道路交通对生态环境的影响

1、For personal use only in study and research;not for commercial use道路交通对生态环境的影响分析1 概述 我国是一个多山的国家，大部分地区生态环境脆弱。由于受地 形、地质、气候、水文等自然条件的限制，在高等级公路所经过的地 区，将不可避免地占用和分割土地，破坏土表和植被。高等级公路大 规模建设的同时， 在一定程度上也加剧了资源、 环境和人口之间的矛 盾，生态环境问题日益突出。只有科学评价道路交通，采取有效的防 治措施，将道路交通的建设、管理与保护生态环境密切结合起来，才 能使道路交通与区域环境实现可持续协调发展。2 生态系统与环境

2、“生态系统 ”是英国生态学家 1935 年提出来的，是指任何一个生 物群落与其周围非生物环境所构成的综合体。 在生态系统中， 各种生 物彼此间以及与非生物的环境因素之间相互作用， 相互制约， 不断进 行着能量流动，物质循环和信息传递。 道路建设时期将占用大量土地， 尤其是高速公路工程量大，施工期长，其施工场地、运输便道、生活 设施等用地面积更大， 因而对生物多样性影响更加明显。 路面对植物 的长期破坏， 路基两侧对植被也造成一定影响， 文章分别从以下五个 方面进行论述。2.1 道路交通对水土流失的影响道路建设过程中， 因过分开挖山体边坡， 或在坡脚大量采石取土， 处置不当常常会引起水土流失，

3、使坡脚支持力减弱而引起崩塌。 特别 是在高挖低填处的坡面及弃土渣场地，山体地面扰动后极易引起塌 方、滑坡等。水土流失一方面使得土壤中有机物质和无机养分大量流失， 导致 土壤肥力降低，质量变差，土地生产力下降；另一方面，土壤侵蚀使 大量耕地遭到蚕食，可利用土地面积减少，生态环境遭到严重破坏。 道路交通建设易引起水土流失和相关的地质灾害， 这往往会造成严重 的生态破坏与居民生命财产的巨大损失。 道路建设或改造中， 因过分 开挖山体边坡， 或在坡脚大量釆石取土， 使坡脚支持力减弱而引起崩 塌。另外，在岩体较破碎地带，大爆破也会引起崩塌。人为因素对滑坡的影响主要表现在四个方面： 开挖坡脚， 破坏 了自

4、然斜坡的稳定状态；在坡顶上堆积弃土、盖房，加大了坡顶荷 载；不适当的大爆破施工；排水不当等。水土流失是道路交通建设所导致的严重后果之一。2.2 道路交通对土壤环境的影响 在公路施工过程中， 坡地的稳定性会在建造路堑或路基的过程中 受到不同程度的损害； 路堑施工中的弃土会破坏原有的植被， 并增加 侵蚀和坡地不稳定因素。汽车尾气是大气环境中铅的重要来源， 由于汽车中加入了烷基铅 作抗爆剂，当汽油燃烧时，加入的烷基铅有 70%-80被氧化分解成 无机铅，随尾气排出，造成公路边土壤的铅污染。有人估计，一辆汽 车行驶1a排出的铅为2.5kg，其中一半左右沉积在公路两侧 30m内 并能在土壤中保持数百年时

5、间， 影响非常严重。 随着我国运输业的发 展，车辆逐年增多， 而国内的车辆 90%以燃烧汽油为主， 致使公路边 土壤铅的污染日益严重。铅的沉积在一定范围内形成一个受汽车尾气污染的农田环境， 影 响了农作物的生产。 特别是植物叶片和根， 把漂浮在大气中和沉积在 土壤中的铅吸收到体内， 通过食物链传递给人类， 危及人类身体健康。公路上行使的各种交通工具，燃用汽油，大量 CO、NOx 、THC、 Pb 等污染物排放到空气之中，扩散于公路两侧，对公路两旁的土壤 环境形成污染。污染程度因交通工具种类、行驶速度、公路所处的地 形、盛行风向、风速等差异而有所不同。一般情况下，小、轻型车辆 匀速快速行驶在平原

6、路段，造成的土壤环境污染较轻，相反，大重型 车辆变速地行驶在山谷地段，对路边土壤污染较重。在匀速行驶的情况下，交通工具排放的污染物量可由公式 C= 估 算。 式中 ，C 为 每公 里路 段上 交 通 工具所 排 放的污 染 物总 量 （ g / km）； 为第 i 种车的单车污染物排放系数（ g / km）； 为第；种 车的交通量； n 为车型种类。 交通工具燃用含铅汽油所释放的铅物质， 以无机盐的形式先排放到空 气之中，这些铅在大气中悬浮一段时间后， 约有 75%可通过沉降、 碰 撞和降雨沉积在路边土壤和植被上， 使路边土壤中铅含量比背景值高 出许多倍。其浓度与通车时间、 交通量呈正比， 与

7、离公路距离呈反比， 可用下列模型进行估测：式中， 为行车年末距公路米处的土壤表层 20cm 内铅的累积量 （mg / g）；B 为耕作层土壤中铅含量的背景值 （mg g）；K 为输人土壤中 铅的残留率 （ ）；M 为行车年数； 为第 i 年 dm 处铅的输入量 （mg / g）， 其值可由下式得出：式中， 为距公路 dm 处的输入量， mg, / g；C 为污染物排放量 （mg m）；D 为距公路中心的长度 （m）；p 为土壤密度 （gm3）；0.034 为铅在 土壤中沿公路垂直距离的衰减系数； 0.75为排放铅的沉降率； 0.2 为 铅沉积在土壤表层 0.2m 之内的限制值。由于铅污染受到风

8、向、风速、地形、降雨、植被、土壤等多种因 素的影响，该模式在不同地区使用，应进行检验，校正参数差异。铅对作物的影响随着作物种类、 作物一土壤体系酸碱度、 土壤含 磷量的不同而不同，一般情况下，体系酸性越大，铅的有效性越大， 植物吸收越快，影响越大。 另外土壤中的磷可降低铅的有效性，缺磷 的含铅土壤对作物影响显著。公路两边的土壤铅污染具有长期累积效应， 其防治应采用综合方 法进行。首先， 在公路两旁种植行道树，使铅通过大气的扩散受到障 碍物的阻挡后，可使铅污染控制在一定范围之内，减轻铅污染程度。 对进人土壤的铅，最好沉积在土壤中，使之不发生迁移转化。比如施 加钙镁磷肥、腐殖酸类肥料，在酸性土壤中

9、，施加熟石灰提高土壤 PH 值，都会降低农作物中的铅含量。 为防止铅通过食物链进入人体， 可在道路两旁尽量少种植食叶娄作物。 通过研究公路两边农田污染特 征及农作物对污染的反应， 提出防治污染对策， 对防止日益发展的交 通业对环境造成的污染具有很强的实践意义。2.3 西宝公路土壤污染分析 经下表交通量可得计算出西宝高速公路污染量，如表 2 所示：2.4 道路交通对水环境的影响公路建设对水资源的影响主要有公路开挖或路基对地下水流的影响，高路堤对地表径流形态的影响， 公路弃渣对地表水体水文条件的影响，公路施工及运营过程中水土流失、施工废水、生活污水以及路面径流雨水对地表水体水质的影响2.5 道路交

10、通对动植物的影响动植物是生态环境的重要组成部分， 道路交通对其影响主要有以 下几个方面：在公路建造过程中， 改变或清除天然植被， 破坏动物栖息地及植 物水源，使其遭到不同程度的污染， 造成本地动动植物减少甚至灭绝。 在公路运行过程中， 汽车废气的大量排放导致大气污染， 空气相对温 度改变，酸雨酸雪和土壤酸化， 某些对大气污染物敏感的动植物受到 损害；同时运行中车辆所产生的噪声也会不同程度影响动、 植物的生 存。3 措施3.1 保护生态环境的措施开发和推广先进的生物工程技术已有多年， 我国公路绿化一直是 主要考虑公路行道树的树种选择、 树木移栽和养护管理等， 而忽略了 造成水土流失、 影响公路边

11、坡和路基稳定性的边坡生物防护， 结果使 公路边坡自然植被恢复缓慢， 未起到保护公路和防灾的效果。 特别是， 随着我国高等公路建设进程的推进， 如何保证山岭重丘区深挖高填边 坡的稳定性和保护沿线生态环境已成为突出问题。 目前国内， 不论湿 式喷播技术还是人工播种技术，在植物选择上大都以采用寿命较短、 固土能力有限的外来草坪草种为主， 这样，公路生物防护表现出了短 期行为。即这些草本在几年后将出现退化、 荒芜，防护效果明显降低， 这将给道路养护工作带来困难。绿色植物是人类生态环境的重要物质基础。它不仅在防灾减灾、 净化空气、调节气温、消减噪音、水土保持和美化环境等方面起积极 作用，而且对退化生态系

12、统的恢复与重建具有极其重要的意义。 半个 世纪以来，发达国家高速公路建设和公路环境建设的发展历程也清楚 地说明，生物环境工程是公路环境治理工程的主体。 而应用先进和绿 化工程技术，恢复与重建植被是公路生物环境工程的内涵。公路边坡草地建植在特殊的土壤类型的基础之上。 虽然草类在多 种土壤类型中均可生长， 但由于公路边坡大多数为软基填方， 采用的 土既有深层土， 也有部分表土， 土壤多为山地砖红壤类型的白砂土或 红砂土，土壤质地疏松，结构性差，有机质含量低，有效养分缺乏， 极易受雨水冲刷而污染周围环境。 而且在公路填土过程中， 经过层层 夯实，土壤紧实，水分蒸发快，影响草地的生长。因此，水肥是边坡

13、 草地建植的关键。 为了提高公路边坡草地的质量， 解决边坡冲刷和美 化的问题，就要选择适应性强、耐旱耐瘠、速生快长、管理方便、美 观大方的草种。此外，还要改良播种沟的土壤特性，促进播种沟的保 水保肥能力，加强草地的浇水施肥，增强草地的抗逆性。在实践中， 常选择百喜草和狗牙根两种亚热带草种。百喜草属禾本科雀稗属禾 草，多年生，地下茎发达，匍匐型，叶细长、分蘗力强，具有较强的 耐旱、耐瘠能力， 目前是台湾省高速公路绿化的当家品种；狗牙根为 禾本科狗牙根属，多年生，根系发达，匍匐型，地上茎可节节生根， 叶披针型，深绿色，覆盖力强，是主要草坪用草之一。这两种草抗逆 性强，对土壤要求不严， 在不良立地条

14、件下能够形成多年生较为稳定 的草本群落，最适生长气温为 25C 30C，地上部分生长茂密，种 植后能迅速形成覆盖，地下根系发达，能形成纵横交错的网络，较好地起到固土护坡的防冲效果；再生能力强，当冬季草地修剪后，春季 又能迅速生长，是护坡和草坪建植的理想优质草种。3.2 防止水土流失的措施为稳定坡地和控制侵蚀， 必须根据该坡地的形态、 坡度以及排水 状况，采取合适的技术措施。在下列场合，需要采取坡地保护措施：(1) 坡地因太高太陡而不稳定，因排水困难而存在着内部侵蚀或 局部崩裂的危险。(2) 因公路宽度限制而需要减少土方量，常用的坡地保护措施如 下：在坡顶和坡底开设截水沟， 利用排水沟和溢洪道宋

15、控制坡地的下 冲水流，使坡地形成梯田状或台阶状，以减低斜坡的高度，在坡地的 斜面之间构筑水平阶坎。 在坡面上构筑抛石护体或埋石护体， 并可以 辅以植被。采用保持结构，例如石笼(装满石头的矩形铁丝筐) ，木 笼(装满石头泥土的板条筐或混凝土格笼) ，或打人斜坡中的木栅栏 等等。采用保护墙，这是有效防止坡面隆曲的工程结构物，保护墙的 底角能够抵抗坡底压力加筋土， 在填方时构筑路基墙， 并在回填上方 中打入锚定材料。喷射水泥砂浆和设置土壤保护物这种方法成本较 高，通常只用于特殊场合。3.3 土壤环境污染的防治措施3.3.1 避 免公路工程对土壤的环境影响程度，可通过减低该区域的离地净 高；尽快恢复植

16、被和保护植物； 避免纠纷及控制水流速度和流量四个 方面的措施加以避免。3.3.2 减 轻在减少公路工程所带来的土壤破坏危险和消极环境影响方面， 有 着各种各样的技术可供使用。 恢复植被之类的简单技术， 在许多场合 都非常有效； 而建造挡水墙之类的复杂技术， 则仅仅使用于比较困难 的场合。3.3.3 恢复植被3.3.4 排 水防止土壤侵蚀和水道淤塞的一个主要方法是控制暴露土壤和坡 地附近的水流量、水流方向以及水流速度。3.3.5 补 偿对于受公路工程消极影响的土壤， 典型的补偿措施包括重建土地 形态，适应坡地条件，以及把遭受破坏的农业用地改为其他用途。 4 结论与建议4.1 生态公路建设的作用生

17、态公路建设对保护环境、 减少污染、 保证公路交通安全有重要 作用。沿公路两侧设置一定宽度的绿化带， 是生态公路建设的一项重 要内容。可以吸收雨水，固结土壤，减少暴雨冲刷，涵养水源，改善 植被，减少沙尘暴的危害。可以吸收二氧化碳、 二氧化硫等有害气体， 对烟尘和粉尘产生阻 挡、过滤和吸附作用，同时能产生声散射，有效降低汽车噪声污染。可以通过视线诱导来指示驾驶员行驶方向， 使路线走向变得十分 明显，并起到防眩作用，对行车安全十分有利。公路绿化，不仅改善了公路两侧的环境，美化了公路景观，减少 了公路灾害，保证了公路畅通。同时，还改善了周边地区公路生态环 境，保护了耕地草场，促进了当地经济发展。生态公

18、路建设可推进产业结构调整， 促进经济社会发展。 建设生 态公路，形成一条绿色走廊， 改善沿线生态环境， 促进沿线经济发展， 是公路建设和发展的必由之路。 在公路建设时， 采取机械工程与生物 工程相结合的办法， 采取在公路两侧营建综合治沙带， 并逐年向两翼 扩展的生态建设方式，不仅恢复了生态平衡，保护了公路，也为沿线 人民调整产业结构，发展经济创出了一条新路。合理选择公路线位， 可对当地的自然资源和野生动物的生活习惯 或植物的生存条件、 河湖的自然流向等加以保护， 避免因线位选择失 误而造成的生态环境的破坏， 充分体现了公路建设与环境保护并重的 原则。4.2 公路环境治理工程设计纳入公路工程设计

19、规范 近年来，为厂有效保护环境，交通部门已做了大量工作，已完成 了多项公路建设的环境影响评价，对新建公路提出了有效的环保措 施，并在经费紧张的情况下实施一些环境项目， 取得了较好的社会效 益。然而，当前中国公路环境保护与恢复技术水平和发达国家相比， 还较落后，大约相当于发达国家 20世纪 80年代水平，其技术水平低 已成为直接影响到高等级公路投资效益和环境的主要问题。 为实现高 速公路建设与环境的协调发展，就必须在高等级公路的规划、设计、 施工和运营管理的全过程实施系统的、 全面的环境保护措施， 把公路 建设的不利影响降低到最小， 选择环境最优的路线方案。 随着系统科 学、计算机技术和生物工程

20、技术的发展以及学科间的相互交叉和渗 透，以信息社会为背景的现代景观生态设计是以人类的可持续发展为 原则，对整体景观 （包括自然的和文化的）的各要素进行主动安排和 协调的进程。这就意味着现代高等级公路设计不能只把公路当作唯一 的设计对象， 而应把构成沿线景观整体要素作为设计变量和目标， 创 造出一个安全、 舒适的大众公园和艺术品， 实现高速公路快、 达、畅、 美的目标。 即在初步设计阶段以减少对环境的影响和冲击为目标， 开 展公路景观设计。而在施工图设计阶段，则以路域植被恢复、噪声污 染和污水净化处理设计为主， 开展路域生态环境治理设计， 最终使系 统结构和功能达到整体优化。长期以来，我国将 C

21、AD 成功地用于公 路设计，但它在数据采集方法、数字化三维模型的生成、动态全景透 视仿真及综合分析功能等方面都存在着明显缺陷。 要更好地发挥它在 现代空间信息时代的作用， 必须解决对遥感信息、 地下勘探数据的直 接采集，各种专题地图数字化问题，拥有多层管理、综合分析和道路 汽车驾驶仿真功能等， 以满足于公路设计和环境保护的高质量、 高效 率和高水平要求。 路线环境方案优选的目的是考虑拟建公路周围环境 的敏感性， 选择环境影响最小和经济社会效益最优的路线方案。 既可 考虑公路周围环境的敏感性， 又可引入影响程度系数， 并考虑那些敏 感点在沿线的分布和影响趋势分析， 理想地完成线路优选、 公路景观

22、 设计和方案比较过程。将公路环境治理工程设计纳入公路工程设计范畴。 目前，我国公 路设计单位尚缺乏环境工程设计人员， 公路环境治理工程设计方案大 多是在公路开挖后，由中标者自行设计和施工完成。在这些设计中， 常出现忽视植物的 “工程 ”功能性和公路路域特殊性， 过分地强调不切 实际的园林美化效果，不仅增加工程经费，也增加了公路养护难度。 可根据沿线气候、土质、地形和交通安全所要求的功能，进行公路环 境恢复和治理工程规划和设计、 施工过程中的环境管理与环保措施的 实施和效益监测。首先，在初步设计和施工图设计阶段，提出生物工 程防护方法， 立交区、服务区园林景观设计方案和技术措施的施工方 案，并完

23、成大气、污水净化处理和线位减噪设计。随后，在项目业主 负责制、招标制和监理工程师制的配合下， 确保环境治理工程的质量， 从而使高等级公路环境工程规范化， 真正做到设计、施工和验收同步， 使我国公路环境恢复和治理达到更高水平。 鉴于公路环境工程是一个 涉及地质工程学、公路工程学、水土保持学、植物生态学、现代空间 技术和社会科学等多学科的新兴研究领域， 因此，鼓励多学科的学术 交流和合作， 加快培养公路环境工程设计人员， 开展高等级公路环境 保护与恢复新技术应用研究， 无疑将推动我国公路环境工程技术应用 的迅速发展，为我国经济、社会和环境协调发展做出贡献。4.3 如何建设生态路建设生态公路应遵循因

24、地制宜、 科学设计、 统筹规划、综合治理、 重点建设、环保为先的原则。大力进行公路绿化， 发挥公路绿化的防噪声、 抗污染、净化空气、 美化景观、保护环境、促进经济发展的作用。在公路路基边坡采用植被防护， 路肩外缘采用乔灌木或草本花卉 相间绿化，路基边坡可选择适宜防风、固沙、易于成活，固定土壤， 涵养水源，防止水土流失的树种。路林建设选择杨树、柳树等。在生态环境脆弱及严重沙化区， 沿路向两侧一定距离划出区域治 理，采取工程措施和生物措施相结合的办法，带片网交织，在公路两 侧形成绿色生物屏障。 同时，将绿化、生态建设与特色产业结合起来， 使沿公路两侧形成一定的经济带，高效益地发挥生态路促进经济发 展、改善生态环境的重要作用。坚持绿色通道建设与绿色屏障建设相结合，抓好公路沿线防沙、 治沙工作， 走社会效益同经济效益相结合、 开发与经营相结合的生态 建设之路。因此，大力进行公路绿化，符合国情，顺应形势，利民利子孙， 应长久坚持，持之以恒。高度重视生态路建设，做好政府协调工作， 走综合治理之路。 生态路建设是涉及各部门、 多行业的一项长期而复 杂的系统工程，需要政府协调全社会共同努力来实现， 。生态路建设 只靠公路部门一家是完不成的，需要政府协调农业、林业、水利和其 他相关部门共同规划，共同实施，综合治理来完成。公路部门搞好调 查设计、可行性研究、 公路和路林建设及管理。 环保带由农