如前所述,道路生态学是研究“道路系统”与自然生态环境之间互动关系的科学,故其研究对象是公路路域生态系统。公路建设与运营所依托的环境具有自然生态系统的一切特点,所有公路均在一定的自然介质中实现规划设计、建设、运营。气候、地形、地质、土壤及其中的植物、动物、微生物等自然因素都与公路之间产生相互作用和影响。道路生态学的研究内容主要涉及3个方面:道路对生态环境的影响问题,生态环境对道路的作用问题,道路生态保护、恢复及环境管理问题。
(一)道路建设及运营对生态环境的影响问题
道路对生态环境的一系列影响已在第一章中做了详述,鉴于行业专家通常将道路(公路)的生态环境影响问题分为建设期和运营期两类,故将其影响的研究问题范围分列归纳,如表2-2所示,这些影响都是道路生态学关注研究的内容。
表2-2 道路生态环境问题研究内容
续表
(二)生态环境要素对道路建设的影响问题
道路与生态环境之间的影响,并非仅体现在道路建设及运营对生态环境产生的影响上,反过来,某些生态环境要素也可通过规划设计、建设和运营过程对道路产生不同类型及程度的影响,这些影响不单是表现在道路建设过程中,其对未来道路的安全性、运行与维护的经济性等也有一定影响。
1. 对规划设计的影响
(1)自然地理因素。在规划设计阶段,地形、地貌和地质结构是传统道路规划设计中考虑的首要因素。河流、山体的走向,小地形的坡度、坡向是道路路线规划要考虑的重要内容。山区道路建设难度通常较大,对自然环境的影响也比平原地区大,若选线不当会引起局部自然生态失调,会对沿线生态系统产生不良影响。同时,因道路建设需占用大量土地资源,故应周密考虑如何少占耕地,保护优良农田。
(2)生物分布格局。珍稀濒危生物的分布、珍贵树木、大型野生动物栖息地、野生动物的迁移路线、重要生物种群的空间分布格局等因素,是现代道路设计中需高度重视的要素。在规划设计阶段对未来道路可能产生的影响进行预测,并遵循生态学理论提出科学合理的保护措施,是道路生态学的重要研究内容。
(3)生态景观格局。道路往往需穿越各种自然保护区、森林、湿地、农田、水域、村镇以及历史文化遗址、名胜古迹、风景名胜区等,这些生态景观要素在道路设计中往往也是需要考虑的重要内容。在规划实践中,一方面要充分应用这些生态景观价值来提高道路生态文明的程度和品位,另一方面要趋利避害,努力规避道路建设对它们的直接或间接的影响。
2. 对工程建设的影响
(1)工程条件与施工技术选择。除了在规划设计阶段需要充分考虑自然生态环境因素影响外,在道路建设施工阶段,往往也需要根据具体的自然地理条件和工程特点,应用先进的技术方法和工程工艺,例如节能技术、绿色工艺、再生材料等。以减少相关不利影响,最大限度地保护生态环境。
(2)生物因素。自然保护区、重要水源地、生态敏感区等是保持生物多样性和生态环境质量的重要区域。穿越或临近这类区域的道路施工必须加强管理,最大限度地避免人为干扰和破坏;土石方施工要尽可能减少对湿地、水体的填埋或侵占,保持其自然生境及属性;接近有重要保护生物种类的敏感水域,要因地制宜,采用先进生态技术和污染防治工艺,对施工中产生的污染物进行无害化、资源化处理。
3. 对道路运营的影响
生态环境要素对道路运营的影响在于工程设施未能发挥应有作用,造成生态环境破坏和引发交通安全事故。例如边坡失稳、土壤侵蚀、水土流失、地段性滑坡、路基变形。另外,在生态敏感区设置野生动物规避区和迁移通道,在事故多发路段设置生态型路侧安全净区,以保护野生动物和保证道路行车安全。
(三)道路生态保护、恢复及生态环境管理
1. 生物多样性保护
保护生物多样性是道路生态学研究的一个基本内容和准则。在道路规划建设中,生物多样性保护的基本原则就是尽可能对生物种群及其栖息环境产生最小的干扰,为此可采用合理选线、隔离保护措施等不同方法和途径,同时也可以通过设立自然保护区、人工生态系统保护区、自然公园、植物园或动物园,对植物及野生动物进行就地保护或迁地保护。此外,还要严格运营管理措施,加强环境保护和污染防治,减少对动植物的危害。
2. 水土流失控制
水土流失是道路建设造成的最常见生态问题之一。因植被是水土保持的重要因素,故应尽量减少植被破坏,防止土壤侵蚀和水土流失。尤其在施工期间,应加强施工管理,制定合理有效的水土保持方案,根据工程区水土流失的特点进行路堑开挖,准确控制路基填方,严格管理取土、弃土和弃渣,并及时对施工产生的创面进行植被恢复,防止在暴雨径流、洪水、风力作用下产生崩塌、滑坡、泥石流等灾害。
3. 环境污染防治
道路环境污染主要包括建设期间的施工污染和建成运营期的交通污染。在道路设计、施工和运营管理方面,应严格执行国家环境保护法律法规以及行业工程技术规范,协调处理好主体工程与环保设施的关系,切实落实环境影响评价、“三同时”等制度,尽量从路线方案、设施配置、技术指标上进行优化设计,而不过于依赖被动性保护设施的采用,各种环保工程设施要体现因地制宜、技术可行、经济合理、效益显著。
4. 生态恢复和景观重建
一方面,生态恢复是道路生态保护的一个重要组成部分。在道路规划阶段,就应注重保留基本自然景观,保护生物多样性,减少对自然环境的破坏,使道路与周围生态环境协调;在生态恢复设计上,要应用科学的生态景观设计方案、先进的污染治理设施、适应性强的植物种选育技术等;在生态恢复工程实施上,要依据生物多样性的原理,合理进行物种配置,增强群落的稳定性。
另一方面,道路建设本身形成的新的生态景观也反映了人与自然的对话,也是区域景观格局的重要组成部分,通过人工生态恢复的变化,重建成为更高品质的生态景观。比如,突出生态景观要素的服务区、互通立交区;穿越沙漠的公路建设防护林带;穿越居民区的公路设置隔音降噪绿化带等。
5. 道路生态环境管理
生态环境管理是环境保护工作的重要组成部分,道路生态环境保护的关键也在于管理,只有加强管理,才能更有效地利用人力、物力、时间,从根本上解决道路生态环境问题。因此,对道路建设及运营可能造成的生态破坏和环境污染,应加强全方位、全过程环境管理,通过项目环境计划的落实,明确设计、施工运营各阶段可能出现的环境问题及应采取的相应减缓措施,以实现从源头上避免公路建设带来的生态环境破坏,保持或恢复生态系统的整体性、稳定性,使公路建设与环境建设实现可持续发展。
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