三江源区公路建设与生态环境保护研究-报告简本

三江源区公路建设与生态环境保护研究
成果简介
1 项目研究的目的意义
三江源自然保护区位于有“中华水塔”之称的青海省境内，因长江、黄河、澜沧江三江发源地而得名，总面积31.8万平方公里。

三江源区地处西部的中心地带，是影响西部发展的特殊地区。

注重三江源区的生态环境保护和建设，对保护青藏高原冰融区原貌，保护三江源头的生态环境，保护高原湿地和特有的生物种类具有极其重要的作用。

将会大大减缓高原生态环境恶化，控制大面积草地退化、水土流失和土地荒漠化，不仅对保护全球仅有的世界“第三极”景观以及全球气候与地质变化、变迁的典型区域起重要作用，同时，对江河中下游地区的社会、经济可持续发展和人民生产、生活安全提供可靠的保障，对相关地区的经济可持续发展将产生深远影响；三江源生态环境保护是西部大开发中生态环境建设的一大战略任务，不仅将为西部地区的资源开发和经济发展创造良好的自然环境，也将为我国的经济发展及东南亚地区各国人民的生存质量的提高提供可靠保证。

三江源区独特的自然环境形成了别具一格的高原自然生态系统，是大自然留给人类的一笔宝贵自然遗产，三江源区自然条件严酷，生态环境脆弱，不合理的人为活动和工程建设都将导致环境的严重恶化，对三江源生态环境造成连锁型的深远影响，因此，生态环境保护是三江源区一切工程等人为活动以及公路建设中的一项极为重要的研究课题。

随着西部大开发战略的实施，三江源区需要建设大量的公路，三江源区自然生态条件恶劣，自然环境一旦遭到破坏，极难恢复。

公路作为
一种线型构造物，长达数十公里乃至数百公里，需修建桥梁、涵洞、填筑路基、开挖路堑、取砂等，难免会对自然环境造成破坏，使局部地形受到人为活动的改变，这样将会形成许许多多的区域小气候，从而改变动、植物的生存条件，这将直接导致该地区生态环境的严重恶化，势必对三江源区生态环境造成连锁型反应。

因此，如何做好三江源区公路建设中的生态环境保护问题引起了交通部科技部门的重视。

为此，交通部下达了西部交通建设科技项目《三江源区公路建设与生态环境保护研究》，旨在研究西部大开发中公路建设对三江源区自然生态系统的影响以及两者之间的相互关系，为西部经济建设的可持续发展提供科学依据。

通过本课题的研究，将对三江源区生态环境保护起到积极的作用，在公路的建设和运营过程中采取切实可行的环境保护措施，降低对环境的破坏程度，达到加强边坡稳定性、防止水土流失、净化空气、调节微气候、改善周围环境，保持高寒生态系统相对稳定的目的，为经济建设和生态环境保护的同步进行，提供第一手的基础科学资料。

实现公路建设的可持续发展，具有较好的社会效益和环境效益。

2研究目标和技术路线
本研究是针对三江源区这一特殊高原生态区域公路建设中生态环境保护措施的一项应用技术研究，其目的是对公路建设过程中的不同阶段，依据国家和地方有关的标准、法规，对三江源区公路建设提出相应的生态环境保护对策，通过这些技术措施的实施，可有效防止公路建设对生态环境的破坏，规范三江源区公路的建设和运行管理，促进生态环境的保护工作，实现公路建设的可持续发展。

本研究的主要研究内容包括：
（1）三江源区生态环境状况分析研究；
（2）三江源区公路交通发展研究；
（3）公路建设对源区生态环境影响研究；
（4）计划和设计阶段生态环境保护对策研究；
（5）施工和营运阶段生态环境保护对策研究；
（6）三江源区植被恢复技术研究。

为完成上述目标，我们进行了一系列国内外调研和现场试验工程研究，现详述如下：
2.1课题调研、现场踏勘
为了更好地完成《三江源区公路建设与生态环境保护研究》课题，青海省公路科研勘测设计院与交通部水运科研所课题组成员在2002年、2003年对三江源区进行了实地考察，对该地区的公路沿线植被生长情况以及在公路施工过程中被破坏后的植被自身恢复情况及人为恢复情况进行了细致的调查。

并调查了地处三江源区的大小草原站、地方交通局、自然保护区，向有关人员询问、收集了相关资料，分析调研了在三江源区最适宜何种植物的生长，并了解其各自的生长特性，做到了“有的放矢”。

2.2三江源区生态环境状况分析研究
（1）植物多样性调查研究
（2）动物多样性调查研究
（3）土壤多样性调查研究
（4）水质情况调查研究
（5）空气情况调查研究
（6）农作物情况调查研究
（7）社会经济情况调查研究
（8）地质情况调查研究
2.3三江源区公路交通发展研究
（1）公路交通现状调查分析
（2）新建公路项目情况调查
2.4公路对源区生态环境影响研究
公路建设对周围地区生态环境影响主要分为三个方面：计划和设计阶段、施工阶段、营运阶段。

2.5计划和设计阶段生态环境保护对策研究
（1）生态环境保护对策研究的内容
（2）生态环境保护调查内容
（3）总体设计环境保护对策
（4）平面设计环境保护对策
（5）生态环境保护对策
2.6施工和营运阶段生态环境保护对策研究
施工阶段：
（1）植物保护：不乱砍乱伐、按照设计要求进行植被恢复
（2）减少水土流失：林地、草地、耕地等
（3）文物古迹保护
（4）事故风险防范
（5）环境监测计划
营运阶段：
（1）完善植被恢复
（2）加强养护管理工作
（3）加强车辆及人员管理
（4）日常环境监测
2.7三江源区植被恢复技术研究
（1）三江源区土壤调查
（2）土壤类型、构成、墒情、酸碱度
（3）植被生存气候条件
（4）适宜植被种类的选取
（5）植被恢复
依据调研结果，并根据公路建设中对植被破坏方式的不同以及不同区段植被恢复技术的差异，试验区初步拟定在（高寒草甸区、高寒草原区）、四种类型（公路路基边坡及散水区、筑路取土坑、废弃旧路面、路基边坡草皮移植）上进行。

3 依托工程
依据青海省天然草地植被在高寒生态环境中的不同生长情况及植被恢复工作的特殊性，结合牧草种植方面的实践经验和牧草的生物学特性，对公路建设中被破坏的草地，进行土层恢复、播种、施肥、浇灌、封育等技术措施，筛选出适合三江源区公路建设植被恢复的技术的优良草种的最优组合，分析探索植被恢复的最佳技术方案、经济成本和生态效益。

3.1技术方案
（1）选点原则
①由于公路路域环境的特殊性，如边坡陡峭、基质多砂砾、土质变化多样、气候跨度大、要求后期管理水平低以及三江源区严酷的自然条件对草种选择性强的特点，公路植被恢复主要考虑公路周边的原生植
被和潜在演替植被的关系，以人工方法建植先锋植被，并尽可能使其与原生植被保持协调一致，产生较好的生态效益，达到低养护水平下长期利用的目的。

②所选试验区和植被恢复类型要具有较广泛的代表性，便于推广应用。

本项目选择的国道214线，贯穿青海省南北，尤其是地处青海省西南部的玉树、果洛两州是三江源的核心地区，研究成果不但可以直接在全青海省推广，而且可以应用到青藏公路和青藏铁路沿线的生态环境保护上。

（2）目标定位
①针对试验区自然环境和草地植被的差异性，进行不同的农艺技术措施和草品种组合的应用研究；
②原生草皮移植培育，减少天然植被破坏的应用研究；
③研究成果有良好的生态保护效果，可在三江源及类似地区推广应用。

（3）试验研究内容
以公路路基边坡、大型取土坑、废弃旧路面为主要试验对象，根据高寒地区自然环境的严酷性和公路建设植被恢复的特殊性，结合栽培牧草的生物学特征和多年积累的牧草种植实践经验，应用恢复生草土层、补种、施肥、围栏保护等技术进行植被建植，研究探索植被恢复的实用农艺措施。

3.2试验地点及概况
本项目选择改建的国道214线青海段为试验区，试验地点分布在玉树州玉树县的巴塘滩（国道214线K861+000处）和果洛州玛多县花石峡镇的醉马滩（国道214线K376+000处）。

（1）地理位置及地貌
巴塘滩位于玉树县中部，地处东经96°40′～97°03′、北纬32°45′～32°58′；属山原地带的低山宽谷地貌，地势平缓，海拔3900～4000m。

醉马滩位于玛多县东北部，地处东经98°50′～99°16′、北纬35°10′～35°21′，属低山滩地地貌，山体浑圆低矮、滩地开阔平缓、相对高差小，海拔4200～4300m。

（2）气候
根据玉树县和玛多县花石峡镇的气象资料，两地同属典型的高原大陆性气候，其共同特征为：高寒干旱、气温低、年较差和日较差大，暖季短促、冷季漫长，降雨集中、雨热同季，光照丰富、辐射强烈、蒸发量高，但在温度、降雨等方面又有较明显的差异。

主要表现为，巴塘滩相对较暖且湿润，醉马滩则更趋干旱而寒冷。

（3）土壤
巴塘滩地区的土壤为高山草甸土，表层棕褐色、轻壤，植物根系盘结致密，形成15～20cm的生草土层，坚韧而有弹性、富含腐殖质，但因分解不良，土壤有效养分并不太高。

醉马滩地区土壤为高山草原土，常镶嵌盐土，表层棕色、轻壤，生草作用微弱，有机质贫乏，尤其缺乏有效养分。

（4）植被
巴塘滩属高寒草甸类草地，平均每平方米草种数30种左右，最少仅有5种，最多的56种；平均盖度81%，最高可达95%以上。

醉马滩地区属高寒干草原类草地，该类草地植被稀疏，植物种类单一，盖度较小，一般在30～50%。

冷季景观一片枯黄，地表完全裸露。

3.3项目实施年限及进度
2002年4月中旬，由青海省公路科研勘测设计院和青海省草原总站
组织专业技术人员对国道214线青海段进行前期踏勘选点工作，在此基础上编撰了“三江源区公路建设植被恢复实施方案”，5月28日通过青海省交通厅论证，6月初由青海省草原总站组织实施，7月底结束，共完成试验面积12200m2（其中，大型取土坑6000m2、废旧路面800m2、草皮移植400m2、边坡植草5000m2）。

当年8月开始进行管护、观测以及数据整理。

本试验工程根据公路建设中对植被破坏方式的不同和不同区段植被恢复技术的差异性，采用四因子互为对照设计的试验方法，选取两个不同的地区（高寒草甸区、高寒草原区），四种不同类型（公路路基边坡、取土坑、废弃旧路面、路基边坡原生草皮移植培育）上进行试验。

试验情况如图3-1所示。

（1）恢复当年的及时移植草皮（2）恢复当年的滞时移植草皮
（3）大型料坑原貌（4）废弃旧路面原貌
（5）大型料坑当年植被景观（6）大型料坑当年植被近景
（7）第二年移植草皮生长状况（8）废旧路面植草第二年生长状况
（9）覆土20cm区第二年生长状况（10）方格网区第二年生长状况
图3-1 植被恢复试验工程
4 研究结论
4.1 三江源区生态环境状况
尽管三江源区是异常美丽而奇特的，但由于全球气候变化和人为破坏，生态环境现状不容乐观。

突出体现在以下几个方面。

（1）草地生态系统结构不合理、经营管理水平落后
（2）超载过牧，草地退化
（3）鼠虫危害严重，生态环境恶化
（4）水土流失严重，生态平衡失调
（5）人类活动加剧了草地退化
（6）物种减少，生物多样性丢失
为了从根本上扭转生态环境恶化的趋势，保护“中华水塔”，中央和青海省地方政府以及有关部门做了大量工作，开展了一批生态工程。

目前，三江源区已建、在建或规划建设的主要国家级生态工程有：（1）长江、黄河中上游天然林资源保护工程
（2）退耕还林还草工程
（3）长江中上游防护林工程
（4）“三北”防护林体系建设工程
（5）治沙工程
（6）保护母亲河绿化工程
（7）野生动植物保护与自然保护区建设工程
（8）休牧育草工程
三江源区是世界上江河最多的保护区、是世界上海拔最高面积最大的高山草甸及湿润地区，是世界上高海拔地区生物多样性最集中的地区，同时也是我国生态系统最脆弱和最原始的地区之一。

近年来，在党和政府的关注和支持下，随着各项生态保护工程的实施，三江源区生态环境的恶化趋势得到了一定的遏制，取得了明显的成效，但生态保护工
作依然任重而道远。

4.2 三江源区公路建设发展研究
（1）通过研究分析，三江源区公路基础设施技术水平起点低，公路基础设施技术水平起点低，公路通行能力差，通达深度不足；公路病害多，抗御灾害能力弱；公路网密度低，公路交通发展极不平衡；公路建设投入长期不足，缺少自我积累、自我发展的能力，难以多方式吸引外部资金，公路增长建设缓慢；公路养护资金短缺，难以保障区内公路四季畅通；公路网密度低，公路交通发展极不平衡。

（2）三江源区公路建设发展的主导思想要以服从于青海省公路网总体规划为前提，以三江源区社会经济发展战略及环境保护总体规划为依据，以系统工程方法及综合运输规划方法为理论指导，以充分发挥公路网综合运输效益为目标，立足于三江源区的社会经济、生态环境特色和交通运输特点，将公路运输系统作为一个与社会、经济、生态环境密切相连的有机整体，对其进行全面、综合、系统的研究规划。

加快三江源区国道、省道及重要经济干线，国防公路及重要县乡公路的改造和建设；提高干线公路的技术等级和县乡公路的通达深度，提高公路油路面铺装率和抵御自然灾害的能力。

为发展三江源经济，提高人民生活水平，促进地区稳定和民族团结及维护国家安全提供有力的交通保障。

（3）课题通过国土系数法、时间序列法和弹性系数法对三江源区近、远期公路建设规模做了预测，预计三江源区2010年公路建设总里程达到15000km，其中一级达到1279km，二级公路达到1354km，三级公路达到2443km，四级公路达到5685km，等外公路达到4839km；2020年达到22000km，其中高速公路达到500km、一级达到1200km，二级公路达到4000km，三级公路达到7000km，四级公路达到5300km，等外公路达到4000km。

并通过分析，三江源区近期公路建设侧重于干线、次干线
以及农牧区公路等级及服务水平，增加公路网密度，远期建设侧重于高等级公路的建设，同时兼顾保护区公路网的深化。

4.3 公路建设对地区生态环境的影响
通过分析得出，三江源区公路建设对生态环境的影响是综合性和长期性的，特别是由于三江源区生态环境的脆弱性，部分环境破坏和不利影响将难以恢复。

公路建设对三江源区生态环境的影响主要表现在公路施工及营运阶段的影响和公路工程对自然保护区的影响几个方面。

（1）公路建设时期对生态环境的影响，主要在路基工程、取弃土场、砂石料场、施工便道、桥涵工程、隧道工程的实施，通过对地表植被和土壤结构的破坏，导致植被覆盖度降低，植被种类减少及土层结构破坏，使生态系统结构和功能下降，局部生态环境恶化，伴随水土流失和风沙活动加强。

（2）公路营运阶段由于机械和人类产生的三废和噪声也会对源区生态环境造成诸多不利影响。

（3）公路建设时期及已建成公路工程对沿线自然保护区产生分割、侵占，损害野生动物的繁衍生息，切割、惊扰野生动物的迁徙路线。

4.4 公路建设生态环境保护对策
课题针对计划、设计、施工、营运等公路建设过程的不同阶段，依据国家和地方有关的标准、法规，参考国内外公路生态环境保护的技术文献、发展趋势以及工程实践经验等等，对三江源区公路建设提出了相应的生态环境保护对策措施，通过这些对策措施的实施，可消除或减缓公路建设对生态环境造成的破坏或不利影响。

加强对设计、施工、监理等人员的环保意识教育，最大限度的消除因人为环保意识不强而对生态环境造成的不利影响。

在公路工程项目的设计和计划阶段必须做好生态环境的研究和设
计工作，结合工程建设条件、交通需求及地区经济发展对环境的影响，点线结合，以保护生态环境为目标，提出相应的对策，主要包括以下几方面：
（1）总体设计环境保护对策
（2）平面设计环境保护对策
（3）生态环境保护对策
在工程建设期间，结合工程建设条件、交通需求及地区经济发展对环境的影响，以保护生态环境为目标，确定环境保护施工原则，主要包括以下几方面：
（1）路基工程生态保护对策
（2）取土场采取生态保护与恢复对策
（3）自采材料料场开采采取生态保护与恢复对策
（4）施工便道采取生态保护与恢复对策
（5）桥涵工程采取生态保护与恢复对策
（6）隧道工程采取生态保护与恢复对策
（7）生活营地和施工场地采取生态保护与恢复对策
（8）公路工程水土保持措施
（9）减缓公路工程建设对冻土环境的影响对策
（10）临时场地生态保护与恢复对策
（11）缓解公路工程建设对典型荒漠生态环境的影响对策
（12）缓解公路工程建设对高寒草原生态环境的影响对策
（13）缓解公路工程建设对高寒草甸生态环境影响的对策
（14）缓解公路工程建设对河谷灌丛生态环境影响的对策
（15）保护公路沿线自然景观的对策
（16）湿地的保护
（17）公路建设中野生动物保护对策
依据公路建设对生态环境保护对策，课题组编制了《三江源区公路建设生态环境保护技术指南》，为三江源区未来公路的设计、施工提供参考。

4.5 公路建设植被恢复技术研究
本项目选择在扩建的国道214线青海段为试验区，试验地点分布在玉树州玉树县的巴塘滩和果洛州玛多县花石峡镇的醉马滩。

项目共完成试验面积12200m2，取得了原生植被草皮移植、大型取土坑和废弃旧路面植被恢复、路基边坡植被建植、无纺布覆盖试验、高分子吸水剂试验、越冬率测定等试验数据。

研究认为，针对不同地段的实际情况，采用适合的技术方法，对促进植被恢复，保护当地生态环境有良好的效果，项目组据此编制了《公路路基护坡草坪建植技术规程》、《公路建设水土保持草坪建植技术规程》、《原生草皮移植培育技术规程》等技术性文件，为后期三江源区公路建设中的生态环境保护措施的实施提供了参考依据。

4.6 三江源区公路建设生态环境保护技术指南
依据公路建设对生态环境保护对策，本技术指南从公路建设的计划、设计、施工、竣工验收、营运管理、植被恢复技术以及环境监理和监测等方面。

分阶段为三江源区公路建设中的生态环境保护提供了技术支持，供建设、环保、动植物保护、水土保持等有关部门及单位参考。

可有效防止三江源区公路建设对生态环境的破坏，规范三江源区公路的建设和运行管理，促进生态环境的保护工作，实现公路建设的可持续发展。

4.7 三江源区公路建设与生态环境保护信息系统研究
三江源区公路建设与生态环境保护信息系统软件（SRE）是以电子地图为技术平台，在提供行政区划、河流、湖泊、居民点等基础地理信
息的基础上，还提供三江源区的动物生态地理区划、农业区划、草场分布、森林分布、核心保护区位置、核心保护区资源、核心保护区物种、公路现状、公路规划等十多类专业信息数据，同时对新建道路对保护区不同资源的影响程度进行量化计算，为公路选线、规划提供帮助。

SRE运用GIS技术，各类数据分层存储，图形操作界面，使用方便。

可根据具体需求采用不同方式进行查询、显示和结果打印。

软件为开放式结构，各类数据可方便地进行修改、更新、扩充。

易于维护和使用。

它运用GIS技术将三江源区公路建设与生态环境保护研究的主要内容与电子地图相结合，直观地提供三江源保护区的生态环境状况和公路的资源信息，为三江源保护区保护对策的制定、实施以及公路的规划、管理提供技术支持。

5 项目创新点
●对公路建设中影响三江源区生态环境因素进行分析研究，提出
三江源区公路建设中的环境保护对策。

●对三江源区公路建设中植被恢复技术进行了全面而系统的试
验研究分析，编制了《公路路基护坡草坪建植技术规程》、《公路建设水土保持草坪建植技术规程》、《原生草皮移植培育技术规程》等技术性文件。

●开发了三江源区公路建设与生态环境保护信息系统软件。

●制定了《三江源区公路建设生态环境保护技术指南》。

6 成果应用情况和效益分析
随着未来三江源区社会经济的发展，人类活动的加剧，对公路交通的需求将会进一步增大，由此造成的区域生态环境破坏也愈来愈严重。

因此，无论现在或是将来都需要行之有效的保护对策和技术措施，来规
范三江源区公路的建设和运行管理，促进生态环境的保护工作，实现公路建设的可持续发展。

本研究课题，建立了植被恢复集成体系，提出《三江源区公路建设生态环境保护技术指南》和《公路路基护坡草坪建植技术规程》、《公路建设水土保持草坪建植技术规程》、《原生草皮移植培育技术规程》等技术性文件。

对治理公路建设中被破坏的植被，增加其覆盖度，提高植物生物量，对增加草地载畜量，推动畜牧业生产以及减少水土流失，防风固沙、美化环境，保护草地生态环境有着十分重要的生态效益和长远历史意义；同时对高寒地区公路的养护、延长其使用寿命、降低成本等产生极大的社会和经济效益。

推广本成果后，将全面推动青海省公路建设中植被恢复工作，加强生态环境保护和建设进程，具有十分重要的推广应用价值。

7 推广应用前景
本项目研究紧密结合工程实际，研究成果具有重要的推广应用价值，植被恢复技术已运用于实际工程中，并取得了良好的社会、经济、生态效益。

本研究成果也可在其它类似地区推广应用。