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1、0第二章 道路交通生态环境影响与保护我国是一个多山国家，大部分地区生态环境脆弱，道路建设与营运对生态环境的影响较明显。所以，只有科学评价道路交通对生态环境的影响，并采取有效的防治措施，将道路交通的建设、管理与保护生态环境密切结合起来，才能使道路交通与区域环境实现可持续协调发展。第一节 生态环境概述一生态系统与生态平衡1生态系统“生态系统”是英国生态学家坦斯利（AGTansl 于 1935 年提出来的，是指任何一个生物群落与其周围非生物环境所构成的综合体。按照现代生态学的观点，生态系统就是生命系统和环境系统在特定空间的组合。在生态系统中，各种生物彼此间以及生物与非生物的环境因素之间相互作用、相互
2、制约，不断进行着能量流动、物质循环和信息传递。生态系统的类型是多种多样的，下面介绍其一般分类。按主体特征分，有森林、草原、荒漠、冻原、河流、湖泊、沼泽、海洋、农村、城市等生态系统。按地域特征分，有全球最大的生态系统生物圈生态系统、陆地生态系统、海洋生态系统，还有山地、平原、岛屿等生态系统。按性质分，有自然生态系统和人工生态系统。农田、农村、城市、水库等生态系统都属于人工生态系统。任何一个生态系统，不管范围大小，简单还是复杂，都具有一定的结构。一个完全的生态系统由非生物成分、生产者有机体、消费者有机体和分解者有机体四部分组成。（1）非生物成分。包括太阳辐射能、水、CO 2、O 2、N 2、矿物盐
3、类及其他元素和化合物。它们是生物赖以生存的环境条件。（2）生产者有机体。包括所有的绿色植物。它们通过光合作用把从环境中摄取的无机物质合成为有机物质，并将太阳能转化为化学能贮存在有机物质中。它们是有机物质的最初制造者（为自养生物） ，为地球上其他一切生物提供得以生存的食物。（3）消费者有机体。动物为异养生物，是消费者有机体。以植物为食的称植食动物，如牛、马、羊等，为第一性消费者。以动物为食的称肉食动物，可依次分为第二性消费者、第三性消费者和更高级的消费者。它们与生产者按照被食者与食者的关系组成食物链。（4）分解者有机体。主要指细菌、真菌和一些原生动物，它们也是异养生物。它们依靠分解动植物的排泄物
4、和死亡的有机残体取得能量和营养物质，同时把复杂的有机物降解为简单的无机化合物或元素，归还到环境中，被生产者有机体再次利用，使生态系统中的物质得以循环，所以它们又被称为还原者有机体。2 生态平衡生态系统是一个开放系统，非生物成分、生产者有机体、消费者有机体和分解者有机体之间，不停地进行着能量交换、物质循环与信息传递（见图 21） 。任何一个生态系统都需经过由低级向高级，由简单向复杂的发展过程而达到相对稳定的状态。当生态系统处于相对稳定状态时，生物之间和生物与环境之间出现高度的相互适应，其动、植物数量上也相对保持稳定，生产与消费和分解之间，即能量和物质的输人与输出之间接近平衡，以及结构与功能之间相
5、互适应并获得最优化的协调关系，这种状态就叫做生态平衡。生态平衡具有以下重要特点：（1）达到生态平衡的生态系统，其1有机体个体数目、生物量、生产力均最大。（2）生态平衡是一种动态平衡，任何内部或外部因素的变化都可能使这种平衡发生变化。生态系统具有自动调节能力以保持平衡稳定.系统越成熟、组成种类越多、营养结构趋复杂，对外界压力、冲击的抵抗能力就越大，受到某些破坏可以自我恢复。但是系统的这种调节能力是有限度的，其界限称阈值，稳定系统的阈值较高。当外界干扰造成的破坏超过系统的自我恢复能力或阈值时，系统平衡破坏，食物链关系失常，生物个体数变少，生物量下降，生产力衰退，系统的结构与功能失调，系统内物质循环
6、及能量流动中断，最终导致生态系统的瓦解崩溃。（3）人类对生态系统的影响很大。人类是生态系统中最积极活跃的因素，人类的活动对生态平衡影响很大。一方面，过度开发与环境污染，使生态系统遭到严重破坏。另一方面，人类可以按照客观规律，用更合理的人工生态系统来替代旧的自然生态系统，建立生产力更高的良性生态平衡。3.生态环境生态环境是指影响生态系统发展的环境条件的总体。环境科学所指的生态环境是人类的生态环境，它是人类生存的自然环境和社会环境的综合（见图 22） 。L 自然环境自然环境是人类赖以生存和发展的所有物质、能量因素和外界条件的综合体。也就是环绕着人群的空间中可以直接、间接影响人类生产、生活的一切自然
7、形成的物质、能量的总体。构成自然环境的物质、能量的种类很多，大体可以分为以下六大类：（1）地质因素。包括地质构造分区、地层、构造、岩石类型及其力学特征与抗风化性能，环境地质问题，地质灾害与地震烈度等。（2）地貌因素。包括地貌类型，地表起伏，破碎程度，剥蚀、侵蚀、堆积特征等。（3）气候因素。包括气候类型、气温、降水、风力、风向、灾害天气等。（4）水文因素。包括河流、湖泊、沼泽等地表水体的主要特征，地下水特征，海滨地带的海洋影响等。（5）生物因素。包括植被类型、野生动植物及其生态系统等。（6）土壤因素。包括土壤类型、荒漠化与水土流失等。2 社会环境社会环境是指在自然环境的基础上，人类通过长期有意识
8、的社会劳动，加工和改造了的自然物质，创造的物质生产体系，积累的物质文化等所形成的环境体系。所以，社会环境是人类生存及活动范围内的社会物质、精神条件的总和。广义讲，包括整个社会经济文化体系，如生产力、生产关系、社会制度、社会意识和社会文化。狭义讲，指人类生活的直接环境，如家庭、劳动组织、学习条件和其他集体性社团等。区域社会环境，一般包括社区基本特征、经济因素与社会文化因素。2自然资源是人类在一定的发展状况下，能被人类所利用的，存在于自然环境中的部分自然物质和自然能量，如阳光、空气、矿物、土壤、水与水能、野生动植物、森林、草场等，它们是人类赖以生存和发展的物质与能量基础。3. 自然资源的类型自然资
9、源有多种分类方法，目前较常用的且与环境保护关系密切的是根据资源的再生性等特征的分类，见图 23。4.自然资源的主要特征自然资源具有整体性、有限性、地域性、变动性与稳定性、层次性、多用性、国际性等特点。随着科学技术的进步与社会经济的发展，自然环境中更多的物质和能量，都将成为可被人类利用的自然资源。因而自然资源的类型、数量都将随着社会发展而不断增加。对自然资源的开发利用必须坚持科学规划、合理开发、有效保护、永续利用的原则。资源开发不当或过度开发，对资源及环境的影响是多方面的。以森林资源为例，大面积森林破坏造成的恶果有：（1）森林资源减少以至枯竭。（2）多种林下植物大量减少或消失。（3）多种林内动物
10、大量减少或消失。（4）水土流失加重，洪水、泥石流、滑坡等灾害增多。（5）森林防风沙及保护环境功能减弱或消失。（6）森林景观消失。（7）释氧量减少，森林保健功能减弱或消失。（8）小气候变劣等。二、道路交通对生态环境的影响道路建设与营运过程中，对沿线一定范围内的生态环境会产生不同程度的影响。（1）路基开挖或堆填，会改变局部地貌。在地质构造脆弱地带易引起崩塌、滑坡等地质灾害，在石灰岩地区易引起岩溶塌陷，在高寒山区易引起雪崩等灾害。（2）开挖路基有时会影响河流的稳定性。例如大量弃土倾入河谷、河道，使河床变窄，易引发山洪、泥石流等灾害。3（3）道路建设占用大量土地，尤其是高速公路工程量大，施工期长，其施
11、工场地、运输便道、生活设施等用地面积更大，因而对生物多样性影响明显。路面对植被的长期破坏，路基两侧对植被也造成一定影响，在生态系统脆弱地区，植被破坏会加剧荒漠化或水土流失。对森林、草地的破坏，会影响野生动物的正常活动。另外，道路建设有时还会对自然保护区、风景名胜区、森林公园等产生不利影响。（4）对城镇、乡村、农田及各种建筑设施产生一定影响。有时还会对历史文物产生不利影响。（5）河沿线环境带来一定程度的污染。如引起大气污染、水污染、土壤污染、植物污染及噪声影响沿线居民的正常生活。通常，山区道路建设难度大对自然环境的影响远比平原地区大。而平原地区道路建设对人工生态系统影响明显。选线不当及施工中引起
12、局部自然生态失调，会对沿线生态环境产生不良影响。道路建成营运后，沿线经济带开发引起人类活动的增加，也将成为局部地区生态环境失调的新的诱发因素。第二节 道路交通与地质灾害的防治崩塌、滑坡、泥石流等是山区道路建设与营运中易发生的地质灾害，往往会造成严重的生态破坏与居民生命财产的巨大损失。这些地质灾害的产生，不仅与自然条件有关，而且与人为因素有关。因而，在丘陵山区、黄土高原、岩溶高原等地表起伏较大地区修建道路时，应采取多种措施，避免或减少地质灾害对道路交通的影响以及对沿线生态环境的破坏。一崩塌及其防治1 崩塌的危害与主要类型在比较陡峻的斜坡上，大块岩体或碎屑在重力作用下突然落下，并在坡脚形成倒石堆（
13、又称岩屑堆）的现象称为崩塌。倒石堆是一种倾卸式的急剧堆积，一般是松散、杂乱、多孔隙、大小混杂而无层理。崩塌的运动速度很快，崩塌的体积可由小于 1m3到数亿 m3 。大规模的崩塌能摧毁铁路、公路、隧道、桥梁，破坏工厂、矿山、城镇、村庄和农田，甚至危及人民的生命安全，造成巨大灾害。它在工程建设上被视为“山区病害”之一。崩塌有下列主要类型：（1）落石。指悬崖陡坡上块石崩落。一般规模不大，可分为散落、坠落翻落三种形式。（2）山崩。指发生在山区规模巨大的崩塌。例如，由于地震影响，陕西秦岭中的翠华山曾发生山崩，产生的巨大角砾（粒径可超过 50m）遍布山坡，形成“砾海” 。巨大的崩积体（倒石堆）堵塞山谷，积
14、水成湖，形成景色优美的翠华山天池。（3）坍岸。指发生在河岸、湖岸、海岸的崩塌。（4）坍陷。指由地下溶洞、潜蚀穴或采空区所引起的崩塌。2 崩塌易发地段的评价（1）地貌条件地貌是引起崩塌的基本因素。一定的坡度和高差是崩塌发生的基本条件。据调查由坚硬岩石组成的斜坡，坡度大于 50 或 60，高差大于 50m 时，才可能发生崩塌。由松散物质组成的坡地，当坡度超过它的休止角时可能出现崩塌，一般坡度大于 45，高差大于 25m可能出现小型崩塌，高差大于 45m 可能出现大型崩塌。黄土地区，坡度在 50 以上，才可能发生崩塌。高山峡谷、悬崖陡岸多数是崩塌易发地段。（2）地质条件岩性与地质构造也是崩塌发生的重
15、要条件。结构致密又无裂隙的完整基岩，即使在坡度很陡的情况下也不发生崩塌。反之 结构疏松、破碎的岩石易发生崩塌。当坚硬岩层与松软岩层成互层出现时，由于差异凤化，使坚硬岩层突出，临空面增大，易引起崩塌。大量节理或断层存在，会加速岩石的风化解体过程，是崩塌发生的重要条件。（3）气候条件强烈的物理风化是崩塌发生的基础性条件。由于干旱、半干旱地区温差大而寒冷，山区冻融过程强烈，因此在这些地区岩石风化强烈，悬崖陡坡最易出现崩塌。暴雨、连日阴4雨及冰雪融化等往往是崩塌的触发因素，岩体和土体中水分的大量渗入，大大增加了负荷，同时还影响岩体内部结构，导致崩塌发生。另外，暴雨、连日阴雨还易引起洪水，导致大范围坍岸
16、，造成严重灾害。（4）人为因素道路建设或改造中，因过分开挖山体边坡，或在坡脚大量采石取土，使坡脚支持力减弱而引起崩塌。另外，在岩体较破碎地带，大爆破也会引起崩塌。在道路设计、建设与营运过程中，要根据上述条件，综合分析，确定崩塌易发地段和时段，采取相应的防治措施，以保证施工与营运安全，保护生态环境。3崩塌的防治在山区修建道路，对崩塌易发地段，应定期监测，判断崩塌发生的可能性、强度、规模，并采取适当的防治措施，如清除危石、改造坡面等。对规模大、破坏力强、仍在发展中的大型崩塌，一般应以改线避绕为主。对规模不大的崩塌，可根据不同情况，采取建拦石坝、防护河堤、支撑体、砌石护坡、绿化坡面或清除岩屑堆等措施。道路施工，应尽可能避免因人工开挖或爆破引起崩塌。二滑坡及其防治1滑坡及其危害滑坡是山区道路建设中经常遇到的一种地质灾害。坡面上大量土体、岩体或其他碎屑堆积。在重力和水的作用下，沿一定的滑动面整体下滑的现象称为滑坡。滑坡一般由三大部分组成，即滑坡壁、滑动面和滑坡体。滑坡的规模不一，其危害程度也不一，大型滑坡的危害是
