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青藏高原冻土地区公路施工中的环境保护技术0引言国家“十三五”规划中提出要完善现代综合交通运输体系，随着国家战略布局开展和青藏铁路建成运营，高原冻土地区的公路交通建设需求逐年递增。
由于公路建设规模大、涉及范围广，不可避免会对沿线社会环境和自然生态环境产生较大影响，甚至造成较严重的环境污染和水土流失等重大问题。
在青藏高原冻土地区，公路施工会对地表的水、土、气、生等要素间产生较大影响，进而影响到区域水文、生态乃至全球气候系统，以及人类工程活动及区域可持续发展。
因此研究公路建设的环境影响问题，对保护环境、促进公路建设与社会经济环境协调发展具有重大意义。
青藏高原是全球中低纬度地区海拔最高的高原地区，也是我国及南亚地区重要的“江河源”和“生态源”，绿色施工、环境保护等问题在高寒地区公路工程建设中受到较广泛关注。
研究人员依托公路建设工程，针对高原冻土地区公路施工中的环境保护与水土流失治理措施等方面进行了部分研究。
以青海省共玉高速沿线修路使用并经修复的取弃土场为研究对象，研究了种草法和草皮移植法等两种不同修复方式。
结果表明：使用草皮移植修复后的草地盖度显著高于使用种草法修复的草地盖度；使用种草法修复的草地盖度随海拔增加显著降低，而使用草皮移植修复的草地盖度在不同海拔样地间差不显著。
采用草皮移植法对于高寒草地群落盖度的修复效果优于种草法，且种草法不适用于青藏高原高海拔区域取弃土场草地修复。
以四川广南高速公路这一国家重点工程为依托，对广南高速公路环保水保设计、施工及营运期管理阶段等提出新的管理模式，选择合理建设方案减少对地表植被的破坏并避免产生更多的环境污染；采取有效的工程措施减少水土流失；通过高速公路绿化和景观与周围环境相协调来补偿因修建时候对环境和生态造成的破坏。
针对铁路线下工程施工期的环境保护和水土保持工作，提出要建设生态环保型铁路，实现经济的可持续发展，就必须做好铁路建设的环境保护与水土保持工作。
以青藏联网直流输电工程7标段为依托，提出固定施工活动范围；限制运输线路；在运输线路地面上铺设草垫或棕垫，避免车辆与地面直接接触造成植被破坏；需要开挖的地面施工前对地面草皮进行剥离，并及时进行回植；采取保温措施防止冻土融化；对剥离回植恢复效果差的地区采用培植的方法进行植被恢复多项环保措施。
青藏高原冻土退化对生态环境的影响评估青藏高原是世界上海拔最高、面积最大的高原，被誉为地球的“第三极”。
然而，近年来，青藏高原冻土退化问题引起了广泛关注。
冻土是寒冷气候中冻土带上常见的土壤类型之一，其具有稳定性强、水质净化能力高等特点，对维护当地生态环境具有重要意义。
然而，随着气候变化和人类活动的不断影响，青藏高原冻土退化正日益严重，对生态环境造成了巨大的影响。
冻土退化对青藏高原生态环境的影响主要体现在多个方面。
首先，冻土退化导致大量碳的释放。
青藏高原的冻土层储存了大量的碳，属于全球碳循环的重要组成部分。
然而，随着气候变暖，冻土融化速度加快，固定在冻土内的有机碳逐渐释放到大气中，导致气候变化问题进一步加剧。
其次，冻土退化对水资源的影响不容忽视。
青藏高原是亚洲最大的水库，其冻土层在冰冻状态下起到了储存水分的作用。
然而，随着冻土融化，冻土层的稳定性受到破坏，导致水分流失加速。
这不仅给高原地区的生态系统带来严重威胁，还会影响到河流的水量和水质，进而影响到青藏高原周边地区的农田灌溉和城市供水。
此外，冻土退化还会引发土壤侵蚀和地质灾害。
冻土退化导致土壤的结构和稳定性减弱，容易遭受风雨侵蚀。
而且，冻土融化会导致地表沉降，增加了地质灾害的风险，如滑坡、泥石流等。
这对青藏高原地区的生态安全和人民生命财产造成了巨大威胁。
为了评估冻土退化对生态环境的影响，科学家们采用了多种方法和指标。
例如，通过地面观测、遥感技术和模型模拟等手段，研究人员可以定量测算冻土退化的范围和速度。
同时，还可以通过采集土壤样品，分析其中的有机碳含量和氮磷等养分含量，从而评估冻土退化对土壤质量的影响。
针对青藏高原冻土退化问题，可通过一系列措施来减轻其对生态环境的影响。
首先，加强自然保护区建设和管理，保护青藏高原珍稀的生物多样性。
其次，控制人类活动对冻土的破坏，限制过度放牧、采矿等行为，避免进一步加剧冻土退化。
此外，开展冻土环境监测和研究工作，加强对冻土退化的监控和预警，为采取相应的应对措施提供科学依据。
高原多年冻土地区公路工程地质研究发布时间：2023-02-15T03:03:41.092Z 来源：《工程建设标准化》2022年19期作者：白缠顺[导读] 在高原多年冻土地区修建公路工程后，原本的永冻土地质发生变化，产生了水热重分布的问题白缠顺新疆路桥桥梁工程建设有限责任公司摘要：在高原多年冻土地区修建公路工程后，原本的永冻土地质发生变化，产生了水热重分布的问题，使路基形成裂缝、塌陷与融沉等质量缺陷，公路的使用寿命被大幅缩短。
施工单位应结合地质条件来选择可行的施工技术。
本文对高原多年冻土地区公路工程地质特点进行分析，并提出了路基施工建议，以此来为高原多年冻土地区公路工程施工提供参考思路。
关键词：高原；多年冻土地区；公路工程；施工要点多年冻土是高原地区公路工程建设过程中需要攻克的最大技术难题，其存在冰（水）害、冻胀性与融沉性等工程特性。
多年冻土的热敏感性过强、温度高、升温退化程度剧烈，再加上高原环境恶劣，公路工程出现的开裂、失稳以及沉陷等病害也显现出突发性、长期性与隐蔽性的特点。
因此在高原多年冻土地区推进公路工程施工建设工作时，需要结合地质特点，完善施工方案，提高工程质量水平。
1高原多年冻土地区公路工程的地质特点以某公路工程项目为例，其处于多年冻土区，根据多年冻土的实际含冰特点可将其划分成多冰冻土与少冰冻土，土壤类型主要为粗粒土，含水率在8.6%到15.3%之间，冻胀级别为弱冻胀与不冻胀，标准冻深范围处于1.9到3.0之间，冻深最大值为3.8m，融沉类型为弱融沉或不融沉。
若多年冻土地区的生态环境与自然环境未遭到破坏，区域内的多年冻土能够维持良好的稳定性；一旦环境因外部破坏而发生改变，公路地基的多年冻土将随之出现衰退，并发生融化的现象，严重影响地基的稳固性[1]。
此类地区的地基极易受到施工季节带来的影响，因此在施工中需要减轻季节造成的热干扰。
相比普通路基，多年冻土路基对于水这一因素的敏感度更强，若公路附近有水聚集，路基也会受到热干扰，多年冻土将融化。
青海高原多年冻土退化及灾害链分析陕西咸阳中学史岩2016 年12月30日目录摘要 (3)Abstract (4)1 引言 (5)2 青海高原冻土退化的主要表现 (5)2.1 地温升高 (5)2.2 不衔接冻土和融化夹层增加 (5)2.3 多年冻土分布下界升高 (6)3 冻土退化主要原因分析 (7)3.1 全球气候转暖 (7)3.2 青海高原气温的增高 (7)3.3 降水因素 (8)3.4 人为影响因素 (8)3.5 地震影响 (9)4 冻土退化的灾害表现及其灾害分析 (9)4.1 青海高原自然灾害链的组成 (9)4.1.1冻土退化-地下水位下降-土地退化灾害链 (11)4.1.2冻土退化-地下水位下降-湿地退缩灾害链 (11)4.1.3冻土退化-冻融加剧-威胁工程建设灾害链 (12)4.1.4冻土退化-冻融加剧-地质灾害链（如滑坡、泥石流） (12)4.2 青海高原冻土退化形成主要自然灾害链的综合效应 (13)5 青海高原冻土退化形成自然灾害链的防治措施 (14)5.1 控制灾害链源头 (14)5. 1. 1 建立预警预报系统 (14)5. 1. 2 减少多年冻土区人为活动 (14)5. 2 切断灾害链 (15)5. 3 加强灾害链的治理 (15)5. 3. 1 建立青海高原冻土区自然灾害决策支持系统 (15)5. 3. 2 治理灾害链的危害 (15)5.4 加强冻土保护的宣传力度 (16)6 结语 (16)参考文献 (17)青海高原多年冻土退化及灾害链分析史岩（青海师范大学生命与地理科学学院，青海西宁 810008）摘要本文以青海高原冻土消融统计数据及相关统计资料，利用对比分析的方法，对该地区冻土面积的变化趋势、进行了定性定量分析，揭示了该地区冻土面积变化幅度、速度、以及主要影响因子，并对其形成的灾害链问题进行了分析。
得出冻土退化形成的主要灾害链类型，总结出相应保护措施，为该地区生态环境保护和草原灾害防治提供有效的决策支持。
青藏公路多年冻土路段冻土过程rn的变化和控制建议吴青柏;米海珍【期刊名称】《水文地质工程地质》【年(卷),期】2000(027)002【摘要】According to ground temperature measurements of frozen soil under the asphalt pavement of the Qinghai-Xizang Highway, the main causes for frozen soil process changes and the thermal conditions of the active layer are analyzed. Changes in the depths of the permafrost table are predicted using the thermal state equation and control proposals for the frozen soil changes are provided%本文通过青藏公路沥青路面下冻土地温观测，分析冻土过程变化的主要原因。
根据青藏公路楚马尔河高平原段的地温温度场的一年观测结果，分析活动层的热状态，并通过热状态方程预测人为多年冻土上限的变化，给出了冻土变化的控制建议【总页数】1页(P17)【作者】吴青柏;米海珍【作者单位】中科院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点试验室，兰州73000;甘肃工业大学土木工程系，兰州 730050【正文语种】中文【中图分类】TU445;P642.14【相关文献】1.青藏高原与天山山地多年冻土地区生态环境状况的比较分析--以青藏公路格拉段与天山公路独库段为例 [J], 昌敦虎;陈鹏;陈济丁2.青藏公路工程条件下多年冻土的变化 [J], 刘戈;樊凯;章金钊;吴青柏3.青藏公路冻土路段冻土过程的变化和控制建议 [J], 吴青柏;朱元林4.青藏公路沿线多年冻土对气候变化和工程影响的响应分析 [J], 吴青柏;董献付;刘永智5.青藏公路多年冻土路段边坡植被种植试验研究 [J], 陈济丁;邓超;孔亚平;何子文因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
爱考机构-人大考研-环境学院研究生导师简介-昌敦虎1基本资料姓名：昌敦虎性别：男专业职称：讲师固定电话：（86-10）82502989电子邮件：nicostigerer@联系地址：中国北京市海淀区中关村大街59号中国人民大学环境学院，1008722教育背景2002-2005，北京大学环境学院，理学博士1999-2002，厦门大学海洋与环境学院，工学硕士1995-1999，武汉大学化学与环境学院，理学学士3工作经历中国人民大学环境政策与环境规划所，环境规划专家北京三生环境与发展研究院，学术部副部长4研究兴趣与研究领域自然资源与环境经济学；环境规划与管理；水环境经济与管理5科研项目[14]2009-2011，再生水分质供水的价格机制研究，国家社会科学基金项目，课题负责人[13]2008-2010，国家水体污染控制与治理科技重大专项水体污染控制战略与政策主题，水环境保护价格与税费政策示范研究课题，子课题“再生水开发利用政策设计与试点研究”负责人、课题联系人[12]2009-2010，北京市再生水开发利用的价格政策分析，中共北京市委组织部“北京市优秀人才培养资助”项目，课题负责人[11]2009-2010，环保投资统计报表建立与核算、发布制度研究，国家环境保护部“国家环境保护公益项目”，课题专家[10]2009-2010，北京市COD减排核算方法研究，北京市环境保护局研究课题，课题负责人[9]2009-2010，城镇污水处理厂运营质量评价标准，建设部“工程建设标准制定、修订”计划，课题专家[8]2009-2010，城镇污水处理厂效能增强及监管机制的研究，环境保护部水污染物总量减排和排污交易专题项目，课题专家[7]2009，北京市顺义区北务镇环境规划，北京市顺义区环境保护局课题，课题负责人[6]2009，山东省微山县可持续发展规划，山东省微山县课题，课题专家[5]2007-2008，三江平原湿地保护项目“湿地水质管理”子项目，亚洲开发银行课题，子项目专家[4]2007-2008，七星河湿地自然保护区水质管理研究——基于流域管理的视角，中国人民大学科学研究基金项目，课题负责人[3]2007-2008，大气污染损失的环境经济评估，北京市环境科学研究院委托课题子项目，子项目负责人[2]2006-2007，七星河湿地国家级自然保护区管理的有效性研究，中国人民大学科学研究基金项目，课题负责人[1]2002-2005，青藏高原多年冻土地区公路生态环境影响评价技术研究，交通部课题，课题负责人6学术成果6.1书籍（Books）[2]迈克尔·贝尔著.环境社会学的邀请[M].昌敦虎译.北京：北京大学出版社.2010[1]戴安娜·黑尔斯著.健康的邀请[M].昌敦虎译.北京：北京大学出版社.20096.2论文（Articles）6.2.1期刊论文[10]高宗祺,昌敦虎,叶文虎.港口城市发展战略初步研究——兼评“港兴城兴，港衰城衰”的发展思想[J].中国人口、资源与环境，2009，19（2）:127-131.[9]胡虎,李宏军,昌敦虎.关于二氧化碳捕集与封存可接受度的调查分析[J].中国煤炭，2009，35（8）：83-87.[8]黄心洁,马中,昌敦虎.从建筑中水到社区中水——以北京市为例[J].环境保护.2008,404(18):4-7.[7]陈禹桥,昌敦虎,金兰淑,宋倩,林国林.七星河湿地地表水污染因子分析[J].环境污染与防治.2008,（5）增刊：71-72.[6]昌敦虎，社会资本的视角考察企业环境责任[J].中国商品学会2007年年会论文集.2007.[5]昌敦虎、宁淼、古丽鲜·安尼瓦尔等，多年冻土地区工程建设生态环境影响研究评述[J].地理科学进展，2005,24(4):65-74.[4]昌敦虎，退耕还林工程与贫困地区的可持续发展——贵州省古胜村退耕还林工程的“本土化+制度化”[J].林业科学，2005,41(5):169-174.[3]昌敦虎、陈济丁、孔亚平，青藏高原多年冻土地区公路建设生态环境影响关键因子[J].公路，2005(6):130-134.[2]昌敦虎、陈鹏、陈济丁，青藏高原与天山山地多年冻土地区生态环境状况的比较分析[J].交通环保，2005,26(3):15-18.[1]昌敦虎、安海蓉、王鑫，环境问题的复杂性与公众参与行为扩展[J].中国人口、资源与环境，2004,14(4):131-133.6.2.2会议论文[2]昌敦虎.城市大气环境保护规划预测的一般模式[C].//中国环境科学学会学术年会论文集（第三卷）.北京：北京航空航天大学出版社.2009.[1]公共事业管理专业（环境经济与管理方向）环境规划课程设置与教学方法探讨[C]，第二作者.大学环境类课程报告论坛论文集.北京：高等教育出版社.2007.12.6.3研究报告（Reports）[6]2008,三江项目七星河湿地自然保护区水质污染调研报告（2008.07）[R],提交亚洲开发银行；[5]2008,七星河湿地自然保护区水质管理研究报告[R]，提交黑龙江省七星河湿地国家级自然保护区管理局；[4]2007,三江项目水质监测年度报告（2007）[R]，提交亚洲开发银行；[3]2007,七星河湿地国家级自然保护区管理的有效性分析[R]，提交黑龙江省七星河湿地国家级自然保护区管理局；[2]2006,黑龙江省宝清县七星河国家级湿地自然保护区水质监测报告（2006）[R].，提交黑龙江省林业厅；[1]2005,青藏高原多年冻土地区公路生态环境影响评价技术研究报告[R]，提交交通部.7奖励与荣誉称号[4]2009，中国环境科学学会年会优秀论文[3]2008，北京市优秀辅导员[2]2007，中国人民大学校级工会积极分子[1]2007，中国商品学会年会优秀论文。
冻土与青藏铁路建设的难题摘要：冻土的融化影响青藏铁路路基的稳定性，成为修建过程中的主要问题，现在已采用冷路基法较好的解决此问题。
关键词：冻土融冻青藏铁路冷路基法1.概述：冻土, 一般是指温度在0摄氏度或以下, 并含有冰的土层或岩层。
按土的冻结状态保持时间的长短, 冻土一般可分为短时冻土、季节冻土以及多年冻土。
在多年冻土区，地下土层常年冻结，随着温度变化会发生周期融冻，可以分为上层活动层和下层永冻层并形成独特的未冻结层在刚性的用冻层上流动揉皱的冻融扰动构造。
冻土分布广泛且具有独特的水热特性, 是地球陆地表面过程中的一个非常重要的因子。
一方面, 冻土是气候变化的灵敏感应器, 气候变化将引起冻土地区环境和冻土工程特性的显著变化。
另一方面,冻土影响到陆地表面的热平衡, 也可以反作用于气候系统。
因为当土壤冻结或消融时, 会释放或消耗大量的融化潜热, 土壤的热特性也随之改变。
同时, 冻土的变化也会对建立在其上的生态环境造成很大的影响。
在我国, 冻土也有广泛的分布, 季节性冻土和多年冻土影响的面积约占中国陆地总面积的70% , 如果算上短时冻土其面积则要占到90%左右, 其中多年冻土约占22. 3%[ 15] ,冻土对我国人民生活和经济建设有着举足轻重的影响。
对我国冻土的研究目前主要集中在青藏高原地区。
【1】冻土是一种对温度极为敏感的土体介质，含有丰富的地下冰、水分产生迁移并具有相变变化特征。
因此，冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征，具有融化下沉性和冻胀性。
所谓冻胀，就是土在冻结过程中，土中水分转化为冰，引起土颗粒间的相对位移使土体积产生膨胀，土表面升高。
而当温度升高，土中冰融化为水时，土便发生融化，体积缩小而下沉，简称融沉。
【4】冻胀、融沉作为冻土区工程建筑物的主要问题。
2.冻土与青藏铁路的建设青藏铁路是世界上海拔最高和线路最长的高原铁路，全长约1 925 km，其中格拉段长约1 118 km。
海拔4 000 m 的地段有965 km。
青藏高原公路沿线环境保护与公路地质病害r摘要: 分析生态环境与冻土环境对公路路基的影响与危害,提出保护生态环境与冻土环境对公路的重要性。
关键词:青藏高原生态环境;冻土环境;公路病害青藏高原号称为地球的第三级,由于平均海拔高,气候寒冷,物质循环缓慢,在高原生长的物种生长发育明显低于其它地区。
如高寒草甸植被，在其生长周期内植物的生长高度一般仅为10~30厘米，并且物种群落结构单一，每平方米内的物种种类在8~20种之间，甚至更少。
层次分化不明显，公路沿线生态环境无论是在其内部结构或外部环境特征上都具有十分明显的脆弱性。
青藏高原系统结构简单，生态系统稳定性不良，能够承受的外界压力比较小，一经较强的扰动则生态系统便发生崩溃。
其主要表现为生物物种数量减少，种群覆盖度降低，土壤受到明显的侵蚀，调查发现，20世纪70~80年代修建国道214线时铲除植被的位置仍荒秃一片，公路两侧的取土坑破坏了自然植被，甚至部分取土坑局部长期积水，有的已经发展成为热融湖塘。
20世纪后期，公路沿线自然植被有不同程度的退化或破坏现象，为了保护和改善公路沿线自然环境，国家把整治公路沿线环境景观提上日程，并在后续的公路改建过程中加强环境保护意识，防止由于环境变化引起的冻土融化对公路路基造成的病害起到了积极的作用。
1、气候变化与冻土环境的联系全球气候变暖是当今国际社会十分关注的问题，从20世纪40年代以来，据有关资料显示，全球气温平均升高0.5~1.0℃，青藏高原的气温也随着全球气候变暖而上升，从而导致多年冻土上限下降，直接影响多年冻土区工程安全。
青藏高原气候转暖影响着多年冻土发育和分布，而高原多年冻土温度、厚度及空间分布的变化则是对气候变化的响应。
人类在工程施工中开挖地表、铲除草皮、修筑路堤等，都要产生强烈的热侵作用。
改变土体与大气的热交换条件，从而使地—气相互作用的产物冻土温度场发生变化，导致地温平衡状态变化，干扰冻土环境和生态环境自然平衡能力。
青藏高原多年冻土退化及其对高温冻土路基的影响
的开题报告
一、研究背景
青藏高原是世界上海拔最高的高原，其大部分区域处于寒冷干旱的
气候条件下，形成了广泛的多年冻土带。
然而，随着全球气候变暖和人
类活动的影响，青藏高原多年冻土的退化现象日益显著，给高原生态环
境和基础设施建设带来了严重挑战。
高温冻土路基是青藏高原工程建设中的重要组成部分，其稳定性和
可靠性直接影响到交通运输的安全和顺畅。
因此，对青藏高原多年冻土
的退化及其对高温冻土路基的影响进行深入研究，具有重要的理论和实
践意义。
二、研究内容
本研究将主要从以下几个方面进行探讨：
1. 青藏高原多年冻土的退化特征和原因分析：
运用遥感技术和现场调查等方法，对青藏高原多年冻土的退化情况
进行详细的描述和分析，并探讨其主要原因，包括气候变暖、降水变化、人类活动等。
2. 高温冻土路基的工程特性和稳定性研究：
基于青藏高原实际工程情况，通过现场实测和室内试验等方法，对
高温冻土路基的工程特性和力学性质进行研究，以及其在多年冻土退化
环境下的稳定性分析。
3. 多年冻土退化对高温冻土路基的影响研究：
建立多年冻土退化与高温冻土路基稳定性的数值模拟模型，分析多
年冻土退化对高温冻土路基的影响机理和程度，为高温冻土路基的设计
和建设提供科学依据和技术支持。
三、研究意义
本研究对于深入认识青藏高原多年冻土退化及其对高温冻土路基的
影响机理和程度具有重要的理论和实践意义。
同时，对于青藏高原生态
环境保护和工程建设的可持续发展，也具有重大的现实价值和社会意义。
文章编号:0451-0712(2005)06-0130-05 中图分类号:X820.3 文献标识码:A青藏高原多年冻土地区公路建设生态环境影响关键因子昌敦虎1,陈济丁2,孔亚平2(1.北京大学中国持续发展研究中心 北京市 100871; 2.交通部科学研究院 北京市 100029)摘 要:青藏高原多年冻土地区公路建设项目的生态环境影响主要表现为因冻土退化而造成的一系列生态环境破坏。
文章利用“建设项目——生态环境要素”矩阵,在分析公路建设施工期和运营期各工程项目生态环境影响的基础上,得出青藏高原多年冻土地区公路建设生态环境影响关键因子为:植被、野生动物及其生境、自然保护区、湿地、水土流失和冻土层。
关键词:青藏高原;多年冻土;公路建设;生态环境影响 青藏高原多年冻土面积占我国多年冻土总面积的60%以上,而多年冻土分布区的生态环境是严酷的和脆弱的,在人为因素干扰下,它会发生重大变化。
寒区公路工程建设不可避免地要开挖地表、铲除植被和改变天然地表性质,均产生强烈的热侵蚀作用,改变土体和大气之间的热交换条件,从而使地气之间热交换产物——冻土温度场发生变化,导致多年冻土区的冰水热等平衡状态发生变化,加剧冻土环境恶化现象。
从大的方面考虑,生态环境影响包括两个方面:污染类生态环境影响和非污染类生态环境影响。
由于青藏高原多年冻土地区具有地广人稀、经济不发达、公路交通量小及农牧业用地面积大的特点,因此除了个别的点(如集市),一般可以不考虑污染对生态环境的影响,重点应在非污染类生态环境影响,即公路建设项目对青藏高原多年冻土地区造成的生态环境破坏。
1 关键因子筛选方法利用“建设项目——生态环境要素”矩阵来进行,见表1。
即根据公路建设项目在各实施阶段对多年冻土地区生态环境的主要影响途径和影响对象,从多年冻土地区生态环境要素中筛选出受项目影响的关键因子。
表1 多年冻土地区公路建设项目生态环境影响关键因子筛选矩阵[1]生态环境要素*施工期运营期取弃土场路基施工路面施工桥涵工程材料运输机械作业路面状况交通运输工程占地生物资源 1生物多样性——植被——野生动物及其生境 2生态敏感区——自然保护区——湿地土地资源 1土地利用——占地 2土壤——水土流失——冻土层水资源 1地表水——河道——地表水水质 2地下水——山体水系——地下水水位 3水利设施——水库——灌渠 注:*生态环境要素的划分参考交通部科学研究院聂嘉宣研究员的工作成果。
基金项目:西部交通建设科技项目(200231822337)收稿日期:2005-01-31 公路 2005年6月 第6期 HIG HW A Y Jun.2005 N o.6 2 公路建设项目对多年冻土地区生态环境影响的分析公路建设项目施工期对生态环境影响途径分析主要包括施工人员施工活动、机械设备使用等使植被、地形地貌改变,使土地和水体生产能力及利用方向发生改变,以及由于生态因子的变化使自然资源受到影响;运营期对生态环境影响途径分析主要包括区域空间格局、土地和水体利用状况的改变,以及由此造成的自然资源状况的改变。
2.1 施工期的生态环境影响(1)取土场通过地表取土,破坏地表植被和土壤结构,改变地形地貌以及自然景观,使区域植被覆盖和植物多样性下降,自然景观破碎化,导致生态系统的结构和功能下降。
由于区域生态环境十分脆弱,植被恢复困难且周期缓慢,因此取弃土场在一定程度上加剧水土流失以及风沙活动等生态问题。
影响特征为斑块扩散。
主要受影响的生态环境要素包括:地表植被、冻土层及野生动物生境。
(2)砂石料场通过采挖砂石,可以改变地形地貌、自然景观及地表植被。
受砂石材料条件限制,场地选择多在河谷滩地或石质山地。
影响特征为斑块扩散。
主要受影响的生态环境要素包括:地形地貌、地表植被、土壤。
(3)施工便道通过运输机械碾压,破坏地表植被和冻土层物理结构,可影响植物生长发育,直至植物枯死,导致生态系统结构和功能下降,并使景观生态受到影响。
由于多年冻土地区生态环境十分脆弱,植被恢复困难且周期长,施工便道的修建可加剧水土流失以及风沙活动等生态过程。
影响特征为带状切割。
主要受影响的生态环境要素包括:地表植被、冻土层。
(4)桥涵工程通过桥涵工程建设,可改变河道地形地貌、水文过程和地表植被,影响生态系统结构和功能。
可在一定程度上加剧水土流失、冻土退化等生态问题。
影响特征为斑块扩散。
主要受影响的生态环境要素包括:冻土层、水文过程、地表植被以及河流水质。
(5)临时施工营地通过场地占用、机械碾压以及人员活动等,可破坏地表植被和土壤结构,降低生态系统功能。
其影响范围和程度与占场规模、人员数量以及时间长短有密切关系。
影响特征为斑块扩散。
主要受影响的生态环境要素包括:地表植被、冻土层。
(6)人员非生产性活动破坏地表植被,降低生态系统功能;生活垃圾排入河流,影响河流水质。
其影响范围和程度与占场规模、人员数量等有密切关系。
影响特征为斑块扩散。
主要受影响的生态环境要素包括:地表植被、河流水质。
2.2 运营期的生态环境影响公路建设项目在运营期间,由于路面的吸热作用和车辆对路面的碾压,路面下冻土层的季节融化深度、地温等性状将发生变化;由于公路的存在以及车辆的运行,将对野生动物的活动造成影响。
主要受影响的生态环境要素为冻土层、野生动物生境。
2.3 小结根据以上公路建设对多年冻土地区生态环境影响的分析,可归纳出不同阶段的公路建设项目对多年冻土地区生态环境的主要影响途径,如表2所示。
根据表2,对青藏高原多年冻土地区各生态环境要素受公路建设项目影响的机制逐一分析,以确定生态环境影响关键因子。
3 多年冻土地区公路建设项目生态环境影响关键因子分析3.1 生物多样性(1)植被青藏高原大部分处在草原—干草原的生境,发育的植物群落具有较强的耐寒耐旱特性。
植被对其下伏的多年冻土有较好的保护作用,并促进土壤的发育和有机质的积累;而多年冻土的隔水作用,又使这里保持充沛的水分,使植物得以在高寒的高原高山上繁生。
保护良好的植被与发育良好的冻土层之间可以相互促进。
大量野外观测表明,植被减小地面温度较差的作用是普遍的。
在青藏高原高山草甸和亚高山草甸地带,草被层呈丘状、斑状(鳞状)、片状、稀疏散状分布,覆盖度依次减小(90%～20%),并相应减小地面年较差 4.1～ 1.5℃(在未考虑雪盖情况下),即相应减小地面温度年较差17%～6%;随着草被由茂密到稀疏,地温也由低到高地变化。
不仅如此,植被减小地面较差和地面温度的结果,使季节融化深度大大减小,而对季节冻结深度影响较小,有利于多年冻土的发育[2]。
—131— 2005年 第6期 昌敦虎等:青藏高原多年冻土地区公路建设生态环境影响关键因子表2 公路建设对沿线冻土地区各环境要素的主要影响途径生态环境要素施工期运营期生物资源生物多样性 —植被施工营地、施工便道、路基挖方填方、桥涵施工、施工机械作业、取弃土工程等均可能破坏地表植被。
—野生动物及其生境施工人员活动干扰动物生存环境,施工临时用地对动物栖息地占用、破坏产生的间接影响。
永久性和临时性占用林地、湿地,破坏野生动物生境。
生态敏感区 —湿地施工临时占地直接侵占湿地面积,破坏湿地地表及改变湿地水流条件。
永久性和临时性占用湿地。
—自然保护区路基桥涵施工、施工营地与便道、材料运输等可能影响保护区动植物生存环境及生态平衡。
永久性和临时性占用林地、湿地,破坏自然保护区生态系统完整性。
土地资源土地利用 —占地公路占地导致土地利用方式变化。
土壤 —冻土层施工过程人为活动加剧对冻土环境造成破坏,临时用地对植被的破坏加剧冻土融化,路基施工对多年冻土的季节融化深度、地温等性状产生影响。
运营过程对多年冻土的季节融化深度、地温等性状产生影响。
—土壤施工人员活动、路基施工以及工程临时占地可能加剧水土流失,破坏土壤形态及肥力。
水资源地表水 —地表水水质桥涵工程建设改变水文过程;施工人员生活污水影响河流水质。
地下水 —山体水系隧道开挖破坏山体水系。
水利设施 一旦植被因公路建设项目遭到破坏,植被生物量下降将使多年冻土因得不到保护而退化。
作为隔水层的多年冻土的退化,又导致土壤干燥化,反过来又加剧了植被的退化。
重度退化的草场出现沙化和土地荒漠化现象并使草场的质量下降,优质牧草为劣质杂草所掺杂和替代。
另外,冻土地区分布的一些耐寒、耐贫瘠植物对成土和水土保持的作用本来就很微弱,它们受到破坏之后,不但多年冻土的发育受到严重影响,还有可能加剧多年冻土地区的水土流失。
可知,植被为生态环境影响关键因子之一,相应指标为:①植被盖度(G),即多年冻土地区某种植被类型区域内植物地上部分垂直投影面积与该区域面积之比,用百分数(%)表示;②植被生物量(Q),以多年冻土地区单位面积内植被地上生物体重量(kg/m2)表示。
(2)野生动物及其生境公路建设项目在施工期产生的粉尘、噪声污染以及施工临时占地和人员活动等,会对附近野生动物的栖息、繁殖、迁徙等行为造成影响。
公路运营期,交通工具通过时产生的噪声、振动、光照等,也将对局部地段野生动物的活动及过线产生一定影响,对栖息于沿线的鸟类活动、繁殖等产生惊扰。
与上述影响相比,公路建成后周围生态环境的改变对野生动物的影响将更加深远。
多年冻土地区独特的生态环境中分布着种类繁多的珍稀和濒危野生动物。
在多年冻土地区严酷的自然条件下,生物种属结构简单,食物链短而单一,青藏高原上发育的生态系统都比较敏感、脆弱,人为对地表的轻微扰动,就可能导致该地区内生态系统不可逆转的变化,从而对珍稀和濒危野生动物造成巨大影响。
如前所述,青藏高原多年冻土地区的植被大都具有生长期短、生长缓慢、植株矮小、覆盖率低等特点,这些植被一旦受到破坏,恢复起来十分困难,因此多年冻土地区—132— 公 路 2005年 第6期 的野生动物不仅食物来源少,更容易因植被减少面临生存的威胁。
公路建设在沿线取土,势必大量破坏植被,严重影响公路两侧野生动物可获取的食物量。
其中,最受这种影响的野生动物是依靠食草为主的有蹄类动物,它们的食物基地将减少。
可知,珍稀和濒危野生动物为生态环境影响关键因子之一,相应指标为:①珍稀和濒危野生动物的数量(M),即某一多年冻土区域内各种珍稀和濒危野生动物的数量之和(个);②野生动物保护级别(f),分为国家级野生动物、省级野生动物与市、县级野生动物3个级别。
3.2 生态敏感区(1)自然保护区青藏高原分布着为数众多的自然保护区。
仅就青藏公路沿线而言,就分布有6个已建成的自然保护区和4个规划中的自然保护区,其中可可西里自然保护区和羌塘自然保护区为国家级自然保护区。
下面以可可西里自然保护区为例,分析多年冻土地区自然保护区的特点[1]。
可可西里自然保护区地处青藏高原腹地,面积4.5万km2,平均海拔高度4500m左右。
