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太安省级自然保护区(简称保护区)是省级生态系统森林类中型自然保护区,其宗旨是保护辽东栎林为主的暖温带落叶阔叶林、天然油松林及其森林生态系统,拯救濒危物种,保存生物物种的多样性和遗传基因的优异性,保证对生态系统和生物物种的持续利用,对整个地区生态环境具有重要作用。因此,保护好当地自然资源,进行环境监测与评价,对维护其环境健康,保护和发展珍贵的生物资源,实现包括保护区在内的社区可持续发展,具有十分重要的意义[1-3]。本文通过对该保护区生态环境质量评价研究,分析国家高速公路包头至茂名线(G65)陕西境内黄铜高速公路(黄陵—铜川)建设对该保护区的影响,提出符合该保护区特点的生态环境保护措施,为保护区的管理和建设及公路隧道设计、施工、营运提供科学依据。 1保护区区域环境概况 1.1自然环境 保护区位于陕西省中北部,关中盆地以北,陕北黄土高原南端,地处关中平原向陕北黄土高原的过渡地带及陕北黄土高原南缘黄土高原沟壑区,包括铜川市新区、耀州区、王益区、宜君县和延安市黄陵县。地理坐标介于东经108°54'40″~109°12'24″,北纬35°19'40″~35°35'20″之间。保护区南北长25.5km,东西宽26.5km,垂直分布范围为1567~870m,总面积25872.0hm2。区内地势总体特征北高南低,呈北西向带状展布,最高海拔标高1525m,最低海拔标高625m。地貌类型包括黄土太塬沟壑区、黄土梁峁沟壑区、低山区等。该保护区属陕北基低单斜黄土高原半干旱水文地质区,地下水不丰富。河流主要为玉华河和山岔河,近乎平行分布,由西南流向东北,依次以阴坡粱、庙儿梁、岳家岭为分水岭,均为洛河水系。 1.2植物资源 1.2.1植物 调查表明,该保护区内有种子植物105科、410属、833种、61变种、3亚种、9变型,其中裸子植物2科、3属、3种,被子植物103科、407属、830种、61变种、3亚种、9变型[1]。保护区内分布有国家2级重点保护植物野大豆和陕西省省级重点保护植物杜松。 1.2.2植被及其特征 根据分类系统和各级分类单位的划分标准及命名方法,保护区的自然植被分为5个植被型组、6个植被型、10个植被亚型和21个群落类型,其中常绿阔叶林为该区地带性植被。包茂高速公路在保护区路线两侧300m区域内植被主要有阔叶林地、灌丛、草丛、农业植被,其中农业植被面积最大,为770.90hm2,约占38.4%。保护区内植被划分及面积统计见表1。 1.3动物资源 太安省级自然保护区脊椎动物物种丰富,珍稀濒危性高,地域代表性强,具有很高的生态、科研、经济等保护价值。目前已知的野生脊椎动物有5纲23目60科163种(亚种)。保护区内,国家1级重点保护动物有黑鹳、金雕、金钱豹3种;国家2级重点保护野生动物有鸳鸯、黑鸢、雀鹰、普通鵟、大鵟、灰背隼、长耳鸮、纵纹腹小鸮、豺、青鼬、水獭11种;陕西省重点保护动物有中国林蛙、中华鳖、苍鹭、黄喉鹀、斑头雁、豆雁、狼、赤狐、狗獾、果子狸、豹猫、狍。 2保护区生态环境现状 2.1生态现状 保护区由于其特殊的地理位置和复杂的地形地貌特征,孕育出种类丰富、复杂多样的生物资源及天然森林植被。保护区主要将以天然油松林、辽东栎林为主的暖温带落叶阔叶林和森林生态系统及其生物多样性作为保护对象。保护区所在区域位于鄂尔多斯地台南缘,具有明显的黄土高原特点。保护区内设核心区、缓冲区和实验区。保护区内天然次生林密布,水源涵养功能和保持水土能力明显,是渭北地区保存最完整的一块“绿洲”,对保护周边居民的生产、生活用水及自然生态环境具有重要意义。但其独特的自然环境使其生态系统结构功能相当脆弱并极易发生变化,一旦遭到生态破坏,区域内环境短期时间内将很难恢复[4]。 2.2黄铜高速公路与保护区的关系 由于工程需要,黄铜高速公路穿越保护区,沿玉华河由南向北有24.69km穿越保护区的实验区,其中65%的路段以桥隧方式通过,实际穿越陆地长度8.64km;K20+100~K22+480段(2.38km)全部以隧道形式穿越保护区的缓冲区底部。公路线位与保护区的关系见图1。从图1中可以看出,该高速公路穿越了保护区核心边缘、部分缓冲区及实验区[5]。 2.3公路建设对自然保护区的影响 黄铜高速公路的建设对保护区自然景观、自然生态系统、自然资源、主要保护对象等都有一定的影响,在一定程度上对该保护区生态结构和功能进行了一定分割,对保护区自然生态的完整性、系统性和连续性也有一定程度的影响,且这种影响在某种程度上是非可逆的。通过对保护区环境现状调查和公路施工过程中可能产生影响的综合分析,认为本项目在施工过程中可能产生如下问题:1)保护区实验区的自然景观面貌不同程度有所改变;2)局部森林植被、森林资源遭受一定损失,生态服务功能受到影响;3)阻碍野生动物迁徙,干扰野生动物活动;4)产生“三废”;5)隔断地表及地下径流,扰动地表,引发水土流失等;6)运营期内带来的的汽车尾气和交通噪声等增大了保护区生态的压力,森林火灾、病虫害发生、猎捕和盗伐的概率相对增加[6]。因此,对于生态系统极其脆弱的黄土高原地区,生态环境保护措施的提出和实施就显得尤为迫切。 3保护区、缓冲区生态环境保护及减缓措施 黄铜高速公路24.69km穿越保护区实验区,2.38km穿越缓冲区。在保护区实验区,由于农耕化程度较高,拟建公路两侧200m范围内已难见保护物种及保护动物,故公路建设对保护区生态的影响较小。在保护区的缓冲区及核心区,森林生态系统类型丰富多样,工程以隧道形式穿越这部分地区,可以把对环境的影响降低到最小,但对生态系统还是会造成一定影响。黄铜高速公路以特长隧道的形式通过保护区的缓冲区,极大程度避免了工程建设过程中大填大挖、盘山绕行,较少改变自然景观,减少了农业植被和森林生物量的损失,避免了水土流失,降低了引发地质灾害的可能性,也降低了对野生动物栖息、迁徙、觅食和繁殖的影响[7]。隧道建成后,虽然会对沿线不同路段保护区的生态环境造成一定影响,但对保护区生态环境整体性影响不大,在采取了多项生态、景观恢复措施及水土保持等措施后,可加快促进保护区原有生态系统的恢复。#p#分页标题#e# 3.1隧道设计期的环保措施 国家自然保护区条例规定:“在自然保护区的核心区和缓冲区内,不得建设任何生产设施。”“在自然保护区外围保护地带建设的项目,不得损害自然保护区内的环保质量。”按照以上规定,在设计期,建设单位应听取环保部门和保护区管理单位沿线走向的意见。工程设计时,应进行多方案比选,在满足工程和交通要求的前提下,应选择尽可能远离保护区的方案,避免分割保护区。在不得不经过保护区时,应尽量减少沿线对保护区的影响,合理选择沿线走向。遵循地形选线、地质选线和环保选线相结合的原则[8],尽量减少公路对保护区生态的影响。黄铜高速公路设计受多方面因素制约,最终采用隧道形式通过保护区的缓冲区,从环境保护角度看是可以接受的。 3.2隧道施工过程中的环保措施 3.2.1保护森林植被的工程措施 1)因地制宜选线路。森林植被是森林生态系统的主题成分,也是保护区的核心区部位和保护内容之一。比选路线时应把对森林植被的破坏程度当成一个首要的比选条件,适当增加穿越保护区的桥梁路段长度,以减少对保护区森林植被的影响。2)合理规划,节约用地。除永久占地外,施工便道、料场、营地等临时用地应选择在无保护植物分布的区域,用地面积一定要严格控制,以减少对原生地表土壤物理结构和地表植被的破坏。施工便道使用结束后,必须进行生态恢复,采取植树、种草等措施恢复植被覆盖,且注意用本地物种覆盖。保护区内不设拌和站、预制场,可租用当地村镇用房,不再新建施工营地。施工时,在施工营地张贴保护植物图片,并严禁施工人员砍伐破坏国家保护的濒危植物种类。 3.2.2控制污染的工程措施 项目施工期间,对环境空气的影响主要来自于扬尘和物料拌和产生的烟尘,因此拌和站应禁止设在保护区内,并尽量远离保护区。保护区内路段严禁设燃煤锅炉等大气污染源,以免对保护区环境空气造成影响。施工期间,应避免施工废渣、废油、废水等进入水体。隧道施工中的生活污水主要是生活废水及粪便污水,应集中处理后排放。废水主要是悬浮物、炸药残余、石油类等,应先进行化学处理除去有害物质,在临时沉淀池中进行沉淀后,再将沉淀的底泥泥浆运至弃渣场,沉淀池中的上清液再排除或再利用(如用于施工场地的洒水降尘,供植被恢复绿化用水)。施工作业完毕后,要清理施工现场,以防施工废料等随雨水进入河中。同时应加强管理,施工材料如沥青、油料、化学品等的堆放地点应远离河床,并备有临时遮挡的帆布,防止雨水冲刷导致有害物质泄漏。 3.2.3防止水土流失的工程措施 黄土高原生态脆弱,土质疏松,常遇暴雨发生水土流失,造成严重的自然灾害,而路基、隧道等土石方施工产生的弃土、弃石量巨大,如处理不当,将加重水土流失,抬高河床,诱发泥石流,对环境造成严重破坏[9],因此,公路建设造成的水土流失应引起高度重视。应做好土石方的调配,移挖作填[10]。尽量选择在低洼处倾倒弃方,并在弃方处修建浆砌石挡土墙、护脚等。工程结束后,施工临时房屋、场地、便道等裸露地方应及时种树、种草,防止水土流失或尘土飞扬。挖填方路基坡面尽量全防护,土质边坡地应采用护坡保护,选择当地植被型草灌植物,合理搭配适应边坡生态恢复的乔灌草等植物。 3.2.4保护珍稀动物的工程措施 建设前期,在隧道洞口处设置防护栅栏(网),防止落石砸伤野生动物;洞门设计应结合周围环境特点进行生态化、景观化处理;隧道口上方要加密绿化,防止灯光和噪音对野生动物的不利影响,也防止野生动物在情急情况下发生意外,在保护野生动物的同时也要保障行车安全。施工期间,施工机械运行、施工材料运输、施工物料拌和等施工工艺将对保护区内的声环境和环境空气质量产生一定程度的影响。夜间应禁止大型机械作业,限定工作车辆、人员数量和工作时间,尽量少量多次爆破,在动物繁殖期不爆破或小爆破,以免噪声和振动对野生动物的生长繁殖造成不良影响。此外,应对施工人员进行保护区有关管理、保护法规教育;禁止施工人员捕杀野生动物,并禁止人员进入施工区域外的林区休息、游玩;进入保护区界,应设置标志,提醒驾驶员减速,不鸣笛、不用或只用弱光照射,以保护动物尽量不受或少受惊扰。 3.3隧道营运中的环保措施 隧道运营期内,车辆日夜奔流不息,给保护区带来噪声干扰、光污染、大气污染、水污染及粉尘污染,对隧道周边野生动植物的影响较大,尤其会影响动物的捕食和生长,在动物繁殖期,甚至可能影响其产卵繁殖的规律性和产卵量。而保护区的一个保护对象便是保护国家重点保护的珍稀动植物资源,因此,采取适当的措施保护隧道运营区的野生动植物非常必要。 3.3.1噪声控制 隧道营运期产生的噪声污染源主要是车辆的摩擦振动,故营运期噪声对保护区内动物影响较小。公路营运期间,根据预测和类比数据,交通噪声的影响范围较大,难以满足相应的环境标准要求。上述影响可通过以下几种方式解决:在隧道两端端口设置隔音墙;注意隧道内路面保养,维持路面平整,避免路况不佳造成车辆颠簸、增大噪声;加强公路管理,限制性能差的车辆进入高速公路,以控制交通噪声增加。 3.3.2生物防护林带设置 在隧道洞口两端300m范围内设置生物防护林带,不仅可以保持路域景观与原景观的连续性,还可以在一定程度上降低隧道车辆运行产生的噪音、车辆尾气、粉尘等对保护区内动植物及生态环境造成的不利影响。该保护区生态系统类型主要是以辽东栎为主的暖温带落叶阔叶林、天然油松林,建议在隧道口两端构建由辽东栎、油松为建群种的乔灌草复合植物群落型的生物防护林带[8]。 3.3.3生态环境管理#p#分页标题#e# 在隧道口顶部、出口路堑顶部和靠近洞口的路堤段应适当增加并强化护栏,桥梁预留声屏障条件和资金,如果调查中发现受保护野生动物在工程沿线出现,应及时在桥梁和路基段采取避光、防噪措施。 4结语 黄铜高速公路主要以隧道、路基的形式穿越太安省级自然保护区,该项目的建设形成了一条新走廊,对保护区的生态完整性、结构和功能产生了不同程度的影响。但是,只要在公路施工过程中将公路建设与生态环境保护相结合,严格采取相关环境保护措施,在建设期最大限度地减少隧道、路基修建对野生动、植物及生态环境的破坏,并在营运期间做好环境安全监管和偶发事件的预防,该高速公路的修建和运营对整个保护区的生态环境影响会非常小。该项目以隧道形式通过保护区的缓冲区,对该缓冲区影响不大,且不会影响整个保护区生态功能的可持续发展。