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山区公路建设对沿线环境景观影响评价

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-06-15  浏览次数:243
  摘要:根据山区公路环境特点,利用生态环境问题所用到的景观生态学理论体系框架,按照山区公路建设景观影响评价内容和评价方法,对景观敏感度的各项指标进行分析,对影响景观敏感度的内部和外部因素综合考虑,制定出景观敏感度综合分级分布图,对山区公路建设决策及施工过程中的景观建设、生态维护、景观保护具有重要指导作用。
  关键词:山区公路;环境景观;景观评价理论;景观敏感度
  中图分类号:U418.9文献标志码:B
  Abstract: According to the environmental characteristics of mountain highway, landscape ecology theory system framework commonly used to solve ecological environment problems was applied to analyze the landscape sensitivity following the method for evaluation of impact of mountain highway construction. Both internal and external factors were considered, and a graded distribution chart was drawn to indicate landscape sensitivity, which provides important guidance to landscape and ecology protection during decisionmaking and construction period of a mountain highway project.
  Key words: mountain highway; landscape; landscape evaluation theory; landscape sensitivity
  0引言
  公路不但要线形流畅优美,而且还要与其周围环境相互协调,形成优美舒适的道路景观,给人们良好的视觉效果,使驾驶员和乘客获得舒适、愉悦的心理感受。因此,建立一套完整的生态景观的评价方法和体系,用以指导和约束山区公路施工尤为重要。景观系统是一种自然系统,它不仅是生态系统的载体,在特定条件下甚至高于生态系统。目前,学者对生态系统的定义较为完善,但对景观系统的定义没有一个严格的标准,给相关研究带来了概念上的困惑。本文介绍了山区公路建设景观评价理论,简述了山区公路建设景观评价技术的内容、方法和评价指标,可供技术人员对具体工程的生态景观产生的影响进行综合分析与评价[13]。
  1山区公路环境景观评价理论
  现阶段尚未有成熟的山区公路环境景观评价理论,常借用解决生态环境问题所用到的景观生态学理论体系进行分析研究,其理论框架体系包括以下几点。
  (1) 要求景观生态系统具有整体性和连续性。在对结构、功能及其变化方面进行研究时,要求从整体出发,并在时间上保持连续性。针对特定的研究内容,把归纳、总结与演绎相互补充,形成理论体系的整体性和连续性,使研究结论具有逻辑性和准确性。
  (2) 不同的公路有着各异的沿线环境景观,处于相对稳定的生态系统,具有不同的生态系统多样性和稳定性,抗干扰能力和自行恢复能力也不尽相同,这种特性称为景观异质性,是景观生态系统研究的基本问题。
  (3) 景观系统的时空尺度大小取决于其研究地域的对应性、协调性和规律性大小。大时空尺度涵盖的环境信息大,通常包括土地利用情况、土地覆盖情况、生态环境破坏程度、物种分布情况、区域性气候水文变化等。在大的空间尺度下,整个生物圈是一个多层次系统、多重等级的有机整体,每一个高级的多层次系统都是由多个低级的层次系统组成,运用到实际工程中不方便,故在实际工程中将复杂的理论简化成小时空尺度。在单一的时空尺度下分析各景观要素的特征及变化,从而理解景观生态系统的亚稳定性和动态。
  (4) 景观生态系统在环境变化过程中相互干扰、相互制约,严重时影响各系统的功能,并导致其结构与格局发生相应变化。在一定程度上研究者可以通过分析景观的组成结构和格局来研究景观生态系统的变化。
  2山区公路建设景观影响评价内容与方法
  2.1影响评价内容
  在山区公路建设过程中,公路沿线一定宽度范围内会进行挖、填、堆弃等,进而改变原地形、地貌和生态环境,使其生态景观发生变化。这种影响因工程类型、地形、施工工艺等因素的不同而不同[45]。
  (1) 人工构造物生态景观的影响评价内容。
  从施工生态景观角度应评价的内容有:公路线形、边坡、挡墙及护面墙、排水工程、护栏、路缘石及周边环境的绿化等外观质量和线条。
  (2) 建设场地生态景观影响评价内容。
  山区公路施工生态景观影响的结合部是指从人工构造物范围向外在施工中受较明显人工影响的范围,其内容包括公路一侧或两侧的施工营地、施工便道、采石场、取土场、弃土渣场、混合料拌和站等。
  2.2评价方法
  (1) GIS地理信息系统。
  GIS地理信息系统是采用特殊的功能对地理空间数据或图像图形进行多数据处理和叠加分析,在处理分析景观格局问题上有良好的应用前景。一般可用于分析景观要素、公路沿线面积、周长、形状及不同区域之间的空间关系,通过景观要素的组合分析,可以在该区域中获得基本的环境景观特征。
  (2) RS遥感技术。
  RS遥感技术由于其遥感制图覆盖面广、数据更新迅速等特点,在景观影响度评价的研究中主要用于区分景观类型,并在景观格局和景观动态变化的研究中起到重要的作用。
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  (3) GPS全球定位系统。
  GPS全球定位系统弥补了前两项技术的缺陷,完善了景观影响评价资料。常规的遥感图像普遍存在识别精度不准的问题,给景观分析和甄别工作带来了一定的麻烦,在取得遥感卫星图后,结合GPS定位对图像进行甄别,使得遥感图更加准确。
  3山区公路建设中生态景观评价指标
  3.1景观敏感度
  (1) 相对坡度敏感度Sα[67]。
  相对坡度敏感度Sα是用景观表面沿视线方向的投影面积来衡量景观的敏感度。假设景观表面积为1,景观表面与视线平面的夹角为α,则投影面积即景观敏感度
  0≤Sα=sin α(0°≤α≤90°)≤1(1)
  景观表面与视线平面的夹角即为边坡坡度,当沿线景观表面平行于视线平面,即α=0°,路基为低填方或零填方,此时投影面积最小,景观敏感度最小,对沿线环境几乎无影响;当沿线景观表面垂直于视线平面时,即α=90°,路基为挖方且边坡为陡坡,此时投影面积最大,景观敏感度最大,对沿线环境影响最大;其他情况下,景观敏感度Sα在0~1之间。在地形图上进行景观评价时,可将式(1)转换成下式进行计算,即
  0≤Sα=sin(tan-1(H/W))≤1(2)
  式中:H为高程;W为等高线间距。
  根据式(2)可以在地形图中圈划出景观带,并根据区域内的等高线直接计算并判断该区域内的景观敏感度,且根据不同比例尺的地形图计算得到不同精度的景观敏感度评价值,并根据结果划分出多个景观敏感度等级标准,最终绘制出景观敏感度多级分布图。
  (2) 相对距离敏感度Sd。
  假设能清楚观测到的景观最大距离为D,而景观相对于观景者的实际距离为d,且d≤D,该景观能清楚地被观测到时,该范围内的景观敏感度Sd=d/D为1,Sd值在0~1范围内变化。D可根据评价者所需的精度来取值。
  在进行景观敏感度评价工作时,先确定观景者的观测位置,一般该位置多处于重要观景点或景观分界线上,重要观景点和观景线可作为划分D值的基点和基线。由于观测者位置的景观线存在交叉或重叠现象,可分别计算出交叉带或重叠带的景观敏感度,一般取其中的最大值作为重要景观的景观敏感度值。
  (3) 景观出现几率敏感度St。
  假设T为观测者观测待评价景观区域内所有景观所需的时间,t为观测部分景观的所需时间,则该景观的敏感度用景观出现的概率来评价,St=t/T,当某一区域内的景观具有惟一性,则景观敏感度St=1,其他情况下St值在0~1范围内变化。
  若用景观内的景观长度来评价时,St=l/L,l为景观的路线长度,L为区域内景观线的长度。可以直接从地形图上计算得到该景观敏感度,同时根据不同比例尺的地形图得到不同等级的景观敏感度分级分布图。
  (4) 景观醒目程度Sc。
  景观醒目程度取决于景观和环境的对比度,对比度越高,醒目程度和景观敏感度越高。在景观带中不同的景观元素,如草地、林地、岩体等,它们的对比度都不一样,得到不同的敏感度后,在图中标出高敏感区。
  (5) 景观敏感度综合评价。
  以上4点因素为景观敏感度的单项因素,可单独分析研究,也可综合分析得到区域内的综合敏感度,通过分量函数的关系得到综合景观敏感度S
  S=f(Sα, Sd, St, Sc)(3)
  根据式(3)计算得到的景观敏感度可将景观划分为3个不同的等级区,分别为高度敏感区、中等敏感区和低敏感区。景观敏感度等级的划分原则并不具有惟一性,不同的景观用途和要求都可以作为划分的依据,具体根据使用者的需求而定。
  3.2景观敏感度影响因素
  (1) 内部因素。
  植被是组成景观的主要部分,是影响景观敏感度的最直接因素。区域内植被种类、植被群落越丰富,景观的内部结构越复杂,造成群落的自我调节能力越强,敏感度越高。同时,沿线景观内的土壤条件、水环境也影响着景观中植物群落的发育状况,在土壤条件和水环境较好的区域,景观敏感度较高。在自然环境下,植被群落的发展受到地形和周边环境的制约,需参考由遥感技术得到的地形图,再结合实地调查,综合分析景观敏感度。
  (2) 外部因素。外部因素主要包括气候因素和人为因素。气候变化是直接作用在景观生态系统上,而且影响是有目共睹的。高温多雨的湿热气候有利于动植物的生长;寒冷少雨的干燥气候则会抑制动植物的生长。在湿热的气候中动植物的多样性也导致景观敏感度大大提高。人为因素是多种因素下对景观影响效果最大的,且具有多变性和适应性。人为的施工建设对生态环境的破坏是不可逆的,在受到影响后直接引起生态景观的变化,且将生态系统维持到一个平衡点。
  在综合考虑内外因素后,景观敏感度在不同比例尺图上进行评价时是可以分级别的。在不同级别、不同层次下的评价需考虑的因素也不尽相同,但是基本程序是一样的。在制定出单一因素景观敏感度分级分布图后,将多个因素分级分布图叠加,得到景观敏感度综合分级分布图。
  4结语
  在对山区公路施工景观理论进行分析的基础上,结合山区工程建设特点,给出相应的施工景观评价方法与内容,并提出了相应的生态评价指标。工程施工现场调查情况表明,山区公路施工生态景观受施工技术和经济利益等因素影响较大。特别是改扩建工程中,由于施工并未中断交通,沿线环境景观对交通的影响及社会对工程建设的总体评价更值得注意。
  参考文献:
  [1]李广涛.公路建设项目生态环境评价方法研究进展[J].四川环境,2009,28(4):5559.
  [2]杨梦莹.高等级公路对生态保护区环境损伤性研究[D].长沙:中南大学,2013.
  [3]许大为.寒区高等级公路生态恢复模式与景观评价研究[D].哈尔滨:东北林业大学,2013.
  [4]龙翔.公路建设项目的生态影响评价研究与实例分析[D].广州:暨南大学,2010.
  [5]胡圣能.高速公路景观规划与设计技术研究[D].西安:长安大学,2011.
  [6]陈薇.环境影响评价中生物多样性的影响评价探析[J].资源开发与市场,2007,23(3):224226.
  [7]陈雁平.建设项目的环境影响评价方法学研究[D].西安:西安建筑科技大学,2009.
  [责任编辑:谭忠华]
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