三江源保護區典型公路對濕地影響的實證分析

孫海秀 趙元鵬 汪正蕓 鄭天立

摘要：濕地是水資源保護和生物多樣性保育的重點區域。公路穿越濕地時，可能會阻隔濕地斑塊之間的水力連通，破壞濕地生態系統的健康。本研究以三江源保護區共玉公路和S308為靶區，采用沿線考察、無人機航拍和遙感影像解譯相結合的方法，獲取公路周邊濕地的現狀及其演變過程，以此為基礎探討了三江源保護區公路建設對濕地的影響。研究發現，沿線僅有兩處可能由公路建設導致的濕地變化，公路建設基本未對三江源保護區濕地產生阻隔。建議未來通過增加或改善已有涵洞減少該類現象出現。

關鍵詞：濕地;公路建設;無人機;三江源保護區

中圖分類號：X833 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）04-0-02

Abstract：Wetlands play an important role on water conservation and biodiversity accumulation. The crossing highways may cut off the water flow relationship between wetland patches， and further influence wetland ecosystems. In this study， we investigated the situation of wetlands based on ground， aerial photographic and remote sensing image interpretation along two roads （Gongyu Expressway and S308 road） in the SanJiangYuan Part. We found that there were only two places exhibit a different wetland image at the either site of the road. Road construction basically did not obstruct wetlands. It was also found that by improving existing culverts， measures could be taken to avoid or alleviate such phenomena.

Key words：Wetland;Road construction;Unmanned aerial vehicle;Sanjiangyuan Protected Area

三江源保護區平均海拔約4400 m。區域內高寒濕地大面積發育，在水資源保護和生物多樣性保育等方面發揮了重要作用[1]。公路是國民經濟的重要基礎設施，但公路建設和運營可能會導致濕地結構與功能的連通性及水質受到影響[2]。明晰公路對濕地的影響，保證公路建設不破壞原有水力連通系統，維持濕地正常水文過程十分重要。然而現有研究多為基于經驗的描述，缺乏基于現場的實證分析，特別是針對三江源區內公路建設對濕地影響開展案例分析的研究還十分缺少。

本項目以三江源保護區內共玉公路和S308為靶區，采用沿線考察、無人機航拍和衛星遙感影像目視解譯相結合的技術手段，獲取公路修建前后的遙感影像特征，對公路建設是否對三江源保護區高寒濕地產生阻隔效應開展實證分析，以期為未來三江源保護區內的公路建設提供科學依據和研究基礎。

1 材料與方法

1.1 研究區域概況

本研究以三江源保護區共玉公路和S308為靶區。共玉公路（共和至玉樹（結古）公路）沿線平均海拔4500 m，沿線以高原濕地生態系統為主。S308公路（S308線玉樹結古鎮至不凍泉段公路）沿線高寒缺氧，主要為高寒草甸草原生態系統。

1.2 研究方法

本項目采用沿線考察、遙感影像解譯和無人機航拍相結合的技術手段，獲取公路周邊濕地的現狀及其演變過程。

濕地現狀調查：結合衛星遙感影像 ，對共玉公路和S308公路開展沿線考察，利用無人機航拍技術，調查濕地現狀，發現2處濕地阻隔地段，分別位于共玉公路樁號K355（35°20'3.24"N，99°4'12.03"E）處與S308（33°30'54.14"N，96°5'2.24"E）處，另選取共玉公路K520處（34°40'36.80"N，98°3'3.11"E）作為公路穿越濕地未造成阻隔的典型案例。

濕地變化分析：根據1990-2017年衛星影像和2018年的無人機航拍影像進行對比分析，衛星影像影像源類型quickbird，分辨率0.6 m;無人機航拍影像源類型DJI phantom 4 pro，分辨率0.05-0.1 m

2 結果與分析

2.1 公路未造成濕地阻隔的案例

對共玉公路與S308全線進行調查，結果顯示公路建設在絕大多數區域均未對濕地產生阻隔影響。以共玉公路K520處為例，未使用涵洞的共玉老路（G214）與架橋通過的共玉公路，在建成前后兩側濕地均未發生退化。推測原因為該處地勢平坦，周邊山脈能夠匯集徑流，地下水位較高，常年在低洼地帶形成水泡，這些水泡間橫向水力聯系較低，而被公路截斷的地表徑流對其整體水力連通影響較小。

2.2 公路造成濕地阻隔的案例

共玉公路全線僅發現樁號K355處濕地被公路阻隔。衛星遙感影像顯示修建較早的共玉老路（G214）已造成水系阻隔，路北和路南的濕地已被分割開，唯有經涵洞形成的較細河道穿過公路連接南北。2015和2017年（圖2中e、f）影像顯示共玉公路北側已因嚴重積水形成湖泊，而南側植被呈現退化，2018年無人機航拍圖（圖2中g）表現出相同的結果。因為自然條件下難以形成一側為河漫灘濕地，一側收窄為狹窄河道的現象[3]。推測該處公路導致濕地阻隔原因為，徑流方向由北至南，但涵洞過水面積不足，導致路北形成積水，無法充分通過涵洞宣泄，在南側被涵洞收緊為狹窄河流。

S308公路沿線發現了一處公路對濕地產生間歇性阻隔地段。不同飛行高度的無人機航拍照片（圖3中）顯示，該處間歇性阻隔因涵洞位置過高導致水量較少時無法流過涵洞，在公路東北側形成積水，從而導致積水處植被死亡。相關研究也發現，當涵洞修建過高時，沙運移會使得涵洞一側產生積水、積沙[4]。

3 結論與建議

沿線考察、無人機航拍和遙感影像解譯結果顯示，共玉公路和S308公路建設基本未對三江源保護區濕地產生阻隔。全程僅有兩處可能由公路建設導致的濕地退化，通過施加措施如增加與改善涵洞即可減緩該類現象出現。

公路對濕地的影響具備長期性和累積性[5]。未來需要加強對三江源保護區公路沿線高寒濕地演化動態監測，在量化三江源內公路建設與運營對沿線生態環境影響程度的基礎上，尋求建設與生態保護的新的平衡點。

參考文獻

[1]Mitsch，W.J.，Gosselink，J.G.The value of wetlands：importance of scale and landscape setting[J].Ecological Economics，2000，35（1）：25-33.

[2]周玉海，和瑩.公路建設對濕地的影響[J].安徽農學通報，2017，23（23）：83-85.

[3]宋新山，鄧偉，宋新山等.基于連續性擴散流的濕地表面水流動力學模型[J].水利學報，2007，38（10）：1166-1171.

[4]Barnard，R.J.，J.Johnson，P.Brooks，K.M.Bates，B.Heiner，J.P.Klavas，D.C.Ponder，P.D.Smith，and P.D.Powers，Water Crossings Design Guidelines[M].Washington：Department of Fish and Wildlife，Olympia，Washington，2013.

[5]周禹.淺談基于無人機遙感的濕地植被監測[J].城市地理，2017（2）：01.