青藏铁路工程对高原生态环境的影响，本文主要内容关键词为：生态环境论文,青藏论文,高原论文,铁路工程论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
铁路工程具有跨度大、经过区域广、地质构造复杂、水文地质条件差异大等特点。所以铁路工程经过区域不仅受该地区环境和地质条件的影响，同时也反作用于该区的生态环境。从多方面来看，铁路建设对生态环境的影响远低于公路。但是，正在修建的青藏铁路经过素有“中华水塔”之称的高原地区，青藏高原的生态环境极为脆弱的地区，生态环境一经破坏，极难恢复，并且由于其特殊的自然地理位置，铁路建设对高原自然生态环境的影响范围将远远超出高原本身。因此，了解青藏线对高原生态环境的影响对于加强高原的生态环境保护和采取相应的预防措施是必不可少的。
1 青藏铁路工程影响生态环境的特点
1.1 青藏铁路工程及沿线生态环境概况
青藏铁路全长1080km，线路海拔高程大于4000m的地段共930km，占全线的86.1%，最高点唐古拉山垭口为5072m。全线约有552km通过多年冻土区。工期需7～8年。青藏铁路南山口至昆仑山垭口地段为干旱戈壁滩，无任何植被，昆仑山垭口至唐古拉山垭口地段植被覆盖率50%，唐古拉山垭口至拉萨地段植被覆盖率70%～90%，植物均为草类，无任何乔木和灌木。昆仑山口以南地段虽有植物覆盖，但受高原气候影响，植物返青时间短，且一旦破坏，靠自然条件长期不能恢复。
1.2 青藏铁路工程影响生态环境的特点
青藏铁路工程项目浩大，在施工过程中，穿越地貌和地形单元复杂多样，这势必会给所经之地的生态环境带来一定的影响。青藏线工程建设对生态环境的影响具有以下特点：
(1)生态环境影响区较大。一般铁路工程建设中，对周围生态环境的横向影响范围有限，影响范围为300～500m，现铁路的纵向长度相比较可以忽略。但是，因青藏线通过的生态环境脆弱，其影响范围较大，甚至可以影响到高原以外的生态环境。
(2)涉及的生态环境敏感而脆弱。青藏铁路穿越高寒型草原、草甸与荒漠等特殊而脆弱的生态系统类型区以及野生动物的栖息和繁殖地，高原脆弱生态环境遭到破坏后很难恢复或重建，高原野生动物靠人工很难培育。
(3)穿越的多年冻土对于铁路工程建设的扰动具有很大的敏感性，往往引起上限变化等不良地质现象。
2 铁路工程对高原生态环境的影响
青藏铁路对生态环境的影响主要是因其剥离植被，设置取土场、弃土场，修筑路堤，开挖路堑，施工机械碾压和运营期内燃机排气而引起的，主要表现为对沿线冻融侵蚀、冻土上限、沙漠化、荒漠化、野生动物和大气及水体的影响。
2.1 加速挖方区的冻融侵蚀
冻融侵蚀是青藏高原上主要的土壤侵蚀形式。冻融侵蚀可引起融冻滑塌等不良地质现象。融冻滑塌是指因开挖使坑壁地下冰暴露，在融化季节地下冰发生融化，使上部的草皮及融土失去支撑而在自重作用下塌落下来。塌落的物质掩盖了坡脚及其两侧暴露的冰层，但同时却使其上方又有新的地下冰暴露，地下冰再次融化而导致的反复滑塌的现象。铁路建设中需要开挖路堑，取土取石，位于冻土区的挖损边坡使多年地下冰或冻土层暴露而融化，从而发生融冻滑塌。融冻滑塌不仅给铁路的施工和运营带来危害，而且破坏高原的景观生态效应，松散滑塌体还有可能成为水力侵蚀和风力侵蚀的沙源。
2.2 占用草地，破坏草皮
铁路工程呈线性，不可避免要经过草地。铁路工程对草地生态环境的影响主要是：路堤、弃石弃渣占用（或埋压）草地，开挖路堑、取土取石破坏草皮，设立施工便道和施工营地碾压草地。青藏高原广泛分布有高寒灌丛、高寒草甸、高寒荒漠等植被类型。高寒植被环境是极其脆弱的寒区生态环境，易受外界因素干扰，一旦遭受严重破坏，长期不能够恢复，同时对其他生态环境产生较大影响。如青藏公路建设，大量开挖引起地表植被破坏，30年尚未完全恢复，仅有部分地段开始生长少量植被，同时改变了地表下垫面条件，引起地表沙漠化现象增加。机械碾压对草皮的直接影响是草皮大量死亡，另外，紧密的土壤将增大降雨期径流从而增大降雨侵蚀量，土壤变密将抑制植物根系的发展和水分的入渗，从而对植物的生长不利。因此，在高原生态脆弱地区，工程竣工后施工便道和施工营地的草地生态将很难恢复。
草原对大自然有很大作用，它不仅是重要的地理屏障，而且也是阻止沙漠蔓延的天然防线，起着生态屏障作用。另外，它也是人类发展畜牧业的天然基地。动物群落与植物群落二者相互影响、相互制约。铁路工程破坏草地，同时也会间接影响食草动物群落的稳定。
2.3 冻土上限下降，热融湖塘遍布
青藏高原多年冻土具有地温高和不稳定的特点。尤其岛状冻土区地温高，零梯度区间大，冻土不稳定。铁路建设施工对冻土的影响主要表现在剥离草皮引起冻土上限的下降。对于草皮具有保温作用，铁道部科学研究院西北分院已在风火山地区试验证明过。只要破坏地表植被或进行不合理的人为活动，冻土上限就会下降，热融湖塘遍布。据阿拉斯加野外观测资料表明，草坪遭到破坏后，多年冻土上限从原来的0.90m下降到1.75m左右。在多年冻土分布的南北界，青藏公路两侧50m范围和路基下冻土退化速率明显加快。
2.4 铁路两侧形成荒漠带，促进沙漠化
青藏高原土壤发育年轻，土层粗骨性强。例如唐古拉山口（海拔5240m）的粗骨土，0～5cm土层中≥3mm的砾石含量为47.1%，而≤0.01mm的细粒土仅占15.5%；22～23cm土层中≥3mm的砾石含量达60.9%，而≤0.01mm的细粒土为27.5%。土壤发育的年轻性另一表现为土壤的发生层浅，仅10～15cm。铁路工程的取土区，因地表土壤层被剥离，粗骨粒物质裸露。高原物理风化强烈，但由于土体中水热状况不良，生物化学作用弱，使土层中营养物质的垂向运动减弱，极大地影响到植物生长需要的矿物元素的积累。因此裸露的粗骨粒物质上很难生长植物，形成人为的荒漠化区。
青藏高原强烈的风力、巨大的蒸发，而且季节分配极不均的降水量和高原独特的自然地理和地质环境给风沙作用创造了十分有利的内外营力。高原在长期反复强烈的冻融作用下，冰川周围及山坡中上部的寒冻风化粗屑物大量分解成不同粒径的沙，给沙漠化提供了极为丰富的沙漠，同时高原上植被稀疏低矮、生长缓慢、生长周期短，严寒的高原只能生长少量而耐寒的基本植物。数十年来，青藏公路沿线的沙区在不断扩展，表明在气候干暖化条件下，沙漠化在加速。除了气候变化影响沙漠化的发展外，人为施工不当造成植被破坏时，就会引起该区的冻土上限下降，季节融化深度增大，地表变干，不利于植被生长，从而向沙漠化方向发展。同时沙漠化的发展会引起冻土上限下降。研究表明，表面有沙层覆盖的地段，融化深度大、地温高、冻土薄。一些冻土区的沙区已经演化为融区。例如，托托河北岸的钻探表明，沙丘下无多年冰土；而相邻的谷地冻土较厚，融区和岛状冻土条带分布，宽达10km。在托托河谷地，融区多分布于沙丘下，高5～7m，直径3～5m，径流条件好的地段、表面干燥的地段年均地温为1.2～2.1℃；而多年冻土则主要分布于地表裸露的盆地底部，年均地温变化于-0.2～0℃。沙丘下地温一般高于其它地段。青藏公路沿线66道班1.6m高的沙丘下，18m深处年均地温比附近没有沙层覆盖的地段高0.2℃，冻土上限为3.3mm，比邻区深0.6m。
2.5 破坏野生动物的生活规律
青藏高原独特的地理环境赋予其许多宝贵的野生动物资源，但是这些生长在特殊自然环境下的动物在现有的技术下，人工培育十分困难。森林和草原的减少以及自然环境的逐渐退化，加上人类不合理的经济活动，野生动物的适生分布范围日趋缩小，数量剧减，个别种类还面临灭绝之灾。即使在被“誉为”天然动物园的“藏北高原无人区”，由于人类经济活动干扰的影响，大部分野生动物的栖息活动范围逐渐缩小，并从原来的黑河—阿里公路一带退至北纬33°以北的无人区。
铁路工程建设主要从以下几个方面影响野生动物的生活规律。
(1)铁路工程建设对野生动物的生境的破坏。铁路工程对动物生境的破坏主要表现在铁路建设中挖填方破坏动物的自然栖息、生长和繁殖、活动的场所，以及铁路的修建造成对动物活动领域的分割。
(2)铁路运行时，噪声将对人们的工作和生活带来一定的影响，由于青藏铁路开通后列车运行对数很少，且沿线大都人口密度小，或为无人区，铁路运营时期的噪声将不会给沿线居民带来明显的影响。但因为沿线分布有自然保护区，因此青藏铁路运营期间产生的噪声对生态环境的影响主要表现为对野生动物生理活动造成的影响。发达国家如美国、英国、荷兰等国从70年代开始了噪声对鸟类和哺乳动物的影响的研究，中国在这方面的研究较少。辜小安经过初步分析，认为铁路噪声超过某一阈值，可能会对动物的栖息和繁殖产生影响。
另外，铁路的运营还会对动物的生命造成威胁。野生动物有可能在穿越铁路时被撞死。
2.6 对大气、水环境的影响
青藏铁路施工期对大气的影响主要表现为施工期路堤填筑和弃土过程中的堆积的松散物质为风蚀提供沙源。近期，内燃机车牵引运行时产生的TPS（粉尘）CO、SO[,2]、NO[,x]等大气污染物。远期，青藏铁路将实现电力牵引，届时，铁路流动源大气污染物将基本实现零排放。
青藏铁路施工期对水环境的污染主要表现为施工期水土流失增大河流源头的含沙量，运营期对水环境的污染主要表现为各站段的生产污水、内燃机车留下的油污及旅客生活污水造成沿线水体污染。
远期，青藏铁路实现电力牵引时在减少大气污染的同时将会产生一定的电磁污染。
3 结论和建议
横亘在亚洲大陆中部的青藏高原总面积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。近40年来高原人口增长迅速，资源的不合理开发利用使高原生态环境遭到破坏，并且速度呈加快趋势。高原人口、资源、环境之间的矛盾日趋尖锐，并通过影响气候变化、能量交换、物质迁移、水量改变等生态环境因子对全球生态环境产生影响。大量事实已经证明，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，在铁路建设中必须注意以下几点：
(1)在多年冻土挖方段及路堤挖除换填地段，应将铲取的草皮进行保护保存，然后将其回植到路堤边坡、挖损边坡或其它无草皮地段。
(2)在冻土区，取土场不宜选择在富冰或含土冰层地带，尽量选择在无植被区，取土后应及时采取挡护、排水和恢复措施。
(3)线路经过的风沙地段，取弃土场应选择在线路的下风侧。
(4)线路经过的长江源头区，在河流两侧河滩不宜取弃土。
(5)合理布设施工便道，增强环保意识，避免施工机械乱压乱碾草地。
(6)线路经过的野生动物自然保护区，应设置动物通道与动物信息系统的中转站。