高速公路建设对沿线植被资源的影响分析研究

王 振

（山西省交通科学研究院，山西 太原 030006）

高速公路的快速发展，既促进了区域社会经济的快速发展，同时提高了人们的生活质量，更好地满足了人们日益增长的出行需求。然而，高速公路的建设不可避免地对周边自然环境和生态植被造成一定程度的破坏和影响，尤其是公路的永久占地，将造成征地范围内耕地数量的下降、植被数量和覆盖率的减少[1-2]。项卫东等研究认为高速公路建设对周边区域植物多样性影响较小，通过道路两侧或边坡植被绿化，有利于动植物资源的保护[3]。刘杰等研究表明高速公路建设会对沿线各类植被（乔木、灌木和草本）的生物量造成不同类别的影响，乔木主要受负面影响，而灌木和草本主要受正面影响[4]。屈越强等基于Landsat遥感数据源，利用遥感技术，结合归一化植被指数，研究发现公路建设对沿线植被的砍伐会对周边植被覆盖度产生显著影响[5]。因此，如何能处理好高速公路建设与生态环境保护之间的矛盾已是区域社会经济可持续发展的必然要求。本文以山西省某高速公路建设为研究对象，结合项目所在区域的生态环境特点，探讨公路工程建设对于沿线植被资源的影响，可为高速公路建设植被资源影响评价提供重要的参考和经验借鉴。

1 项目及项目区概况

山西省某高速公路建设项目主线全长68.664 km，双向四车道，设计速度100 km/h；全线设置桥梁11 371 m/33座，涵洞165道，隧道3 215 m/2座，桥隧比20.74%；互通式立交5处，分离式立交4处，收费站3处，服务区1处；工程占地694.61 hm2，其中永久占地564.21 hm2，临时占地130.40 hm2，占用林地为主，其次为旱地、水浇地及荒草地等。

项目区地貌类型以河谷平原和黄土丘陵地貌为主。气候类型属温带大陆性季风气候，多年平均降水量421.2 mm，年均气温3.6℃～7.3℃左右，全年日照时数2 600～3 100 h。项目区主导风向西风、西北风，多年平均风速2.5～3 m/s。土壤类型以草甸土和山地栗钙土为主；植被类型以风沙防护林、灌木林、灌草丛等为主，项目区林草植被覆盖率31.82%。

2 植物资源现状分析

2.1 现状调查方法

2.1.1 野外实地调查

在对公路全线进行现场踏勘时，选取区域典型植被类型进行采样，作为卫星遥感影像判读植被类型和土地利用类型的基础，根据室内判读的植被与土地利用类型初图，现场核实判读的正误率。实地调查采取线路调查与重点调查相结合的方法，对于植被覆盖度较低的区域采取线路调查，在重点施工区域以及植被覆盖状况良好的区域进行重点调查。

2.1.2 生态制图

在野外实地调查的基础上，利用GPS定位与GIS（地理信息系统）相结合的方法，对项目区土地利用类型进行数字化研读，在此基础上，形成项目区域内数字化的土地利用类型与植被类型图，进行生态环境影响的定性与定量评价。本次调查选用项目区美国陆地卫星近期影像图片（TM），其分辨率为30 m，对监督分类产生的植被初图，结合路线调查记录和坡度、坡向、等高线等基础信息，对植被类型图进行目视解译纠正，获得符合评价精度要求的植被类型图。

2.2 项目沿线植物资源分布概况

依据山西省植被区划，项目沿线所经区域属温带干草丛和半干旱草原区，主要的草本植被物种有百里香、胡枝子、大针茅、冷蒿和隐子草等，均为旱生植物，栽培植被以莜麦、马铃薯和胡麻等为主，属于一年一熟制。果树除花红果和杏分布较普遍外，局部环境较好的地方有苹果、枣、核桃等。

2.3 项目评价范围内植被分布现状

采用ERDAS Imagine软件对项目区域遥感卫星影像进行分类处理，将得到的植被现状图输入ArcGIS，利用ArcGIS提供的缓冲区分析功能，对高速公路评价范围（公路中心线两侧各300 m，含临时占地）内的植被类型及其面积进行统计与分析（表1）。从表1中可以看出，高速公路评价范围内植被以栽培植被为主，占总面积的53.26%，其次为阔叶林，占总面积的26.31%。由此可见，评价范围内开发强度较高，自然植被以灌草丛为主。

表1 高速公路评价范围内各类植被类型土地面积统计表

2.4 植被生物量与植被生产力

2.4.1 植被生物量

根据国内有关植被生物量研究成果[6]，对高速公路评价范围内的植被生物量进行了估算（表2）。从表2中可以看出，高速公路评价范围内植被生物量约79 738.5 t。项目沿线阔叶林以50年代绿化的小叶杨纯林为主，由于土地贫瘠干旱，栽植较密，后期的抚育管理措施较差，形成了当地的低产杨树林，俗称“老头树”，因此评价范围内的实际植被生物量比估算结果要小。

表2 高速公路评价范围植被生物量估算表

2.4.2 植被生产力

根据国内有关植被生产力研究成果[6]，对高速公路评价范围内的植被生产力进行了估算（表3）。从表3中可以看出，评价范围内植被生产力约12 052.93 t/a。

表3 高速公路评价范围植被生产力估算表

3 对沿线植被资源的影响分析

3.1 植被面积损失

高速公路施工期由于路基占用土地（尤其是耕地）、填挖方、取土及临时工程用地使公路占地范围内的农田、林木、灌草丛等遭受砍伐、铲除、掩埋等一系列人为干扰活动，使路基范围内的植被全部消失，公路沿线及周边植被面积减少，生物量及生态服务功能下降，植被类型可能会由多样化类型变为单一类型，生物多样性减少，这些破坏是永久的、不可逆的，也是公路建设项目所不可避免的。根据卫星遥感判读结果和相关设计资料进行估算，公路工程占地所导致的植被面积损失情况见表4。

表4 高速公路工程占地导致的植被面积损失情况表

从表4中可以看出，工程征占用的自然植被面积为247.67 hm2，占植被总损失面积的44.19%；自然植被以灌草丛和小叶杨低产林为主，其中占用阔叶林面积较大。工程占地中栽培植被的面积为312.82 hm2，损失量相对较大，占植被总损失面积的55.81%，占评价范围内该类型面积的12.06%。总体说来，高速公路沿线自然植被分布面积较小，且群落结构极为简单，物种组成较为单一。

3.2 植被生物量与生产力损失

高速公路建设使公路占地范围内植被遭受破坏，将导致植被生物量的损失及生物生产量的减少。根据相关研究成果[6]，对公路工程占地引起的植被生物量与生产力损失进行了估算（表5、表6）。

从表5、表6可以看出，高速公路占用土地所导致的植被生物量损失约8 591.47 t，占评价范围内生物量的21.82%；植被生产力损失约4 418.612 t/a，约占评价范围内总生产力的33.88%。其中，阔叶林的生物量损失、栽培植被的生产力损失比例相对较大。

表5 高速公路工程占地植被生物量损失估算表

表6 高速公路工程占地植被生产力损失估算表

3.3 高速公路绿化对评价范围内植被生物量的补偿

高速公路永久占地将完全破坏原有的植被，导致评价范围区的植物全部死亡。目前，高速公路绿化以生态恢复为主导思想，根据公路沿线生态特点，尽量采用乡土树种，合理搭配乔木、灌木和地被植物，使当地已破坏的生态进行最大限度的恢复与重建，这样经过2～3年的植被恢复基本上可以弥补公路永久占地损失的生物量。

4 结语

在高速公路建设过程中，工程永久占地将使植被生境遭到破坏，植物个体失去生长环境，其影响程度是不可逆的。在工程建设初期，由于机械碾压、施工人员践踏等，施工作业周围的植被将遭到破坏，降低了野生植被的覆盖度。在工程建设后期，对路基边坡、互通立交、取土场、弃渣场和施工场地等进行了植草绿化，使原来被破坏的植被得到一定的补偿，对于维护公路正常运营、减少水土流失、改善公路沿线的生态环境起到了积极作用，从而促使高速公路建设与区域生态环境保护得到协调发展。