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已建工程生态环境影响监测评估

1、已建工程对沿线自然生态环境状况的影响

        植被覆盖度是遥感科学领域具有重要生态指示意义的参数之一,与植被长势以及生物多样性具有显著关联性。植被覆盖度越高,表征地表植被覆盖程度越高。我们基于Landsat-8卫星遥感影像,提取已建工程沿线10.00km缓冲区内工程建设前和2017年夏季的植被覆盖度(表5-2,图5-2),对比分析了工程建设对工程沿线自然生态环境的影响。

       分析结果表明,各工程沿线植被覆盖度主要分布在0.40-0.80的区间内。蒙内铁路、亚吉铁路、安帕铁路沿线植被覆盖度大于0.60的比重小于50.00%,这与当地干旱的气候特征有很大关系。例如,东非高原受热带草原气候的影响,年降水量少且年内分配不均,不利用于植被生长。4条已建铁路中,亚吉铁路沿线的植被覆盖度最低,植被覆盖度在0.00-0.20区间内的比重达到35.00%;科依高铁沿线的植被覆盖度最高,植被覆盖度大于0.60的比重达到78.88%。

       工程建设前和2017年的植被覆盖度的对比分析结果表明,与工程开工前的植被覆盖度相比,4条已建铁路2017年植被覆盖度均呈现增长态势,其中0.40-1.00区间的植被覆盖度占比,蒙内铁路从74.85%增长到89.09%,增长了14.24%;科依高铁从87.99%增长到94.79%,增长了6.80%;亚吉铁路从35.54%增长到40.13%,增长了4.59%;安帕铁路从51.48%增长到51.98%,增长了0.47%。

表5-2 已建工程沿线2017年与开工前植被覆盖度分级统计结果

图5-2 蒙内铁路(左)、亚吉铁路(右)沿线10.00km缓冲区内2017年植被覆盖度分布图

2、生态资源占用与恢复

(1)生态占用

        为定量化认知已建工程对当地生态资源的占用状况,以及造成的永久与临时性生态损失,本报告采用0.50m高分辨率影像、米级高分一号和二号卫星影像、30.00mLandsat遥感影像,解译获得已建工程沿线10.00km缓冲区内工程开工前的生态资源分布状况,其中生态资源类型划分为林地、草地、耕地以及其他用地。然后,基于工程路基宽度和永久性工程的面积及总体施工范围宽度,估算工程建设占用的生态资源面积,以及造成的临时与永久性生态损失分类面积。路基及其他永久性工程生态占用等无法修复的损失为永久性生态损失;其他因施工引起的占用为临时性生态损失,待工程完工后这一部分生态损失理论上可以修复。

       4个已建工程建设前的生态资源状况遥感监测结果如表5-3所示。总体上各工程沿线林地、草地、耕地的总面积占比均超过50.00%,其中蒙内铁路、亚吉铁路、科依高铁沿线以草地类型为主导,占比分别为47.82%、56.38%、45.15%;安帕铁路沿线以其他生态类型为主导,占比为49.11%。

表5-3 已建工程沿线10.00 km缓冲区内的建设以前的生态资源状况

       统计不同工程的生态占用情况(表5-4),蒙内铁路、亚吉铁路、安帕铁路、科依高铁4条已建铁路平均每公里生态占用面积分别为0.04、0.07、0.03、0.02 km2,其中永久占用比例分别为21.72%、26.52%、27.53%和13.42%。

       不同工程生态占用(损失)量最大的生态资源类型存在较大差异:安帕铁路、科依高铁沿线的耕地损失量最大,占三类资源的比重分别为47.78%和72.94%;蒙内铁路、亚吉铁路沿线的草地损失量最大,占三类资源的比重分别为51.96%、84.93%。

表5-4 已建工程造成的生态占用

(2)生态恢复

       工程结束后,对路基坡面以及因施工而破坏的植被,采用人工种植的方式加快植被恢复,对陡坡等予以加固或植被绿化,使植被遭受的生态风险降到最低。图5-3是蒙内铁路马泽拉斯段的生态修复案例。

图5-3 蒙内铁路马泽拉斯段建设中(a)和建设后(b)生态恢复遥感影像对比监测图

        对于已通车的蒙内铁路、亚吉铁路、安帕铁路和科依高铁,在工程沿线1.00 km缓冲区内,通过对比工程建设前、建设中、通车后三期(同期)Landsat遥感影像归一化差异植被指数(Normalized Diffrence Vegetation Index, NDVI)的变化情况,评估工程通车后的生态恢复状况(表5-5)。NDVI是遥感科学领域内反映植被长势的有效参数之一,最大值是1.00,最小值是-1.00。

表5-5 已通车工程沿线1.00 km缓冲区内NDVI变化统计

       通车后,铁路沿线1.00km缓冲区内的NDVI均值都较工程开建前有所提高,或接近开建前的水平,总体呈现增长态势,其中蒙内铁路、安帕铁路沿线NDVI的平均增幅在12.00%以上。

3、生物多样性保护举措

       已建“一带一路”基础设施互联互通重大工程在方案设计和施工过程中十分注重对动物、植物、水系等方面的生态风险防范。

(1)优化选线

       已建工程沿线附近一般存在多个国家公园/保护区,为减少工程对国家公园/保护区生态环境的影响,在路线选址设计时,工程尽量避绕国家公园/保护区,仅从其外围通过。对部分国家公园/保护区而言,如果避绕方案的经济成本或社会成本过高,则采用沿原有的公路、铁路并行的方式修建,以避免或减少工程建设对国家公园/保护区生态景观造成新的切割。各已建工程对沿线国家公园/保护区的避绕情况如表5-6所示,图5-4是蒙内铁路避绕沿线国家公园/保护区的具体情况,图5-5是亚吉铁路穿越保护区时沿原有的公路并行修建的遥感影像。

表5-6 工程对沿线保护区避绕情况统计表

图5-4 蒙内铁路沿线的国家公园/保护区

图5-5 亚吉铁路与当地公路遥感影像(部分展示)

(2)野生动物保护

       已建工程十分重视对野生动物的保护工作,在工程路线不得不穿越保护区时,为防止工程建设切断野生动物迁徙路线或阻隔其栖息地,工程建设了大量桥涵洞或野生动物专用通道、天桥等供野生动物自由迁徙,以保护其栖息地生态系统的完整性。

       根据肯尼亚野生动物保护局提供的动物行走路线,在察沃国家公园段,蒙内铁路专门设置了14处大型动物通道(宽>60.00 m,高>6.50 m)、361处涵洞、30处桥梁(桥涵全长约 7.60 km)供动物通过(图5-6),大型动物通道保证了长颈鹿等大型动物不低头、不弯腰自由往返铁路两侧,在公园和湿地路段专门设置了防护栅栏和高路基,以防止动物爬上铁路与火车相撞。而与之并行的当地公路则没有这些动物保护设施。

       亚吉铁路穿越阿瓦什(Awash)国家公园。为保护生态环境,中国设计与承建企业精心勘测,建立动物“立交桥”1座,桥涵洞102座,其中宽度大于120.00 m的大桥5座(最长的约230.00 m),宽度大于10.00 m的涵洞52座,平均每公里设有2个涵洞,可确保骆驼等野生动物自由安全穿过铁路(图5-7)。

(3)水系保护

       在路线穿过水系路段时,工程设计建设了大量桥涵,进而保证了水系的完整性。例如,蒙内铁路沿线的河流多为季节性河流,铁路建设方十分重视对这些河流的保护。如图5-8所示,1号桥为蒙内铁路跨越水系的大桥,跨度约88.00 m;2号桥为肯尼亚原有铁路的桥,跨度约20.00 m;3号桥为肯尼亚109国道公路的桥,跨度约18.00 m。由此可见,蒙内铁路在桥涵设计标准上远高于当地现有交通设施的设计标准,有效保障了水系畅通。亚吉铁路建设同样高度重视水系保护。如图5-9所示,右侧红框内为当地公路跨越水系而修建的两座桥涵,跨度各约为5.00 m,左侧红框内为亚吉铁路穿越水体而修建的桥涵,跨度约为65.00 m。由此可见,亚吉铁路在桥涵设计标准上远远大于当地现有交通设施的设计标准,更加注重保障水系畅通。

        安帕铁路项目共建285座工程建筑物和涵洞、15座铁路桥和6座高架桥(全长2.10 km,平均高度25.00 m)(图5-10)。

图5-10 安帕铁路跨越水系(部分展示)

       科依高铁沿途共设置涵洞170余处、桥梁30处(图5-11)。科依高铁在跨河桥梁设计标准方面远高于当地的交通设施的桥梁设计标准。科依高铁修建的大桥长约1270.00 m,而当地D650国道公路大桥长度仅38.00 m。

图5-11 科依高铁沿线桥隧涵洞及其部分高分影像展示

(4)地表植被保护

        安帕铁路、科依高铁沿线分别修建了长约19.00 km 和36.00 km的隧道,隧道穿山而过,避免了对地表植被的直接破坏(图5-12),最大限度地保护了地表植被,这对生物多样性保护具有重要意义。

图5-12 科依高铁隧道遥感影像

(5)绿色施工

       建设单位采用先进管理办法将铁路建设的施工占用范围控制在60.00 m以内,并在工程建设过程中高度重视对污染的防控。如蒙内铁路修建时产生了大量泥浆,对此工程在钻孔桩附近专门开挖了泥浆池、排污池等,在施工完毕后,将泥浆池回填并加以绿化。在路基施工过程中严格按照取土场征地界限进行取土,避免对环境造成污染;弃土堆放到指定地点,避免淤积河道,同时十分注重工程取土场、弃碴场的复垦及绿化恢复工作。

4、已建工程社会经济影响

(1)工程拆迁

        基于高分一号、二号卫星影像和0.50 m高空间分辨率影像,解译估算了由工程建设造成的拆迁面积及人口数量。结果表明,截至2017年12月31日统计结果(表5-7),工程造成的建筑拆迁面积较小,涉及人口多在千人以内。部分建筑拆迁前后的遥感影像对比结果如图5-13所示。

表5-7 工程造成的建筑拆迁面积及人口数量

图5-13 工程造成的拆迁区遥感影像资料(部分展示,左图工程建设前,右图工程建设后)

(2)灯光指数遥感监测

       夜间灯光指数和经济发展程度具有极大相关性,灯光指数大于7.00的区域一般是经济较发达区。本年报采用灯光遥感数据(https://ngdc.noaa.gov/eog/)开展工程建设对当地社会经济影响的相关分析,工程沿线10.00 km缓冲区内的灯光指数遥感监测结果如表5-8所示,部分工程的灯光增长率分布图如图5-14所示。受数据影响,亚吉铁路、科依高铁建设前的灯光数据缺失,安帕铁路建设前后的灯光数据均缺失。蒙内铁路建设后灯光增长率大于50.00%的年平均面积较工程建设前增加了94.45 km2,增幅达到54.00%;工程建设后,灯光指数大于7.00的面积年均增量显著提高。

表5-8 工程10.00km缓冲区内灯光指数增长率及相应面积

       空间上,灯光指数增长区域主要出现在工程沿线的大城市区域,具有明显的沿铁路线延伸的现象。以蒙内铁路为例,自2014年12月开建以来,蒙巴萨和内罗毕两大城市沿铁路线方向呈现连片高速增长态势,年增长规模较修建前平均提高54.00%。沿线节点城镇同样增长明显, 10.00 km缓冲区内年增长率大于100.00%的面积增加了三分之一。

图5-14 蒙内铁路(左)、亚吉铁路(右)工程沿线10.00 km缓冲区内灯光指数增长率分布