，shops and other service facilities gathered，land use nature and function changed，have indirect potential impact on wetlands.

Key words： Highway；Wetland；Connectivity；Water quality

1 引言

濕地作為陸地與開放水體之間的過度地帶，在生態(tài)系統(tǒng)中，發(fā)揮著特殊的生態(tài)功能和結(jié)構(gòu)屬性，主要表現(xiàn)為水文調(diào)節(jié)：通過消減洪峰流量，減緩洪水流速、沉積泥沙，降低下游水位，減輕侵蝕過程；通過物理、化學(xué)和生物過程去除、保留和分解污染物；供養(yǎng)多種多樣的動物種類，成為野生動物的重要棲息地；因地理位置、環(huán)境、規(guī)模、生物構(gòu)成多樣性等因素，形成優(yōu)美的風(fēng)景，成為供人類娛樂的場所[1]。近年來，隨著我國公路網(wǎng)的完善，建設(shè)速度加快，公路選線逐步延伸到濕地保護(hù)區(qū)、重要濕地等特殊及重要生態(tài)敏感區(qū)，在其建設(shè)過程和建成運(yùn)行后，都會對濕地及濕地波及的區(qū)域產(chǎn)生直接或間接的影響[2]。

2 公路建設(shè)對濕地直接影響

2.1 公路建設(shè)對濕地連通性的影響 水系連通性在維持水生態(tài)系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)完整性方面具有重要意義，是衡量水生態(tài)系統(tǒng)健康與否的重要指標(biāo)[3]。公路在建設(shè)過程中，路基填方等占用濕地面積，切割濕地，損壞水力連通渠道，影響濕地內(nèi)生物、物質(zhì)和能量的遷移與傳遞，進(jìn)而破壞了濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使其向不健康方向發(fā)展，使其結(jié)構(gòu)連通性和功能連通性均受到影響。

2.1.1 對濕地結(jié)構(gòu)連通性的影響 空間連續(xù)是水體結(jié)構(gòu)連續(xù)性的反映，具體表現(xiàn)為水位、積水面積的連續(xù)。水域生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的生態(tài)交錯帶形成濕地生態(tài)系統(tǒng)，水是濕地從形成到發(fā)育，再到演替、消亡與再生的主導(dǎo)因素[4]，因而濕地對其水量和水流運(yùn)動的改變特別敏感，若濕地地表水流和地下水流受到外力直接作用，濕地流場就會遭到破壞，水文循環(huán)受到阻礙，水系連通性發(fā)生改變[5]，因此，公路在穿越濕地時，對濕地結(jié)構(gòu)連通性的影響是對濕地連通性影響的最直接反映。具體表現(xiàn)為：公路兩側(cè)水位發(fā)生變化，上游水位升高，局部水體滯留，下游水體下降，局部水體干涸；公路一側(cè)水流形成新的流動路徑；將水深較淺的完整的、連通的地表水體分割成多個獨(dú)立的、不連通的水體；阻礙地下水較淺、接近或者超過地表的地下水流動，成為地表徑流[6]。導(dǎo)致被隔離水體交換性差，渾濁度高，局部可能出現(xiàn)干涸現(xiàn)象。

2.1.2 對濕地功能連通性的影響 所研究的水文對象為媒介的過程連續(xù)性稱之為功能連通性。功能連通性的改變除表現(xiàn)為水量的改變外，還表現(xiàn)在水體對水中物質(zhì)的遷移運(yùn)載能力、水體中物質(zhì)沉積格局的改變對濕地生物分布、生長和演替的干擾和水生生物洄游的干擾[6]。當(dāng)公路建設(shè)干擾濕地徑流時，同時受影響的是水中營養(yǎng)物質(zhì)的遷移，導(dǎo)致濕地內(nèi)基質(zhì)、濕地土壤中沉積物的類型和空間分布規(guī)律發(fā)生不同程度的改變[7]。濕地板塊之間交換程度隨著濕地水系連通的降低而降低，從而導(dǎo)致植物生長環(huán)境的改變，使喜水或耐旱不同習(xí)性的植物因缺水干涸或長期浸水缺氧而死亡，改變區(qū)域內(nèi)植物群落分布特征。有研究表明，濕地生物多樣性水平的改變在時間上明顯滯后于公路分割濕地水體時間，該變化通常在公路建成運(yùn)行多年后才表現(xiàn)出來[8]。若水系連通性得不到有效改善，不斷降低，隨著濕地水文條件的長期改變，濕地植被類型終將發(fā)生演替。濕地作為野生動物的重要棲息地，水系連通性的改變導(dǎo)致的濕地環(huán)境的變化，對野生動物的數(shù)量及其分布產(chǎn)生很大影響，尤其是對魚類等水生生物影響更為直接和明顯。

2.2 公路建設(shè)對濕地水質(zhì)的影響 公路建設(shè)期在施工期與運(yùn)營期都不可避免的對濕地水質(zhì)造成影響。

2.2.1 施工期對濕地水質(zhì)影響 施工期主要是施工人員的生活污水、施工生產(chǎn)廢水的隨意傾倒，排入濕地，對濕地水質(zhì)造成污染，污染物主要是COD、NH3-N、石油類、SS等。砂石加工與沖洗、混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)、施工設(shè)備與車輛養(yǎng)護(hù)沖洗，都會產(chǎn)生一定量的廢水，是公路施工廢水主要的產(chǎn)生環(huán)節(jié)。砂石料加工系統(tǒng)是較大污水產(chǎn)生源，據(jù)對一般大型砂石料加工系統(tǒng)沖洗廢水監(jiān)測，其廢水量約為加工砂石方量的3倍。砂石料沖洗廢水的主要污染物為SS，其濃度可達(dá)500mg/L以上。若不合理處置，會對濕地水質(zhì)造成污染，并形成淤積，影響濕地的連通性[9]。相關(guān)研究表明，固體物質(zhì)大量排入水體，會導(dǎo)致其中固體物質(zhì)濃度過大，濁度增大，透明度降低，改變植物、無脊椎動物、脊椎動物的生長環(huán)境，從而導(dǎo)致機(jī)構(gòu)發(fā)生變化，當(dāng)SS濃度超過20000mg/L時，會導(dǎo)致魚類死亡，從而直接對水生生物造成影響[10]。混凝土施工完成后會產(chǎn)生大量的養(yǎng)護(hù)廢水，由于含有鈣礬石、Ca（OH）2、水化鋁酸鈣等物質(zhì)，pH值較高，一般可達(dá)9～12，如果長期大量排放，不予處理，會造成濕地水質(zhì)污染，土壤堿化[11]。施工車輛、設(shè)備沖洗及維修產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水，主要污染物為石油類、SS和CODcr等，濃度分別為10～30mg/L、500～4000mg/L和25～200mg/L。

2.2.2 運(yùn)行期對濕地水質(zhì)影響 公路運(yùn)行期對濕地水質(zhì)影響主要是路面徑流，PAHs（多環(huán)芳烴）、重金屬、SS、COD、氯化物等是公路路面徑流中主要污染物。其中路面徑流中最主要的污染物為SS，主要來源為車輛運(yùn)輸物品的泄露、路面材料磨損、輪胎磨損及車輛剎車磨損等；Zn和Pb是重金屬中含量最高的，主要來自于輪胎磨損和汽車尾氣；除冰鹽是氯化物主要來源；汽油不完全燃燒產(chǎn)物與潤滑油泄露為PAHs與PHC的主要來源。根據(jù)趙劍強(qiáng)、劉珊等人對西安至臨潼高速公路浐河大橋降雨期間路面徑流排水水量及水質(zhì)研究，公路路面徑流污染物濃度見表[12]。可見，COD與Pb平均濃度值均高于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)倍數(shù)為分別為6.65倍與3.2倍；SS平均濃度高于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中排放標(biāo)準(zhǔn)。

公路徑流中包含的重金屬、PAHs等有毒有害物質(zhì)，主要粘附于固體物質(zhì)上，并隨之沉積于濕地底部，將對水體水質(zhì)產(chǎn)生潛在的、長期的影響，并改變底棲生物原有生存環(huán)境，引發(fā)諸多問題，對濕地、湖泊等滯留水體影響尤其突出[13]。

3 公路建設(shè)對濕地間接影響

公路對濕地的間接影響主要是通過對周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、文化、觀念和政策等的影響，間接地影響人類的行為與政策導(dǎo)向，進(jìn)而引起更為復(fù)雜的環(huán)境、生態(tài)問題[14]。直接影響易于發(fā)現(xiàn)容易觀測，間接影響則不是很明顯，容易被忽視[15]。

（1）公路的建成運(yùn)行，在加快加強(qiáng)沿線區(qū)域人流物流的同時，也擴(kuò)大了人類的活動范圍，人類可以進(jìn)入原本難以到達(dá)或進(jìn)入的區(qū)域，成為人類進(jìn)入濕地內(nèi)部進(jìn)行捕撈、垂釣等活動的通道，對濕地內(nèi)部珍惜保護(hù)資源生存環(huán)境造成破壞，對種群結(jié)構(gòu)和個體數(shù)量構(gòu)成威脅[16]。

（2）公路的建設(shè)改善了沿線交通狀況，便捷的交通導(dǎo)致居民向道路兩側(cè)區(qū)域遷移，隨著時間推移與人口的增多，導(dǎo)致人口的重新分布與城鎮(zhèn)化的形成。在城鎮(zhèn)化形成發(fā)展過程中，人們將根據(jù)自己的需求，占用或利用部分濕地，改變濕地的用途及生態(tài)功能，造成濕地面積的減少與生態(tài)功能的改變，同時人類活動產(chǎn)生了大量污染物，對濕地水質(zhì)構(gòu)成潛在威脅[17-19]。

（3）天然濕地優(yōu)美的自然景觀，對游人機(jī)具吸引力，公路的建設(shè)使人們更為容易到達(dá)原本難以涉足的自然濕地環(huán)境中，導(dǎo)致大量旅游者的涌入，同時公路建設(shè)具有的聚集效應(yīng)，也將導(dǎo)致沿線商鋪、娛樂設(shè)施的發(fā)展[20]，對沿線濕地生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生擾動，打破原有的生態(tài)平衡，對其產(chǎn)生不利影響。

公路的建設(shè)增強(qiáng)了人類的活動能力，擴(kuò)大了人類生態(tài)影響范圍，對沿線濕地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生較大擾動，其水文條件、水質(zhì)、生態(tài)結(jié)構(gòu)及生態(tài)服務(wù)功能等，都將發(fā)生改變，加劇了公路對濕地的直接生態(tài)效應(yīng)[21-24]。

4 結(jié)論

（1）公路在穿越濕地時，對濕地水利結(jié)構(gòu)連通性產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致濕地功能連通性也受到影響。

（2）公路施工過程中，施工廢水的隨意傾倒、施工材料的隨意堆放，都會導(dǎo)致濕地的水質(zhì)受到污染，從而導(dǎo)致水生生物的死亡。

（3）公路運(yùn)行過程中，路面徑流中的PAHs（多環(huán)芳烴）、重金屬、SS、COD、氯化物等將對水體水質(zhì)產(chǎn)生潛在的、長期的影響。

（4）公路運(yùn)行建成后，增強(qiáng)了人類的活動能力，使大量旅游者涌入到原本難以抵達(dá)的區(qū)域，商鋪等服務(wù)設(shè)施聚集，土地利用性質(zhì)與功能的改變，都對濕地帶來間接的潛在的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]江源，顧衛(wèi)，陶巖，等.道路生態(tài)影響于公路邊坡植被恢復(fù)生態(tài)研究[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2011，34-35.

[2]祖波，郭宇，黃煥存.基于層次分析法的公路景觀敏感度評價[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2012（4）：20-24.

[3]張欣，王紅旗，李華.公路建設(shè)對生態(tài)環(huán)境水系連通性的影響[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2013，2（S2）：406-411.

[4]余海霞，廖新峰，周侶艷，等.基于模糊數(shù)學(xué)的西溪濕地水質(zhì)評價[J].水資源與水工程學(xué)報，2013，24（4）：54-57.

[5]馬茂軍.地下水位變化區(qū)下穿鐵路公路路基排水綜合設(shè)計[J].公路交通技術(shù)，2009（5）：1.

[6]李曉珂，王紅旗，王新軍，等.公路建設(shè)對濕地水系連通性的影響評價及影響因素研究—以延邊地區(qū)為例[J].交通安全與環(huán)保，2014（11）：105-110.

[7]Lexartza-Artza I，Wainwright J.Hydrological connectitivity：Linking concepts with practical implications[J].Catena，2009，79（2）：146-152.

[8]Forman R T.Road ecology：science and solutions[M].Washington：Island Press，2003：111.

[9]宋書昌.高等級公路施工環(huán)境問題及防治措施[J].山東交通科技，2005（1）.

[10]陳瑩.公路路面徑流對水環(huán)境影響的評價方法初探[J].交通部上海船舶運(yùn)輸科學(xué)研究所學(xué)報，2004（1）.

[11]祁文前.高速公路施工與環(huán)境保護(hù)[J].石家莊鐵道學(xué)院學(xué)報，2006（1）.

[12]趙劍強(qiáng)，劉珊，邱麗萍，等.高速公路路面徑流水質(zhì)特性及排污規(guī)律[J].中國環(huán)境科學(xué)，2001，21（5）.

[13]趙康.公路工程水污染對濕地的影響與保護(hù)對策[J].林業(yè)建設(shè)，2007（5）：61-64；

[14]衷平，楊志峰，崔保山，等.公路對濕地的生態(tài)效應(yīng)及其反饋的研究進(jìn)展[J].濕地科學(xué)，2009，7（1）：89-98.

[15]KrivtsovV.2004.Investigations of indirect relationships in ecology and environmental sciences：a review and the implications for comparative theoretical ecosystem analysis[J].Ecologica lModelling，174（1-2）：37-54.

[16]趙康.公路建設(shè)對濕地資源的影響與保護(hù)[J].公路，2003，（2）：87-89.

[17]JohnD，JuliaLD.The impact of tourism and personal leisure transport on coastal environments：areview[J].Estuarine，coastal and shelf science，2006，67（1-2）：280-292.

[18]張鐿鋰，閻建中.青藏公路對區(qū)域土地利用和景觀格局的影響—以格爾木至唐古拉山段為例[J].地理學(xué)報，2002，57（3）：253-266.

[19]林建，邱卿茹，陳建安.公路旁土壤重金屬和類金屬污染評價[J].環(huán)境與健康雜志，2000，17（5）：284-286.

[20]曹力媛.高速公路建設(shè)的生態(tài)環(huán)境問題及對策研究[J].山西交通科技，2002（2）：7-8.

[21]閆德仁，許智，任天忠.退化土地利用對土壤養(yǎng)分變化的影響[J].內(nèi)蒙古林業(yè)科技，1998（2）：35-44.

[22]曹廣民，李英年，張金霞，等.高寒草甸不同土地利用格局土壤CO2的釋放量[J].環(huán)境科學(xué)，2001，22（6）：14-19.

[23]李凌浩.土地利用變化對草原生態(tài)系統(tǒng)土壤碳貯量的影響[J].植物生態(tài)學(xué)報，1998，22（4）：300-302.

[24]秦明周.紅壤丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)土地利用對土壤肥力的影響及評價[J].山地學(xué)報，1999，17（1）：71-75.

（責(zé)編：徐煥斗）