第二章 道路交通生态环境影响与保护
第一节 生态环境概述
1 生态环境的基本概念 1.1 生物与环境 大气的生态作用
大气的生态作用主要指氧、二 氧化碳和风对生物的作用。 建设期产生扬尘、沥青烟等污 染气体；汽车等设备尾气对生 物的生长发育会造成直接影 响；林区道路打开了一条风 道，使原来郁闭的生境发生变 化，可能使一些阴生植物消 失。
1.1.2 崩塌易发生地段的评价 地貌条件 引起崩塌的基本条件 坚硬岩石：坡度大于50°或60°，高差大于 50m； 松散物质：坡度大于休止角； 一般地区：坡度大于45°，高差大于25m出现 小崩塌，高差大于45m出现大崩塌； 黄土地区：坡度大于50°。 地质条件 岩性与地质构造是发生崩塌的重要条பைடு நூலகம்。 结构疏松、破碎的岩石易发生崩塌；岩层倾角 与坡向一致、倾角较大、且有临空面的情况。
3.2 公路生态环境保护 • 公路环境保护设计所称的生态环境是指 公路中心线两侧各200m范围内的自然保 护区、水源保护地、森林、草原、湿地 和野生生物及其栖息地等。 • 生物及其栖境的保护 • 公路中心线距省级以上自然保护区边缘 宜不小于100m。当公路必须进入自然保 护区时，应遵照国家有关规定执行。
• 土壤的生态作用 • 公路项目对土壤的影响 有两个方面，一是路基 占地，使得沿线的土壤 固化，完全失去了土壤 的生态功能；二是取、 弃土场和公路的边坡， 在施工过程中改变了土 壤的理化性能，使土壤 有机成分和生物成分减 少或丧失。 • 公路施工中要尽量保存 表土。
物候现象 动植物长期适用于一年中温度、水分的节律性变 化，形成的与之相适应的发育节律。
• 道路的廊道与分割效 应
• 水文影响
• 对土地利用的影响 • 生态敏感区的影响
景观影响
• 短期影响 • 扬尘可能使树木庄稼蒙尘，花不受粉，穗不结 实，农业减产。 • 碾压草原，造成草死沙扬，或车道成沟，逐渐 形成沟壑。 • 清除地表植被，由可能影响珍稀物种的生长， 亦会加剧水土流失。 • 偷猎，会使公路沿线动物受威胁。 • 改变地表排水，会使低地积水； • 高填深挖、隧道等地段，可能影响地下水脉， 造成泉流涸断，继而影响人畜饮水，或改变表 层土壤的含水量，从而是植被类型发生变化。
• 水生生态系统按水体理化性质不同可以 分为淡水生态系统和海洋生态系统。这 些系统还可以再进行分类。 • 按主体特征分，有森林、草原、荒漠、 冻原、河流、湖泊、沼泽、海洋、农村、 城市等生态系统。 • 按地域特征分，有全球最大的生态系 统——生物圈生态系统、陆地生态系统、 海洋生态系统，还有山地、平原、岛屿 等生态系统。
环境受生物的影响 • 湖泊干涸 • 楼兰古城消失
1.2 生物种群和群落 生物种群：在特定的时间和一定的空间中生活和繁殖 的同种个体所组成的群体。是物种存在于自然界的基 本单元。
生物群落：在一定的时间内，居住在一定区域或 生境内所有生物种群相互联系、相互影响的结构 单元。
• 墨西哥湾的冷泉生物群落 • 红珊瑚礁生物群落
气相循环 气相循环的贮存库主要是大气圈和水圈。氧、碳、 水等都属于气相循环类型。
• 生物圈中水、氧气和二氧化碳的循环
沉积循环 沉积循环的贮存库主要是岩石圈和土壤圈。磷、 钙、钠、钾等都属于沉积循环类型。
• 生物圈的磷循环
• 1.3.3.3 信息传递 • 生态系统的信息传递在沟通生物群落与其生存 环境之间、生物群落内各种生物种群之间的关 系方面起着重要作用。 • 生态系统的信息主要有营养信息、化学信息、 物理信息和行为信息。 • 营养信息 • 在某种意义上，生态系统中的食物链和食物网 可以代表一种信息传递。 • 化学信息 • 在生态系统中，有些生物代谢产物，如维生素、 生长素、性激素等均属于传递信息的化学物质。
• 1.3.3 生态系统的功能 • 1.3.3.1 能量流动 • 能量流动是生态系统的主要功能之一。没有能 量流动就没有生命，没有生态系统。能量是生 态系统的动力，是一切生命活动的基础。 • 生态系统中的能量流动与转换，是服从于热力 学第一、第二定律的。 • 能量通过食物链而流动。食物链为不同生物之 间通过取食关系而形成的链索式单向联系。 • 生产者——植食动物——第一级肉食动物—— 第二、三、四级肉食动物。
• 3.1.2 对水生生态环境的影响 • 工程疏浚、抛泥、吹填施工对生态的影响 • 悬浮物增加对施工水域近岸水生生态环境的影 响； • 底质破坏对底栖动物的影响； • 工程建设中，港地、航道疏浚物一部分用于吹 填造陆外，其余部分都外运至抛泥区进行抛弃。 • 水下炸礁对海洋生物环境的影响 • 水下炸礁对海洋生态环境的影响； • 水下炸礁对渔业资源的影响。
• 水的生态作用 • 公路建设过程导致地 上、地下水流与数量 的变化，进而影响路 边甚至距路较远地区 的动植物。 • 隧道处于潜水层，造 成地下水严重泄漏， 山上植物将由于严重 缺水而死亡。 • 地下水位变化，可能 使地表植被类型由水 生或耐盐碱型向干旱 型变化，或使旱生植 被向水生植被变化。
• 蝗灾暴发与水呈显著负 相关
2. 环境工程中的生态学应用
• 从生态学观点全面考察人类活动对环境的影响 • 充分利用生态系统的调节能力
• 污水土地系统处理示意图
综合利用资源和能源 • 所谓闭路循环工艺，就是要求把两个以 上的流程组合成一个闭路体系，使一个 过程中产生的废料或副产品成为另一过 程的原料，从而使废弃物减少到生态系 统的自净能力限度以内。 • 这种闭路循环工艺在工业和农业中的具 体应用，就是生态工艺和生态农场。
• 光的生态作用 • 全部能量都直接或间接 地来自阳光；植物利用 阳光进行光合作用，制 造有机物，动物直接或 间接从植物中获取营 养，光是生物的昼夜周 期、季节周期的信号； 光污染对生物和人类带 来危害。 • 改变道路两侧的通风和 采光条件，扬尘阻挡光 和作用。
• 森林中植物的分层现象
• 温度变化大，草本植物 • 温度的生态作用 生长受影响 • 对植物的生长影响 • 对动物发育及成长的 影响 • 热污染 • 交通类是对温室效应 贡献最大的人类活 动，占27%。 • 约束温室气体的排放
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1.4.4 研究生态平衡几个值得注意的问题 生态平衡是动态的平衡。 生态平衡是相对的，是发展、变化着的。 生态平衡不是保持原始状态。 人类与自然的协调发展 合理开发和利用自然资源，保持生态平衡。 改造自然，兴建大的工程项目，必须考虑生态 效益。 • 大力开展综合利用，实现自然生态平衡。
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造纸工业闭路循环工艺流程 示意图
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马雅农场的废物循环途径
3 道路交通对生态环境的影响
• • • • • • • • • • • 3.1 交通建设对生态环境的影响 3.1.1 对陆生生物的影响 长期影响 （1）道路的廊道与分隔效应； （2）迫近效应； （3）诱导效应； （4）水文影响； （5）对土地利用的影响； （6）生态敏感地区的影响； 湿地、荒地、自然保护区、生态脆弱区 （7）景观影响
地震 重要的触发条件。 人为因素 开挖坡脚；在坡顶上堆积弃土、盖房，加大了 坡顶荷载；不适当的大爆破施工；排水不当。 • 1.3 滑坡的防治 • • • • 排：排除地表水和疏干地下水，增加抗滑力。 挡：修建挡土墙，挡住土体下滑。 减：在滑坡上方取土减荷，减小下滑力。 固：在滑坡体内打抗滑桩或烘烧滑动面土体使 之胶结，加大抗剪强度。
第二节 道路交通与地质灾害的防治 • 1 崩塌、滑坡及其防治 • 1.1 崩塌及其防治 • 1.1.1 崩塌的危害与主要类型 • 在比较陡峻的斜坡上，大块岩体或碎屑 在重力作用下突然落下，并在坡脚形成 倒石堆的现象。 • 崩塌主要类型 • 落石、山崩、坍岸、坍陷
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生物种群的演替是指某一地段上一种生物群落被 另一种生物群落所取代的过程。按演替发生的起 始条件，分为原生演替和次生演替。
• 阿拉斯加冰川消融带来的原 始演替
1. 3 生态系统 生态系统 生物群落和复杂的环境条件相结合过构成的自然基本 单元。一般按主体特征、地域特征和性质分类。 • 农田生态系统
1.3.1 生态系统的组成 生态系统由生物和非生物环境两大部分组成，或称为 生物系统与环境系统。
• 生态系统四个基本组成 成分为生产者、消费者、 还原者和非生物环境。 • 非生物环境是生态系统 的物质和能量的来源， 包括生物活动的空间和 参与生物生理代谢的各 种要素。 • 生命系统中各种生物按 作用不同，分为生产者、 消费者、还原者。
• 1.3.2 生态系统的类型 • 根据生态系统形成的原动力和影响力可 以分为自然生态系统、半自然生态系统 和人工生态系统三类。 • 根据环境性质加以分类，可以划分为陆 地生态系统和水生生态系统。 • 根据植被类型和地貌的不同，陆地生态 系统又可分为森林生态系统、草原生态 系统、荒漠生态系统等。
• 1.4.1生态平衡的标志 • 在生态系统中能量和物质的输入、输出必须相对 平衡。 • 从整体看，生产者、消费者、分解者应构成完整 的营养结构。 • 生物种类和数目要保持相对稳定。 • 1.4.2 生态平衡的特点 • 达到生态平衡的生态系统，其有机体个体数目、 生物量、生产力均最大。 • 生态平衡是一种动态平衡，任何内部或外部因素 的变化都可能使这种平衡发生变化。生态系统具 有自动调节能力以保持平衡稳定。 • 人类对生态系统的影响很大。
• 物理信息 • 鸟鸣、虫叫可以传达安全、惊慌、恐吓、 警告、求偶、觅食等各种信息。 • 行为信息 • 有些同种动物，两个个体相遇，时常表 现出有趣的行为方式。 • 这些方式可能是识别、威吓、挑战、优 势或从属的信号，或者是配对的预兆等。 这种信息表现在种内，但也可能为其他 物种提供某种信息。
1.4 生态平衡 如果某生态系统各组成成分在较长时间内保持相对协 调，物质和能量的输入、输出接近相等，结构与功能 长期稳定，在外来干扰下，能通过自我调节恢复到最 初的稳定状态，则这种状态可称为生态平衡。
• 1.3.3.2 物质循环 • 物质是化学能量的运载工具，又是有机体维持 生命活动所进行的生物化学过程的结构基础。 假如没有物质作为能量的载体，能量就会自由 散失，不能沿着食物链转移；如果没有物质满 足有机体生长发育的需要，生命就会停止。 • 生态系统中，物质循环是组成生物体的各种化 学元素的循环过程，包括在生物群落中和在无 机环境中两个方面。 • 根据循环物质形态和贮存库不同可分为气相循 环和沉积循环 两个基本类。