高等级公路建设与生态环境保护.ppt

1、主 要 内 容,1,2,3,4,5,6,概述,公路建设对生态环境保护的支持作用,高等级公路建设对生态环境的影响,公路建设与生态环境保护协调发展,公路建设对生态环境影响综合评价,公路建设中生态环境设计原则及保护,7,结束语,1 概 述,NANJING FORESTRY UNIVERSITY,2013.3.29,什么是生态？,生态就是指一切生物的生存状态,以及生物之间和生物与环境之间环环相扣的关系。（生态学）,什么是文明？,文明是人类文化发展的成果，是人类改造世界的物质和精神成果总和，是人类社会进步的标志。唐代孔颖达注疏尚书时将“文明”解释为：“经天纬地曰文，照临四方曰明。”“经天纬地”意为改造自

2、然，属物质文明；“照临四方”意为驱走愚昧，属精神文明。,（1）、生态文明的内涵,什么是生态文明？,生态文明是人类文明的一种新形态。以尊重和保护自然为前提，以人与人、人与自然、人与社会和谐共生为宗旨，以建立可持续发展的生产方式和生活方式为内涵，引导人们走持续、和谐发展的道路。,（2）、生态文明的特征,实践性与反思性的有机统一,生态文明的实践性体现在人们的全部实践活动之中，人与自然的关系始终是贯穿人类实践活动的主线，人类的生存、发展，一刻也离不开自然，一刻也离不开实践。但由于自然宇宙的无限性和人的有限性之间的矛盾，决定了人的实践活动必须在反思中进行。, 系统性与和谐性的有机统一,生态文明是“自然、

3、人、社会”和谐发展的复合巨系统。, 持续性与高效性的有机统一,持续性是生态文明建设的重要原则之一，持续性并不等于低效性。, 规律性与创造性的有机统一,自然的运动变化是有规律可循的，人类只有在尊重自然规律的基础上发挥人的创造性，生态文明的实现才有可能。,（3）党和国家对生态文明建设的重视,建设生态文明，基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式。循环经济形成较大规模，可再生能源比重显著上升。主要污染物排放得到有效控制，生态环境质量明显改善。生态文明观念在全社会牢固树立。,中国共产党十七大报告, 党的十七大报告有关生态文明的表述, 十八大报告有关生态文明 建设生态文明，是关系

4、人民福祉、关乎民族未来的长远大计。面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势，必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，把生态文明建设放在突出地位，融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程，努力建设美丽中国，实现中华民族永续发展。,中国共产党十八大报告,（4）生态保护基本理论, 生态环境 所谓生态环境，是指在相对独立的范围内，各种生物以种群的形式组成相互联系的群落，并且与周围的有机的无机的一切所组成的相互影响，相互联系的统一整体。其中包括能量、物质和信息的流动及物质循环。 生态系统 生态系统是生命系统与环境系统在特定空间的组合。 按主体特征分，有森林、草原

5、、荒漠、冻原、河流、湖泊、沼泽、海洋、农村、城市等生态系统。 按地域特征分，有陆地生态系统、海洋生态系统、山地生态系统、平原生态系统、岛屿生态系统等。 按人为干预的程度分，自然生态系统、半自然生态系统和人工生态系统。,生态系统的组成成份,生态平衡指在系统内，生物与环境、生物与生物之间长期相互作用，最终会形成一种相对和谐、稳定的状态。 生态系统是一个开放系统； 任何生态系统都处在不断运动和变化之中，系统内部存在着普遍的进化、适应、制约、反馈进程，所以，平衡是相对的。, 生态平衡,生态系统中的物质循环与能量流动,生态保护,生态保护核心内容是生物多样性保护。 生物多样性包括基因(或遗传)多样性、物种

6、多样性、生态系统多样性 遗传多样性是指某个种内个体的变异性。 物种多样性是指地球上生命有机体的多样性。 生态系统的多样性是指物种存在的生态复合体系的多样化和健康状态，即生境、生物群落和生态过程的多样化。 生态系统的种类很多，但总体可分为陆地生态系统和水生生态系统。,陆地生态系统主要有农田、森林、灌丛、草甸、沼泽、草原、荒漠、冻原、高山植被等生态系统。 水生生态系统主要有河流、湖泊、水库、海洋等生态系统。生物多样性保护的重点是保护生态系统的完整性和珍稀濒危物种。, 特殊性生态问题,特殊的生态系统、生境、生态因子或特别需要保护的生态目标； 生物多样性要求高， 珍稀濒危生物生境； 特别资源如水源地；

7、 具有典型的生物地理代表性， 具有较大的进化潜力， 特别的历史文化、科学研究或其他特别的价值， 或因其具有稀有性特点等。, 脆弱生态系统和生态脆弱带,是指那些受到外力作用后恢复比较艰难的生态系统。 一般特征是: 自然生产力较低； 生产力受到局部气候、地形、地表物质或土壤等某种因子的限制; 存在敏感生态因子并受其作用，例如花岗岩区和紫色砂岩区，严重的水土流失使土壤和水成为这些地区敏感的生态因子; 易受到人为因素的干扰，其抵抗外来干扰的能力差; 正在受到强烈的人类活动影响的生态系统。 在全球范围内，相对脆弱的生态系统是岛屿生态系统、热带森林生态系统、干旱区生态系统、高寒带生态系统等,自然保护区,自

8、然保护区是国家或地方政府根据某一地域的重要价值及其在国内外的影响划定的必须保护的区域，是重要的自然生态系统。 自然保护区分为 国家级自然保护区和地方级自然保护区两级。 自然保护区内部一般分为核心区、缓冲区和实验区三部分。,（5） 我国公路环保存在的主要问题,（1）建设各方环保意识不强 建设各方尚未将“建设与环境保护”、“建设与环保并重”的原则体现 在公路规划、设计、施工、管理、运营全过程。 （2）公路环保规划设计不够全面，执行程序不够严密，实施监督不力. （3）环保投入不足，环保措施难以保证； （4）缺乏生态公路的规划设计经验 缺乏生态基础理论，设计中往往出现注重表面的现象，如绿化设计讲究“三

9、季有花，四季如春”，弃土场一味力求“整平复耕”等，与项目地区的生态学特征不相符合，不能取得预期的生态效果。,2 公路建设对生态环境保护的支持作用,（1）路域生态系统, 路域生态系统的形成,范围是公路用地界之内，宽约50-70米，数十至数百公里的地带。生物因素: 中央分隔带植被、边坡植被、护坡道路植被和隔离植被。 生态因素：栖息了许多小型哺乳和爬行动物、灌丛和枝头的鸟类、农田迁来的害虫和天敌、排水沟栖息的两栖类动物等。 成分、结构、演替等比周围自然生态群落要单纯，比农田等人工生态环境又要复杂。, 路域生态系统的特点,生物因子的特点 模仿自然生物群落，在人为的帮助下，短期达到稳定的顶级生态群落，美

10、化及维护消耗成本最少，系统建成以后人为干扰较小; 承接废水和废气的压力，突出防治污染的作用; 横断成条形，植被立体三维布置; 纵向长距离的线型地域，同时植被呈现单元性的节奏变化; 地区间的联系纽带带来新物种而使生物多样性组成发生变化，并且在光、湿、热条件变化的综合作用下，引起本地区生物群落的改观; 有可能伴随新的有害生物的侵入; 沿线生物群落之间密切的联系，促进植物和动物群落的各种演替过程，有利于群落的稳定; 提供视觉美感。,汽车尾气污染区； 交通噪声污染区； 交通噪声不仅干扰周边系统人们生活、工作，影响人体健康，而且影响路域系统中声敏感动物的重新分布。 夜间光污染区 夜间行车的光污染影响路域

11、系统中趋光型动物的集中分布。 高温辐射区 由于水泥或沥青混凝土路面以及边坡的浆砌片石或混凝土预制块等的热辐射，使路域系统的温度较周边系统温度高。这就要求路域系统中植物种类耐干旱、抗高温。,非生物因子的特点,路域生态系统的功能,能量流动； 物质循环； 信息传递(即能流、物流、信息流)三大基本功能。,（2）公路建设对生态环境保护的支持作用,改变或恢复周边地区己经人工化的生态系统，创造更完善的自然生态系统； 有效地遏制生态环境破坏； 减轻自然灾害的危害； 促进自然资源的合理、科学利用； 实现自然生态系统良性循环； 维护国家生态环境安全； 确保国民经济和社会的可持续发展； 对生态旅游提供有力的支持；

12、高等级公路建设可能成为有益的水保工程。,3 高等级公路建设对生态环境的影响,（1）道路的廊道与分割效应,公路是连接城市与城市、城市与乡镇的通道，是人类互相连接的廊道。但是，对生物来说，尤其是对地面的动物，它却是一道屏障，起着分离与阻隔作用。,新建公路对生态影响示意图,（2）诱导效应,改变某一城市或乡村发展和扩大的方式， 刺激城市区域的扩展以及农村向城镇的发展， 城镇景观代替农村景观或自然景观的巨变 诱导效应主要发生地点：在立交桥和公路有进出口的连接线地段， 自然资源的保护对象： 水源保护地带， 自然保护地域， 文物古迹和重要景观等。,（3）水文情势影响,筑路引起地下水位的改变示意图,（4）对植

13、被的影响, 公路工程永久性征用土地; 公路施工期临时用地; 取、弃土石方作业; 施工期筑路材料运输、机械碾压及施工人员践踏； 敏感物种的数量、分布改变，可能引起整个系统的链锁变化； 施工场地植被的清除，破坏了原天然森林地段生境的连续性和整体性； 改变群落的外部边界环境，通过与群落内生物因子的相互作用，引起近路侧群落向干旱型演替。,（5）对野生动物的影响,大型动物的活动区域缩小； 种群变小，种群之间交流减少； 公路的封闭系统影响了动物的迁徙，产生明显的公路廊道效应， 原生态区内的野生动物因受交通噪声的惊吓而大量迁出。 夜间灯光增多，使许多以月光为导向的昆虫，在路侧其种类和数量明显增加，影响到地区

14、的生态平衡。 占据了动物的栖息和繁殖场所，使其不能取食、产卵、幼体不能发育。 对原动物栖息地生态环境的破坏和封闭的带状构筑物对动物的阻隔影响。,（6）对水土保持的影响,山体开挖造成地表裸露； 填筑路堤增加裸露面; 取、弃土场产生裸露面; 施工过程损坏原有地表植被及水保设施; 干扰不良地质增加其不稳定性等引起的水土流失。 对地表植被的破坏引起的水土流失的工程环节有: 路基工程、 房建工程、 施工便道、 施工机械碾压及施工人员践踏等。,（7）对土地资源的影响,公路对土地的影响有: 路基和场站占压土地， 取土采石挖毁土地， 施工临时占用土地(辅道、作业场、施工队伍住区)等。 按交通部1999年颁布的

15、公路建设项目用地指标，高速公路四车道)每公里平均占地8ha， 一、二、三、四级公路平均值分别为7ha、3.2ha、2.6ha和2.3ha， 按此估算用地在355万ha(5336万亩)以上，约为全国耕地面积的2.7%,发达国家人均拥有汽车数量： (每百人55辆)； 发达国家每百公里公路拥有汽车数量(平均约5000辆)； 2050年按我国人口控制的低方案16亿人计算，公路里程需要达到1760万km左右，是现在的12倍； 公路占用土地将超过4500万ha(450000km2)，约为耕地面积的32%. 即公路建设无限制地追求里程的增长，我国的土地承载力是无法承受的。,公路占地数量表,（8）公路建设对生

16、态脆弱/敏感地区的影响,湿地生态影响； 荒地生态影响； 自然保护区(地)影响； 水资源保护区影响； 生态脆弱区影响。,（9）对自然景观的影响,4 公路建设与生态环境保护协调发展,（1）道路生态廊道的功能,生态廊道的五大功能 即栖息地(Habitat)、 给野生动物提供了居住的生境。 过滤(Filter)或隔离(Barrier )、 通道( Conduit )、 为动物提供迁移路径，允许动物每天或季节性移动。同时也可允许物种进行长距离迁移和适应随时发生的外界环境变化， 源(Source)和汇(Sink) 有利于扩散与种群间的基因流动和避免小种群灭绝 。,（2）公路绿化与生态恢复, 生物隔离绿化,

17、因地制宜，生物多样性,多重效益,中央隔离绿化带,快慢道隔离绿化, 路边绿化,路肩绿化带,边坡绿化带,边沟绿化带,主绿化带, 立交绿化,（3）路基防护, 路基防护设计原则 “综合设计、就地取材、以防为主、确保施工” 设计、施工与养护相结合的原则， 因地制宜，就地取材；防护工程措施恰当； 路基防护生态化。,路基防护措施,生态边坡植物保护。 直接种草法。 种植草皮法。 用300mm300mm的草皮块，将路基边坡修正好，铺好优质浮土后压实，表层略湿润，然后由边坡底部往上铺设，达到要求线即可，这种方法成活率高。 种植树木法 工程防护 适用于不易于草木生长的岩石面上。 一般采用框格、抹面、捶面和喷浆、坡面

18、护墙、护坡等框格防护。用混凝土、浆砌片(块)石等材料。,（4）弃渣处置与生态恢复,公路弃渣主要来源： 路基工程； 隧道工程； 桥涵工程； 建筑工程； 便道工程； 生活垃圾。,公路桥梁施工中弃渣淤积河道,弃渣场,取土场,施工便道, 弃渣利用,弃渣垫宅基； 弃渣造田； 弃渣绿化造景； 弃渣利用，如工程弃渣作为石材利用； 弃渣加固河堤；,土石方量大,弃渣的处理和施工,弃渣控制及修复,（5）取土场的复垦,土地复垦的概念和复垦用途的确定原则 应遵循以下原则: 因地制宜,经济合理; 符合土地利用总体规划要求和可持续性发展; 体现生态效益,宜农则农,宜林则林,宜牧则牧; 防止水土流失和土地沙漠化。,土地复垦

19、各级潜力影响因子及权重,工程技术措施及生态环境效应,工程施工与复垦一体化工艺流程,生态工程措施及其环境效应,水土保持措施及环境效应 环境优化工程设计 土地复垦时机 抚育管理及环境持续性效应 生态农业恢复 立体种植类型; 种植业内部物质循环利用类型; 种养业结合的物质循环利用类型; 种、养、加工三结合的物质循环利用类型; 水土流失治理。,生态植被恢复,植被顺序 先种植豆科牧草培肥土壤,然后耕种豆科作物增加土壤氮素,在土地达到一定肥力后再种植一般农作物。林业复垦则直接进行绿化种植,也可先种植豆科牧草,而后栽种林木。 植被结构 必须采用“乔、灌、草、藤”相结合的模式,进行多植被间种、套种、混种,并有

20、目的地进行其它生物接种。 植被密度 不同立地条件、不同植被恢复目的、不同植被品种的种植密度是不同的。 植被格局 依据景观生态学原理,最优的植被格局应由几个大型的自然植被板块组成本底,并由周围分散的小板块及其中的小廊道所补充、连接。这样既节约了人工和经费,又为植被的自然恢复提供了空间。,土地复垦的生态补偿措施,土地复垦的生态补偿措施,经济、社会及技术等生态补偿措施； 政策、资金和技术上得到全面保障； 使沿线区域恢复原有临时占用土地的生态功能； 在经济技术可行性上得以充分发挥； 为区域环境的可持续性创造条件。,（6）水环境保护,高速公路对水环境影响,污染原因 公路辅助设施的污水排放; 路面沉积物被

21、雨水径流冲刷进入沿线水域对水体造成的污染; 装载有毒有害物质的车辆发生交通事故,导致有毒有害物质泄漏而引发的突发性水污染,严重破坏水体水质。 污染分类 季节性污染、 长期污染、 局部意外污染。,运营阶段水环境的污染,高速公路水环境保护的设计流程,基础资料的收集 水文地质学。 水动力特征(渗透性、聚集、水压测量); 水动力状态(季节变化、含水层补给区); 地下水质量(水文化学、可能的变化)。 地表水。 水文状态(流量、洪峰、枯水期); 供水区(水源、含水层供水)和用水区的定位; 地表水的质量。 水资源的使用。 水资源的分布和类型(水井、河流入口); 水资源存储地区的防护工程和引流工程。,水环境敏

22、感性的分析,地表水 主要考虑路线影响区域内地表水资源的用途,以及水资源与路线的距离。通常情况下,浴场、水产养殖区、饮用水保护区等位于潜在泄水口下游小于1 km区域内的情况被考虑划分为超强敏感性区域 地下水 主要考虑的因素是污染物渗透入自然介质(土壤)中并有可能到达含水层所带来的污染。,地下水的敏感性分级,保护工程的设计,将路线进行超强、强、中和弱敏感性区域的划分, 根据敏感性的划分结果,进行保护工程的设计和测定, 确定保护措施的类型和性质。,水环境保护的措施 路线方案选择对水环境的考虑 在路线方案选择时,应该在地表水和地下水的敏感性分析及敏感性区域划分的基础上,充分考虑路线对水环境的影响。 对

23、于超强敏感性区域,路线方案应对其进行绕避; 对于强敏感性区域,路线方案应尽量进行绕避, 如果绕避困难,则应尽量避免从敏感核心区通过。,工程保护措施,植草皮排水沟 主要收集路基污水,具有渗透性低的保护层,可以改善长期性及突发性事故污染的影响,减缓污染物的运移。,植草皮排水沟,封闭式排水沟,主要用于延缓污染,在旱季时可拦截一定量的瞬间性污染物,封闭式排水沟,低于水平位的植草皮排水沟,这种措施可以在雨季防止浅度的瞬间性污染。比较适合公路两侧汇水流域不大于1 ha,而且到达现场时间不大于1h的情况。,低于水平位的植草皮排水沟,有死水区的沉淀池,这类沉淀池有死水区,位于水池底部、出水口以下。死水区的高度

24、在4060 cm之间,它可以降低污染源的运移速度,拦截不可溶的污染源的扩散,有利于水中植物的生长,增加沉淀池的惰性。这种措施可以有效降低长期性、季节性以及突发性污染对水环境的影响。,有死水区的沉淀池,干式沉淀池,这类沉淀池是在死水区出现不可控的潜在危害性(气味、蚊子)的时候考虑选用的,这种危害性尤其会给城市周边地区或热带地区造成不便。,干式沉淀池,工程措施适用的污染类型和工程的经济性,表注: 表中“X”的数量不同表示工程措施适用程度和经济性的等级不同,“X”越多等级越高。,不同工程措施适用的敏感性类型,一般地区公路生态设计应考虑因素,风沙、荒漠区公路生态设计应考虑因素,我国部分地区常用绿化物种

25、,5 公路建设对生态环境影响综合评价,公路项目生态环境影响评价内容,（2）国内外生态评价方法介绍,生境评价方法 用项目对所有生境类型上的增量或减量之影响，确定对生态环境影响的方法。此方法要求掌握的背景资料和影响观测调查资料规模和数量大。 图形叠置法 把两个或更多的环境特征重叠表示在一张图上，构成一份复合图，用以在开发行为影响所及的范围内，指明被影响的环境特性及影响的相对大小。该方法使用简单，但不能作精确的定量评价，也不易预测影响在时间上的延续。 生态机理分析法 按照生态学原理进行影响预测的方法。该方法需要较翔实的生态学知识，有时还需要与生物学、地理学、水文学、数学及其它多 学科作评价，才能得出

26、较为客观的结果。 类比法 根据已有的开发建设活动对生态环境产生的影响来分析或预测拟进行的 开发建设活动可能产生的生态环境影响。,列表清单法 将实施的开发活动和可能受影响的环境因子分别列于同一张表格的列与行，在表格中用不同的符号判定每项开发活动与对应的环境因子的相对影响大小。 综合指标法 通过对环境因子性质及变化规律的研究分析，建立其评价函数曲线，通过评价函数曲线将这些环境因子的现状值(项目建设前)与预测值(项目建设后)转换为统一的无量纲的环境质量指标，由好至差用1或0表示，计算出项目建设前、后各因子环境质量指标的变化值.最后，根据各因子的重要性赋与权重，再将各因子的变化值综合起来，便得出项目对

27、生态环境的综合影响。 景观生态学方法 一是景观结构分析，二是功能与稳定性分析。景观生态学方法既可以用于生态环境现状评价也可用于生境变化预测，目前是国内外生态影响评价学术领域中较先进的方法。,生态系统综合评价法,生态环境质量综合判别,项目生态环境影响评价因子,（3）公路生态环境影响综合指数法,计算公式,Ci为i项目的管理因子，反应对i因子影响的减缓措施的落实程度，,公式中参数确定,生态评价权值Xi,生态环境影响评价分值表Fi,生态影响级别确定,相对增量Ei:,生态环境影响分级标准,（4）公路生态环境综合评价实例,注:P为XiF，其值反应不采取任何措施时的生态综合影响指数值。,6 公路建设中生态环

28、境设计原则及保护,（1）生态环境保护设计原则与方法,节约用地的原则 合理布设路网，避免重复设线； 公路建设标准应因地制宜； 适当降低路基高度，减少两侧边坡占地及填挖取土占地； 采取行政措施，适当归并乡村道路，合理设置通道的位置和数量; 充分利用跨河桥边孔及排水箱涵作为通道; 支线公路及汽车乡村道路与主线相交时，尽量采用支线上跨主线的立交方案; 适当缩短路线最小纵坡长，增加变坡点。,原有生态系统连续性的原则,公路中心线距省级以上自然保护区边缘不宜小于100米。 当公路侵入自然保护区时，应严格控制林木的砍伐数量，严禁砍伐公路用地之外不影响行车视线的林木。 公路侵入湿地时，路线宜布设于湿地边缘或者采

29、用高架桥、间续修桥等方案。施工废料应弃于湿地之外，避免造成生态环境的重大改变。 在有国家保护的野生动物出现路段，应设置预告，禁止鸣笛等标志，并视需要结合立体工程设置兽道。 路面径流不得直接排入饮用水体和养殖水体。 当路基边缘距饮用水体小于100米，距养殖水体小于20米时，应采取绿化或者其它隔离防护措施。 施工期间应注意保护自然水流形态，施工结束后必须清理河道中的工程废弃物。,路域生态系统稳定性原则,尽可能选用乡土物种 乡土树种，适应性强，存活率高。一唯追求高档进口物种，既不经济，又不实用。 淡化界域概念 国内高等级公路为了明确公路用地，公路地界设有金属隔离栅，总令人有封闭的感觉，甚至给路域内动

30、物以笼式效应。因此可以种植野蔷薇、黄刺梅等，结合攀援植物立体绿化掩蔽。在隔离栅内侧可尽量少种乔木，这些乔木将遮挡周边的田间风光，产生一种廊道效应。 维护物种多样性 维护系统内的物种多样性，可以抵御各种自然灾害，特别是病虫灾害。建议公路路域内的绿化物种适当多样化，避免单一性。边坡区的野生草种可不替除，适当修剪即可。同时也要保护路域内的动物群体。,保护自然植被的原则,采取林地补偿措施 我国公路建设改变占用林地的补偿方式，由经济补偿转变为林地面积补偿。这对生态环境和公路景观均有益。 加强施工管理减少植被破坏 植被是土壤及其水分的保护层，公路施工应加强管理，提倡文明施工，尽量减少公路占地以外的植被破坏。对于西北部干旱地区、黄土高原、荒漠草原等生态环境脆弱地区，施工期保护植被更有其积极意义。 禁止在林区采石、采砂和采土。,生态环境恢复的原则,公路用地范围内的绿化功能,高速公路绿化功能一览表,高等级公路绿化指标,水土