青藏高原多年冻土地区公路建设生态环境影响关键因子
多年冻土对公路的危害
多年冻土对公路的危害多年冻土对公路的危害我们都知道，青藏铁路穿过很多的地区都是多年冻土区，那么多年冻土对公路的危害有哪些呢?我们一起来看看!1、多年冻土地区的两种公路病害1)冻胀：在有冻胀性土的路段，当有水分供给时，在冬季负气温作用下，水分连续向上聚流，在路基上部形成冰夹层、冰透镜体，导致路面不均匀隆起，使柔性路面开裂，刚性路面错逢或折断的现象称冻胀。
冻胀性分类：通常是在土质分类的基础上，按土的冻胀性强弱划分为三类或四类，分别为：轻冻胀、冻胀、重冻胀、特重冻胀。
2)翻浆：在有冻胀性土的路段，当冬季负气温时，水分连续向上聚流、冻结成冰，导致春融期间，土基含水过多，强度急剧降低，在行车作用下路面发生弹簧、裂缝、鼓包、冒泥等现象称翻浆。
翻浆分类，根据导致翻浆的水分来源分为五类，分别为地下水类、地面水类、土体水类、气态水类、混合水类。
根据翻浆高峰时期路面变形破坏程度，将翻浆路段分为三级，分别为轻型、中型、重型。
2、影响冻胀与翻浆的因素公路冻胀与翻浆是多种因素综合作用的结果。
土质、水、温度与路面是影响冻胀的四个主要因素，翻浆除这四个因素影响外，还受行车荷载因素的影响。
在上述诸因素中，土质、温度和水是形成冻胀和翻浆的三个基本条件。
1)土质：粉性土具有最强的冻胀性，最容易形成翻浆。
这种土的毛细水上升较高祈且快，在负温度作用下水分易于迁移，如水源供给充足可形成特别严重的冻胀，在春融时承载能力急剧下降易于形成翻浆。
粘性土的毛细水上升虽高，但速度慢，只在水源供给充足且冻结速度缓慢的情况下，才能形成比较严重的冻胀和翻浆。
粉性土和粘性土含有较多的腐植质和易溶盐时，则更易形成冻胀和翻浆。
粗粒土在一般情况下不易引起冻胀和翻浆，因其毛细水上升高度小、聚冰少，且在饱水情况下也能保持一定的强度;但当粗粒土中粉粘粒含量超过一定量以后，冻胀性明显增加，也能形成冻胀和翻浆。
2)水：冻胀与翻浆的过程，实质上就是水在路基中迁移，相变的过程。
攻克青藏铁路的瓶颈——冻土
攻克青藏铁路的瓶颈——冻土冻土，是指温度在0℃以下,并含有冰的各种岩土和土壤。
是一种对温度极为敏感的土体介质,含有丰富的地下冰。
一般可分为短时冻土、季节冻土以及多年冻土(数年至数万年以上)。
冻土具有流变性,其长期强度远低于瞬时强度特征。
正是由于这些特性,在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险:冻胀和融沉。
其中起重要作用的是水的存在形态,当水变成冰时体积增大,使土体膨胀,地表因此而拱起升高,这就是冻胀；当土中的冰转变为水时,体积收缩,地表便发生融化下沉,简称融沉。
在这两种现象的反复作用下,道路或房屋的基底就会出现破裂或者塌陷。
世界上多年冻土区的大量工程实践也证明：发生病害或破坏的工程建筑多数属高温冻土。
而青藏高原是全球气候变化的“启动器”和“放大器”,其升温将高于全球平均值。
如果以青藏高原未来50年气温升高2℃来预测,多年冻土将会退化乃至消失,从而引起路基塌陷、桥基失稳。
因此,高温冻土加温室效应,使青藏铁路的修筑面临着双重挑战。
青藏铁路沿线的冻土现象主要有：冻胀丘、热融滑塌、热融洼地、石海、冻胀草丘、冰锥、冻拔、热融冲沟、石环、斑土等。
青藏高原纷繁复杂的冻土环境，成为制约青藏铁路建设的瓶颈。
1961年，为了攻克青藏高原多年冻土区筑路技术难关，中国惟一的青藏高原冻土观测站在海拔4900多米的风火山诞生。
几代科技工作者与高原冻土展开了艰苦卓绝的斗争。
*中国高原冻土筑路科学研究城40多年来，风火山观测站开展了气象观测、太阳辐射比观测、地中热流观测、不同地表热对比观测、冻土力学观测、深孔地温观测、23个试验路基观测等工作。
每一项观测内容，每一个基础数据，都直接关连着青藏高原生态环境的稳定，关连着青藏铁路的成败。
西北院科技人员共测取了1200多万个涵盖高原冻土地区各种气象条件和地温变化的数据，积累了极为宝贵的第一手资料，为突破高原冻土筑路技术难关奠定了坚实的科技基础。
如今，风火山上已修筑厚层地下冰地段试验路基523米，包括路堑、半路堑、零断面、低路堤、高路堤和涵洞；建立气象观测达12个项目，地温观测建立80余孔，其中，在1960年钻成的35米深的冻土地温观测孔，已由人工观测变成自动观测系统；建立工程变形观测点10多个；建立公路黑色路面温度观测、桥涵变形、下沉地温观测和桩基试验观测10多个。
热融滑塌对青藏高原中部多年冻土区土壤细菌群落的影响
热融滑塌是指由于高寒地区冰雪融化导致土壤松动，产生大规模滑坡的自然灾害现象。
青藏高原中部的多年冻土区域是热融滑塌频发的地区，热融滑塌对该地区的土壤细菌群落具有重要影响。
本文将就热融滑塌对青藏高原中部多年冻土区土壤细菌群落的影响展开讨论。
热融滑塌导致土壤松动和表层土壤翻转混合，土壤中原有的细菌群落会发生剧烈的变化。
首先，热融滑塌会破坏土壤的结构，打乱细菌的生活环境，从而引起细菌的死亡和减少。
研究表明，热融滑塌会导致土壤细菌数量和多样性的减少，特别是优势菌群的减少。
这可能是由于热融滑塌引起的土壤松散和土壤表层混合，使得原有的细菌栖息地受到破坏，并且导致了土壤中养分的流失。
此外，热融滑塌还会导致土壤温度升高和干湿变化不稳定，这些环境变化都会对土壤细菌群落的生存和生长产生负面影响。
然而，热融滑塌也可能对土壤细菌群落产生一些积极的影响。
研究表明，热融滑塌可以促进土壤中一些特定细菌的活动和繁殖。
这是因为热融滑塌所产生的松动土壤和混合土层可以提供更丰富的养分和水分，从而为一些菌株提供良好的生长环境。
此外，热融滑塌还会导致土壤表层温度升高，从而提高土壤中细菌的新陈代谢速率和生物活性。
这些积极的影响可能会对土壤细菌群落的恢复和演变产生一定的推动作用。
总体而言，热融滑塌对青藏高原中部多年冻土区土壤细菌群落的影响是复杂的。
一方面，热融滑塌破坏了土壤结构，降低了土壤中细菌的数量和多样性。
另一方面，热融滑塌可能为一些细菌提供了更适宜的生长环境，促进其活动和繁殖。
在未来的研究中，我们需要更深入地探究热融滑塌对土壤细菌群落功能和代谢的影响，以及对土壤生态系统的长期影响。
此外，我们还需要设计合理的土壤管理和保护措施，以减轻热融滑塌对土壤细菌群落的负面影响，并促进土壤生态系统的恢复和健康发展。
青藏高原多年冻土对工程建设的负面效应
青藏高原多年冻土对工程建设的负面效应胡建戌,曹鹏杰,张 生(四川大学建筑与环境学院,四川成都610207) 【摘 要】 在青藏高原修建工程,遇到第一技术难题就是冻土。
分析青藏高原多年冻土的类型、工程性质以及冻土近期变化,阐述其对工程建设的负面效应,提出一个基于地理信息系统,地质勘察和设计原则的建设方案。
【关键词】 多年冻土; 工程建设; 负面效应 【中图分类号】 T U47118 【文献标识码】 A 在青藏高原修建工程,首先会遇到冻土,无论是青藏铁路还是青藏公路皆是如此。
青藏高原地势高亢,平均海拔在4000m以上,气候干寒,平均气温在-2℃～-7℃之间,其片状分布的多年冻土面积达1470000k m2,约占高原总面积的5618%。
如果对冻土问题处理不当,便会带来严重的损失。
1 青藏高原冻土特性111 冻土类型及分布规律当地基土的温度处于负温时,其中含有冰的土类和岩石称为冻土。
通常按土处于冻结状态的持续时间来划分季节性冻土和多年冻土;多年冻土按其发育条件可分为高纬度多年冻土和高海拔多年冻土(高山多年冻土)。
表1 多年冻土工程地质综合分类[1]冻土类型T cp-ⅠT cp-ⅡT cp-ⅢT CP-Ⅳ含土冰层ⅠⅠⅡⅢ饱冰冻土ⅠⅡⅢⅣ富冰冻土ⅡⅢⅣⅣ少冰,多冰冻土ⅤⅤⅤⅤ注:多年冻土的评价深度为地面起2倍天然上限范围内有累计大于0115m厚的含冰层或014m厚的饱冰冻土或016m厚的富冰冻土。
季节性冻土由于受高寒气侯的影响,大约每年9月份开始冻结,至次年4～7月开始解冻,且冻结深度各地区不一样,并且随年平均气温呈北低南高,西低东高的变化,其最大冻结深度遵守由深变浅的变化规律。
多年冻土是负温条件下一种很特殊的土,是青藏高原自然地质历史的产物。
在气候波动,多种地质、地理因素共同作用下发生、发展并演变。
周期性的气候波动是其演变的动力,而其他地质、地理因素和条件在不同地理区域的组合,则决定其发生、发展的地域差别及其冻土演变程度的空间分布规律。
冻土地区公路设计要点研究
建材发展导向2018年第17期66冻土地区公路的建设难度要远远大于普通公路，因此从设计阶段开始，就需要充分考虑冻土环境对于公路建设活动可能造成的影响，采取合理的设计方法对其进行设计，确保公路结构在冻土地区的受力性能良好，在正常使用过程中不会遭到冻融破坏。
因此明确冻土地区公路设计的原则，采用合理的设计方法对其进行设计就显得至关重要，只有保证冻土地区公路设计方案的科学合理，才能够有效地在冻土地区进行公路工程的建设，因此对于冻土地区公路设计要点进行研究有着非常重要的意义。
1 多年冻土对公路的影响1.1 对路基结构的影响冻土对于路基结构会造成非常重要的影响，明确冻土对路基结构所造成的影响对于冻土地区公路路基的设计有着非常重要的指导意义。
多年冻土可能造成路基沉陷、路基裂缝等路基病害，因为在冻土地区的公路投入使用之后，由于受到长时间的碾压作用，再加之环境条件的变化，可能导致路基出现热融沉降。
同时，在进行路基施工的过程中，冻土地表的温度往往会产生较为明显的变化，进而导致冻土路基出现不均匀融化的情况，最终使得路基出现裂缝，对于路基的质量造成非常严重的影响。
同时，除了路基沉陷以及路基裂缝之外，冻土地区路基在建设过程中还十分容易出现翻浆或者是冻胀的情况，这些情况的出现对于冻土地区的公路建设都会造成非常重要的影响。
1.2 对路面结构的影响在多年冻土地区，公路路面结构也非常容易受到影响，最为显著的一个影响就是导致路面出现不均匀开裂的情况，在冻胀作用下，路面可能会出现不均匀的隆起，进而导致路面出现开裂的情况，对于行车安全造成严重的影响。
而冻土地区路面裂缝又可以分为收缩裂缝、疲劳裂缝和反射裂缝等，冻土对路面结构的影响不仅仅是由环境因素所决定的，同时还受到路面材料本身以及施工活动的影响。
2 冻土地区公路设计要点2.1 工程概况本工程为G6格尔木至拉萨段公路改建工程，本段为西大滩至安多段，项目起点位于青海省格尔木市西大滩，经过不冻泉、五道梁、风火山等地抵达西藏自治区那曲地区安多县，该项目同既有G109国道公路走向总体平行，由北向南连接多条干线公路。
青藏铁路的环境问题
青藏铁路的环境问题摘要：横亘在亚洲大陆中部的青藏高原总而积250万平方公里，占中国国土面积的1／4。
高原自然环境特殊，生态系统脆弱，人口承载力有限。
大量事实己经证明，青藏高原生态环境恶化几乎是不可逆转的，因此，为使青藏铁路的建设对高原生态环境的影响减少到最低程度，在铁路建设中必须充分考虑生态环境的恢复可能性，更好的在发展经济的同时保护这片难得的生境。
关键词：青藏铁路；自然环境；动植物；冻土环境；影响；保护。
一、引言青藏铁路，是实施西部大开发战略的标志性工程，是中国新世纪四大工程之一。
该路东起青海西宁，西至拉萨，全长1956公里。
其中，西宁至格尔木段814公里已于1979年铺通，1984年投入运营。
青藏铁路格尔木至拉萨段，北起青海省格尔木市，经纳赤台、五道梁、沱沱河、雁石坪，翻越唐古拉山，再经西藏自治区安多、那曲、当雄、羊八井，至拉萨，全长1142公里。
其中新建线路1110公里，于2001年6月29日正式开工。
青藏铁路是世界海拔最高、线路最长的高原铁路。
二、青藏铁路沿线自然环境保护及对策青藏高原作为地球的第三极是整个亚洲乃至世界的气候形成与变化的极重要因子。
因此毫不夸张地说青藏高原环境的变化与全人类的生存密切相关，所以保护青藏高原的生态环境尤其重要，需应得到全中国人民乃至全世界人民的关注。
（1） 青藏铁路沿线的气候特点1．大气干洁、太阳辐射强。
青藏高原海拔高，空气稀薄干洁，太阳辐射通过的大气路程较短，所以太阳辐射被削弱的少，太阳总辐射量高居全国之冠，年总量在5000—8000MJ／㎡。
较同纬度东部地区大2000—3000MJ／㎡。
年总辐射量的分布趋势自东南向西北增多，青藏铁路经过的藏北高原、柴达木盆地的年总辐射量可达7000— 8000MJ／㎡的高值。
尽管高原农耕措施和管理水平都很低，但局部可耕种地区种植冬小麦和青稞的单产因受太阳强辐射的影响创全国最高纪录。
2．气温低、日较差大。
位于藏北高原和青南高原的可可西里年平均气温在～4℃以下，为青藏高原温度最低的地区，也是北半球同纬度气温最低的地区。
青藏铁路的节能环保作用分析
藏高原是世界上最年轻、海拔最高、对生态环境影响作用最大的高原，素有“世界屋脊”、“地球第三极”之称，是我国和南亚地区的“江河源”、“生态源”。
生态系统独特，珍稀特有物种丰富，自然景观多种多样，高寒湿地广为分布，是世界上仅有的独特生态环境系统和世界山地生物物种一个重要的起源和分化中心。
保护生态环境是我国的一项基本国策，是铁路人的神圣职责，在青藏铁路建设和运营中保护好沿线生态环境、最大限度减少对生态环境的影响是落实科学发展观的必然要求。
青藏铁路作为绿色铁路，在促进西藏社会经济更好发展的前提下，起到了节能环保的作用。
1 青藏铁路生态环境保护措施及效果土木工程建设必然给青藏高原的生态环境带来影响，“确保多年冻土环境得到有效保护，江河源水质不受污染，野生动物迁徙不受影响，铁路两侧自然景观不受破坏，努力建设具有高原特色生态环保型铁路”成为铁路建设的环保总体目标，铁路人攻克种种难题，创建了一系列植被保护、野生动物自由迁徙保护、遏制沿线水土流失、防止江河湖泊污染、保护沿线自然景观的环保技术。
在开通运营后，铁路人严格落实环保法规、明确高原环保重点、采取有效环保措施、强化各项环保管理等。
根据《青藏铁路格尔木至拉萨段工程环境影响后评价报告》，青藏铁路生态环境保护取得显著效果。
1.1 高原植被景观保护青藏铁路格拉段工程沿线共穿越温性荒漠、高寒草原、高寒草甸和温性草原4个地带性植被带，在垂直带谱上还经过高山冰缘植被带，生态环境原始、独特，生态系统脆弱敏感。
特别是青藏铁路沿线植被群落稀疏，覆盖度低，组成及结构简单，自我调节能力差，系统稳定性低，因而需要采取有效的保护措施。
为达到这一目标，建设单位对开挖地段进行表土保存和草皮移植，针对不同区域进行植被恢复设计，进行大量植被恢复物种筛选试验和相关技术研究，通过合理的施工工艺辅助加快植被恢复过程，保持高寒植被赖以生长发育的地标土壤，维持植被恢复种源，防止出现高原草地退化、水土流失和生态景观破碎化等生态环境问题。
青藏铁路工程与多年冻土相互作用及其环境效应.pptx
问题的提出（续）
本文利用北麓河2002年五月架设的一 套新型自动气象站六月份观测资料，在 给出该地区的能量平衡和地表加热场特 征后，试图确定对模式陆面过程参数化 产生重要影响的地表动力学粗糙度、地 表反照率和动量（热量）总体输送系数
计算方法
Brief introduction to the aerodynamic method
u*0
kZ
u Z
According to MБайду номын сангаасO similarity theory, we can get:
u Z
u* kZ
M
;
Z
* kZ
H
;
q Z
q* kZ
W
计算方法
So the sensible heat flux, latent heat flux and momentum flux describe as:
中国科学院知识创新工程重大项目
青藏铁路工程与多年冻土相互作用及其环境效应
钱泽雨 胡泽勇 杜 萍 张艳武
主要内容
问题的提出 计算方法 数据分析 得出的结论 存在的问题
地表能量平衡 地表加热场 地表动力学粗糙度 地表反照率 总体输送系数
问题的提出
青藏铁路建设中最大的问题是如何保持路基的 稳定性，建成后的青藏铁路对其下伏冻土的影 响不仅要考虑路基的动力学效应，其热力学效 应也同样十分重要。一千多公里青藏铁路沿线 的地形和小气候各不相同，对其地气间的相互 作用将主要通过模式的方法进行诊断，然而由 于地形与气候条件的不同，模式中众多的初始 场参数必然不同，因此这些参数的确定将对模 式的模拟精度产生重要的影响
地表热源强度（Heat Flux)
青藏高原多年冻土研究
青藏高原多年冻土研究青藏高原是全球最大的高原之一，也是全球冻土覆盖面积最大的地区之一。
长期以来，青藏高原多年冻土研究一直是国内外科研界的研究重心之一。
在多年冻土研究方面，青藏高原的重要性不亚于北极和南极。
青藏高原的多年冻土主要分布在海拔4000米以上的高原地区，冻土深度一般在1-5米之间。
多年冻土是指土壤温度在冰点以下，连续两年或两年以上不化，并呈现出相应的岩石层性和地貌景观。
多年冻土的形成过程受到气候、地质和水文等多个因素的影响，具有很高的复杂性。
青藏高原的多年冻土研究内容涉及多个学科领域，如地理学、地球物理学、化学、环境科学和生态学等。
在研究内容方面，主要包括多年冻土的存在形式、深度和分布规律，多年冻土的水热过程和能量平衡，以及多年冻土与生态环境相互作用等方面。
其中，多年冻土的存在形式、深度和分布规律是青藏高原多年冻土研究的核心内容之一。
多年冻土存在形式主要包括干燥性多年冻土、湿性多年冻土和多年冻土岩层等。
干燥性多年冻土多分布在高原内部干旱区域，而湿性多年冻土则多分布在山地湿润区域。
多年冻土岩层则是指多年冻土与岩石之间的界面。
多年冻土的深度和分布规律则与气候和地球物理因素密切相关。
在气候变化的影响下，多年冻土的深度和分布规律也会有相应变化。
另外，地球物理因素如重力、地磁场和地表形态等也会影响多年冻土的形成和分布。
多年冻土的水热过程和能量平衡是青藏高原多年冻土研究的另一个重要方面。
多年冻土的水分和热量状况对土地利用和生态环境具有重要影响。
例如，在多年冻土地区开展农业和人类活动，会对多年冻土的水热过程和能量平衡产生不利影响，加速多年冻土的融化和流失。
多年冻土与生态环境之间的相互作用是青藏高原多年冻土研究的另一个热点。
多年冻土对植被覆盖和土壤肥力等生态环境具有重要影响。
与此同时，生态环境的变化也会影响多年冻土的状况，例如气候变化和生物活动等。
综上所述，青藏高原多年冻土研究是一门涉及多个学科领域的复杂研究。
青藏多年冻土地区公路路基病害分析与防治
道路桥梁 Roads and Bridges26青藏多年冻土地区公路路基病害分析与防治边巴次仁（西藏交通建设投资有限公司，西藏拉萨850006）中图分类号：U45 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2019）02-0026-01摘要：被称为“世界屋脊”的青藏高原，是中国最大，世界海拔最高的高原。
由于其海拔过高，气候特殊，使高原冻土广泛存在。
高原冻土是目前难以攻克的一项技术性的难题，然而青藏铁路要穿越的就是大部分都是这样的土质。
重要的是，其中高寒冰量冻土占了将近一半。
随着经济的快速发展，交通的重要性也日益显现。
特殊的气候造就的这一切，青藏多年冻土地区公路路基病害分析和防治该如何进行，文章就此分析和阐述个人观点。
关键词：公路路基；病害青藏高原虽然自身海拔高，但是它的纬度较低，地势险要。
经过几代人的努力，青藏公路终于在大家不懈的努力下建成。
青藏公路在万众瞩目下诞生，那么它在如此恶劣的情况下如何“永葆青春”呢?这需要对公路路基进行养护,我们就此对路基病害进行分析和防治了。
当我们对公路路基病害分析时，也需要将全球变暖考虑在内，能够预测未来一段时间的情况，来保证其长久性。
1 冻土带来的困扰冻土是一种由冰为主要构成，其中也夹杂着各种岩石，还掺杂着各种土壤。
多种材料造成了环境的复杂程度。
对于冻土为公路路基主要带来的问题是，容易冻胀和消融，而且这种情况常常是反复现象。
因为冻土在冻实时是非常顽固的，相当于坚硬的石头，很难进行改造。
但是当温度升高时，又出现消融的状况，变得松软，又失去了它的承载能力，使其变得不堪一击。
那么对路基进行防治就是要解决冻土的问题了。
进一步，我们发现冻土区路基的能否稳定是解决问题的关键，在经、过很多实践后发现，这与地表温度密不可分。
我想这就是我们解决问题的钥匙了。
2 采取相关措施2.1增加通风我们可以在路基底部填充一部分通风管，并添加控制温度的开关。
根据温度的监测，来调节通风的大小。
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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(11北京大学中国持续发展研究中心 北京市 100871;21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3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:3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 HIGHWAY Jun12005 No16 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。211 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。212 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。213 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311 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411～115℃(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]。
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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(kgm2)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
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