公路建设对植物多样性的影响及保护措施探析

彭怡，赵慧清

（1昆明冶金高等专科学校，云南 昆明 650033；2昆明市政工程设计科学研究院有限公司，云南 昆明 650200）

0 引言

公路建设虽然为国民经济的发展提供了便利，但也以各种各样的形式破坏和污染着环境。在公路建设过程中，会不可避免地改变原有的生态环境状态，从而使得植物多样性受到破坏，甚至是不可恢复的破坏[1]。本文简单介绍了公路建设中对植物多样性影响的原因，随后提出了在建设前期阶段及设计运营期对植物多样性保护的措施，以期为相关从业人员提供参考和借鉴。

1 公路建设对植物多样性的影响效应

公路建设中对植物多样性的影响主要集中在以下5个方面。

1.1 扰动范围内植被的丧失

公路建设对路域范围自然空间的永久性占有导致原有的地表植物系统被破坏，并在路域范围内对植物产生影响及干扰效应，使得植物物种种类与数量发生变化。这种影响与道路的等级长度以及影响范围息息相关，公路等级越高，单位公路宽度对环境的破坏范围也越大，对云南某地区不同等级公路对植物生境的扰动范围调查见表1。

不同等级公路对生境的扰动范围 表1

高等级公路的扰宽比大于低等级公路，但低等级公路因为其密度大，周边村落密集容易成为道路系统中对环境的潜在影响最大的道路类型，仍不可忽略。

这种影响和扰动除了路基对自然空间的永久性占用外，主要由公路建设过程造成地形、地貌的破坏引起；此外，施工期间搭建施工营地、人员走动、材料运输与堆放，大型机械设备碾压等行为都会造成地表植被的完整性在不同程度上受到损伤[2]。建设中随意弃土对路基下侧生物多样性影响也较大，废弃渣土在滑动滚落过程中撞击沟谷内乔灌木，使许多树木死亡，而土壤掩埋又使沟谷内的草本植物消亡，随着雨季暴雨冲刷一些物种也可重新生长出地表。

1.2 次生灾害引起的植物多样性丧失

公路建设会诱发滑坡，在地质条件较差的陡坡处通常会加速土壤侵蚀进程，诱发各种地质灾害，如崩塌、滑坡、泥石流等。地质脆弱带公路上边坡即使在建成多年后仍难以达到稳定状态，植被无法侵入，上方原始植被不断因边坡坍塌而损失生物量；而公路排水系统会改变径流流动方式，在下坡向诱发切沟，施工中下侧弃土造成植被埋压，更加剧了下边坡土壤侵蚀。

这种变化使得公路上下边坡形成裸露的坡面，一些地段土壤完全损失，坡面再一次经历成土演化与植物侵入定居并演替；另一些地段则使养分丰富的表层土壤损失，而贫瘠的心土层暴露于表面，在降雨、植物共同作用下成为一个更为脆弱的土壤-植物系统，这样的坡面上动植物生境的再恢复将变得十分困难[3]。

1.3 小环境变化引起的植物多样性丧失

公路扰动破坏对小环境的改变主要由路域乔灌木损失，特别是上层乔木郁闭度降低导致的大气、土壤温湿度值、光照强度的变化而造成。由于公路建设导致路侧原有林地被砍伐，密度降低，空气流通性加强，干扰林地中空气相对湿度、土壤含水率显著低于自然林地，光照更是大幅增加，这对受干扰林地中喜湿植物的恢复重建构成了生存挑战，同时，公路干扰地带林地中太阳光照角度变换，空气温度变幅明显增大，这为林中多样性植被的恢复形成了不利条件，其中，喜阴喜湿植物的损失尤为明显。以云南某公路路段为例，原生群落中的楼梯草、鳞毛蕨、野半夏、淫羊藿等物种即已随之消失，而恢复成功的物种仅有少量苦荞、凤仙花、水麻等物种，此外还有紫茎泽兰侵入。

公路施工还会造成土壤环境的变化[4]，施工过程中对土体的无序侵入和施工翻动使得原有土壤的表土层和腐殖质层遭到破坏，而地表植被清除与土层开挖后松散堆积，都增强了风蚀、水蚀强度，造成土壤中养分随风蚀、水蚀流失，最终表现为表层土壤中养分和有机质的含量减少，土壤质量在由原始未受人为干扰的自然状态向路域土壤演变的过程中，表现出明显的退化现象。路域土壤遭受机械压实、人为扰动等造成土壤结构受到破坏，通气和持水孔隙降低，土壤紧实度增大也令植物的难以生长。

此外，公路运行过程中，汽车尾气排放、轮胎磨损、燃料油泄漏等问题也会导致路域范围内土壤中重金属和有机污染物含量增加，路域土壤受到污染，从而引起路域小环境变化。

1.4 人类活动的影响

随公路建设而带来的人为活动的加强是植物多样性丧失的另一原因。道路建设往往造成沿线土地利用方式和格局的改变，因此公路建设对动植物生境造成的影响常呈现出与其他人类干扰耦合的情形，如与当地居民砍伐森林、农业生产、自然保护区开发、房屋建筑等，从而呈现出其复杂性。

1.5 植被的自然恢复及物种入侵

公路建成后，随着时间的推移植被具有自然恢复的能力，但其恢复能力与土质情况及乔木保存情况有较大关系，总体来说，自然恢复后植物多样性下降，植物种类往往十分单一，植被逐渐呈现草本化的趋势。对云南某地区公路路段自然恢复群落结构调查见表2。

云南某公路路段自然恢复群落与原始群落结构（100m×100m）对比 表2

此外，公路建设中形成的裸露地面，正是便于外来入侵植物侵占的空白环境。公路建设会加速恶性杂草（例如紫茎泽兰）的传播，对群落原来的结构和功能造成了重要的影响，从而对区域的生态系统稳定形成威胁。

2 应对措施

2.1 基于植物多样性加强生态选线

在项目的前期阶段基于植物多样性进行生态选线，尽量多收集关于区域内生态环境的保护资料，在路线设计时结合自然环境，避开植物多样性丰富的区域以及地质敏感区域，综合考虑地形地貌、坡向、边坡土质等对植被恢复的制约作用，在植物多样性较低的坡向设置线位及弃土场，在生态敏感区可适当提高桥隧比，以最大限度地减少公路建设对植物多样性的干扰及破坏。

选线阶段要注意路线布线时适当选用公路建设标准和技术指标，尽量避开生物多样性丰富地区，必要时提高桥隧比；同时还需注意保持原有生态系统的连续性，因为生态系统虽具有一定的自我修复功能,但其中任何一种成分或过程的破坏和变化,都将影响系统的稳定和存在，尽量保持原有生态系统的连续性可以最大限度地实现对植物多样性的保护[5]；在路基设计方面要灵活确定边坡坡率，有条件情况下尽量放缓边坡且坡面尽量粗糙化，缓边坡有利于植被恢复，也易与自然协调。此外在公路建成后，应配套进行绿化、环保等定向设计，以确保能建立起新的生态平衡体系，帮助被破坏的生态系统尽快恢复。

以云南省某公路工程选线为例，在穿越某环境敏感区时，该工程以物种丰富度、特有性和敏感性（对外界干扰的抗性）三个因素进行了该地区生物多样性评价与区划，这一评价与区划的主要目标是为公路选线找出对生物多样性影响相对较小的路线走廊和环境敏感性较高的区域。接着在原有技术经济初步方案基础上，综合考虑公路设计的技术标准和车辆运行条件，以公路延伸的生物多样性阻力、地形阻力及缓冲边界约束作为主要的建模规则，并分别对生物多样性和地形两方面的阻力系数设置不同方案的相对权重，运用ArcGIS9.3软件中的空间分析功能，对该公路的优化线路进行建模预测并进行选线优化。其基本优化流程如图1所示。

图1 基于生物多样性进行公路选线优化流程

2.2 加强地质敏感地段边坡防护

公路的边坡防护与地质灾害治理对路侧植被的恢复有较强的影响，在公路的规划设计中，要充分准确地掌握区域内的活跃地质构造活动带和区域地貌稳定性的空间分布，回避敏感的地质、地貌区，尽量减少建成后原、继发性地质灾害；在施工和运营期，要尽量避免边坡硬质化，目前新建公路边坡中纯工程防护模式已不多见，多采用植物生态防护为主，工程防护为辅的绿化模式，可达到稳定路基、降低噪声、吸附粉尘、净化空气和调节气候的作用。

2.3 加强公路施工过程中生态环保措施

施工时严格控制施工红线，防止施工活动对植物的破坏，做好红线内表土资源的保护、乔灌木移植工作。在施工中明确规定施工现场人员及车辆行为规范，施工完成后需及时复垦原有植被，特别对于原地面表层的腐殖土，可在施工中进行收集以备将来地表回填恢复植被，通过边坡加固与沿线栽植形成全新植物群落，预防水土流失。施工便道尽量与地方农村公路建设衔接，减少对植物资源的破坏。

桥梁和隧道的施工要避免破坏原生植被的完整性，例如对隧道洞口“零开挖”，必要时增加一些明洞以保证隧道洞口的安全，减少开挖用以保护隧道洞口原生植被的完整性。在桥梁施工中，对桥下地面植被尽量保留，除桥墩占用的林木其余均不砍伐，与桥梁基础位置不存在冲突的高大树木，采取断顶、截枝的办法保护。

规范公路弃土作业尤其是低等级公路的弃土，改随意横向弃土为弃土场集中弃土，并采取措施防止弃土对下边坡的植被干扰扩大，改变目前路侧渣土随意放置对植被损失的影响。

2.4 加强区域公路建设中生态修复

运用恢复生态学和景观生态学等相关理论，加强生态环境恢复与水土保持，提高群落结构，提高路侧干扰区的植物多样性水平。根据公路沿路两侧路域自然生态环境的不同，构建适宜不同生境类型的生态恢复模式。充分考虑光、温、水分和土壤条件等方面的异质性和多样性。针对不同公路进行路域环境的整体性调查、分类和空间分析，针对性地规划设计不同生境类型的生态修复或重建模式，加快生态系统演替，有效恢复景观完整性。

人工植物群落的构建宜选用适应性广、抗逆性强、生长迅速的乡土植物种类，使人工植物群落迅速覆盖裸露地面，从而为自然的生态修复创造有利条件。

2.5 抑制外来植物入侵

公路建设中形成的裸露地面形成了便于外来入侵植物侵占的空白环境，少数入侵性极强的外来植物一旦占据优势，即对乡土植物产生强烈的生物和化学排斥作用，对乡土植被景观完整性形成长期破坏。

因此在人工植被恢复时，要尤其注意防止人为引入外来植物；在恢复过程中加强人工恢复指导，增加人工群落结构丰富度，辅助人工管理，迅速确立近自然的植被覆盖，强化木本植被建植，压制外来植物。

2.6 加强运营期环境保护投入

在公路的整个建设过程中，要加强建设的规范化，加强建设过程的环保监管；运营期必须严格监管两侧树木的砍伐工作，在公路两侧用地范围出现自然环境破坏现象，必须根据相关绿化要求开展补救工作，还原自然生态。

3 结语

公路建设在拉动区域经济增长、密切民族联系、强化国防建设诸方面都具有不可替代的作用，但公路建设可能会对区域生物多样性造成不可恢复的损失。本文在分析了公路建设对区域植物多样性造成影响的原因进行了分析，并提出了相应的技术措施，以促进使公路建设的经济效益和环境生态效益得以协调发展。