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公路选线生态适宜性分析与生态修复技术应用研究——以东山环岛生态旅游公路为例

更新时间:2016-07-05

1 生态旅游公路及生态选线概述

生态旅游公路隶属于绿色公路的范畴,它作为绿色交通建设的主阵地,其初衷是在实现公路基础设施本身固有功能的同时,实现公路与生态环境和谐共生,体现向大自然索取和回报之间的平衡,是推进交通行业生态文明建设的根本措施。2016年7月,交通运输部印发《关于实施绿色公路建设的指导意见》,提出了5大专项行动,要求推行生态环保设计,加强生态环保选线,推行生态防护和修复等技术[1]

公路生态环保选线是以环境保护和可持续发展理念出发,把环境影响因素作为公路走向的重要因素之一纳入方案决策中或根据环境影响大小对路线比选方案进行排序,利用科学技术的发展(航测、遥感、GIS等)进行选线设计,保证不因公路建设而使沿线周边环境受到破坏,尽量使之保持原有水平,甚至有所改善。

东山环岛生态旅游公路位于福建漳州市东山县境内,全长110.6hm,项目总投资68.88亿元。路线沿东山岛海岸线绕岛一周,把东山湾、南门湾、马銮湾、金銮湾、乌礁湾、澳角湾、宫前湾等7大海湾串成一线,与风动石、苏峰山、大帽山景区相呼应,把生态、低碳、景观、旅游作为设计理念,突显海岛特色,把亲海、临海、近海作为设计原则,路随景移,灵活布线,保护和修复岸线生态资源,合理布置观景旅游服务设施,形成一条以观海、休闲、文旅为特色的生态低碳精品公路。其中乌礁湾段是未来东山岛旅游产业发展的腹地,也是目前生态资源亟待修复的海湾段落,被国家交通运输部列为生态修复示范试点公路项目。

2 基于层次分析法的公路选线生态适宜性评价模型建立

2.1 公路选线生态适宜性分析评价体系及评价模型构建

从公路生态选线生态适宜性的内涵出发,公路生态选线生态适宜性评价包含公路用地适宜性评价和生态系统敏感性评价两个部分,因此从这两个方面出发构建评价指标体系,通过层次分析法(AHP),综合评价分析确定公路生态选线的适宜程度。针对旅游公路和东山的实际情况,参考相关研究成果[2],从公路建设的自然条件、土地利用和道路连通性3个准则层选择6个指标作为公路用地生态适宜评价指标体系(见表1)。从生态系统特征出发,结合相关研究成果,分别从生物、气候、土壤、水文、地形5个方面14个指标构建生态系统敏感性评价指标体系(见表 2)。

第一,存在许多的账目数量,致使会计信息传达不及时。从手工会计工作形式的角度来讲,会计人员在做账的过程中一定要保持连续性,把报表有机的和记账结合在一起。然而在开展此项工作的时候,相关人员很容易受到多种因素 的干扰,会在很大程度上致使信息出现不及时的情况,同时无法连续性地完成相应的任务。第二,繁琐的记账工作。针对手工会计的工作形式来说,无论是哪种账目都需要采取人工的形式进行,认真修改以及订正账目中存在的某些问题,假如在进行修改的时候发生该种问题,那么会致使全部账目都要进行二次制作。为了保障工作的整体性,每一次进行记账时都会花费较多的时间进行核对与分析。

表1 公路用地适宜性评价指标体系

目标层 准则层 指标层自然条件B1公路建设用地适宜性评价指标体系A地形起伏度C1河流、胡泊、海岸带C2地质条件C3土地利用B2土地利用现状、居民点、基本农田C4连通性B3旅游景区连通性C5居民点连通性C6

表2 生态敏感性评价指标体系

目标层 准则层 指标层生态系统服务价值b1 NDVI指数c1珍稀物种栖息地c2生态系统脆弱性b2植被类型c3自然保护区c4气候敏感性b3生态敏感性评价指标a降水c5暴雨风险c6干旱风险c7土壤敏感性b4土壤厚度c8土壤肥力c9水文敏感性b5河流、胡泊、海岸湿地c10水源保护区c11地形敏感性b6高程c12坡度c13坡向c14

由于评价指标体系中各指标的类型复杂,且量纲不一,缺乏可比性,因此评价时对各因子进行标准化处理,本研究采用归一化进行标准化处理[3]。对指标体系中各评价因子进行分级,形成单项因子的评价结果,然后依据评价指标的权重,将单因子评价结果进行加权叠加,分别计算出公路用地生态适宜性和生态系统敏感性,计算公式为:

过去,每到秋季收割时,秸秆就被当作农业生产垃圾一烧了之,不仅浪费了资源,还严重污染环境。如今,在湖北省荆门市东宝区,这些曾经的“废弃物”却被“点草成金”,一根根秸秆奇迹般地“链”出了一个绿色产业。

式中,Sij——第ij个格网的综合用地适宜性(或生态敏感性)值;

n——第k个因子(k=1,2,……,n);

边坡植被建植及生态恢复是公路路域生态建设的主要内容之一,对保证公路路基安全、公路行车安全和公路生态安全具有重要意义。东山岛处于湿润地区,大部分建植技术在一年四季均适用,不过应避开暴雨时节。材料配比和施工应着重考虑防暴雨侵蚀,并需考虑保水措施以防季节性干旱。目前主要的公路边坡技术有人工植被、植生地带、液压喷播、三维网复合植被,框格工程技术、有机基材喷护等。从边坡类型上来看,铺草皮、人工播种、人工移栽、液压喷播和纸质植生带等可适用于土质边坡;三维土工网、土工格室、客土喷播、六角型混凝土空心块植草等可适用于石质土边坡;植生基质喷播、连续纤维喷播、刚性骨架植草、混凝土预制件植草等可适用于岩石边坡。从坡率来看植生基质喷播、连续纤维喷播、刚性骨架植草、混凝土预制植草等可适用于 1∶1.0~1∶0.8的边坡,其他技术可适用的坡率一般都在1∶1.0以下[4-5]

(3)生态系统脆弱性,根据东山现状数据,生态选线应尽力保护湿地,防护林,合理利用农田景观。具体见图4~图 6。

对最后得出的综合评价结果进行再处理,聚类分析,划分出不同适宜等级的用地区域,绘制土地适宜性及生态敏感性评价等级图。最后将两图叠加,得到公路用地的生态适宜性评价结果。

2.2 构建判断矩阵及等级划分

按照上述构建的评价指标体系,根据生态、景观、资源开发、区域规划、社会经济等专家的意见,将评价体系的各种要素分解成若干递阶层次,根据各评价因素的重要性进行排序,构建判断矩阵,通过两两的判断比较和计算,求出各要素权重值。对判断矩阵进行一致性检验,满足CR=CI/RI<0.1时,认定可以矩阵可以接受,否则须对其进行重新调整。CI=1/(m-1)×(λmax-m);RI表示平均随机一致性指标。

根据公路用地适宜性和生态系统敏感性计算结果,按照数据等距划分,将公路用地生态适宜性分为很不适宜、不适宜、一般、适宜、很适宜 5个等级;将生态系统敏感性分为很低、低、中等、高、很高 5个等级。在此基础上采用判断矩阵法(见表3),依照生态优先的原则,判断公路选线的适宜性结果。

表3 公路选线生态适宜性判断矩阵

注:1表示很不适宜;2表示不适宜;3表示一般;4表示较适宜;5表示很适宜

很低 3 4 4 5 5低3 3 4 4 5中等 2 3 3 4 4高2 2 3 3 4很高 1 1 2 2 3

3 东山环岛旅游公路生态选线适宜性比选

3.1 东山环岛旅游公路生态选线的原则

东山环岛公路作为一条绿色环岛生态公路,整体规划理念是打造景观、生态、旅游、低碳四大特征的东山环岛旅游公路,在结合其自身自然环境、地理状况、社会经济情况等特点基础上,除需要遵循常规的公路选线原则如系统分析原则、综合选线原则、整体最优原则等,东山环岛旅游公路选线还应当遵循适宜东山旅游区域安全性、保护性、便利性和经济性的生态选线原则。

3.2 东山环岛绿色公路生态选线公路用地适宜性分析

(1)自然条件:首先考虑地形起伏度及地质条件,生态选线以顺应地势,减少土方量,确保安全地质为基本出发点,同时兼顾东山环岛优势的大海自然景观。

(2)土地利用:根据实际调研,生态选线考虑充分发掘利用农田景观。

(1)公路边坡防护技术

图1 地势条件图

图2 土地利用图

图3 景观联通资源图

图4 NDVI指数

图5 东山岛干旱风险

图6 东山岛洪涝风险

3.3 东山环岛绿色公路生态选线生态系统敏感性分析

人教A版新教材从上述定义出发,比较直观简单地推出了三角函数线、同角三角函数的基本关系、诱导公式、三角函数性质(周期性,奇偶性,单调性,值域等).由此可见,人教A版新教材三角函数定义蕴涵了三角函数线、同角三角函数的基本关系、诱导公式、三角函数性质等基础知识.因此,人教A版新教材三角函数定义具有全息性,是全息定义.

(2)气候敏感性,按照暴雨、干旱季节将拟生态选线路区进行风险等级划分,地势低洼大量汇水区应避让。

Cij(K)——第k个因子在ij个格网的用地适宜性值(或生态敏感性值)。

3.4 东山环岛路生态适宜性指标量化和权重确定

基于东山岛实际情况和可获得的资料[2],对公路用地适宜性和生态系统敏感性指标进行归一化处理和权重计算。建立东山环岛公路生态选线生态适宜性评价指标,指标量化和权重情况见表4和表5。

3.5 东山环岛绿色公路生态选线生态适宜性评价

从图7公路用地适宜性评价结果中可以看出东山环岛路用地适宜在居民点、旅游景点附近地形平缓的地区,很不适宜在城镇中心区及岛边缘的海域区,不适于区集中在山区和沿海盐场、滩涂。图8生态敏感性评价结果看出,东山岛生态敏感性高和很高的地区所占面积较大,敏感性低和很低的地区主要为城镇建设区、西浦湾的盐场等地。通过对东山环岛公路用地适宜性评价和生态敏感性评价结果的叠加得到东山环岛路选线生态适宜性评价的结果见图9。东山环岛路选线生态非常不适应区域主要分布于岛的西北部、东南海滩沿线、西南部分靠山区域等,公路选线时应该重点考虑。

本文以长沙市望城区为研究区域,以2009、2012年土地利用调查数据为基础,基于InVEST模型,评价了研究区生境质量,探讨了其变化的空间分异性,主要结论如下:

试验采用工业级晶质石英粉作为硅质原料,二氧化硅含量大于99.0%,四种型号石英粉均为外购产品,平均粒径分别为75、38、23、18 μm。生石灰作为钙质原料,它是由平均粒径18 μm工业级重质碳酸钙[14]在不同温度下煅烧制得,其中碳酸钙含量大于95.0%。采用分析纯AR氧氯化锆为添加剂,氧氯化锆含量大于99.0%。

表4 东山环岛公路用地适宜性评价指标权重及量化标准

适宜,0为不起伏度>50m线性量归一湖泊、海岸带0.093为0,50m缓之外为1;海岸带处海域为0,沿海盐场、养殖池等为0.5土地利用 0.333土地利用现状0.333公路用地为1,已批准未见、采矿用地、其他非建设用地为 0.8,农业用地 0.6,林地为 0.4,水域为 0.2,特殊用地、各类建设用地为0连通性 0.528旅游景区连通性0.176旅游景区区域内及100m缓冲为0,距离100m处为1,距离>2000m为0,中间分段量化

表5 东山环岛路生态敏感性评价指标权重及量化标准

准则层 权重 指标 权重 量化标准(1为敏感,0为不敏感)生态服务价值 0.369净第一生产力 0.123以NDVI指数为代表珍稀物种栖息地0.246按照自然保护区级别和是否核心区量化生态系统脆弱性0.198生态系统类型 0.198自然草地为1、自然林地、湿地为0.6,防护林为0.4,农田、养殖池为0.2,建设用地为0干旱风险 0.134按风险等级归一化气候敏感性 0.248降水 0.074按年降水量线性归一化暴雨风险 0.040按风险等级归一化水源保护区 0.072水源保护区范围内为1水文敏感性 0.117河流、湖泊0.031水体为1,100m缓冲线内为0.5,之外为0海岸湿地0.014水体为1,100m缓冲线内为0.5,之外为0坡度 0.051按坡度等级归一化地形敏感性 0.068坡向 0.017平地、阴坡为0,半阴坡为0.5,阳坡为1

3.6 东山环岛旅游公路选线方案比选

根据《东山县环岛公路工程可行性研究报告》,东山县环岛公路规划有两种选线方案A线和K线 (图9),路线生态适宜性比选范围选取公路两侧200m。通过选线方案与选线生态适宜性评价结果叠加分析(见表6)可以看出,K线方案很不适宜的区段小于A线方案,在一定程度上减少了对很高生态敏感性区域的干扰,K线方案北段经较多沿海滩涂,南段则途经景区及水产养殖区,使其不适宜区段比例略高于A线方案,但很适宜段比例明显高于A线方案,K线路域范围内一般、适宜和很适宜用地比例合计为79.8%,略高于A线方案。因此从生态适宜性的角度来说,生态适宜性程度上K线略优于A线。结合东山环岛路的社会经济要求,比选方案K线的公路辐射范围(可服务更多的区域和人群)较A线多29%左右,因此最终推荐方案K作为最终选线方案。但通过分析也可以看出东山环岛公路建设不可避免地通过少部分高生态敏感性地区,在环岛公路建设过程中应该加强其生态保护与修复。

表6 选线方案生态适宜性分析

生态适宜性 很不适宜 不适宜 一般 适宜 很适宜K线(%) 3.4 16.8 45.8 27.8 6.2 A线(%) 5.5 16.3 39.9 33.1 5.2

4 东山环岛旅游公路生态修复关键技术应用研究

4.1 东山岛公路生态修复目标

生态修复最本质的目标是恢复生态系统的必要功能并且使其具有系统自我维持的能力,重点是生态系统结构和功能的恢复,东山岛公路生态修复目标为:(1)恢复现有退化的生态系统,比如海岸带植被群落生态恢复。(2)对现有生态系统进行科学管理避免其退化,比如东山自然保护区,防护林带。(3)确保生态适宜、景观协调、行车安全、经济实用基本前提快速实现生态恢复并且呈现良好的景观视觉效果。

4.2 东山环岛公路生态修复措施和修复技术应用

根据东山环岛公路生态敏感性分析结果可知,K线公路沿线的生态高敏感区主要分布在:东北部向阳盐场及杏陈镇至樟塘镇路段 (K60+979~K67+714、K0+000~K7+100);铜陵镇路段(K10+436~K12+961);金銮湾路段(K16+866~K18+823);乌礁湾路段(K27+015~K30+128),大帽山景区路段(K34+817~K37+489),南部西港盐场路段(K41+779~K46+235),西部叶厝村、埔头村路段(K51+991~K57+516)。根据各敏感路段的生态调查,道路建设可能造成的主要生态问题如下表所示,同时针对生态问题提出了相应的修复措施,见表7。

(1)生态系统服务价值,优化生态选线尽量避开现有自然保护区域以及充分考虑拟选经过区植被指数 (以NDVI指数代表),以经过植被指数低区为首选减少破坏。

(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去 Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为____、____。“电解”中阴极反应的主要产物是____。

(3)连通性:连通性是公路生态选线用地适宜性的关键准则,旅游景区与居民点科学合理连通是公路建设的基本目标。具体见图1~图3。

这首诗歌在整体内容与结构上表现出了对和谐整体的追求,这与推崇文本有机整体论的新批评派相一致,新批评理论家布鲁克斯认为“衡量文学作品是否优秀的标准在于它是否是一个和谐的整体。”舒婷诗歌《致橡树》无疑做到了这点。作为新时期的女性作家,诗人站在女性角度,打破了男性话语结构,改变了女性被书写的处境。在诗中,她否定了过去不平等的两性关系,将新时期两性之爱的内核与外延统一在这首朦胧诗中,重构了新时期新女性独立而完整的两性观。

W(K)——第k个因子的权重;

(2)路侧林带防护技术

图7 公路用地适宜性评价

图8 生态敏感性评价

图9 环岛路选线生态适宜性评价

表7 东山环岛旅游公路敏感路段生态保护与修复的对象与措施

敏感路段 生态敏感区与生态敏感对象 生态问题 修复措施东北部向阳盐场及杏陈镇至樟塘镇路段山体边坡、海产品养殖生产区、基本农田保护区;城镇居民区;重要栖息地(水域)公路建设将对沿线山体造成破坏;公路运营期的路面径流、交通尾气等可能对道路两侧农田以及海产品养殖区造成重金属污染、有机化合物污染等;公路运营期的噪声污染可能会对沿线居民的生产生活造成一定影响;该路段在K6+900~K7+100处穿越河网水系,将对两栖动物和水生生物的重要栖息地造成影响边坡防护技术、路面径流处理技术、路侧林带防护技术、生物型声屏障技术、生物廊道技术铜陵镇路段 城镇居民区、商贸区 公路运营期的噪声污染可能会对沿线居民的生产生活造成一定影响 生物型声屏障技术金銮湾路段 重要栖息地该路段在 K16+600~K17+000处穿越河网水系,将对两栖动物和水生生物的重要栖息地造成影响生物廊道技术乌礁湾路段防护林(马尾松林,木麻黄、台湾相思林)、基本农田保护区公路建设将穿越部分防护林与基本农田保护区,可能会造成防护林的退化,同时防护林作为重要的地带性植被区,公路穿越将导致生境破碎化防护林修复技术、路侧林带防护技术、生物廊道技术大帽山景区路段 山体边坡、重要栖息地(大帽山风景区)南部西港盐场路段 海产品养殖生产区公路建设将对沿线山体造成破坏;风景区作为动植物的重要栖息地也将受到一定程度的影响公路运营期的路面径流、交通尾气等可能对道路两侧海产品养殖区造成重金属污染、有机化合物污染等边坡防护技术、生物廊道技术路面径流处理技术、路侧林带防护技术西部叶厝村、埔头村路段基本农田保护区公路运营期的路面径流、交通尾气等可能对道路两侧农田造成重金属污染、有机化合物污染等路面径流处理技术、路侧林带防护技术

东山环岛公路路侧林带防护技术主要针对基本农田保护区,以及防护林修复。树种选择应选用不同的造林树种,或不同树种的搭配可以形成不同疏透度的林带,因此,应将树种混交、针阔混交、乔灌草相结合,以保证结构上动态最佳。农田防护林带在树种选择上,一般考虑一下几个方面:立地的适宜性、高生长的速生性、稳定性、抗虫能力、长寿性、冠形、树冠密度、根系特性和自然更新力等方面[6]。根据以上特性,结合东山岛的适生植物,乔木可选择木麻黄、湿地松和厚荚相思,灌木树种选择抗污染、同时兼具观赏效果的米仔兰、夹竹桃、山茶,林下草种则可选择狗牙根、结缕草和假俭草。

(3)生物廊道技术

实习基地单位老师负责考评学生的出勤率、实习态度、沟通能力和业务能力。校方指导老师负责考评学生的实习记录和实习报告。双方评分权重各占一半,最后得分为综合得分。

东山环岛公路在建设过程中,应利用生物通道把道路两侧的农田、山林和城市内绿地之间联系起来,把孤立的、狭小的生物生存空间连通成较大的、远远大于物种临界生存空间的地域。

①设置植被天桥,宽度由8~50m不等,桥上覆盖厚度为0.5~2m的土壤,以利于植物的生长。过街天桥要为野生动物搭建“过街通道”,以帮助野生动物安全通过道路的设施,过街动物天桥通常有10~30m宽,桥下通道部位净高要求大于4m;

②利用渠道为提供给两栖类动物和水生动物的季节性迁徙,渠道内上部需要设置一定宽度且连续的平台或搁板,以便在水涨时,两栖动物如青蛙得以通过,通常渠道设计标准是内径不小于1.2m宽;

惠水县地处黔中腹地,总人口46万,有2个贫困乡镇、108个贫困村,其中深度贫困村39个,建档立卡贫困户13372户42378人。“十三五”规划实施易地扶贫搬迁3765户15975人,其中建档立卡贫困户2990户12958人。截至2017年10月,已建成移民安置点2个,正在建设的2个,完成易地扶贫搬迁1852户7713人。

③采用路下通道来对不利于河流、溪流进行迁徙活动的非水生和某些两栖类动物,如蛙、蛇等小型动物有巨大帮助。路下通道可以帮助它们安全通过道路及其他人工障碍,其具体形式包括桥梁下放通道、隧道、路基下方涵洞等。

(4)路面径流技术

由于路面机动车辆运行排放的污染物,如轮胎颗微粒、燃烧排放物、泄露的油料等,随雨水径流对道路周边沿线水体产生污染的问题,通过植被控制、湿式滞留池、渗滤系统和湿地等手段减少雨水污染。具体措施可以利用雨水沟(见图10),将路侧排水渠出水口垒高,使得有0.4m深的静止区,通过渠内设隔板,使初期带有大量污染物的雨水经隔板在排水渠内通过水流自然扰动将泥沙等固体污染物截留于排水渠底部,达到收集污染物的目的,随进水量的增加,后期污染较轻的雨水经溢流槽排入河道达到疏水的作用。平日,渠内积累的雨水在消化菌的作用下使渠内富集的有机物逐渐分解,泥沙可通过人工定期清除,达到去除污染物,保护天然水体的目的,同时,排水渠内的积水通过带式渗透层 (土工布+大颗粒鹅卵石)缓慢向路两侧绿化带渗透,补充植物的生长用水。既可去除部分路面污染物,同时也合理利用了水资源,达到保护道路周边生态环境的目标。

(1)党和政府的积极领导和资金投入、旅游文化的发展、裕固族人参与传统体育的积极性和专家学者对裕固族传统体育的研究,对裕固族传统体育项目和文化的推广和普及起到了积极的促进作用。

图10 雨水沟吸附设施示意图

4.3 东山环岛旅游公路生态修复效果评价

东山环岛路正在分段实施建设中,目前建成通车的环岛路先行先试路段、苏峰山路段等工程,依山设计,路随景移,灵活布线,尽量减少山体破坏,保留了沿海丘陵的地形地貌,极大保护沿线生态资源,充分体现出东山环岛路生态选线和因地制宜生态修复技术良好地助力东山生态环岛公路建设,取得良好的生态、低碳、景观建设效果,有力促进当地旅游的发展。

图11 苏峰山路段生态恢复图

5 结语

生态文明是福建今后交通发展建设的主旋律,通过公路选线生态适宜性分析与生态修复技术应用研究,可有助于建设者判别公路工程对生态系统的干扰度,为科学规划和决策提供依据,从根本上减少对区域生态系统的不利影响,并通过实地分析和适宜技术应用,指导后期建设生态保护与修复,为公路生态建设添砖加瓦。但由于绿色生态公路的实施标准和相关技术仍在探索和实践阶段,本项目的研究成果可供以后建设参考。

参考文献

[1]交通运输部.关于实施绿色公路建设的指导意见.2016.

[2]程朝辉,衷平.公路选线生态适宜性评价体系构建及应用[J].交通标准化,2014.

[3]王晋,吉光,马军.绿色低碳公路评价指标体系与评价方法研究[J].公路,2014.

[4]秦自昂.浅议公路建设的生态影响及生态公路建设[J].城市建设理论研究,2013.

[5]张荣芝,张丽珍,张焱,孙永章,刘鹏.河北省高速公路边坡生态恢复措施适宜性研究[J].安徽农业科学,2012.

[6]马国强,李秋洁,张堂松,胡光万,杨汉忠,刘春霞,龙春林.高速公路对路域生态系统的影响及修复技术研究进展[J].林业调查规划,2010.

陈振兴
《福建交通科技》 2018年第02期
《福建交通科技》2018年第02期文献

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