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新建恩陶铁路工程对毛乌素沙地柏自然保护区的影响



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研究·探讨
CHINESE RAILWAYS 2011/10
新建恩陶铁路工程对毛乌素沙地柏自然保护区的影响 周铁军 等
1 铁路工程及自然保护区概况
1.1 恩陶铁路工程
新建恩格阿娄—陶利庙铁路(简称恩陶铁路)位
于内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗境内,线路大致呈
东北-西南走向。工程东起恩格阿娄站,沿途经过乌兰
陶勒盖镇、嘎鲁图镇,西端终于陶利庙站,正线全长
85.205 km。线路等级为国家铁路Ⅰ级,单线(预留双线
条件),电力牵引。
1.2 毛乌素沙地柏自然保护区
内蒙古毛乌素沙地柏自然保护区于2000年经内蒙
古自治区人民政府批准建立,保护区地处毛乌素沙地
的中东部,鄂尔多斯市乌审旗的东端,总面积4.66×
104 hm2。保护区主要保护对象为以天然沙地柏为代表
的沙地灌丛生态系统,区内有天然沙地柏面积2.36×
104 hm2,分布较为分散。
1.3 相对位置关系
恩陶铁路工程已完全绕避毛乌素沙地柏自然保护
区核心区和缓冲区,距离缓冲区直线最近距离为6 km以
上,线路在CK150+000—CK155+300穿越保护区第四保
护站实验区5.3 km(见图1)。
新建恩陶铁路工程
对毛乌素沙地柏自然保护区的影响
周铁军:中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所,助理研究员,北京,100081
白晓军:中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所,副研究员,北京,100081
刘兰华:中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所,副研究员,北京,100081
摘 要:新建恩陶铁路工程以路基形式穿越了
毛乌素沙地柏自然保护区的实验区。在环境研
究中,采取植被样方调查与遥感影像解译相结
合的研究方法,综合分析恩陶铁路工程对保护
区内植物资源、动物生存环境及区域生态系统
结构和功能的影响。结果表明,工程对保护区
的总体影响相对较小。
关键词:铁路工程;自然保护区;沙地柏;生
态保护
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研究·探讨
CHINESE RAILWAYS 2011/10
新建恩陶铁路工程对毛乌素沙地柏自然保护区的影响 周铁军 等
2 工程影响识别
新建铁路由东北至西南横向切割毛乌素沙地柏自然
保护区,将在一定范围内改变保护区实验区内的自然景
观格局。铁路工程对自然保护区的影响可分为建设期和
运营期两部分[1]。建设期对保护区的生态影响主要集中
在施工准备和路基、桥涵等主体工程对保护区境内的自
然资源、自然生态系统和主要保护对象的干扰和破坏;
其次,为施工噪声、扬尘、废水和生活垃圾排放对局部
环境形成的短期影响;运营期对保护区的影响主要为铁
路污染效应对两侧的动植物生存环境及区域生态稳定性
的影响。
3 研究方法
在实地调查和收集资料的基础上,利用实地样方调
查和“3S”技术手段,综合考量工程建设可能对动植物
资源造成的影响。利用地理信息系统的叠加功能,得出
拟建项目占用的土地资源类型和面积、破坏的植被类型
和面积;利用植被典型样方调查获得植物盖度、密度、
高度、生长状况、分布状况及生物量等指标,然后定量
分析评价工程建设可能对保护区实验区内生态因子造成
的影响范围和程度,以及工程对保护区主要保护对象和
动物栖息地的切割影响。
铁路运营后导致生态结构和功能发生变化的原因主
要是铁路本身的阻隔效应、污染效应等引起的生态环境
质量变化。由于生态系统的变化一般难以量化,因此,
主要运用定性方法对生态影响进行描述。
4 研究结果及分析
4.1 对保护区植物的影响
4.1.1 工程占压植被及生产力损失
根据植被样方调查和遥感影像解译数据,工程占压
及直接影响区的植被类型主要为灌丛,其植被群落由东
北向西南分别为油蒿+冷蒿灌丛、柠条+油蒿灌丛和沙地
柏灌丛,面积分别为9.0 hm2、5.4 hm2和9.5 hm2。工程沿
线主要植被群落情况见表1。
可见,路基工程的实施会改变原有的土壤地质结构
和理化性质,造成局部地段植被资源破坏。据估算,因
工程占压造成的地表植被生物量损失为309.9 t,相对于
整个保护区内同类型资源而言是很小的,而且可通过植
被移植、绿化防护等措施进行恢复和补偿。
4.1.2 施工过程对植被的影响分析
除工程直接占压植被外,由施工引起的扬尘和施工
机械排放的尾气也会对周围植物的正常生长造成影响。
一般来说,这种影响发生在施工当年,但很难量化。
路基施工期间,工地周围的空气中含有大量的粉
尘,由于植物叶片表面特性和本身的湿润性使得植物具
有很大的滞尘能力,从而使这些尘埃状的粉尘在植物
叶片上被吸附、滞留,进而对植物的新陈代谢和生长发
育产生许多不良影响。具体表现在:覆盖在叶面上的
灰尘会遮蔽掉60%的光强,造成植物光合作用能力下降
约20%[2];扬尘中细小的颗粒状污染物会阻塞植物的气
孔,抑制气孔开放,影响叶片与外界的气体交换,阻碍
CO2进入叶片内部,抑制植物生长;扬尘中的污染成分
图1 恩陶铁路穿越毛乌素沙地柏自然保护区示意图
群落
类型
植物
名称 拉丁文
物种生物量/
(g·m-2)
群落总生物量/
(g·m-2)
面积/
hm2
生物量
损失/t
油蒿+
冷蒿
油蒿 Artemisia ordosica 240
330 9.0 29.7
冷蒿 Artemisia frigide 90
柠条+
油蒿
柠条 Caragana Korshinskii 550
790 5.4 42.7
油蒿 Artemisia ordosica 240
沙地柏 沙地柏 Sabina vulgaris 2 500 2 500 9.5 237.5
表1 工程沿线植被群落情况
乌审召
第一保护站
嘎鲁图庙
乌审旗
第四保护站
第二保护站
沙尔利格
第三保护站
图例
保护区核心区
保护区缓冲区
保护区实验区
新建铁路
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新建恩陶铁路工程对毛乌素沙地柏自然保护区的影响 周铁军 等
影响植物的健康生长,如碱性物质能直接伤害植物的叶
片组织,可溶性盐分与水作用后伤害植物细胞,含钙的
灰尘与水接触形成外壳,阻碍植物细胞的呼吸[3];扬尘
直接磨损植物表面,损坏叶面的表皮蜡状物,抑制植物
叶片的正常生理和代谢过程[4]。施工扬尘的影响范围与
污染源本身特性、气象条件、地面特征和运输道路状况
等因素关系密切,具体实践中可选择适当的扩散模式或
预测软件进行计算。
施工机械、车辆排放的尾气中含有氮氧化物和铅、
汞等重金属元素,这些元素被植物叶片吸收和富集后也
会直接抑制叶片的气体交换,严重时还会破坏叶肉细
胞,造成植物褪色伤斑,其影响范围分布于施工机械周
围和运输道路两侧局部区域。
4.2 对保护区动物的影响
4.2.1 对野生动物栖息地影响分析
毛乌素沙地柏自然保护区内动物区系组成以小型、
耐干旱种类为主,如草原沙蜥、丽斑麻蜥、亚洲短趾百
灵、达乌尔黄鼠、长爪沙鼠、鼹形田鼠等。同时,区内
鸟类资源较为丰富,旅鸟是构成保护区鸟类的主体,在
保护区鸟类组成中占绝对优势。
对于工程沿线少量的小型野生动物和旅鸟来说,灌
木林地的征占、工程运输及各种施工机械等产生的噪声
破坏了其栖息地,增加了栖息地的破碎性,使野生动物
的正常交流和觅食受到影响[5]。但由于影响区内的动物
迁移能力强,活动范围大,受到惊扰后会迅速躲避或暂
时迁移,离开原活动区而栖息他处,且同类生存环境易
于在附近找寻,因此,工程不会对影响区域内动物的生
存环境和日常活动造成阻断影响。
4.2.2 施工期对野生动物的影响分析
工程施工过程中,由于施工车辆噪声、人为活动
干扰等因素,可能导致线路两侧附近的动物产生回避行
为,使其向外围迁移,工程两侧较近范围内出现的频率
会降低,但不会对野生动物的总体多样性产生影响[6]。
根据国外相关研究结果[7-8],当鸟巢处的最大声级
L max>60 dB(A)时,鸟类将感受到噪声影响;当等效连
续A声级L aeq,24 h超过50 dB(A)时,噪声对鸟类栖息繁
殖产生影响。依据以往铁路工程施工现场实测值,施工
机械作业在500 m以外施工噪声均低于55 dB(A),而
本工程铁路施工活动场界距离鸟类活动频繁的核心区和
缓冲区距离在6 km以上,因此,施工噪声对鸟类影响不
大。
在施工期,施工人员将较长时期宿营在保护区附
近,遭遇野生动物的可能性较大,有极个别施工人员可
能非法捕猎野生动物。此外,光、电、声响和人为活动
对野生动物正常生活秩序存在干扰;生活用品和施工中
所用化学物质包括塑料、汽油、柴油、电池等的气味和
化学物质本身,对动物的直接和间接影响。但此类影响
是短暂的,只要采取诸如加强施工行为管理、加大环保
宣传力度等措施,工程施工不会造成野生动物种群和数
量的减少。
4.2.3 运营期对野生动物的影响分析
恩陶铁路运营后线路全封闭,距离野生动物频繁活
动的核心区和缓冲区距离大于6 km,铁路运营噪声不会对
保护区内的野生动物活动产生大的影响。另外,运营期夜
间机车灯光光线有可能对保护区内的动物栖息环境产生影
响,但由于本线机车运营速度较高,在保护区内穿越时间
较短(约504 s/列),所以机车运营对保护区内野生动物
的干扰较小。
工程建成后,由于路基工程的阻隔作用,将会在一
定程度上影响两侧野生动物的觅食、繁殖和基因交流。
如前所述,恩陶铁路沿线的野生动物以小型鼠、蜥和鸟
类为主,工程在毛乌素沙地柏自然保护区实验区内共设
置7座框架涵用于野生动物的日常通行,加之线路两侧
的同类生存环境面积都较大,可维持区内野生动物的基
本生存需求。总体而言,恩陶铁路工程在运营期不会对
两侧野生动物的通行造成明显影响,也不会使动物种群
异质化程度加剧。
4.3 对保护区生态系统和功能的影响
铁路建设项目是大型的非污染生态型工程,突出
的环境问题是对生态环境的影响[9]。恩陶铁路建成后,
在原本沙地、灌木林地为主的生态系统上增加了铁路廊
道,导致铁路沿线的景观破碎度变大,但工程前后景观
优势度变化不大。具体来讲,工程征占地造成自然保护
区实验区内自然植被的破坏,导致工程用地及周边环境
植被数量减少,使周边生态环境有退化趋势;工程建设
占地减少或破坏了保护区内的野生动物栖息地,降低了
区内自然生态系统的初级生产力;工程建设过程施工活
动频繁,会直接对野生动物造成惊扰,使更多野生动物
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新建恩陶铁路工程对毛乌素沙地柏自然保护区的影响 周铁军 等
迁移到人类活动较少的区域内栖息,对自然保护区的生
态系统稳定会产生一定影响。但由于工程建设影响区域
相对于整个自然保护区而言面积很小,所以工程对自然
保护区生态系统稳定性的冲击是较轻微的。
在自然保护区实验区内的路基工程会对保护区的自
然景观造成线性切割,使保护区的生态结构和功能受到
一定影响。通过估算,工程征占地和施工影响面积占保
护区总面积的比例不足0.06%。因此,工程的修建不会
改变保护区整体结构,局部地段的影响随着工程结束而
建立新的生态平衡,区域整体生态功能和结构不会受到
影响。
参考文献
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责任编辑 王志明
收稿日期 2011-09-02
(上接第27页)
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益,并为LKJ的信息化管理提供基础,充分发挥LKJ对行
车安全的保障作用。
参考文献
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责任编辑 陈晓云
收稿日期 2011-07-01