高速公路临时用地对土壤质量的综合影响论文_韦波 1,麦格 2,罗建干 3 张叶生 4

高速公路临时用地对土壤质量的综合影响论文_韦波 1,麦格 2,罗建干 3 张叶生 4

1.广西交通科学研究院有限公司 广西南宁 530000 ;

2.广西规耕土地整治有限公司 广西 南宁 530000;

3.广西交通科学研究院有限公司 广西南宁 530000;

4.长江建投集团(武汉)地产开发有限公司 湖北武汉 430010

摘要:在我国快速发展的过程中,我国的高速公路建设在不断的增多,为了有效对高速公路工程建设损毁临时用地进行复垦利用和生态重建, 利用t 检验和主成分分析法,对施工营地、施工便道、弃土场、拌和站和取土场 5 类临时用地土壤质量的变化,以及 5 类临时用地之间土壤质量差异进行研究。结果表明 : 取土场土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷质量分数和酶活性最低,土壤酸化严重 ; 施工营地土壤有机质、全氮、碱解氮和速效磷质量分数和酶活性最高; 拌和站土壤密度和紧实度最大,田间持水量最小; 弃土场土壤密度和紧实度最小,速效钾养分质量分数最高; 施工便道土壤各指标在 5 类用地中,均处于中间水平 (P < 0.05)。土壤有机质、速效磷以及氮素等养分缺乏,土壤酶活性降低,是引发弃土场、取土场的土壤质量下降的主要原因; 土壤紧实度、密度增大,孔隙度减小及田间持水量的降低是导致施工便道、拌和站和施工营地土壤质量下降的主要因素。不同类型临时用地土壤质量差异极显著 (P < 0.001),在临时用地复垦和生态重建中,应采取针对性的土壤改良措施。主成分分析是损毁土地土壤综合质量诊断分析的有效研究方法。该研究可为工程建设损毁土地的复垦利用、生态重建及水土流失治理提供理论依据。

关键词:高速公路临时用地;土地复垦;土壤理化性质;土壤酶活性;主成分分析

引言

我国面临着资源紧缺、环境污染等问题,与发达国家在可持续发展方面存在着较大的差距。为此,我国提出建立“节约型社会”的发 展目标,从资源节约角度进行可持续发展建设。受金融危机影响,国 家大力投资基础设施建设,特别是公路建设。但是在公路建设过程中, 无论是公路本身还是其临时用地,都对项目区周围环境造成极大的影响,不利于可持续发展。

1高速公路建设临时用地与土地破坏特征

高速公路是一种线性的、具有一定宽度的、长距离或超长距离的人工建筑物,除了正线的永久用地外,其周边还占用着大量的临时用地。临时用地有以下几个方面的特征。(1)多分布于高速公路正线两侧,受选取点的地形条件限制,按施工标段划分整体呈线性分布。(2) 为满足施工所需的大量土石方、钢筋混凝土以及堆放大量废弃的土石渣的临时用地需求,需在沿线布置数量较多的临时用地,其沿公路走向零星分布,分散性大。(3)受公路施工营地线性分布特点和地形地貌等自然环境因素制约,单一临时用地的规模相对较小,均在 50 亩以下。但由于数量较多,总体规模与其他生产建设项目临时用地相比依然较大。高速公路建设临时用地主要包括取土场、弃土(渣)场、施工便道和施工生产生活区(包括临时生活房屋、搅拌站、机械修配厂、钢筋加工场、桥梁涵洞预制场、料场等)。土地破坏形式主要为挖损和压占。其主要表现形式如下。(1)挖损主要是取土场和施工便道对土地的破坏。挖损破坏了土壤结构,彻底改变了土壤养分的初始条件, 而且增加了水土及养分流失的机会,若不及时对其采取相应的回填措施,将会形成深坑,并且影响周边植物的正常生长,加快土壤侵蚀和水土流失的速度。(2)压占主要指施工生产生活区和弃土(渣)场对土地的破坏。因固体数量庞大,种类繁多,物理化学性质复杂,从而会对压占的土地造成严重的破坏。

2高速公路临时用地对土壤质量的综合影响

2.1土壤密度、紧实度、总孔隙度和田间持水量的变化

因施工机械碾压、材料堆压和人们踩踏等原因,施工便道、拌 和站和施工营地土壤密度和紧实度显著增加,总孔隙度和田间持水量显著降低。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与对照用地相比,施工便道、拌和站、施工营地和取土场 土壤密度分别增加 7.16%、22.02%、9.28% 和 6.92%,紧实度分别增加 33.92%、11.20%、14.50% 和 6.95%; 但孔隙度分别降低 16.46%、17.68%、17.73% 和 11.62%,田间持水量分别降低 15.03%、51.19%、

14.04% 和 14.78%。因弃土场土壤主要为经过机械和人工松翻土壤的

简单堆砌,与对照用地相比,密度和紧实度显著降低,分别降低 7.8%

和 28.97%; 但孔隙度和田间持水量显著增加,分别增加 11.55% 和 6.47%(P < 0.05)。

2.2施工生产生活区、施工便道的生态环境影响

①工程占地导致土地硬化,引起植被破坏,农作物减产等。②搅拌站等在生产过程中,会有少量生产废水产生,若这些临时场地靠近 河流、水塘,生产废水发生流失,则会污染附近水域水体。③施工营 地施工人员日常生活污水、生活垃圾等任意排放,则会污染水体。隧 道进出洞口附近的施工生产生活区布设,其产生的生活污水,若不经 处理,随隧道涌水排放,一旦进入河流、塘坝,则会造成地表水污染。

④施工便道、施工生产生活区等,会扰动地表、铲除植被,可能加重

区域水土流失强度,对沿线天然地形地貌造成损伤。

2.3不同类型临时用地土壤质量的差异

高速公路 5 类临时用地土壤质量差异极显著。拌和站、施工营地和

施工便道 3 类临时用地,相对于取土场和弃土场这 2 类临时用地,土壤密度和紧实度较大,孔隙度和田间持水量较小。原因在于拌和站、施工 便道和施工营地为修建高速公路的施工准备场地,地面多被压实或硬化, 致使土壤密度增大、紧实度增强。此外,施工过程中,反复的人踩车压 及材料堆放等,也会导致土壤被压实,致使土壤密度和紧实度增大,结 构被破坏,孔隙度减小,田间持水量降低。而取土场和弃土场仅为取土、 弃土和弃渣所用,因而其土壤密度和紧实度相对较低,孔隙度相对较大。 拌和站、施工营地和施工便道这 3 类临时用地的土壤有机质、氮素和速

效磷等养分质量分数,较取土场和弃土场这 2 类临时用地土壤高,原因在于拌和站、施工营地和施工便道虽然部分破坏了地表植被,但并没有 完全改变土壤的可耕层和肥力,而弃土场和取土场彻底破坏了原有土地 植被、表土和可耕层,特别是取土场土壤耕层等表层土壤被彻底移除, 所剩土壤多是一些心土或母质,土壤非常贫瘠。

2.4合理选择路线

在公路规划阶段,应该合理选择公路路线,并应将合理利用土地耕地资源列为重点考虑对象。在路线选择时,采用的方法主要有传统的人工勘测法、CAD 技术和 3S 技术。传统的人工勘测和 CAD 技术比较费时,且不容易得到最优结果。因此人们越来越多地使用 3S 技术来选择最优路线。3S 技术不仅能考虑传统的选线因素,也可将地质、水文、环境等纳入考虑的范围,并提供三维的可视化界面,使得选线质量更高效率更快。目前,利用 3S 技术的方法可分为基于数字高程模型的线路设计方法,基于叠置分析的线路优选方法和基于空间分析与模拟的综合选线方法。

结语

1) 与对照用地土壤相比,5 类临时用地土壤质量都显著降低。土地被用作高速公路工程建设临时用地后,土地利用方式彻底改变,工程建设活动改变了原有土壤的结构和层次,土壤密度等物理性状急剧恶化,土壤有机质和速效养分质量分数迅速减少、肥力降低,酶活性减弱,土壤综合质量下降。2) 受占用和损毁方式的影响,5 类临时用地之间土壤质量差异显著。相对而言,土壤肥力下降,土壤酶活性减弱是取土场和弃土场这 2 类临时用地土壤质量下降的主因。土壤密度等物理性质恶化,是拌和站、施工营地和施工便道这 3 类临时用地土壤质量下降的主因。因此,在高速公路临时用地复垦利用和土壤管理中, 要注意保护临时用地的表土层,科学重构土壤物理层次和结构; 同时, 适当施用氮肥、磷肥和有机肥等,以促进损毁土壤综合肥力的提高。此外,应根据损毁和占用方式的不同,对不同临时用地采取针对性的土壤改良、复垦利用和水土保持措施。

参考文献

[1]袁中友,郭彦彪,李强,等.有机无机肥配施对生态重建先锋

植物类芦生长的影响[J].水土保持学报,2014,28(5):302.

[2]杨金玲,汪景宽,张甘霖.城市土壤的压实退化及其环境效应

[J].土壤通报,2004,35(6):688.

论文作者:韦波 1,麦格 2,罗建干 3 张叶生 4

论文发表刊物:《建设者》2019年20期

论文发表时间:2020/1/3

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