公路建设引起的环境变化

公路建设是一个人工地貌过程。公路是人类在自然环境中建造的人工建筑,必然会对环境产生重要影响,引起路域环境变化。公路建设在促进区域环境质量改善的同时,也造成了道路区域的环境恶化。对于沿线及辐射区域的公路工程而言,公路工程的环境影响不仅是空气和噪声污染、水土流失、生物多样性丧失、水质和水环境恶化等直接环境后果,而且沿线的人为干扰沿带分布并向两侧延伸,促进了人类生产生活方式、土地利用方式和土地覆被的改变。公路直接暴露在大自然中,是穿越不同地理区域的土、石、沥青结构。公路建成后,不断受到自然环境的影响和自然灾害的破坏,产生了道路病害。

首先,公路建设改善了环境。

公路的建设对促进沿线经济发展,改善厂矿企业和居民的生产生活起到了极其重要的作用。干旱地区绿洲呈片状或点状分布在沙漠中,绿洲与沙漠的距离一般较长,交通不便,交通环境整体质量较差。沙漠地区公路建设可以改善区域环境。

(一)公路建设有利于改善绿洲环境质量。

沙漠地区的绿洲是人类生存和繁衍的唯一场所。公路是连接绿洲的主要通道。1949之前,新疆只有几条主要简易公路,交通不便。绿洲主要是自然绿洲,环境大多处于自然状态。新中国成立以来,特别是国家实施西部大开发以来,新疆的公路建设速度很快。公路建设里程迅速增加,图凡至乌鲁木齐至大(黄山)和乌鲁木齐至奎屯高速公路相继建成,加快了人流、物流和信息流,提高了沙漠地区的生产力,使自然绿洲和人工绿洲减少。水库建在扇形地区和河谷的边缘。在沙漠中建造肥沃的土地;也造成了草原→耕地、盐碱地→耕地、沙地→耕地→盐碱地的环境演变。

公路建设改善了沙漠地区的道路环境。

随着沙漠地区公路建设的环保和防灾工作的开展,一些公路地区的环境得到了改善。比如:①在315国道两侧、和田市东部种植3 ~ 4m宽的胡杨树,让沙砾戈壁披上绿色的衣裳,沙漠变成绿洲,环境变得更好;②在塔城老风口公路段,为防止风雪阻碍道路交通畅通,在公路东侧种植了大片森林,将过去的草原变成了林地,环境得到了极大的改善;③塔克拉玛干沙漠公路穿越塔克拉玛干沙漠。为了防止沙丘爬上公路,阻碍交通运输,公路两侧种植了人工柳树防风治沙,使以前的沙漠变成了绿洲,沙漠公路变成了绿色走廊,环境因公路建设而发生了显著变化。

公路建设可以促进沙漠地区旅游业的发展。

沙漠地区旅游资源丰富,包括丫蛋、沙漠、坎儿井、戈壁、绿洲等独特的旅游资源。天山天池、新疆巴音布鲁克草原、阿尔泰山哈纳斯湖、布尔津彩虹滩等美景闻名中外,对国内外游客具有极大的吸引力。上世纪80年代以前,新疆公路少,交通不便,很少有游客到沙漠地区旅游。90年代以后,随着217国道和216国道的建设,进入新疆的游客逐年增加,旅游业成为新疆经济的主要产业之一。天池、哈纳斯湖人工景点增多,环境变得更加优美。

(D)公路建设有利于矿产资源的开发和采矿环境的改善。

沙漠地区有丰富的矿产资源。随着新疆已探明的矿产储量和地区经济发展的需要,将修建公路开发矿产资源。例如,阿勒泰的可可托海矿区在宝石和石棉矿开发之前是一片沙漠。随着矿产资源的开发和富蕴至可可托海矿区公路的修建,可可托海镇现已形成。经过人工城镇的建设和环境的改善,形成了环境优美的绿洲。

(E)公路建设促进城市化,提高土地经济效益。

公路工程将从总体上改善区域交通状况,尤其是节点或交叉口的社会经济环境将得到极大改善。随着新疆城市化进程的加快,公路节点成为区域内人口和资金的主要聚集地,以房地产为代表的第三产业将得到优先发展。随着城市建设用地的快速增加,城市用地斑块的数量和平均面积也显著增加,呈现出城市用地沿公路分布,公路节点城镇的形成呈现出空间集中的特点;其次,在高速公路网与高速公路等交通干线的交汇处,由于城市化进程的加快,人口将向这些节点所在地集中,增加了对蔬菜、水果、鱼、肉等副食品的需求。在市场经济规律的作用下,单位土地面积的收入差距会明显加大,这将导致节点所在的周边地区的土地利用向高产、更集约的土地利用方式转变,如农田向果园和水产养殖转变,林地向农田和果园转变。农田斑块将呈现不断破碎化的趋势,而林地和果园整体将呈现空间集中的特征,农业用地将由低效益型向高效益型转变。

二是公路建设造成的环境恶化

沙漠地区生态脆弱,公路建设容易造成环境退化,主要表现在以下几个方面。

(A)公路建设降低了道路区域的植被覆盖率。

按照公路规划设计的要求,如直线、弯曲等,公路会穿越绿洲,树木不可避免的会被砍伐。例如,重建阿勒泰至布尔津的公路,需要砍伐各类树木6672株,主要是阿勒泰山口0 ~ 4公里路段的人工林。砍伐树木会降低植被覆盖度和区域环境质量,尤其是砍伐农田防护林,会对农作物生长和景观产生不利影响。而且公路建设砍伐树木,占用草原,造成区域性植物的损失,从而造成植物光合作用的损失,减少氧气向大气中的释放。随着区域植被覆盖度的降低,生态效益将会丧失。一般来说,绿色植物的生态效益是其经济效益的3 ~ 5倍。植物的减少还会使沙漠地区的气候变干,加剧沙漠化。

沙漠地区由沙子、沙堆和沙丘组成。除了流动沙丘外,荒漠地区一般还生长着梭梭、沙柳、骆驼刺、沙蒿等荒漠植物,准噶尔盆地古尔班通古特沙漠地表有沙漠结皮。沙漠植物和结皮都具有固沙功能,在公路建设过程中会破坏路域内的植物和结皮,从而加强路域内的风沙活动,加剧土地沙化,造成流沙阻碍道路运输的畅通。

湿地地区的地下水位很高。当公路经过湿地区域时,如果湿地的供水水源被阻断,一些湿地植物就会因缺水而死亡。如217国道布尔津阿勒泰至K76-78段,由于采用高填碎石土路基,无输水涵洞,公路切断了对公路西侧湿地的供水,导致地下水位下降,以芦苇为建植种的植物大量死亡, 导致道路西侧植被覆盖率仅为1%,而东侧达到85%,造成沼泽湿地植物因公路建设而死亡。

在沙漠地区公路路基施工过程中,需要利用路基附近的土石方。推土机推土的同时也把植物连根拔起,导致平原荒漠草原地区公路建设植被覆盖率降低。而且由于该地区干旱少雨,恢复植物生态非常困难,裸露的土壤使沙漠化更加严重。

(2)公路建设为道路病害的发生提供了有利的地形条件。

当公路设计线穿越台地和丘陵区时,会将路基挖直,形成路堑和陡坡,从而形成人工地貌,打破自然地貌,为水土流失的加剧和道路病害的发生提供有利的地貌条件。结果表明:①山区公路建设弃渣为泥石流提供了物质来源。如国道217线杜()至(车)高速公路路基开挖过程中,由于弃土不当,山谷中堆积了大量的碎石和泥沙,道路施工弃土的碎石和泥沙为暴雨泥石流的发生提供了物质。夏季山区水土流失加剧,山洪泥石流发生,对公路交通和河谷绿洲造成危害。②217国道独库段、乌鲁木齐-巴山(轮台)-和静公路、阜康-天池公路穿越天山,因路基开挖出现滑坡、崩塌面,在重力作用下崩塌,或流水冲刷形成滑动面,在重力作用下发生滑坡。据初步调查,阜康至天池段共发生4次滑坡和崩塌(表9-2)。

表9-2天山三工河流域阜康至天池公路地貌灾害分布

在天山南麓和北麓,公路建设过程中填平了一些被山洪侵蚀的沟壑,并采取工程措施进行封堵和排水。于是,山前坡地平原区的道路建设改变了地表径流路径。但由于干旱地区降水偏少,暴雨时有发生,强度较大。如1996年夏季,阜康至奇台公路因山麓暴雨形成山洪,洪水携带大量泥沙和碎石堵塞公路排水涵洞,破坏公路,

昆仑山山体隆起和河流下切强烈,谷坡陡峭。山区修建的农村公路大多缺乏护坡工程,崩塌、滑坡、泥石流较多。山麓风沙危害严重,洛浦至策勒公路风沙危害严重。沙丘爬上高速公路阻碍交通(照片57)。2010年6月,仅11km距离内就有14条沙埋公路(表9-3)。

表9-3昆仑山北坡策勒河流域主要道路地貌灾害分布

(C)公路建设造成水土的物理和化学性质恶化

公路穿越河流、沟渠时,开挖、填筑、路面施工产生的粉尘会污染水质,甚至堵塞河床、沟渠;施工机械漏油和冲洗机械产生的污水流入河道和渠道污染水质,使河道和渠道水质恶化。

土(鲁范)-武(鲁木齐)-大(黄山)高等级公路使公路沿线土层疏松,植被覆盖度降低,风蚀加剧,土壤变粗,P、K、盐含量降低。乌齐公路沿线土壤存在轻度铅污染(钱,2001)。

盐碱地广泛分布在沙漠地区。盐碱土一般比较粘,地下水位高。公路建设经过盐碱地地区时,如果盐碱地地下水的流动路径被堵塞,公路一侧的地下水位就会上升,次生盐渍化加重或发生沼泽,加剧部分地区的土壤盐渍化。这种现象在穿越天山南坡迪拉河冲积扇和焉耆盆地开都河三角洲的公路上可见。

(D)道路交通噪音危害绿洲地区人民的健康。

高速公路一旦建成,随着汽车交通量的增加,道路交通噪声将增加,对学校、办公楼、居民楼等道路沿线人群的健康造成不利影响。如阿勒泰市切木切克乡中学教学楼前白天公路交通噪声均超过《城市区域环境噪声标准》(GB3096-93)中的区域标准值1;按照交通干线四项标准,下河勒克村近期夜间噪声超标3.8dB,中期夜间噪声超标5.0dB。

(5)公路建设对公路区域的大气环境造成污染。

公路建设产生的粉尘导致周围空气中粉尘浓度超标。如图凡至乌鲁木齐至大(黄山)公路建设期间,TSP超标率为72.5%,最大监测值为4.78mg/m2,粉尘超标率为52.5%,最大值为247t/月km2。随着车辆运行后车流量的不断增加,其排放的废气、振动、噪声已成为公害,会对公路沿线人们的生产、生活环境造成负面影响。

汽车尾气、道路灰尘、道路排水、道路维护、运输货物的灰尘、运输危险品的事故等。公路运输过程中产生的废气会污染道路环境。

(六)公路建设使沙漠地区野生动物的生存环境恶化。

沙漠地区动物很少,主要是啮齿动物和爬行动物。由于施工机械和人员活动干扰了附近野生动物的正常活动,部分动物逃离道路较远。此外,公路建设会直接造成施工区土壤动物、两栖爬行动物和进入施工区的哺乳动物、鸟类死亡。

在公路经过的区域,公路建设破坏了路域的自然植被,导致覆盖度降低,动物的食物减少;公路的穿越使一些野生动物的栖息地被人为分割,在一定程度上影响或制约了野生动物的活动、繁殖和迁徙;化学污染物,如重金属、盐类、有机物等。公路运行过程中产生的,可造成视觉干扰,且人造光对野生动物的捕食、生长、繁殖、迁徙和分布有不同程度的不利影响。高速公路交通噪声直接影响鸟类的交流、生活习性和交配,野生动物长时间处于嘈杂的环境中容易引起生理应激和生理紊乱。道路为盗猎者提供了便捷的交通,对动物生存构成威胁;在公路上行驶的车辆对穿越公路的动物的安全是有害的。如2007年8月15日、8月17日和9月1日、9月8日,在新疆216国道贯穿新疆卡拉麦里有蹄类自然保护区的路段上,连续发生4起普氏野马被过往车辆撞死的事件。据不完全统计,自2005年以来,已有20只鹅喉羚被捕杀,路上仍能看到死鸟。

此外,高速公路运行后,汽车产生的有害物质会逐渐恶化生物的生存环境,如空气、水、土壤等,导致生物发育不良,生殖功能下降,疾病增多,抗病能力下降,导致数量减少,甚至可能影响整个生物群落。