公路建设生态价值损失

植被生物量是植被生态系统重要的功能指标，也是反映植被生态系统碳收支和储备的重要指标［1］。生态系统服务功能是指生态系统及其生态过程所形成与维持的、人类赖以生存的环境条件和效用，是指通过生态系统的功能直接或间接得到的产品和服务［2］。由于人类对生态系统服务功能及其重要性的认识不足，长期以来不合理的经济活动造成了生态系统的严重破坏，生态系统服务价值的评估是通过把生态系统的生态产品和生命支持系统的功能转化为货币，从而有助于人们认识生态系统的服务功能和价值，进而促进生态系统的可持续发展与管理。公路是我国重要的交通基础设施，当其为人类社会带来巨大效益和便利的同时，公路建设对自然生态系统也产生了显著影响。对既有低等级公路来说，通过改扩建来提高公路等级对提高道路运输能力具有重要的意义。内蒙古音江公路改扩建工程位于内蒙古兴安盟扎赉特旗境内，工程建设对促进兴安盟与黑龙江省经济对接，加强内蒙古东部地区与东三省经济合作与联系具有十分重要的意义。在公路改扩建过程中，工程建设会永久占用沿线土地，破坏地表植被，造成植被生物量和生态系统服务价值损失，给沿线生态环境造成不利影响。本文以音江公路改扩建工程为例，从工程造成的植被生物量和生态系统服务价值损失的角度来分析该建设工程对沿线生态环境的影响，该研究可为指导我国公路建设项目的生态环境保护工作提供参考。

1音江公路改扩建工程沿线自然环境特征与工程概况

1．1线路沿途自然环境特征

内蒙古音江公路改扩建工程位于内蒙古兴安盟扎赉特旗境内，线路起自音德尔镇南，途经五家户、永安屯、福泉山、巴岱庙、好力保、乌塔其和努文木仁等乡镇，终点止于内蒙古与黑龙江省交界处。沿线属河流阶地冲积平原，地势平坦低洼，主要是阶地、河漫滩和冲积平原。沿线气候属于温带大陆性季风气候，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，年平均气温4℃。沿线土壤类型主要为暗棕壤和草甸土，土质肥沃，腐殖层厚度约40～120cm，表层有机质含量达到5％～10％，是全区重要的宜农资源。沿线原生植被为温带落叶阔叶林，受人类农业开发活动的影响，天然植被已遭严重破坏，沿线现状植被主要为农田植被，主要作物为玉米和水稻等，沿线还有少量灌丛、草地和人工林，人工林主要是杨树、榆树等树种。

1．2工程概况

音江公路改扩建工程线路全线长61．337km，按一级公路标准改扩建，设计速度80km／h，双向四车道，按一级公路全幅路基全宽24．5m和新建一幅12．25m分段设计。工程将新建大桥1座，中桥1座，小桥10座，互通式立交1座。工程永久占地188．18hm2，临时占地114．33hm2；土石方总量为218．75×104m3，其中挖方12．68×104m3，填方206．07×104m3。工程施工期3年，工程估算投资总金额9．42亿元。

2建设工程造成的植被生物量及生态系统服务价值损失

2．1工程占用的植被面积

音江公路改扩建工程建设占用的土地分永久占地和临时占地，永久占地一经征用其性质和用途将彻底发生改变，由原来的地类变更为交通用地，其功能也将发生改变。而临时用地只是临时性占用，工程一旦完工，就会恢复其原有功能和用途，因此其性质和权属并不改变，加之与永久占地相比，临时占地面积一般较小，因此本研究只考虑工程永久占地造成的植被生物量和生态系统服务价值损失问题。本工程永久占地中有167．02hm2的土地生长有植被，其中农田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损失

2．2．1农田植被生物量损失

工程共占用农田84．14hm2，其中水田28．97hm2，旱地55．17hm2，沿线作物种植制度属于一年一熟制，每公顷水稻平均产量为8．055t，每公顷玉米平均产量为3．57t（数据来源：《扎赉特旗统计年鉴》），农田植被生物量损失计算公式如下：B＝∑2i＝1（Ci×（1－MCi）×Ai）／（HIi×f）（1）式中：B为农田植被生物量损失，t；i为作物种类；Ci为i种作物的产量，t•hm－2；MCi为i种作物收获部分的含水量；Ai为i种作物的种植面积，hm2；HIi为i种作物的收获指数（经济产量与作物地上部分干重的比值）；f为农作物地上部分生物量占全部生物量的比值。据研究［3］，水稻和玉米收获部分的平均含水量分别为14％和13．5％，收获指数平均值分别为0．445和0．49。据Jackson等人的研究［4］，农作物根茎比平均值为0．1，据此推算，农作物的f值为0．91，由公式（1）算得农田植被生物量损失为877．66t，其中水稻生物量损失为495．58t，占56．5％，玉米生物量损失为382．08t，占43．5％。

2．2．2林地植被生物量损失

工程共占用林地面积为28．10hm2，林地的植被生物量损失计算公式如下：L＝（Wl＋Pl×Y）×Al（2）式中：L为林地植被生物量损失，t；Wl为林地现存植被生物量，t•hm－2；Pl为林地植被年净生产量，t•hm－2•a－1；Y为施工期长度，a；Al为林地面积，hm2。沿线地带性植被为温带落叶阔叶林，但原生林已遭破坏，现在多数为次生林和人工林。据李高飞等人的统计研究［5］，Wl取93．37t•hm－2，Pl取12．15t•hm－2•a－1。经公式（2）计算，因工程占地损失的林地植被生物量为3647．94t。

2．2．3草地植被生物量损失

工程共占用荒草地面积为54．78hm2，荒草地的植被生物量损失按如下公式计算：C＝（Wc＋Pc×Y）×Ac（3）式中：C为荒草地植被生物量损失，t；Wc为荒草地现存植被生物量，t•hm－2；Pc为荒草地植被年净生产量，t•hm－2•a－1；Ac为荒草地面积，hm2；Y同公式（2）。据朴世龙等人的统计［6］，内蒙古地区的草地平均生物量分别为5．98t•hm－2，Pc取我国草地净初级生产量的平均值5．12t•hm－2•a－1［7］。经公式（3）计算，因工程占地损失的荒草地植被生物量为1169．01t。

2．2．4植被生物量的总损失量

工程占用和破坏的植被面积共有167．02hm2，占地造成的植被生物量总损失为：T＝B＋L＋C（4）式中：T为植被生物量的损失总量，t；B、L和C同前。综合上述计算结果，本工程施工期对农田、林地和荒草地的占用造成的植被生物量损失共计5694．61t，其中农田植被生物量占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工程造成的生态系统服务价值损失

生态系统服务价值的核算方法有市场价值法、替代市场法、防护费用法、恢复费用法、补偿价值法、生产功能法、造林成本和碳税法等［8］。谢高地等人［9］针对Constanza等人［2］的不足，并结合我国的具体情况，制定了中国不同生态系统单位面积生态服务价值表，本研究利用该表中的农田、森林和草地3种地类的生态服务价值核算结果（表1），对音江公路永久占地所造成的生态系统服务价值的损失进行估算，生态服务价值损失计算公式如下：式中：V为生态系统服务价值的总损失，元；Qji为i种生态系统第j项生态服务功能的单价，元／hm2；Mi为占用i种生态系统的面积，hm2。经公式（5）计算，因工程占地造成的生态系统服务价值损失共计140．87万元，其中气体调节服务价值损失为16．30万元，占11．6％；气候调节服务价值损失为17．70万元，占12．6％；水源涵养服务价值损失为16．3万元，占11．6％；土壤形成与保护服务价值损失为30．02万元，占21．3％；废物处理服务价值损失为21．82万元，占15．5％；生物多样性保护服务价值损失为18．67万元，占13．3％；食物生产服务价值损失为9．15万元，占6．5％；原材料服务价值损失为7．45万元，占5．3％；娱乐文化服务价值损失为3．45万元，占2．4％。

从生态系统服务价值总损失在不同类型生态系统的分配上看，森林生态系统的服务价值损失最大，达到54．33万元，占总损失的38．6％；其次是农田生态系统，达到51．45万元，占总损失的36．5％；草地生态系统服务价值损失最小，为35．09万元，占总损失的24．9％。

3讨论与结论

本文定量地分析了音江公路改扩建工程造成的植被生物量和生态系统服务价值损失，该工程占用和破坏的植被面积共有167．02hm2，其中农田、林地和荒草地分别为84．14hm2、28．10hm2和54．78hm2。工程施工造成的植被生物量损失共计5694．61t，其中农田植被生物量损失为877．66t，占15．4％，林地植被生物量损失为3647．94t，占64．1％，荒草地植被生物量损失为1169．01t，占20．5％。工程造成的生态系统服务价值损失共计140．87万元，其中农田生态系统服务价值损失为51．45万元，占36．5％，林地生态系统服务价值损失为54．33万元，占38．6％，草地生态系统服务价值为35．09万元，占24．9％。

音江公路建设会对沿线植被造成一定程度的破坏，并导致一定数量的生态系统服务价值损失。由于公路建设工程属于条带状工程，其影响区域和范围较小，仅限于线路中心线的两侧范围，对沿线区域的植被生物量和生态系统服务功能影响均很小。公路作为重要的交通基础设施，对促进沿线经济发展发挥着重大作用。音江公路建设给沿线地区带来的经济效益和社会效益会远大于建设过程中造成的生态系统服务价值损失。工程竣工后，随着边坡绿化等植被恢复功能的显现，也可补偿部分植被生物量和生态服务功能，因此工程的实施具有明显的正效益。