蘇玉貞 白昆立

(廣東省嶺南綜合勘察設(shè)計(jì)院，廣州 510500)

公路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，是推動區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性工程，其分布范圍之廣、發(fā)展速度之快都是其他工程無法比擬的[1-3]。然而，道路建設(shè)及運(yùn)營過程中帶來了如環(huán)境污染、景觀破碎和生態(tài)環(huán)境退化等對自然景觀和生態(tài)系統(tǒng)所產(chǎn)生的生態(tài)問題不容忽視[4-6]，因此，正確理解、評價和系統(tǒng)分析道路建設(shè)所產(chǎn)生的生態(tài)影響，最大限度減緩其對生態(tài)系統(tǒng)所產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)，對實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。

廣東省道S221線大埔縣段為大埔縣公路網(wǎng)的重要組成部分，是大埔縣中南部地區(qū)發(fā)揮地域優(yōu)勢，加強(qiáng)區(qū)域間經(jīng)濟(jì)合作交流發(fā)展外向型經(jīng)濟(jì)，加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展改善投資環(huán)境的重要的基礎(chǔ)條件和根本保證。然而該道路建設(shè)穿越五虎山省級森林公園，因而道路建設(shè)過程中以及建成通車后不可避免地會對森林公園生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響，因此選擇此樣本作為研究對象具有代表性。

傳統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境評價方法有生態(tài)機(jī)制分析法、質(zhì)量指標(biāo)法和景觀生態(tài)學(xué)法等[7-8]。近年來，新的研究方法不斷涌現(xiàn)，比如模糊數(shù)學(xué)法、多維尺度法和綜合指數(shù)法等[9-11]，其中，綜合指數(shù)法能較好地反映出生態(tài)系統(tǒng)健康變化的趨勢，適用于評價道路建設(shè)對其生態(tài)環(huán)境影響的問題[12-14]。

以廣東省道S221大浦縣段建設(shè)對五虎山省級森林公園生態(tài)環(huán)境的影響為例，綜合考慮了其對評價結(jié)構(gòu)完整性、穩(wěn)定性、功能性和環(huán)境適應(yīng)性等方面的因素，結(jié)合相應(yīng)技術(shù)規(guī)范與要求[15]，運(yùn)用綜合指數(shù)法對道路建設(shè)的生態(tài)影響做了綜合評價，并提出相應(yīng)保護(hù)措施，旨在促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)同發(fā)展。

1 研究區(qū)域概況

1.1 省道S221線大埔縣段建設(shè)概況

省道S221線大埔縣段公路改建大部分為新建線，布線于城區(qū)外圍新起線，起點(diǎn)位于大埔縣湖寮鎮(zhèn)陳牙陂，樁號為K46+910，途徑陂頭坑、下科子、深渡、坳下，終點(diǎn)位于湖寮鎮(zhèn)坳背，終點(diǎn)樁號為K52+894.93，路線長5.985 km。路線基本走向?yàn)橛杀蓖鶘|南走向，要求為一級公路，設(shè)計(jì)速度采用60 km/h，雙向四車道，路基寬23 m，橋涵與路基同寬。工程內(nèi)容包括：路基工程、路面工程、橋涵工程、交叉工程、交通工程及沿線設(shè)施、環(huán)保及景觀工程；其中橋涵工程中，建設(shè)2座橋梁；涵洞31道，4道改建，27道新建。工程區(qū)包括工程區(qū)、營造區(qū)(拌合場)、棄土場、辦公區(qū)和輔助生活區(qū)等。

1.2 省級五虎山森林公園概況

五虎山省級森林公園位于廣東省梅州市大埔縣湖寮鎮(zhèn)，環(huán)繞大埔縣城四周，規(guī)劃總面積1 338.7 hm2，地理坐標(biāo)為116°39′15″～116°42′50″ E，24°19′55″～24°23′06″ N。核心景觀區(qū)域?yàn)橹胁课寤⑸?包括虎山亭、五虎松濤、福山寺和文武閣等)、西湖公園、西湖濕地公園及大埔縣文化中心一帶。

省道S221線大埔縣段線位經(jīng)過五虎山森林公園東側(cè)，全長約5.1 km，將不可避免需要使用森林公園部分林地。省道S221線大埔段改造工程需征地33.052 hm2，其中林業(yè)用地19.093 3 hm2， 林業(yè)用地中18.460 7 hm2為五虎山森林公園林地。

2 生態(tài)評價指標(biāo)體系的建立

生態(tài)評價指標(biāo)體系的建立以國內(nèi)外研究成果和評價區(qū)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境特征為基礎(chǔ)，以代表性、綜合性、系統(tǒng)性和易獲取性等原則確定評價指標(biāo)。

2.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型

將目標(biāo)所包含的因素分為3個層次，即目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層。

2.2 評價指標(biāo)的選擇

前期調(diào)查表明，評價區(qū)的特色風(fēng)景資源為地文景觀、水文景觀、森林景觀，景點(diǎn)(旅游資源單體)等級以二級為主，最高為三級。因此，選取對森林公園生態(tài)環(huán)境具有較大影響的8個評價指標(biāo)，建立S221省道建設(shè)對五虎山省級森林公園的生態(tài)環(huán)境影響綜合評價指標(biāo)體系，見圖1。

圖1 省道S221線穿越森林公園示意圖

2.3 指標(biāo)權(quán)重分析

2.3.1 模糊互補(bǔ)判斷矩陣的建立

運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)法等比較同層指標(biāo)i與j的相對重要性，并用數(shù)量化的相對權(quán)重aij來描述，其中假設(shè)共有n個指標(biāo)參與比較，則構(gòu)成模糊互補(bǔ)判斷矩陣見式(1)。

A=(aij)n×n

(1)

式中：s(i)和s(j)分別表示指標(biāo)ci和cj對因素層重要性程度，aij表示元素ci和cj相對于上一層因素進(jìn)行比較時，兩因素模糊關(guān)系的隸屬度，0.5表示兩者同等重要，1.0表示ci元素比cj元素重要，0表示cj元素比ci元素重要，同時aij+aji=1；0

2.3.2 模糊一致矩陣和綜合模糊一致矩陣的建立

R=(rij)n×n

(2)

當(dāng)向多位專家發(fā)放調(diào)查問卷時，涉及多群體決策需要將多個模糊一致矩陣綜合起來形成綜合模糊一致矩陣。設(shè)Ai=(aij)n×n為根據(jù)第i位專家(i=1，2，…m)，問卷得到的模糊互補(bǔ)判斷矩陣，Ri=(rij)n×n為模糊一致矩陣。綜合m位專家的調(diào)查結(jié)果，得到模糊一致矩陣見式(3)。

(3)

2.3.3 指標(biāo)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化

由于各個指標(biāo)的量綱存在明顯差異，應(yīng)對各個指標(biāo)進(jìn)行無量綱化。在評價區(qū)生態(tài)環(huán)境影響綜合評價研究中，通過系統(tǒng)轉(zhuǎn)換可使各個指標(biāo)的指數(shù)數(shù)值均在[0，1]之間，指標(biāo)的計(jì)算值越大表示生態(tài)環(huán)境質(zhì)量越好，越小表示生態(tài)環(huán)境質(zhì)量越差，在此基礎(chǔ)上相加得到綜合指數(shù)。根據(jù)各指標(biāo)對研究區(qū)生態(tài)影響的作用方式，采用百分比標(biāo)準(zhǔn)化法，將指標(biāo)可分為正指標(biāo)和負(fù)指標(biāo)。其計(jì)算公式分別見式(4)和式(5)：

(4)

(5)

式中：F+正指標(biāo)評價值；F-負(fù)指標(biāo)評價值；S指標(biāo)參照值；C指標(biāo)實(shí)際值。

2.3.4 綜合權(quán)重計(jì)算

根據(jù)模糊一致矩陣R′計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重，計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 生態(tài)環(huán)境影響評價指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化參照值

2.3.5 綜合評價指數(shù)及生態(tài)環(huán)境狀況分級

采用線性加權(quán)綜合方法計(jì)算生態(tài)環(huán)境影響綜合評價指數(shù)。線性加權(quán)綜合法具有適合用于各指標(biāo)間相互獨(dú)立的體系，其具有可以進(jìn)行線性補(bǔ)償、權(quán)重系數(shù)作用更明顯、對備選方案間的差異不敏感、對指標(biāo)數(shù)據(jù)無特定要求和容易計(jì)算等多方面的優(yōu)勢，生態(tài)環(huán)境影響綜合指數(shù)線性綜合法(Ecological Index，EI)計(jì)算方法見式(6)。

(6)

式中：EI為生態(tài)環(huán)境影響綜合評價指數(shù)；n為指標(biāo)個數(shù)；wi為各指標(biāo)的權(quán)重值；xi為各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值。

根據(jù)生態(tài)環(huán)境影響綜合評價指數(shù)，將生態(tài)環(huán)境狀況分為五級，即優(yōu)、良、一般、較差和差，具體見表2。

表2 生態(tài)環(huán)境狀況分級

生態(tài)環(huán)境狀況變化幅度用于衡量生態(tài)環(huán)境的變化，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可將生態(tài)環(huán)境狀況變化程度分為4級，即無明顯變化、略有變化(好或差)、明顯變化(好或差)和顯著變化(好或差)，具體見表3。

表3 生態(tài)環(huán)境狀況變化幅度分級

3 評價結(jié)果與分析

將指數(shù)化后的指標(biāo)值以及相應(yīng)的綜合權(quán)重帶入式(6)，計(jì)算得到道路建設(shè)對評價區(qū)五虎山森林公園生態(tài)環(huán)境的狀態(tài)指數(shù)EI，結(jié)果見表4。

根據(jù)調(diào)查分析并結(jié)合表4的統(tǒng)計(jì)可知評價區(qū)生物多樣性較豐富群落結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，群落之間無異質(zhì)性，生物量和生產(chǎn)力中等，河流水質(zhì)為優(yōu)級，空氣質(zhì)量為A級，聲環(huán)境達(dá)到特安靜標(biāo)準(zhǔn)；植被覆蓋度達(dá)71%，水土保持和水源涵養(yǎng)功能為良好土壤侵蝕強(qiáng)度為微度。道路施工前生態(tài)環(huán)境綜合評價指數(shù)EI為0.65，表明道路建設(shè)前五虎山森林公園的生態(tài)等級為良級。

根據(jù)道路施工對生態(tài)環(huán)境的影響進(jìn)行預(yù)測，可以計(jì)算出工程對評價區(qū)生態(tài)環(huán)境影響的綜合評價指數(shù)EI，結(jié)果見表4。研究區(qū)生態(tài)環(huán)境預(yù)測指標(biāo)值EI為0.60，根據(jù)表2對生態(tài)環(huán)境的分級標(biāo)準(zhǔn)可知，評價區(qū)在建設(shè)后生態(tài)環(huán)境質(zhì)量仍為良級。

表4中施工前后的︱△EI︳為0.05，由表3可知，︱△EI︳在0.02～0.05時生態(tài)環(huán)境屬于略有變化的范圍，說明道路建設(shè)對評價區(qū)的生態(tài)環(huán)境會產(chǎn)生一定影響。

表4 道路施工前后生態(tài)質(zhì)量變化值

同時，道路建設(shè)對評價區(qū)生態(tài)環(huán)境影響最大的為土壤退化程度，其變化值達(dá)到0.43，說明道路建設(shè)對水土流失具有顯著影響，尤其是道路建設(shè)對植被的破壞，地表土壤的剝離、壓占，從而影響到土壤抗侵蝕能力下降，在降雨徑流的侵蝕力作用下容易產(chǎn)生水土流失，并可能造成水土流失危害應(yīng)引起建設(shè)單位足夠重視。

4 生態(tài)保護(hù)措施分析

由上述研究表明，道路建設(shè)對森林公園的影響表現(xiàn)在土壤退化、水體污染和噪聲污染等方面，其中土壤退化引起的水土流失成為對森林公園的最為不利的生態(tài)影響。針對生態(tài)問題，必須采取有效措施降低道路建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響。

4.1 道路建設(shè)對水土流失的減緩措施

道路建設(shè)對評價區(qū)的水土流失的主要影響因素包括植被、土壤、降雨以及土方挖填、占壓地表的人為活動等，尤其在路基施工過程中極易造成山體土壤侵蝕與水土流失。施工結(jié)束后，由于施工引起水土流失的各項(xiàng)因素將逐漸減弱或消失，地表擾動基本停止，地表硬化或植物綠化建設(shè)，水土流失逐步得到控制，生態(tài)環(huán)境逐步恢復(fù)，基本不再造成新的水土流失。

因此，在道路建設(shè)前期，必須高度重視道路施工過程中可能會對評價區(qū)生態(tài)環(huán)境造成的不利影響，堅(jiān)持“在保護(hù)中施工，在施工中保護(hù)”的原則，制定“水土保持方案”對道路建設(shè)工藝、作業(yè)方式進(jìn)行充分論證，確定最優(yōu)施工方案，重點(diǎn)做好施工臨時占地的水土保持措施，減少施工場地的水土流失；減少施工臨時用地。施工結(jié)束后，積極做好道路綠化工作在道路兩旁植樹造林，同時做好臨時施工用地的復(fù)綠工作。

4.2 道路建設(shè)對其他生態(tài)影響的減緩措施

道路建設(shè)對評價區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響還包括水體污染、噪聲污染以及對生態(tài)系統(tǒng)、風(fēng)景資源的影響等。

道路建設(shè)過程中的橋涵施工、施工營地作業(yè)以及營運(yùn)期路面雨水沖刷后形成的污水等均會對評價區(qū)內(nèi)的河流等水體帶來不利的影響，雖然工程建設(shè)期對水體的污染是局部暫時性的，但仍需引起重視，特別是在橋梁施工過程中，合理組織施工程序與機(jī)械，建設(shè)用材料與施工產(chǎn)生的廢渣均按要求堆放并加以覆蓋，防止雨水沖刷等，這些措施都能減緩道路建設(shè)對評價區(qū)生態(tài)環(huán)境的不利影響。

道路建設(shè)期和運(yùn)營期對沿線村莊有一定的噪聲污染，雖然總體上達(dá)到要求，但各個敏感點(diǎn)在晝間和夜間均存在不同程度的噪聲污染超標(biāo)現(xiàn)象。有效措施是降低聲源噪聲輻射，特別是周圍有噪聲敏感點(diǎn)的路段適當(dāng)增加道路與村莊的距離，保持最低限度的噪聲衰減距離或建設(shè)最大限度地緩沖隔離帶。同時，在道路綠化方面枝繁葉茂的高大喬木類植物與灌木植物等套種，可以起到降噪減噪的作用。

道路建設(shè)和運(yùn)營對森林公園土地資源、植被與植物多樣性、野生動物棲息地和多樣性、生態(tài)系統(tǒng)的影響較小。通過制定對生態(tài)系統(tǒng)、風(fēng)景資源影響最小的施工方案，減少施工期對森林公園生態(tài)系統(tǒng)、風(fēng)景資源的破壞；在工程監(jiān)理內(nèi)容中增加并落實(shí)生態(tài)和風(fēng)景資源監(jiān)理內(nèi)容和項(xiàng)目等。道路建設(shè)對森林公園造成的破碎和整體分隔后，森林公園應(yīng)對原總體規(guī)劃進(jìn)行修編，重新劃分各功能區(qū)，重新組織旅游路線。這些措施的實(shí)施將有效降低道路建設(shè)對森林公園的生態(tài)環(huán)境影響。

5 結(jié)論

從結(jié)構(gòu)完整性、穩(wěn)定性、功能性和環(huán)境適應(yīng)性等方面選取了影響評價區(qū)生態(tài)環(huán)境的8個指標(biāo)，建立了廣東省道S221大浦段建設(shè)對省級五虎山森林公園生態(tài)環(huán)境影響的綜合評價指標(biāo)體系，并利用綜合指數(shù)法對評價區(qū)生態(tài)環(huán)境作了評價。研究結(jié)果表明，綜合指數(shù)法在道路建設(shè)對森林公園生態(tài)影響方面的應(yīng)用是可行的；S221大浦段建設(shè)對五虎山森林公園的生態(tài)具有一定的影響，尤其對水土流失的影響較大，但總體上省道建成前后森林公園的生態(tài)環(huán)境均處于良級；針對上述問題應(yīng)制定減緩水土流失的可行方案以及建成后做好臨時施工用地的復(fù)綠及科學(xué)種植行道樹等工作，以實(shí)現(xiàn)道路建設(shè)帶動經(jīng)濟(jì)發(fā)展又達(dá)到生態(tài)保護(hù)的目的。