公路建設(shè)生態(tài)價(jià)值損失
時(shí)間:2022-07-26 01:19:41
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植被生物量是植被生態(tài)系統(tǒng)重要的功能指標(biāo),也是反映植被生態(tài)系統(tǒng)碳收支和儲(chǔ)備的重要指標(biāo)[1]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指生態(tài)系統(tǒng)及其生態(tài)過(guò)程所形成與維持的、人類賴以生存的環(huán)境條件和效用,是指通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的功能直接或間接得到的產(chǎn)品和服務(wù)[2]。由于人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其重要性的認(rèn)識(shí)不足,長(zhǎng)期以來(lái)不合理的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)造成了生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)重破壞,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估是通過(guò)把生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)產(chǎn)品和生命支持系統(tǒng)的功能轉(zhuǎn)化為貨幣,從而有助于人們認(rèn)識(shí)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能和價(jià)值,進(jìn)而促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展與管理。公路是我國(guó)重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施,當(dāng)其為人類社會(huì)帶來(lái)巨大效益和便利的同時(shí),公路建設(shè)對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)也產(chǎn)生了顯著影響。對(duì)既有低等級(jí)公路來(lái)說(shuō),通過(guò)改擴(kuò)建來(lái)提高公路等級(jí)對(duì)提高道路運(yùn)輸能力具有重要的意義。內(nèi)蒙古音江公路改擴(kuò)建工程位于內(nèi)蒙古興安盟扎賚特旗境內(nèi),工程建設(shè)對(duì)促進(jìn)興安盟與黑龍江省經(jīng)濟(jì)對(duì)接,加強(qiáng)內(nèi)蒙古東部地區(qū)與東三省經(jīng)濟(jì)合作與聯(lián)系具有十分重要的意義。在公路改擴(kuò)建過(guò)程中,工程建設(shè)會(huì)永久占用沿線土地,破壞地表植被,造成植被生物量和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失,給沿線生態(tài)環(huán)境造成不利影響。本文以音江公路改擴(kuò)建工程為例,從工程造成的植被生物量和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失的角度來(lái)分析該建設(shè)工程對(duì)沿線生態(tài)環(huán)境的影響,該研究可為指導(dǎo)我國(guó)公路建設(shè)項(xiàng)目的生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作提供參考。
1音江公路改擴(kuò)建工程沿線自然環(huán)境特征與工程概況
1.1線路沿途自然環(huán)境特征
內(nèi)蒙古音江公路改擴(kuò)建工程位于內(nèi)蒙古興安盟扎賚特旗境內(nèi),線路起自音德?tīng)栨?zhèn)南,途經(jīng)五家戶、永安屯、福泉山、巴岱廟、好力保、烏塔其和努文木仁等鄉(xiāng)鎮(zhèn),終點(diǎn)止于內(nèi)蒙古與黑龍江省交界處。沿線屬河流階地沖積平原,地勢(shì)平坦低洼,主要是階地、河漫灘和沖積平原。沿線氣候?qū)儆跍貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候,全年降雨量集中,主要分布在7月~9月份,年平均降雨量在400mm左右,年平均氣溫4℃。沿線土壤類型主要為暗棕壤和草甸土,土質(zhì)肥沃,腐殖層厚度約40~120cm,表層有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到5%~10%,是全區(qū)重要的宜農(nóng)資源。沿線原生植被為溫帶落葉闊葉林,受人類農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)活動(dòng)的影響,天然植被已遭嚴(yán)重破壞,沿線現(xiàn)狀植被主要為農(nóng)田植被,主要作物為玉米和水稻等,沿線還有少量灌叢、草地和人工林,人工林主要是楊樹(shù)、榆樹(shù)等樹(shù)種。
1.2工程概況
音江公路改擴(kuò)建工程線路全線長(zhǎng)61.337km,按一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)改擴(kuò)建,設(shè)計(jì)速度80km/h,雙向四車道,按一級(jí)公路全幅路基全寬24.5m和新建一幅12.25m分段設(shè)計(jì)。工程將新建大橋1座,中橋1座,小橋10座,互通式立交1座。工程永久占地188.18hm2,臨時(shí)占地114.33hm2;土石方總量為218.75×104m3,其中挖方12.68×104m3,填方206.07×104m3。工程施工期3年,工程估算投資總金額9.42億元。
2建設(shè)工程造成的植被生物量及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失
2.1工程占用的植被面積
音江公路改擴(kuò)建工程建設(shè)占用的土地分永久占地和臨時(shí)占地,永久占地一經(jīng)征用其性質(zhì)和用途將徹底發(fā)生改變,由原來(lái)的地類變更為交通用地,其功能也將發(fā)生改變。而臨時(shí)用地只是臨時(shí)性占用,工程一旦完工,就會(huì)恢復(fù)其原有功能和用途,因此其性質(zhì)和權(quán)屬并不改變,加之與永久占地相比,臨時(shí)占地面積一般較小,因此本研究只考慮工程永久占地造成的植被生物量和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失問(wèn)題。本工程永久占地中有167.02hm2的土地生長(zhǎng)有植被,其中農(nóng)田84.14hm2,占50.4%,草地54.78hm2,占32.8%,林地28.10hm2,占16.8%。
2.2工程造成的植被生物量損失
2.2.1農(nóng)田植被生物量損失
工程共占用農(nóng)田84.14hm2,其中水田28.97hm2,旱地55.17hm2,沿線作物種植制度屬于一年一熟制,每公頃水稻平均產(chǎn)量為8.055t,每公頃玉米平均產(chǎn)量為3.57t(數(shù)據(jù)來(lái)源:《扎賚特旗統(tǒng)計(jì)年鑒》),農(nóng)田植被生物量損失計(jì)算公式如下:B=∑2i=1(Ci×(1-MCi)×Ai)/(HIi×f)(1)式中:B為農(nóng)田植被生物量損失,t;i為作物種類;Ci為i種作物的產(chǎn)量,t•hm-2;MCi為i種作物收獲部分的含水量;Ai為i種作物的種植面積,hm2;HIi為i種作物的收獲指數(shù)(經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與作物地上部分干重的比值);f為農(nóng)作物地上部分生物量占全部生物量的比值。據(jù)研究[3],水稻和玉米收獲部分的平均含水量分別為14%和13.5%,收獲指數(shù)平均值分別為0.445和0.49。據(jù)Jackson等人的研究[4],農(nóng)作物根莖比平均值為0.1,據(jù)此推算,農(nóng)作物的f值為0.91,由公式(1)算得農(nóng)田植被生物量損失為877.66t,其中水稻生物量損失為495.58t,占56.5%,玉米生物量損失為382.08t,占43.5%。
2.2.2林地植被生物量損失
工程共占用林地面積為28.10hm2,林地的植被生物量損失計(jì)算公式如下:L=(Wl+Pl×Y)×Al(2)式中:L為林地植被生物量損失,t;Wl為林地現(xiàn)存植被生物量,t•hm-2;Pl為林地植被年凈生產(chǎn)量,t•hm-2•a-1;Y為施工期長(zhǎng)度,a;Al為林地面積,hm2。沿線地帶性植被為溫帶落葉闊葉林,但原生林已遭破壞,現(xiàn)在多數(shù)為次生林和人工林。據(jù)李高飛等人的統(tǒng)計(jì)研究[5],Wl取93.37t•hm-2,Pl取12.15t•hm-2•a-1。經(jīng)公式(2)計(jì)算,因工程占地?fù)p失的林地植被生物量為3647.94t。
2.2.3草地植被生物量損失
工程共占用荒草地面積為54.78hm2,荒草地的植被生物量損失按如下公式計(jì)算:C=(Wc+Pc×Y)×Ac(3)式中:C為荒草地植被生物量損失,t;Wc為荒草地現(xiàn)存植被生物量,t•hm-2;Pc為荒草地植被年凈生產(chǎn)量,t•hm-2•a-1;Ac為荒草地面積,hm2;Y同公式(2)。據(jù)樸世龍等人的統(tǒng)計(jì)[6],內(nèi)蒙古地區(qū)的草地平均生物量分別為5.98t•hm-2,Pc取我國(guó)草地凈初級(jí)生產(chǎn)量的平均值5.12t•hm-2•a-1[7]。經(jīng)公式(3)計(jì)算,因工程占地?fù)p失的荒草地植被生物量為1169.01t。
2.2.4植被生物量的總損失量
工程占用和破壞的植被面積共有167.02hm2,占地造成的植被生物量總損失為:T=B+L+C(4)式中:T為植被生物量的損失總量,t;B、L和C同前。綜合上述計(jì)算結(jié)果,本工程施工期對(duì)農(nóng)田、林地和荒草地的占用造成的植被生物量損失共計(jì)5694.61t,其中農(nóng)田植被生物量占15.4%,林地植被生物量占64.1%,荒草地植被生物量占20.5%。
2.3工程造成的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失
生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的核算方法有市場(chǎng)價(jià)值法、替代市場(chǎng)法、防護(hù)費(fèi)用法、恢復(fù)費(fèi)用法、補(bǔ)償價(jià)值法、生產(chǎn)功能法、造林成本和碳稅法等[8]。謝高地等人[9]針對(duì)Constanza等人[2]的不足,并結(jié)合我國(guó)的具體情況,制定了中國(guó)不同生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值表,本研究利用該表中的農(nóng)田、森林和草地3種地類的生態(tài)服務(wù)價(jià)值核算結(jié)果(表1),對(duì)音江公路永久占地所造成的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的損失進(jìn)行估算,生態(tài)服務(wù)價(jià)值損失計(jì)算公式如下:式中:V為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的總損失,元;Qji為i種生態(tài)系統(tǒng)第j項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能的單價(jià),元/hm2;Mi為占用i種生態(tài)系統(tǒng)的面積,hm2。經(jīng)公式(5)計(jì)算,因工程占地造成的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失共計(jì)140.87萬(wàn)元,其中氣體調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值損失為16.30萬(wàn)元,占11.6%;氣候調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值損失為17.70萬(wàn)元,占12.6%;水源涵養(yǎng)服務(wù)價(jià)值損失為16.3萬(wàn)元,占11.6%;土壤形成與保護(hù)服務(wù)價(jià)值損失為30.02萬(wàn)元,占21.3%;廢物處理服務(wù)價(jià)值損失為21.82萬(wàn)元,占15.5%;生物多樣性保護(hù)服務(wù)價(jià)值損失為18.67萬(wàn)元,占13.3%;食物生產(chǎn)服務(wù)價(jià)值損失為9.15萬(wàn)元,占6.5%;原材料服務(wù)價(jià)值損失為7.45萬(wàn)元,占5.3%;娛樂(lè)文化服務(wù)價(jià)值損失為3.45萬(wàn)元,占2.4%。
從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總損失在不同類型生態(tài)系統(tǒng)的分配上看,森林生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值損失最大,達(dá)到54.33萬(wàn)元,占總損失的38.6%;其次是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng),達(dá)到51.45萬(wàn)元,占總損失的36.5%;草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失最小,為35.09萬(wàn)元,占總損失的24.9%。
3討論與結(jié)論
本文定量地分析了音江公路改擴(kuò)建工程造成的植被生物量和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失,該工程占用和破壞的植被面積共有167.02hm2,其中農(nóng)田、林地和荒草地分別為84.14hm2、28.10hm2和54.78hm2。工程施工造成的植被生物量損失共計(jì)5694.61t,其中農(nóng)田植被生物量損失為877.66t,占15.4%,林地植被生物量損失為3647.94t,占64.1%,荒草地植被生物量損失為1169.01t,占20.5%。工程造成的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失共計(jì)140.87萬(wàn)元,其中農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失為51.45萬(wàn)元,占36.5%,林地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失為54.33萬(wàn)元,占38.6%,草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為35.09萬(wàn)元,占24.9%。
音江公路建設(shè)會(huì)對(duì)沿線植被造成一定程度的破壞,并導(dǎo)致一定數(shù)量的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失。由于公路建設(shè)工程屬于條帶狀工程,其影響區(qū)域和范圍較小,僅限于線路中心線的兩側(cè)范圍,對(duì)沿線區(qū)域的植被生物量和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能影響均很小。公路作為重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施,對(duì)促進(jìn)沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮著重大作用。音江公路建設(shè)給沿線地區(qū)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益會(huì)遠(yuǎn)大于建設(shè)過(guò)程中造成的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失。工程竣工后,隨著邊坡綠化等植被恢復(fù)功能的顯現(xiàn),也可補(bǔ)償部分植被生物量和生態(tài)服務(wù)功能,因此工程的實(shí)施具有明顯的正效益。