新疆干旱区公路交通发展与环境问题探讨

孙景鑫，雷加强，李志农，2，李生宇

(1.中国科学院新疆生态与地理研究所，新疆　乌鲁木齐　830011；2.新疆交通运输厅，新疆　乌鲁木齐　830000)

新疆干旱区公路交通发展与环境问题探讨

孙景鑫1，雷加强1，李志农1，2，李生宇1

(1.中国科学院新疆生态与地理研究所，新疆乌鲁木齐830011；2.新疆交通运输厅，新疆乌鲁木齐830000)

孙景鑫(1987—)，博士研究生，主要从事干旱区道路景观生态学的相关研究工作；

雷加强(1963—)，研究员，博士研究生导师，主要从事风沙环境、沙漠治理及沙漠化防治的研究工作；

李志农(1959—)，研究员，博士研究生导师，主要从事道路勘测设计、风沙灾害防治及路域生态建设等研究工作；

李生宇(1975—)，副研究员，硕士研究生导师，主要从事风沙地貌发育机制、风沙危害防治及沙漠工程的风沙环境效应方面的研究工作。

西部交通建设科技项目计划“新疆干线公路网建设支撑技术研究与应用示范”(2011318 797600)

摘要：文章总结了新疆“十二五”以来公路建设所取得的成就，根据新疆公路分布的特点分析了不同地形地貌类型下公路建设面临的主要环境问题，并结合近年来新疆公路环境保护工作的研究成果和工作实践，对今后相关工作的重点和发展方向提出建议。

关键词：新疆；干旱区；公路；交通发展；环境问题

0引言

新疆地处亚欧大陆腹地，深居我国西北内陆，属于温带大陆性气候作用下的干旱区。截止到2012年，新疆荒漠化土地面积已达79.59×104km2，是我国荒漠化面积最大、分布最广、危害最为严重的省区。荒漠区域的生态环境极为脆弱，一旦遭到破坏，自身很难恢复[1]。因此，要实现新疆公路交通的健康、有序发展就必须处理好建设与环境的关系。

在新疆地区的公路建设，必然会对沿线脆弱的自然环境带来直接的破坏和间接的干扰；而新疆的公路大部分分布在荒漠区域，其恶劣的自然条件及人为因素会加重和扩散公路建设所带来的负面影响，对公路产生各种病害，严重威胁公路交通的安全运营[2]。

随着援疆工作的持续开展，新疆交通事业实现了大幅度的跨越式发展，公路网络和通行条件得到进一步扩展和极大的提升，对社会经济发展起到了有力的推动作用；另一方面，由区域经济发展产生的工程行为需求与自然环境的保护之间的矛盾也进一步加剧。因此，如何做好公路环境保护工作，解决区域经济发展和生态环境保护的矛盾成为实现新疆公路交通可持续发展不容忽视的关键因素之一。

1新疆公路建设发展现状

“十二五”计划全面展开的4年多时间，是新疆交通运输投资规模最大、增长最快、社会效益最好、管理服务水平显著提升的时期。全区公路总里程达17×104km，通高速的地州市由2个增加至13个。2011年，新疆高速公路通车里程还不足1 500 km，到2012年达2 277 km；2013年达到2 728 km；2014年已超过4 300 km。第一次中央新疆工作座谈会召开时，新疆高速公路通车总里程在全国排在第29位、西部倒数第3，仅高于西藏、青海。到2014年底，新疆高速公路通车里程已位居西部第3、全国第12位。“十二五”期前四年，新疆全社会交通固定资产投资累计完成约1 513亿元，是“十一五”期投资总额672亿元的1.89倍，超额完成规划投资目标[3]。

2新疆公路分布区自然环境特点

公路是直接融入自然中的一种人工建筑物，因此公路建设的规划、施工、运营等都与周围自然环境密切相关。新疆特殊的自然条件决定了其公路分布区域有很多不同于我国东部湿润地区的自然环境特点。

(1)地形复杂，地貌类型多样。在第三纪末以来地壳新构造运动的影响下，新疆形成了由三大山系和两大盆地组成的“三山夹两盆”的基本轮廓。北部有阿尔泰山脉，南部有昆仑山脉，天山山脉横亘中部，把新疆分为南北两大部分，北部是准噶尔盆地，南部是塔里木盆地。山地、平原、沙漠、湖泊面积所占比重依次为39%、40%、21%和0.4%[4]。“三山夹两盆”的地形、大片戈壁沙漠的分割所形成的地理条件将新疆绿洲分割成多块大小不一的版块，而公路就成为连接这些绿洲的通道。

(2)气候干燥，南北疆气候差异巨大。新疆属于典型的温带大陆性干旱气候区，受天山阻隔，南北疆分异为暖温带和中温带干旱气候亚区。新疆多年平均降水145 mm，北疆多年平均降水量约200 mm，南疆则不到100 mm；年平均气温南疆为10.3 ℃，北疆为5 ℃左右。新疆的气候主要表现为干旱，降水稀少且分布不均、气温变化大、风大沙多等特征[5]。

(3)沙漠戈壁面积较大，绿洲受其包围分割。新疆分布着中国面积最大的两片沙漠——塔克拉玛干沙漠和古尔班通古特沙漠，两者总面积接近40×104km2，很多县(市)就处在沙漠腹地或边缘，风沙灾害和沙漠化的快速蔓延正在严重威胁和制约着这些城市的交通安全和经济发展。

(4)植物区系以荒漠植被为主，且分布较为稀疏，破坏后恢复难度大。新疆广大地区植被呈现出分布不均匀，长势低矮且森林覆盖率较低的特点。新疆的森林覆盖率近年来有所增长，但仍主要分布在北疆地区，南疆地区的植被则受恶劣的自然条件制约长势较为低矮和稀疏。在长期的演化过程中，作为新疆荒漠生态系统核心的荒漠植被物种已经对周边环境产生了复杂的适应性，它们对于涵养水源、防风固沙、调节小气候等都起着重要作用，从而防止和减少公路病害的发生，保证公路的安全运营[5]。

(5)水资源总量丰富，但空间分布不平衡。新疆水资源总量约832亿m3，其中地表水789亿m3，地下水43亿m3(2013年)。其分布不平衡体现在北多南少，西多东少。北疆和南疆面积分别占全疆的27.7%和72.3%，年径流量则各占约50%。连接和田、策勒、巴州焉耆和昌吉州奇台一线将新疆分为面积大致相当的西北和东南两部分，西北区域的地表水资源为737.5亿m3，占全疆地表水资源量的93%，东南部分仅占全疆7%[6]。

综上所述，新疆公路分布区自然环境的特点可总结为：地形地貌复杂多变；气候干旱气温变化大；沙漠戈壁土地面积所占比例较大；植被分布不均匀且总体较为稀疏；水资源总量丰富，但时空分布不均。以上特点决定了新疆公路分布区的自然环境基本特征是干旱、脆弱且承载能力有限。

3新疆公路建设面临的主要环境问题

新疆公路分布区的自然环境特点决定了新疆公路的分布主要有以下特征：

(1)公路穿越沙漠、丘陵、山区等多种地貌类型，公路建设和养护成本较高，且工程量大。如G219、G314线翻过昆仑山联结西藏和巴基斯坦，经过众多沟谷、冻土带[7]；G216线和轮(台)-民(丰)公路均穿越古尔班通古特沙漠和塔克拉玛干沙漠[8]。

(2)公路里程长，途经的环境复杂。如G312线自东向西穿越哈密东部丘陵区、哈密-吐鲁番砾质戈壁、白杨沟河谷、达坂城湿地盐碱地、乌鲁木齐-精河绿洲、精河西部沙漠、赛里木湖滨、果子沟滑坡雪崩带等地区，公路建设的问题很多(如盐胀、沙害和渗水等)。

(3)公路分布区域绝大部分在荒漠区，并在北疆公路网较为密集。这不仅是受南北疆的地理条件差异的影响，还和南北疆社会经济的发展密切相关。南疆的绿洲多分布在沙漠边缘，地理因素导致的交通条件受限成为制约当地经济快速发展的瓶颈。

公路作为典型的廊道式建设工程，在修建与运营过程中必然对环境产生重要影响，并引起路域环境的变化。而新疆公路沿线穿越多种环境类型，不同环境类型的水热条件和地形地貌条件等均存在较大差异，因此，所面临的环境问题类型和关注角度也不相同(见表1)。

表1　新疆不同环境类型下的公路主要环境问题表

由上述可知，目前新疆公路建设面临的主要环境问题如下：

(1)公路建设对表土植被的直接破坏很难自然恢复。在荒漠草原及湿地地区，由于路基压实和大量的挖填方改变了径流分布以及地下水位，使得原有的小流域形式遭到破坏，导致湿地干涸，草原大面积枯黄。即使在气候温和的亚热带地区，至少也需要20年才能使公路路域植被自然恢复到草、灌丛群落[9]。

(2)由于受地形地貌、地质结构和径流分布等自然条件的限制，在公路所经过的区域，将不可避免地占用和分割土地，公路所经区域频繁出现动物道路撞死事件，严重影响到生物种群的正常繁衍生息，危及生物多样性。

(3)公路建设造成的土地退化使得水土流失和土地荒漠化加剧。Riley研究发现，建设活动和车辆运行加大了公路对邻近区域土壤的压实作用，这种效应甚至可以高达未受干扰区域的200倍，这种效应的直接后果是增加土壤容重[10]。土壤容重的增加会导致土壤持水能力的降低[11]。而许多公路的边坡以及借弃土石方地点处理不及时，加上土壤退化的原因和当地的立地条件[12]，降水就会严重加剧水土流失量从而使土地荒漠化进一步蔓延。

(4)公路交通污染严重，在地处干旱区的新疆对水环境的污染尤其需要重视。在公路工程的建设与运营过程中，施工物质如沥青、洗车污水、汽车洒落的有害物质等都会对路面径流、附近河流、水源、农田等水质造成很大影响。且工程会造成水流集中于某些点，还会使水流速度加快，从而改变地表水流的自然状态。

(5)新疆部分地区有相当比例的人民生活水平较全国甚至全疆相比还处在很低的水平，随着城市化发展以及交通网络的扩展，这些地区正在失去大面积的可耕作用地和草场。

(6)在山地和风雪害多发地区，由于公路工程措施不当对环境的扰动加剧了当地的自然灾害。

4新疆公路建设的环境保护建议

公路建设突飞猛进的发展导致其对环境的负面影响日益突出，为适应新疆公路建设飞速发展和做好公路环境保护工作的需要，新疆各级政府部门也加大了对公路环保科研的支持力度。《盐渍土地区公路病害机理及防治成套技术研究》《沙漠地区公路修筑技术推广及应用示范》等大型公路项目中均对环境影响和生态保护措施做了专门的评价和研究，后来随着《西部干旱区公路路域生态恢复技术研究》《新疆公路环境保护与生态恢复对策及技术应用》《塔里木沙漠公路防护林生态工程建设技术开发与应用》等一系列专门项目的审批和执行，新疆公路建设的环境保护工作逐步走向正轨，开展了大量实践和探索。

4.1　新疆公路环境保护研究概述

新疆自然环境条件的区域差异明显，因此公路建设所采取的工程措施也要因地制宜[13]。韩志强等[14]、刘建军等分别从工程地貌和生态敏感性评价的角度将新疆公路分布区域进行了环境类型的划分；田茂杰等[15]在分析新疆公路建设相关自然因素的基础上，建立了新疆公路三级自然区划的划分体系。这些对全疆范围内的分区工作不仅为今后新疆公路环境保护工作奠定了扎实的基础，还为典型区域的案例研究提供了科学依据和原则。

复杂多变的地貌类型和恶劣的自然条件是导致新疆公路自然灾害多发的直接原因，因此，新疆公路自然灾害的类型及其成因的研究对于该区域公路自然灾害防治是必不可少的一环[16]。天山山区作为新疆重要的公路分布区域之一，公路病害多发且环境较为敏感，围绕这一区域，刘健[17]结合新疆天山积雪性质和环境特点，对公路雪崩的类型、路径、规模、形成机理、运动的规律进行了研究，并成功将成果在G217线上推广应用，建立了新疆公路雪崩数据库及新疆区域预警系统框架，提出雪崩地区公路设计须知、雪崩综合防治技术指南；王治升[18]等以“天山公路”为典型，阐明了“三高”地区公路工程地质病害的发生特征、成因机理、发展趋势和防护对策。类似的工作还有很多，如对G216线公路病害调查[19]、克塔高速公路沿线风雪害研究[20]等都在新疆公路灾害防治与环境保护结合方面作了有意义的探讨。

在充分研究和掌握了新疆公路环境特征的基础后，采取有针对性的工程措施来最大限度地保护环境和减少破坏便是下一步要做的工作。李德国等[21]、徐卫华等[22]结合新疆公路交通建设的总体状况，对公路建设中产生的生态环境影响进行了论述分析，提出了一系列公路建设施工期间的环境保护原则和措施。杜勇[23]以新疆境内星星峡至吐鲁番高速公路为例，在公路勘察设计以及施工建设等方面提出了较为具体的环境保护对策及措施。申旭辉等[24]更是对近20年来新疆公路建设过程中环境保护措施实施效果进行了系统的总结和回顾性评价，从环境管理角度提出了相应的改进意见。

沙漠占据了新疆荒漠区的大部分区域，因此沙漠公路的环境保护工作是重中之重。徐峰[25]将沙漠公路建设的工程措施与当地自然环境特点结合考虑，通过模糊数学评价法建立了沙漠公路环境影响评价的多层次模型，并以四条沙漠公路为实例进行了评价，证明了该方法的适用性和可行性。王丽萍等[26]论述了适合于沙漠地区公路建设各扰动区的生态恢复措施，李一为等[27]以G315线叶城-墨玉段公路工程为例，对当地公路建设中绿洲农田土壤的保护提出了具体的措施意见。

在以干旱为主要生态环境特征的新疆，水土流失是任何工程建设都难以避免的；如何做好水土保持工作，防止荒漠化进一步扩大是新疆公路环境保护工作所要面对的普遍和首要的关键问题。彭明娟[28]、伍松[29]等、张刚[30]分别以哈巴河至白哈巴段山区公路改建工程、红山口-鄯善公路项目以及S238线下涝坝-红山口公路工程为例，对干旱区公路工程的水土流失特点进行了初步分析，并从各条公路在建设中实施的水土保持方案及其效果出发，论证了水保措施的必要性。

综上所述，新疆公路的环境保护工作将环境保护和公路病害防治紧密结合；起步晚，但发展迅速，具体表现为公路环保项目在数量呈现上升趋势，且在具体工作上越来越细化和注重应用；环保理念在公路建设中越来越受到重视和提倡。

4.2　新疆公路环境保护工作的重点和发展方向

尽管新疆公路的环境保护工作取得了一定成果，但仍存在工程人为痕迹过重、生态恢复措施单一化和缺乏统一的后期效果评价标准等问题。根据最新出台的新疆公路交通发展“十三五”规划，新疆将大力建设南疆区域的公路网络，其面临的环境问题将更加严峻和复杂。今后公路环境保护工作应重点注意以下3个方面：

(1)环境影响评价技术的完善

现有的公路环境影响评价指标体系在面临复杂多样的环境类型时存在指标单一，缺乏代表性的缺陷，在进行公路建设对环境的影响评价的过程中，针对不同的环境类型，应有所侧重，不断在实际工作中丰富和完善指标体系，建立新疆公路环境影响评价的数据库。在未来五年内新疆的公路建设将进入新一轮的大发展时期，公路的密度将大大增加。响应国家“生态文明”的号召，也是为了保护新疆脆弱、敏感的生态环境，需要系统研究公路网络层级的环境影响评价技术，农村公路网升级建设中的环境保护则是其中的关键点之一。

(2)生态恢复与污染治理技术的研究

新疆公路建设生态恢复技术方面偏重人为的植被恢复，对公路分布区生态系统的要素缺乏系统的深入了解(如野生动物、土壤肥力等方面的研究涉及较少)，因此存在恢复模式单一化的问题，且植被恢复后期缺乏统一的恢复效益评价标准，影响了技术的推广应用。

公路交通污染防治技术方面，新疆公路环保涉及的研究项目相对较少，主要集中在城市噪声和大气污染方面(机动车节能减排技术与道路交通大气污染物对气候变化的影响)。随着2014年《新疆维吾尔自治区大气污染防治行动计划实施方案》的颁布以及新疆地区公路交通发展趋势，极端自然环境下的交通污染防治技术可能会成为今后的研究热点。

(3)公路交通环境政策与技术法规的制定

新疆公路环境保护工作在政策和法规层面与内地、国外先进水平还存在着一定差距。其中重要的原因之一就是相应的政策法规不完善所致。由于新疆公路环保工作起步晚，基础研究还不够深入，使得公路交通环境政策与技术法规的制定缺乏科学技术支撑，影响了整体公路环保工作的发展。所以，进一步推进新疆公路环境保护项目工作的开展，推广已取得的科技成果并纳入标准规范，是现阶段新疆公路环保工作可持续发展的迫切需求。

5结语

随着“十三五”规划的颁布和实施，新疆的公路交通建设发展将进入新的阶段，与此同时公路环境保护工作也会面临新的挑战，只有合理规划公路的建设并尽可能减轻公路工程建设对周边环境的负面影响，才能处理好工程建设与环境保护的关系，促进新疆交通建设工程的可持续发展。目前新疆地区在公路交通环境保护方面已初步形成较为完整和具有地区特色的理论体系和技术基础，如何在这方面做得更好，还需更多的实践和探索。

参考文献

[1]刘建军，陈晓光，朱海涌，等.新疆公路建设路域的环境敏感性分段研究[J].干旱区研究，2010，27(3)：450-457.

[2]杨发相，陈晓光，雷加强，等.荒漠区公路建设引起环境退化及对策——以新疆为例[J].环境科学与管理，2011，36(3)：127-133.

[3]范永伟，古丽米娜·艾力哈孜.新疆“十二五”前四年超额完成规划投资目标[EB/OL].http：//www.xjjt.gov.cn/subClassNewsContent.aspx？ID=42119，2015.3.30/2015.4.10.

[4]杨发相，穆桂金，雷加强，等.新疆地貌及其过程对公路交通建设的影响[J].干旱区地理，2004，27(4)：525-529.

[5]李建新，等.公路建设过程中落实资源节约、环境友好对策措施研究报告[R].乌鲁木齐：新疆交通规划勘察设计研究院，2012.

[6]覃新闻.水土资源综合管理、保护新疆生态环境——在干旱半干旱区域水土保持生态保护术论坛上的主旨报告[R].乌鲁木齐：新疆维吾尔自治区水利厅，2013.

[7]王利花，李朋丽，李欣，等.新疆绿洲地区公路水毁原因及防治对策[J].交通企业管理，2012，287(7)：55-57.

[8]王理吉.新疆公路路基路面弯沉验收标准修正方法研究[D].西安：长安大学，2009.

[9]刘毅，吴生平.对高速公路边坡生态恢复的探讨[J].中国水土保持，2009，3(9)：23-24.

[10]Riley SJ.1984.Effect of clearing and roading operations on the permeability of forest soils，karuah catchment，new-south-Wales，australia[J].Forest Ecology and Management 9：283-293.

[11]Olander LP，Scatena FN，Silver WL.1998.Impacts of disturbance initiated by road construction in a subtropical cloud forest in the luquillo experimental forest，puerto rico[J].Forest Ecology and Management 109：33-49.

[12]李太安.西北干旱半干旱地区公路廊道生态响应研究[D].兰州：兰州大学，2005.

[13]贺国佑，刘锋民.新疆自然环境条件对公路建设的影响及其对策[J].公路交通技术，2007，10(5)：123-126.

[14]韩志强，董强，杨发相，等.新疆公路工程地貌类型划分探讨[J].公路交通技术(应用技术版)，2011，79(7)：62-66.

[15]田茂杰，李江华，韩志强，等.新疆公路三级自然区划[J].中外公路，2006，26(4)：1-4.

[16]张碧琴，田茂杰，李霞，等.自然病害对新疆公路建设的影响[J].中外公路，2005，25(2)：11-13.

[17]刘健，姚新豫，韩志强，等.新疆公路风吹雪成因及类型分析[J].公路，2008(1)：25-27.

[18]王治升.天山公路工程地质病害研究，新疆交通科学研究院科技成果汇编(1980-2010)[R].乌鲁木齐：新疆交通科学研究院，2010.

[19]邱序庭.新疆公路常见病害及其防治研究[D].西安：长安大学，2011.

[20]查明高，余泽新，李华伟.新疆克拉玛依至塔城高速公路雪害防治研究[J].中外公路，2012，32(4)：67-71.

[21]李德国.新疆公路建设对生态环境的影响及对策[J].交通环保，2003，12(24)：150-152.

[22]徐卫华.新疆公路交通建设发展对环境的影响及环境保护措施[J].交通标准化，2012(8)：62-64.

[23]杜勇.新疆星星峡至吐鲁番高速公路改建工程生态环境的影响分析及对策[J].中国公路，2013(2013年度西部地区公路学会学术年会论文集)：75-77.

[24]申旭辉，樊占春.新疆公路建设中环境保护措施的适应性分析[J].干旱区研究，2010，27(6)：839-844.

[25]徐峰.沙漠公路环境影响评价与线形参数研究[D].西安：长安大学，2005.

[26]王丽萍.中国西部沙漠地区公路建设生态恢复技术研究[D].西安：长安大学，2011.

[27]李一为，沈毅，晏晓林，等.荒漠区公路建设生态环境保护措施探讨[J].中国水土保持，2009(11)：10-11.

[28]彭明娟，陆卓琳.新疆山区公路环境保护设计初探[J].西部交通科技，2012(1)：88-92.

[29]伍松.新疆地区公路施工过程中水土保持措施研究[J].交通标准化，2012，17(9)：122-123.

[30]张刚.干旱区公路建设项目水土保持措施初步分析——以S238线下涝坝-红山口公路工程为例[J].水利科技与经济，2012，18(8)：57-58.

Discussions on Highway Transport Development and Environmental Issues in Arid Area of Xinjiang

SUN Jing-xin1，LEI Jia-qiang1，LI Zhi-nong1，2，LI Sheng-yu1

(1.Xinjiang Institute of Ecology and Geography，Chinese Academy of Sciences，Urumqi，Xinjiang，830011；2.Xinjiang Department of Transportation，Urumqi，Xinjiang，830000)

Abstract：This article summarized Xinjiang achievements made in highway construction since “12th Five-year”，analyzed the main environmental problems in highway construction under different topogra-phy and geomorphology according to the highway distribution characteristics in Xinjiang，and combined with research achievements and work practices in Xinjiang highway environmental protection work in recent years，it proposed the recommendations for the focus and development direction of future rele-vant work.

Keywords：Xinjiang；Arid area；Highway；Transport development；Environmental issues

文章编号：1673-4874(2015)12-0001-06

中图分类号：U419.91

文献标识码：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2015.12.001

基金项目

作者简介