铁路路域生态系统构建分析研究

彭胜群

(中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600)

随着交通建设的进一步发展，铁路已经成为一种最重要的陆运交通体方式，对构建国家战略安全，调整产业结构，促进区域经济和社会发展等都发挥着越来越重要的作用［1］。根据 2008年《中长期铁路网调整规划》，预计到2020年，我国铁路营运里程将达到12万km。铁路建设过程不仅侵占、压覆、破坏了原有土壤、植被等既有的生态环境，同时新增了大量的裸露边坡和迹地。如何构建铁路路域系统，实现铁路交通和区域生态环境的协调发展，是现代恢复生态学所面临的新课题［2］。本文在恢复生态学的基础上，结合生态系统生态学、景观生态学的理论，旨在探索铁路路域生态系统的组成、分类、构建理念和方法，为相关建设提供一定的参考。

1 路域生态系统的发展

1.1 国外路域生态系统的研究

路域生态系统是在公路建设大面积裸露创面的恢复治理和构建中发展起来的一个新的生态系统的分支。路域生态系统最初的研究主要集中在边坡生态植被的恢复和建设。美国、英国、澳大利亚、德国及日本等国，最早开始关注路域生态系统的恢复和重建［3］。日本利用生态工法对道路边坡等进行大量的生态修复试验研究，在保证坡面安全的前提下，通过人工干预使生态系统进入自然演替的序列［4］。随着道路建设的进一步发展和人们生态观念的提高，路域生态系统将引起人们越来越多的关注，但其基础理论研究依然比较薄弱［5］。

1.2 国内路域生态系统的研究

路域生态系统的恢复和重建，作为生态系统的一部分，必须遵循自然生态平衡规律，同时要遵循可持续发展和科学性、合理性与协调性一致的系统工程原则。张富等提出了防治措施的对位配置理论和实践模式［6］，在生态位的基础上更进一步拓宽了因地制宜的生态建设模式。陈爱侠等通过对路域生态系统环境功能分析，提出了路域生态系统稳定性制约因素和构建原则［2］。我国在干旱、半干旱区域路域生态系统建设，特别是铁路防沙治沙研究中，取得了举世瞩目的成就。孙士云等根据青藏铁路沿线的生态特点，将铁路沿线划分为5个生态分区，通过线路方案的比选，最大限度地减少了线路对重点保护区、生态敏感区等的切割，为野生动物设置迁徙的通道［7］。随着铁路建设的不断发展，大量的新技术、新材料在铁路路域生态系统的构建中得以应用，如混凝土骨架护坡植草技术、混凝土骨架内客土喷播绿化技术、三维网植草技术、格笼植草等技术得到了广泛的应用。

2 铁路路域生态系统的组成和分类

2.1 防治分区分类法

铁路路域生态系统不仅仅限于铁路用地地界范围，及路基、站场、桥梁、隧道、取弃土场以及其他临时工程所影响的生态区域。按照生态防护区域的差异可将其划分为:a、东北黑土区;b、西北黄土高原区;c、北方土石山区;d、西南土石山区;e、南方红壤丘陵区;f、青藏高原冻土区;g、风沙区; h、平原和城镇、i、水浸区及水域。不同的区域经过自然生态系统自身的演替，形成了各自典型的生态系统［8］。路域生态系统一方面分割了原有的生态系统，增加了其异质性，同时又作为区域生态系统的有机组成部分，参与了其中的物质、能量和信息的传递和循环。

2.2 环境影响评价分类法

铁路路域生态系统的界限是一个模糊边界，具有局部地区的突变性和广域的过渡性。生态系统的组成上包括乔木、灌木以及草本等绿色植物;鸟类、鱼类以及爬行类等动物;微生物及无机环境。按照一级标准:a、工程设计外侧轨道中心线两侧用地界外各300～500 m以内区域;b、施工便道中心线两侧用地界外各100 m以内区域;c、取土场、弃土(砟)场及临时用地界外100以内的区域;d、过水桥涵一侧300 m以内(沟)段，通航河流一侧1 km河段［9］。

2.3 微环境分类法

(1)核心区域:它的范围是铁路用地界以内的带状区域，包括铁路路基边坡防护带、路基外围的小灌木、乔木绿化带、桥梁部水域范围的影响区等。在核心区内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。这一系统的成分、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，其代表性的特点是外来种属的引进，乔、灌、草、动物等生物多样性的变化［10］。

(2)线路辐射区:线路辐射区是包括生态辐射区、噪声辐射区、振动辐射区以及部分电磁辐射区的交并集合，这些不仅有共同的部分，同时也包含了不同影响的延伸区。生态辐射区的面积相对较大，包括路域范围的生态建设以及为保护线路而进行的生态防护工程。铁路工程沿线辐射区往往形成廊道效应和新的生态演替阶段。

3 生态系统构建方法

路域生态系统是模仿自然生物群落，在人为作用下，短期达到稳定的顶级生态群落。系统建成后人为干扰较少，人为引来的物种使原系统内的生物多样性组成发生变化，对原地区生物群落等产生较大影响。路域生态系统是建立在恢复生态学基础上的一个生态系统，是原有生态系统被破坏以后建立的新的演替进程。无论从景观格局、异质性还是生物的数量都受到了很大的影响。首先要求是在现有生态系统基础上建立的稳定的顶级顺向演替，包括生物物种体系建设和环境体系建设即结构建设。我国地域广阔，区域差异明显，因此铁路路域生态系统的构建要体现差异性原则，也即适地适树，讲求构建的对位配置。选择适宜性的草、灌、乔木等树种，按照有关要求合理设置株行距。

3.1 南方多雨区对位配置

长江以南区域相对降雨量较为充沛，铁路建设形成的高陡裸露边坡宜采用喷播植草等方式绿化，能迅速形成防护效果，工程后期随着周边植被的入侵，群落植被抗逆性逐渐增强。取弃土场等区域，主要选择适应性强的乡土灌木、草种等，采取混播等栽植方式，一方面能保证成活率和防护效果，另一方面与周边植被形成整体效应，避免景观上的突兀感。

3.2 北方干旱、半干旱区生境改造

如果说南方区域讲求对生境的适应，北方区域铁路生态系统的构建则更注重对生境的改造。包兰、兰新铁路等路域生态系统建设开创了我国干旱、半干旱区铁路防沙的先河，取得了举世瞩目的成就，成为世界铁路防沙治沙工程的里程碑。包兰铁路沙坡头段，通过外围阻沙带阻固流动沙丘的输移，并通过草方格和引灌工程为生态系统的构建为路域生态植被创造适宜的生境。兰新铁路建立的“五带一体式”铁路防沙治沙体系，体现了生态建设对抗逆性和稳定性的判断，避免群落植被单一性对生态系整体稳定性的影响。

3.3 脆弱生态区保护性建设

青藏高原区域、甘肃、内蒙及新疆部分戈壁荒漠区，铁路路域生态系统建设的首要任务不是建设，而是对生境和既有生态系统的保育，因为严酷的生境和脆弱的生态系统使其抗逆性大大降低。铁路路域生态系统不仅为铁路服务，也是整个生态系统的重要组成部分，因此要求其融入到更高一级的生态系统中去，使其与周围的环境相协调，减少系统的突变性和不稳定性。

4 讨论及建议

铁路路域生态系统是个边界模糊的生态系统，其恢复和建设具有地域性特点和广域性特点。我国铁路路域生态系统的建设取得了巨大的成就，同样也面临一些问题，主要体现在以下方面:

(1)我国气候和地貌等变化多样，很难对具体的生态建设制定统一的规范和标准，但规范体现在不同的方面，如规范的生态设计、规范的建设和评价体系、规范的监管体系。规范性对保障系统可持续性具有重要的意义。

(2)随着人们环保意识的增强，铁路路域生态系统建设已经成为铁路建设重要的组成部分，在设计的不同阶段，需要针对线路工程的区域性特点，因地制宜提出防护效果好，经济可行的防护措施和设计方案。在铁路施工阶段，施工单位应加强工程建设的生态意识，严格限定工程范围，选择适宜的季节进场绿化，注重绿色通道和生态防护的时效性，保证成活率。铁路运营后，运营和管理单位应加强后期管理，使铁路路域生态系统成为我国铁路生态防护的一个绿色盾牌，在区域生态建设中起到模范和促进作用，发挥应有的作用。

［1］ 舒剑秋.从经济角度看十七大报告对中国铁路发展的新要求［J］.理论学习与探索，2008，6(1):20-22.

［2］ 陈爱侠.路域生态系统环境功能与稳定性的初步研究［J］.长安大学学报(建筑与环境科学版)，2003，20(1): 11-13.

［3］ 孙仁娟.高速公路路域生态环境保护探讨［J］.华东公路，2003(6):78-80.

［4］ 赵廷宁.国内外边坡绿化现状与发展［A］.中国水土保持学会第三次全国代表大会学术论文集［C］.2006.40-45.

［5］ 王军红，王红瑞，沈毅，等.公路路域生态恢复的探索［J］.公路交通科技，2004(3):160-164.

［6］ 张富，余新晓，景亚安，等.黄土高原水土保持防治措施对位配置研究［M］.河南:黄河水利出版社，2007.

［7］ 孙士云.青藏铁路沿线的生态环境特点及保护对策［J］.铁道劳动安全卫生与环保，2002，29(3):121-125.

［8］ 国家环境保护部环境工程评估中心.环境影响评价技术导则与标准［M］.北京:中国环境科学出版社，2007.

［9］ 陈学平，江玉林，张洪江，等.公路路域生态环境保护与恢复技术现状与展望［J］.水土保持研究，2007，14(5): 106-110.

［10］ 陈辉，李双成，郑度.青藏公路铁路沿线生态系统特征及道路修建对其影响［J］.山地学报，2003，21(5):559-567.