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第二章生态环境保护本章提要叙述了生物与环境、生态系统的组成部分以及敏感生态问题等生态环境的基础知识。阐述了公路和水运交通建设对陆域及水域生态环境的影响形式、程度历期等特点。介绍了生态恢复与优化的原则，以及工程常用的生态环境保护措施。主要内容第一节生态环境基础知识第二节交通建设对生态环境的影响第三节交通建设中生态环境保护措施第一节生态环境基础知识一、生物与环境1.大气的生态作用(1)氧O2对生物的作用(2)二氧化碳CO2对生物的作用(3)风对生物的作用一、生物与环境2.光的生态作用(1)光的生态作用(2)光质、光强和光照时间的不同对动植物的影响不同(3)植物、动物对光的适应(4)光污染一、生物与环境3.温度的生态作用(1)温度对生物的作用主要是变温。(2)重要的温度指标有：年平均温度、最冷最热月平均温度、日平均温度累计值、极端温度等。一、生物与环境4.水的生态作用（1）水是构成生命物质原生质的组成部分，参加体内一系列的新陈代谢反应。生物体内含水量约占体重的60%-80%，有的高达90%以上。（2）水也是多种物质的溶剂，如土壤中很多矿物质要先溶于水后，才能被植物吸收和运转。（3）水也是植物光合作用制造有机体的原料。一、生物与环境5.土壤的生态作用（1）土壤是岩石圈表面的疏松表层，是生物生活的基质，它提供生物生活所必须的矿物质元素和水分。（2）它是生态系统中物质与能量交换的重要场所；同时，它本身又是生态系统中生物部分和无机环境部分相互作用的产物。一、生物与环境6.物候现象动植物长期适应于一年中温度、水分的节律变化，形成的与之相适应的发育节律称为物候。一、生物与环境7.环境受生物的影响（1）生物的生命活动，不断从环境中吸取营养，并占据一定范围作为栖境，同时将代谢产物排到环境中去，植物的枯枝落叶和动物尸体作为资源的补偿归于自然。因此，生物也在改变和影响着周围的环境。（2）生物与环境、生物与生物之间无时无刻不在相互影响，总体保持着相对的稳定和平衡。一旦受到外来的强烈干扰，就可能造成生态平衡失调。二、生物种群和群落1.生物种群种群是在特定的时间和一定的空间中生活和繁殖的同种个体所组成的群体。种群不等于个体的简单相加，而是通过相互之间的内在的关系，组成一个有机的统一整体。二、生物种群和群落2.生物群落生物群落是指在一定时间，居住在一定区域或生境内的各种生物种群相互联系、相互影响的有规律的结构单元。生物群落可简单的分为植物群落、动物群落和微生物群落三大类。三、生态系统1.定义与特征一个物种在一定空间范围内的所有个体的总和在生态学里称为种群（population），所有不同种的生物的总和为群落（community），生物群落连同其所在的物理环境共同构成生态系统（ecosystem）。生态系统是生物群落和复杂的环境条件相结合所构成的自然基本单位。三、生态系统按主体特征分，有森林、草原、荒漠、冻原、河流、湖泊、沼泽、海洋、农村、城市等生态系统。按地域特征分，有陆地生态系统、海洋生态系统、山地生态系统、平原生态系统、岛屿生态系统等。按性质分，有自然生态系统和人工生态系统。农田、农村、城市、水库等生态系统都属于人工生态系统。三、生态系统2.生态系统的组成成分生态系统由两大部分、四个基本成分所组成。两大部分就是生物和非生物环境，或称为生命系统和环境系统。四个基本成分是指生产者、消费者、还原者和非生物环境。三、生态系统3.生态系统的物质和能量流动生态系统中，物质循环是组成生物体的各种化学元素的循环过程，包括在生物群落中和在无机环境中两方面。能量通过食物链而流动。三、生态系统4.路域生态系统公路项目建成后，随着绿化和生态恢复为主的环保工程的实施，出现了一个新的生态系统，称为“路域生态系统”。这是在路域范围之内，由公路、土壤等非生物环境因子与栖息在其中的生物因子所组成的生态系统，与外界能量、物质和信息交流密切。它的范围，应包括公路征地范围内的用地，宽约50-70m，数十至数百公里的地带。它的非生物环境包括中央分隔带、土路肩、上、下边坡、排水沟、隔离栅、隧道、桥粱、声屏障等构造物及其周围，以及立交区、服务区、管理所等，还有取、弃土场地、临时道路等需要复垦的土地，以及水体、空气等等。三、生态系统5.海洋生态系统和海洋污染对于海洋生态系统来说，生物群落如相互联系的动物植物、微生物等是其中的生物成分，而非生物成分即是海洋环境：阳光、空气、海水、无机盐等。这个海洋环境又可划分为大小不一的范围，小至一个潮塘，一块岩礁，一丛海草；大到一个海湾，甚至整个海洋。由于海洋生物资源衰竭、海洋环境污染、海洋生境破坏等导致的海洋生态环境问题危害到海洋生态系统功能的发挥，直接表现为海洋生物成分和海洋生物多样性减少、生产能力下降。四、生态平衡1.生态平衡的概念如果某生态系统各组成成分在较长时间内保持相对协调，物质和能量的输入、输出接近相等，结构与功能长期稳定，在外来干扰下，能通过自我调节恢复到最初的稳定状态，则这种状态可称为生态平衡。生态平衡是相对的平衡，而不平衡才是绝对的。四、生态平衡2.影响生态平衡的因素生态系统之所以能保持相对平衡状态，是因为系统本身具有自动调节的能力。生态系统的自动调节能力，与结构的多样性和功能的完整性因素有关。引起生态平衡失调的因素很多，往往是人为因素和自然因素共同作用。交通建设往往造成沿线地区生态环境变化，项目建成以后需要将被恶化的生态系统恢复到原来的自然平衡状态。五、敏感生态问题1.生物多样性（1）生物多样性定义《联合国生物多样性公约》中指出，生物多样性是指所有来源的形形色色生物体，即指地球上所有生物——动物、植物和微生物及其所构成的综合体。生物多样性通常包括3个层次：生态系统多样性、物种多样性和遗传多样性。五、敏感生态问题（2）生物多样性的保护生物多样性保护一般有三种方式，就地保护、迁地保护和离体保护。建立自然保护区和国家公园，是国际上保护生物多样性所采取的最重要的就地保护形式。迁地保护主要是建立动物园、野生动物繁育中心、植物园、植物繁育中心等，通过保护和繁育珍稀生物，然后放回大自然。离体保护主要是利用现代科技将生物体的一部分或繁殖细胞保存下来，以便保护和发展珍稀生物种群，有效地拯救濒危物种。五、敏感生态问题2.自然保护区自然保护区是指有代表性的自然生态系统，珍稀濒危野生动植物物种的天然集中分布区，有特殊意义的自然遗迹等保护对象所在的陆地、陆地水体或海域，依法划出一定面积予以特殊保护和管理的区域。五、敏感生态问题自然保护区内部，一般分为核心区、缓冲区和实验区。（1）核心区。是保护区的精华所在，是保护对象最集中、特点最明显的地段。需要严格保护，属于绝对保护区。（2）缓冲区。在核心区的外围，是为保护核心区而设置的缓冲地带，一般只允许进行科研观测活动。（3）实验区。在缓冲区的外围，可以在不破坏生态环境与自然资源的前提下，进行科研、教学实习，生态旅游与优势动植物资源的开发工作。五、敏感生态问题3.湿地（1）湿地的定义和主要生态意义根据《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》的定义，湿地是指天然或人工、长期或暂时之沼泽地、泥炭地，带有静止或流动的淡水半咸水或咸水的水域地带，包括低潮位不超过6m的滨岸海域。湿地孕育着丰富的生物种群，生物多样性是湿地生态系统优劣标志之一。湿地是世界上生物多样性最丰富的生境之一，而由生物多样性带来的生态系统多样性、物种多样性、遗传多样性，对我们的未来产生重要的生态意义。五、敏感生态问题（2）湿地的分类湿地包括天然湿地和人工湿地。天然湿地包括海洋与海岸湿地以及内陆湿地。人工湿地包括鱼虾养殖塘、水塘、灌溉地、农用洪泛湿地、盐田、蓄水区、采掘区污水处理场、运河、排水渠、地下输水系统。五、敏感生态问题4.荒地荒地大多是因光、热、水等自然条件恶劣、不易农林牧业，而尚未开垦的土地。荒地也是相对的，甚至较之农业生态系统，某些荒地的生物多样性更高、结构更复杂、生态系统功能更多。一般来说，面积较大的成片荒地，在自然历史的的进化中，很可能有当地特有的动植物种类，因而具有特殊的保护价值。五、敏感生态问题5.生态脆弱区的基本特征①系统抗干扰能力弱②对全球气候变化敏感③时空波动性强④边缘效应显著⑤环境异质性高五、敏感生态问题6.生态恢复美国自然资源委员会认为，使一个生态系统恢复到较接近其受干扰前的状态即为生态恢复。国际恢复生态学会认为生态恢复是修复被人类损害的原生生态系统的多样性及动态的过程，是维持生态系统健康及更新的过程，是帮助研究生态整合性的恢复和管理过程的科学。五、敏感生态问题7.中国生态环境的地带性我国除青藏高原以外的广大地区，从南往北，生态条件最明显变化的决定性因素是温度。从东南往西北，生态条件最明显变化的决定性因素是水分。青藏高原生态条件变化最明显的决定性因素是高度。五、敏感生态问题8.交通景观美学意义上的景观，是指视觉意义的景物及其景象，是人类对环境的一种感知，也是人类对环境的一种需求，此时，景观的含义与风景、景致、景色相一致。景观主要有自然景观和人文景观两大类别。五、敏感生态问题1.识别景观资源景观资源识别的任务是要识别具有保护意义的景观。所谓“具有保护意义的景观”，主要是指：具有美学意义和观赏价值的自然景观，这些景观有可能成为旅游资源，或虽构不成旅游资源，但对当地人民的审美活动有贡献，因此也具有一定的经济或文化意义。五、敏感生态问题2.交通景观资源分析交通景观包括交通项目如公路、航道、港口等本身形成的景观，也包括其周边或沿线的自然景观和人文景观（即交通景观环境），它是交通项目与其周围景观的综合景观体系。五、敏感生态问题公路景观从设计或使用或周边观众欣赏的不同角度，可以有不同的分类方法：①公路景观按主体内容分类，可分自然景观和人文景观。②公路景观按使用时的属性特点分类，可分动态景观和静态景观。第二节交通建设对生态环境的影响综述交通建设对生态环境造成的影响可分为施工期和营运期两个阶段。一般情况下营运期造成的生态影响较小，施工期则是生态保护措施落实的关键。根据不同时期的主要工作内容，又分为设计阶段、施工阶段和营运阶段。设计阶段生态保护的主要内容是进行项目环境影响评价及根据生态学原理制定、设计生态保护措施和方案；施工阶段主要是实施项目的各种生态保护方案；营运阶段主要对公路沿线的生态工程进行管理和维护。一、对陆生生态环境的影响公路建设对野生动物的影响，主要表现在对动物栖息地生态环境的破坏和封闭的带状构筑物对动物的阻隔影响，这些都影响到地区的生态平衡。交通建设施工对生态环境的影响，从时间上区分，可大致分为长期影响和暂时的影响。长期影响可以认为是由施工建设对当地生态环境产生的直接的或间接的影响和效应，它们共同的特点是具有持续性，一旦产生则不易消除，有些甚至在施工结束后才逐渐显现出来。暂时影响是在施工期间产生的临时影响，一旦施工结束，这类影响往往会自然消失，或可经过人工恢复手段而得以改善或消除。一、对陆生生态环境的影响1.长期影响（1）道路的廊道与分隔效应（2）迫近效应（3）诱导效应（4）水文影响（5）对土地利用的影响（6）生态敏感地区的影响（7）景观影响一、对陆生生态环境的影响2.短期影响交通建设施工对生态环境造成的短期影响，主要是指施工期间及其前后1-2年的短暂时间内造成的，并且随着施工行为的停止而自然恢复，或按有关法律法规要求进行人工设计、恢复。主要有以下几方面：施工车辆穿越田间，扬尘四起，可能使果木庄稼蒙尘，花不受粉，穗不结实，农业减产。施工车辆碾压草原，造成草死沙扬，或车道成沟，逐渐形成沟壑。为开辟施工铺道和作业场地，要清除地表植被，有可能影响珍稀物种的生长亦会加剧水土流失。筑路民工，偷闲行猎，会使公路沿线动物受威胁。筑路改变地表排水，会使低地积水。一、对陆生生态环境的影响高填深挖、隧道等地段，可能影响地下水脉，造成