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发布时间:2021-04-07 03:45:29

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作者:彭立 王祥 陈先义

出版社:中国铁道出版社

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公路建设中土地资源保护与集约利用

公路建设中土地资源保护与集约利用试读:

前言

土地资源保护与集约利用研究在我国具有广泛的工程背景,它在国土、城建、环境、铁路、公路等领域都广为应用。近年来,国家注重基础设施建设,交通建设,尤其公路建设是“用地大户”,合理占用地、合理节地、土地复垦均是行业目前亟需解决的新课题。

土地资源保护与集约利用一直是交通部门特别是公路部门非常重要的工作内容,尤其在基于我国是“人口多、可利用土地资源少、人均土地资源紧缺的基本国情”与“交通大发展”双重历史背景下,合理节地工作显得尤为重要,合理节地与单纯减少占地数量有着本质区别,合理节地是每个从事交通行业的工程技术人员必须牢固树立的理念。本书就是为了给从事公路建设的工程技术人员介绍土地资源保护与集约利用技术进而达到合理节地而编写的一本教材。

全书以公路建设的各个环节为主线,将土地资源保护与集约利用与公路建设各个环节贯穿,共分8章,第1章是绪论,主要介绍土地资源保护与集约利用的现实意义,由彭立、王祥编写;第2章主要介绍土地资源及公路用地的基本概念及内涵外延,由傅励,王祥编写;第3章主要介绍公路占用地价值评价方法,由彭立、段少华编写;第4章介绍公路占用地决策支持方法,由彭立、王祥编写;第5章介绍公路项目工可规划阶段土地资源保护的3S辅助选线技术,由孙国庆、陈先义编写;第6章重点介绍公路设计中的土地资源保护与集约利用原则及相关技术措施,由刘利群、穆程编写;第7章介绍公路项目建设实施过程节地措施及“公路环保绿线技术”,由陈先义、李宏泉编写;第8章主要介绍公路建设完工后的土地资源复垦技术,由段少华、王俏编写。黄向京、向建军修改了全书的文字。全书由彭立审稿。

本教材的编写参考了大量的前人工作及法规等,未能一一列出,在此一并致谢。书中难免出现错误和不当之处敬请读者指正并谅解。

作者2014年11月10日于长沙1绪论

土地具有不可再生的特点,决定了土地资源是有限的,特别是中国人口多,人均土地少,耕地资源不足,成为中国基本国情,节约土地资源是我国基本国策。

在地球5.1亿km 2 的总面积中,耕地面积只有225亿亩,人均只有4.2亩。中国国土面积960万km 2 ,但耕地面积仅15亿亩。由于人口众多,人均土地仅约13亩,而世界人均约为41亩。在中国的国土中,平原面积只占12%,因此人均耕地面积更少,仅为0.093hm 2 (1.4亩)。在人口密度方面,我国110人/km 2 ,是世界平均水平的3倍。

我国现在以世界7%的耕地养活着占世界22%的人口,而且我国耕地面积正以40万hm 2 /年的速度递减,同时人口却以1000多万人/年的速度递增,土地资源的紧缺已经对我国经济的发展构成了严重的制约。然而,在土地资源紧张的同时,中国经济持续多年的高位增长在很大程度上却是依靠资源的高投入来实现的。在我国,耕地乱占及破坏现象仍然突出,1996~2005年的9年间,我国耕地总量从1.3亿hm 2 降至1.22亿hm 2 ,减少6.6%,大量土地被粗放利用,甚至浪费,土地资源高消耗的同时,也带来了严重的环境和生态破坏,土地荒漠化问题日趋严重。1.1公路建设中土地资源保护与集约利用的重要性1.1.1 快速增长的公路建设用地与节约土地资矛盾日益突出

近年来,公路建设特别是高速公路建设占地量维持在一个较高水平,在建设用地供需矛盾相对突出的情况下,使得高速公路用地数量巨大与节约土地资源矛盾非常突出,同时该问题也成为目前和长远交通发展的重点问题之一,而且高速公路建设用地还在持续增加。首先,为适应激增的交通量需求,高速公路总的规模和建设里程在不断增加,导致用地总量的不断增大(截至2013年,我国高速公路里程突破10.4万km,高居世界第一位);其次,与高速公路建设早期大量兴建的4车道高速公路相比,现阶段有相当比例的高速公路(特别是在东部发达地区和部分中西部地区)系按照6~8个车道新建或扩改,路幅增加导致用地相应增大;再次,高速公路互通间距越来越小,随着高速公路成网加密,枢纽互通数量在迅速增加,服务设施的用地需求也在不断提高,加上其他用地需求,都导致了高速公路用地规模激增。1.1.2 “资源节约、环境友好”是公路交通发展的必由之路

从我国整个交通系统来看,交通运输业的快速发展,必然带来交通用地的大幅度增加,高速公路等交通用地需求量的增加给土地资源的压力越来越大,尤其是土地资源紧缺地区,像东部沿海经济发达地区,人口密集,人均土地资源紧张,但是对完善和发达的交通体系又是维系这些地区经济社会发展和和谐的必备条件和必要因素。

1998年,中共中央、国务院将“合理利用土地和切实保护耕地”作为基本国策写入《土地法》,中共十六届五中全会又将“节约资源”与“保护环境”一起作为基本国策写入国民经济和社会发展的五年规划,并把“建设资源节约型、环境友好型社会”确定为国家“十一五”国民经济与社会发展中长期规划一项重要任务。这一做法意味着,重要资源短缺的中国将摒弃依靠资源高消耗实现经济增长的发展路径,从而转向节约型发展模式。在这种新的社会发展形势下,交通行业作为资源占用型和能源消耗型行业,其发展模式转变也势在必行。交通运输部强调“十一五”是建设创新型交通行业关键时期,交通行业必须落实最严格的耕地保护政策和环境保护政策,把“资源节约”、“环境友好”的要求落实到交通规划、设计、建设和管理各个环节中,建设节约型交通,实现对资源的少用、用好和循环利用。1.1.3 公路建设中土地资源保护与利用技术研究的必要性

据交通部统计数字,到2020年,我国公路里程将发展到260万~300万km(不含村道),其中高速公路就突破10万km。公路建设是社会经济发展的重要载体,随着我国中西部地区以及各地山区等不发达地区经济建设的快速发展,公路建设越来越多地向中西部地区(我国总体地势呈现西高山东平原)以及各地山区等不发达地区延伸,所以山区公路建设越来越多。但山区具有地质地貌环境复杂、生态环境脆弱、耕地严重不足的特点,因此山区公路的高填深切多,对环境的破坏大,对占用土地特别是耕地的敏感性强,因此面对公路建设大面积占地的需求和山区土地资源紧缺、生态环境脆弱的现状,如何有效解决公路占地的供需矛盾,最大限度地保护土地资源和生态环境,是山区公路建设过程中亟待解决的重要理论和技术问题之一。

公路建设在带来巨大经济效益和社会效益的同时,也会对项目所在地区土地资源的利用方式产生深远影响,进而改变区域土地生态系统的结构和生态利用价值。一方面,公路受地形等条件及线形要求所限,要最大限度发挥其功能特点,必然永久或临时占用大量的土地,尤其是附加价值极高的土地资源;另一方面,公路的穿越将直接造成耕地的破碎化,对耕种和管理产生不良影响,公路切割农田的排灌系统,也可能使得耕地因灌溉或排涝受阻而无法耕种,从而对项目周边区域的农业生产造成影响。另外,公路建设中路基开挖、取土、弃渣而引起的水土流失也会对下游土地资源形成各类危害,而且还可能造成土壤环境的污染等。以上问题对于生态环境相对脆弱、耕地资源相对紧缺的山区来说显得尤其突出。目前,交通运输部虽然对公路建设节约用地提出了严格要求,也开展了相关典型示范工程研究,但目前在公路(尤其是高速公路)规划、选线设计及施工阶段如何节约土地资源还没有具体的规范或标准可循,示范工程研究也多从景观、生态保护角度考虑,并未将土地资源节约作为根本出发点。因此,系统研究公路规划选线、设计、施工阶段的土地资源保护技术,对于缓解我国山区公路占地的供需矛盾,保护脆弱的生态环境,促进区域的可持续发展,具有重大而深远的意义。

综上所述,十分珍惜并合理利用土地资源和切实保护耕地是我国的基本国策,随着国民经济的发展,公路建设规模不断扩大,用地供需矛盾十分突出,系统研究公路设计阶段的土地资源保护技术,具有重要意义。1.2国内外研究现状1.2.1 公路选线中土地资源保护技术

为了确保公路建设的合理布局,协调发展,防止决策和布局的随意性,公路前期规划工作显得特别重要。其中,公路选线工作又是重中之重,路线方案是否合理将直接影响工程本身的投资、运输效率和使用质量。公路选线是一个非常复杂、艰巨的任务,在路线方案选择中往往会遇到大量的不确定的、动态的、复杂的问题,需要考虑众多的因素,这些因素涉及的属性、重要度和可比性各自不同,并且对各指标进行评估和度量时,具有很大的不确定性和主观经验性。

传统的公路选线方法是选线人员通过搜集和分析项目区域有关技术经济资料,首先在大比例尺地形图上选出几个可能的线路方案,然后,在纸上定线的基础上,选线人员进行实地勘测,经过反复比较确定一个较为经济、合理的路线方案。这种选线方法很大程度上取决于选线人员的实际经验和技术水平,且费时费力,已不能满足现代公路建设的需要。目前,公路选线中已普遍采用了CAD技术进行道路选线设计,其可以完成路线平、纵、横设计,土石方计算和调配,纵、横断面图绘制等任务。但是,CAD设计方法并没有突破传统的设计模式和方法,技术含量较低,特别是高科技含量不足,其系统功能主要表现在提高人工拟定路线平、纵设计方案之后的计算、绘图、制表等确定性过程的作业效率和成果质量上,而对选线设计必须考虑的地质、水文、交通需求、环境影响等数据则难以进行分析处理,在原始设计参数拟定、路线方案选择、设计成果评价与优化等方面,缺乏对设计者人机交互式的适时决策支持。

近年来,随着科学技术的发展及国外先进公路选线理念和思想的引进,一些高新技术及方法也逐渐被用于公路选线、优化及路线方案的评判,其中3S技术的应用日益成为研究的热点。目前,基于GIS的道路选线方法形式多样,功能不一,从基本空间分析方法的角度可将其分为互为补充的三类。第一类GIS辅助选线方法是基于数字高程模型的线路设计方法,这是出现GIS辅助道路选线发展初期的一种方法,实际上是传统选线方式在GIS选线中的延伸,除了高程因素外,并没有考虑地质、水文、环境影响等因素对选线的影响。第二类GIS辅助选线方法是基于叠置分析的线路优选方法,这类方法是先将线路设计方案综合优选的评价指标体系层次化,然后在GIS中,按照公路等级对初选线路做一定距离的缓冲区图层,在多层地理数据的支持下,将线路缓冲区图层与其他要素图层做叠置分析,提取并计算指标信息,再利用一定的数学方法(如层次分析法、模糊数学)获取各方案的理论评价值,为优选决策提供依据的一种方法。如孔金玲应用GIS技术提取公路选线方案的评价指标信息,应用层次分析方法实现了公路选线多因素的综合分析及多方案的综合比选,其研究中将耕地层作为一个因素层,将占地数量作为评判方案的一个评价因子进行了分析。贾永刚以GIS和空间决策支持系统技术为基础,以CITYSTAR为平台,以VB为开发工具,在高速公路选线理论的指导下并考虑选线工作中的实际问题,初步设计出了高速公路选线决策支持系统。另外,宁锐、刘丹萍、曹健、高传东也分别运用GIS技术针对公路、铁路工程选线中工程地质、水文等不确定性因素进行了路线方案评价及优选技术研究。第三类GIS辅助选线方法是基于空间分析与模拟的综合选线方法,是通过充分利用GIS的空间分析、空间模拟、空间决策支持功能与技术,将道路选线各环节步骤在完备的空间数据和空间可视化基础上归于一体,试图实现GIS选线自动化和集成化的一类方法。目前,该方法的研究还处于探索阶段,主要是基于GIS栅格数据及其邻接关系进行空间最优路径模拟与运算。Douglas D H、LeeJ、XuJ、陈雪冬、陈继光、高伟等提出了利用GIS栅格数据,在综合考虑公路路线标准、空间距离、地形等多种影响因素的基础上,运用费用栅格矩阵法计算最优道路路线的方法。张俊峰利用ArcEngine开发组件,引入GIS的有关理论、方法和技术分析手段,采用多元回归、信息量法和模糊综合评判等多种数学分析评价模型,开发了综合考虑区域稳定性、坡度、土地利用等因素的公路选线决策支持系统。何越磊则提出了广义导向线定线法选线的方法,并依据此思想建立定线元胞自动机模型,利用元胞自动机的离散动力演化功能,将多目标综合考虑,实现了铁路选线设计中定线自动化,为道路选线的优化设计提供了新思路。

除了3S辅助选线技术以外,系统动力学、模糊数学、环境影响评价方法等也是目前公路选线中常用的决策支持方法。赵健三在采用AHP法构造公路选线优选系统的综合评价指标体系的基础上,结合熵权和模糊数学理论,构造了基于熵权的公路选线模糊层次分析决策模型。江玉林在综合考虑地质环境、土地利用、水土保持和敏感目标等因素的基础上,以层次分析法建立了公路选线生态环境评价方法,进行了区域中环境最小敏感走廊和对具体线路进行环境优化的研究。赵勇则采用综合生态影响评价指数法进行了路线方案的比选研究。

根据对目前我国道路选线技术现状调查,结果表明:(1)自20世纪90年代以来,3S技术已广泛应用于公路建设和管理。就3S技术应用于公路选线设计而言,主要实现了全数字化作业流程并以低成本达到走廊带优化,减少工程量及劳动强度,提高工作效率和质量,另外在避开地质灾害的地质选线方面、环保方面取得大量成果和经验,开展了相关课题研究工作。但是,就保护土地资源方面而言,国内虽有相关论文进行了一些探讨,但基于3S技术、以土地节约为主旨的相关科研尚无系统性的研究,大多数研究中选线决策也主要是利用GIS方法确定的占地数量作为比选决策的条件,而很少考虑到周边土地资源敏感性的问题(如因公路建设导致的土地资源破碎化及破坏地表径流而引起的对周边耕地资源的破坏问题等)。(2)公路建设用地主要来源是国家划拨,按各省市制定的赔偿标准执行占用地赔偿。由于土地资源是一种不可再生的稀缺资源,目前的土地占用补偿价格未完全反映土地资源的不可再生这一特性,亦未完全考虑土地及其附着物的机会成本及其附着物的环境、历史和情感价值。因此在路线方案选择中往往对土地的潜在价值认识不足,仅停留在定性分析的基础上,对路线方案比选、以桥代路、以隧代路等适用条件及其决策的指导性不强,土地占用往往不能成为方案决策的主导因素,保护土地资源的宗旨不能真正落实到位。因此,在选择路线走廊带及进行路线方案比较时,必须相应地建立土地价值评价及占用决策体系,才能最终达到利用3S技术保护土地资源的目的。1.2.2 公路设计中的集约用地技术

近年来,受土地资源尤其是耕地资源的紧缺所限,我国公路设计中逐渐将节约占地作为一项控制性因素来考虑,这在一系列的典型示范工程设计中体现得较为明显。常用的节约占地设计主要在保证安全和运营功能的前提条件下,灵活选择和运用技术标准和指标,应用到具体设计中主要包括降低路基高度(采用的主要设计方法包括合理规划线路,尽量减少居民反复穿越高速公路的可能;核定通航等级、洪水位与净空要求;合并乡村道路,调整通道位置和数量;利用桥跨和箱涵作通道;支线和乡村道路上跨或下穿平纵用足设计规范有关指标;桥梁结构采用建筑高度低的结构等),减少两侧边坡占地;路线合理布局,避免重复设线;合理利用老路改造;挡墙取代路基放坡;桥隧取代路基;新标准使用(如在维持传统的路基横断面中的挡土墙、排水沟、边坡比不变的情况下,将挡土墙内移,并在路肩位置加设钢筋混凝土L墙,用其代替路缘石、拦水带,以节省公路用地);路基分离设计;合理设计互通、服务区、停车区的形式及位置等。

总的看来,目前,我国公路设计阶段已经非常重视土地资源的节约,各种等级的公路设计过程中都有意的采取了这样或那样的措施以节约主体工程的占地,国家环保总局更是把提出设计阶段的节约占地设计作为公路建设项目环评报告书批复的一个必要条件。然而,由于目前资源节约的公路设计尚处于新理念的理解及技术的摸索时期,公路设计中的节约占地尚没有没有强制性的标准限制,各类节约占地设计技术也没形成完备的技术体系,因此,在具体公路设计中这些技术真正的指导作用不强。另外,我国高等级公路设计中,在互通立交、沿线设施等设计过程中,节约占地问题也仍然是一个值得探讨和研究的问题。1.2.3 公路施工中的集约用地技术

除了设计中需贯彻节约用地技术外,目前,公路建设施工中也已经重视集约用地技术。目前采取的措施有以下几类:第一类节地措施是其他材料作为路基填方的利用。目前,粉煤灰渣、矿山开采废料、矿渣等材料均作为路基填料利用;路基、隧道挖方尽可能地平衡回填利用,以减少取土、弃渣场地占地等,均是目前施工中乃至设计阶段考虑比较多的一种措施。第二类节地措施是各类临时工程的合理选址或并场利用。如,中铁四局集团在贵州镇宁至胜境关公路建设中,利用挖方产生的弃渣生产工程所需砂石料(料场),同时采用了“四(施工、料)场合一场”的生产模式,有效地减少工程建设中的土地占用。将施工场地、道路设置在桥下或互通等永久占地范围内也是目前公路施工中比较常见的节地措施。第三类则是对施工用地及时复垦,尤其是复耕利用。

总的看来,近年来随着土地资源紧张问题的凸显,我国公路建设中已经采取了各种各样技术措施实现集约用地的目的。但是,这些技术往往是从“出现问题然后解决问题”的角度去考虑的,尚不能从根源上即从规划、设计阶段就将集约用地作为一个限制性因素来考虑。另外,设计、施工中的节(集)约用地技术和措施也多是就某一工程具体路段或具体单元提出的,只能作为理念上的示范,尚没有达到具体规范、指南的层面,这些还都有待于深入的调查、研究来完善。1.2.4 公路路域破坏土地的复垦技术

土地复垦是对在生产建设过程中因挖损、塌陷、压占等造成破坏的土地,采取整治措施,使其恢复到可供利用的状态的活动。土地复垦工程是解决生产建设和土地破坏间矛盾最有效的途径。土地复垦按作业性质一般可分为工程复垦和生态复垦两个阶段。工程复垦是指土地破坏前的表土层采集、堆存及后期土地整治工程。生态复垦则是对整治后的被破坏土地进行熟化和改良,进行植被恢复等作业过程。

国外早在20世纪初就开始对矿区土地进行了复垦研究,但大规模、有计划、有目的的复垦研究工作也不过30多年历史,其中历史较久、规模较大、成效较好的国家有澳大利亚、前苏联、德国、美国等国家。美国早在1918年就在印第安那州煤矿的煤矸石堆上进行了再种植试验。前苏联也十分重视土地复垦工作,早在1954年苏联部长委员会议中就明确指出:“利用后的土地必须恢复到适宜农业利用或其他建设需要状态”。1960年各加盟共和国通过的《自然保护法》和1962年的部长委员会决议中更明确地要求进行土地复垦。在1968年的苏联宪法和1976年的部长会议决议中,土地复垦法得以进一步发展和具体化。此外,澳大利亚、英国、法国、日本、加拿大、匈牙利、丹麦等在这方面也做了大量研究工作。

中国的土地复垦工作起始于20世纪50年代,特别是90年代以来土地复垦工作发展较快。

目前,土地的复垦技术通常可以分为生态农业复垦技术、生物复垦技术、微生物复垦技术和复垦土壤侵蚀控制技术四类。生态农业复垦技术是将运用生态学和生态经济学原理,对破坏的土地进行生态综合整治和利用的一种技术方法。其目的在于依据能量多级利用与物质循环再生原理,循环利用农业废物,在被破坏的土地上建立良性的生态循环系统。生物复垦技术是利用生物措施,恢复土壤肥力与生物生产能力的活动。它是实现土地复垦的关键,主要内容为土壤改良和植被品种筛选。土壤改良的方法主要有绿肥法和施肥法。微生物复垦技术是利用微生物活化剂和微生物与有机物的混合剂对复垦后的贫瘠土地进行熟化和改良,恢复土壤肥力的技术。复垦土壤是人造新土,地表极易被风蚀或雨水侵蚀,因此复垦土壤的侵蚀控制是临时用地复垦成败的关键,主要控制技术包括应用“侵蚀被”和侵蚀控制构筑物等。

虽然,破坏土地的复垦技术经过几十年的发展已经取得了长足的进步,各单项技术也日趋成熟。我国对公路临时性破坏土地复垦技术的研究起步却较晚,主要采用各种已经在矿业复垦中发展的较为成熟的技术,实现土地复垦利用的目的。各类技术、模式目前尚不系统,也不成熟。贾成前、杨国栋等根据公路临时用地的土壤分析和适宜性评价结果,探讨了临时用地复垦技术对复垦土地的影响。张建昌以勉县至宁强高速公路为例对生态恢复中不同恢复类型条件下的土壤肥力恢复进行了研究,结果表明:草本恢复类型对前期土壤肥力的恢复作用大于草灌结合及单纯灌木恢复类型,在草本生态恢复类型中,豆科植物与禾本科植物混播恢复类型大于单纯禾本科或豆科植物恢复类型的作用。杨国栋依据人工神经网络原理,建立了用于高速公路临时用地复垦土地适宜性的神经网络评价模型,并以京大高速公路山西段为例,进行了临时用地复垦技术、方向的适宜性评价。高更君则从分析公路建设破坏土地的形式和原因出发,对公路建设土地复垦的理念及管理提出了一些想法。除此之外,胡珊、陈其兵、陈学平、廖乾旭等则对当前高速公路土地复垦及生态恢复中存在的问题进行了剖析,认为边坡立地条件差、植被组合简单、生态适应性差、景观效果不佳、岩质陡坡恢复困难、缺乏基础理论研究、恢复成本高和养护管理困难等是当前存在的主要问题,并针对这些问题提出了相应对策,如提高生物多样性、培育边坡植物种子市场、建立恢复评价体系、新技术新材料研究、制定科学养护方案和培养恢复专业人才等措施。

总的看来,我国公路建设土地复垦技术研究还处于初级阶段,虽然各种破坏土地单项土地复垦技术经过多年的研究、验证已经日趋成熟,但这些技术绝大多数是源于矿区的生态恢复治理,对于公路这一类涉及的破坏土地生态类型、立地条件等复杂多样的线形工程来说,各类复垦技术的适用性及有效性等问题还有待探讨。同时,对各类破坏土地也还缺少典型的、可推广的土地复垦模式。公路建设中表土保护问题虽已要求了多年,但如何保护、利用仍缺乏理论基础和技术支持,保护和利用的现状也不容乐观。另外,由于在公路破坏土地复垦技术方面缺少可利用的规范、指导思想理解方面也存在较大的差异,致使公路破坏土地的复垦效果参差不齐,有时往往注重眼前效果,浪费了大量资金但生态效果却不理想。以上种种问题的存在,都有赖于系统的开展公路建设中破坏土地复垦技术体系及各类相关应用基础研究来解决。1.3公路建设中土地资源保护与集约利用的基本原则

公路建设中土地资源保护与集约利用有两大基本原则,一是土地减量原则,二是土地增值原则。土地减量原则即为在公路建设的各个环节尽量减少对各类土地的征用,包括永久征用和临时征用,侧重反映在数量上。土地增值原则即为在公路建设的各个环节,尤其是公路建成通车后,尽量带动公路沿线土地价值的增加,对高速公路而言,特别明显的是出入口(互通)附近地块价值的增加。见表1-1。

表1-1 公路建设中土地资源保护与集约利用的基本原则1.4公路建设中土地资源保护与集约利用的基本任务和工作范围

公路建设中土地资源保护与集约利用的基本任务就是从公路规划选线、设计、施工、建设过程等各阶段贯彻落实节地的两大基本原则。

公路建设中土地资源保护与集约利用的工作范围主要分为两方面,第一方面是公路建设过程中的各个环节(规划选线、设计、施工、建设过程)的土地减量增值;第二方面是公路建设后的土地资源复垦。参考文献

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[4]张飞涟,张伟.铁路建设项目应进行可持续发展评价[J].基建优化,2003(2).2土地资源与公路用地

土地与土地资源是完全不同的两个概念,严格说,我国国土面积960万km 2 是指土地面积,并非完全有利用价值的土地面积(即土地资源),所有的土地面积中,有大量的高山、荒漠、水域等不可利用的土地面积。

公路用地与公路征地是两个概念,公路建设的节约用地,不仅仅是指减少公路用地数量,更是要合理节地,尽量减少价值高的土地资源的占用。

公路建设应做好土地资源的保护与集约节约。2.1土地及土地资源2.1.1 土地

土地的概念应从其自然属性角度加以界定,存在着狭义土地和广义土地的概念之别,通常又与土地平面和立面相交织,形成土地平面观和立体观。

由于土地概念涉及并影响世界各国,所以联合国也先后对土地作过定义。1972年,联合国粮农组织在荷兰瓦格宁根召开的农村进行土地评价专家会议对土地下了这样的定义:“土地包含地球特定地域表面及以上和以下的大气、土壤及基础地质、水文和植被。它还包含这一地域范围内过去和目前人类活动的种种结果,以及动物就它们对目前和未来人类利用土地所施加的重要影响。”

1975年,联合国发表的《土地评价纲要》对土地的定义是:“一片土地的地理学定义是指地球表面的一个特定地区,其特性包含着此地面以上和以下垂直的生物圈中一切比较稳定或周期循环的要素,如大气、土壤、水文、动植物密度,人类过去和现在活动及相互作用的结果,对人类和将来的土地利用都会产生深远影响。”

从土地管理角度出发,原国家土地管理局1992年出版的《土地管理基础知识》中这样定义土地:“土地是地球表面上由土壤、岩石、气候、水文、地貌、植被等组成的自然综合体,它包括人类过去和现在的活动结果。”因此,从土地管理角度,可以认为土地是一个综合体,是自然的产物,是人类过去和现在活动的结果。

1972年在荷兰瓦格宁根召开的关于土地评价的专家会议认为:“土地包涵着地球特定地域表面及其以上和以下的大气、土壤、基础地质、水文和植物。它还包涵着这一领域范围内过去和目前人类活动的种种结果,以及动物就它们对目前和未来人类利用土地所施加的重要影响。”对人类社会而言,土地的基本特点是具有生产能力和固定空间位置,是人类生存的主要空间场所,是社会最基本、最重要的生产资料与劳动对象之一。2.1.2 土地的特性

土地的特性,包括自然特性和经济特性。土地的自然特性是指不以人的意志为转移的自然属性;土地的经济特性则指人们在利用土地的过程中,在生产力和生产关系方面表现的特性。(1)土地的自然特性

土地的自然特性包括:土地面积的有限性、土地位置的固定性、土地质量的差异性(多样性)、土地永续利用的相对性(土地功能的永久性)等。

土地面积的有限性:土地是自然的产物,人类不能创造土地。广义土地的总面积,在地球形成后,就由地球大小所决定。人类虽然能移山填海、扩展陆地,或围湖造田、增加耕地,但这仅仅是土地用途的转换,并没有增加土地面积。

土地位置的固定性:土地最大的自然特性是地理位置的固定性,即土地位置不能互换、不能搬动。人们通常可以搬运一切物品、房屋及其他建筑物,虽然移动困难,但可拆迁重建。只有土地固定在地壳上,占有一定的空间位置,无法搬动。这一特性决定了土地的有用性和适用性随着土地位置的不同而有着较大的变化,这就要求人们必须因地制宜地利用土地。同时,这一特性也决定了土地市场是一种不完全的市场,即不是实物交易意义上的市场,而只是土地产权流动的市场。

土地质量的差异性(多样性):不同地域,由于地理位置及社会经济条件的差异,不仅使土地构成的诸要素(如土壤、气候、水文、地貌、植被、岩石)的自然性状不同,而且人类活动的影响也不同,从而使土地的结构和功能各异,最终表现在土地质量的差异上。

土地永续利用的相对性(土地功能的永久性):土地作为一种生产要素,只要处理得当,土地就会不断改良。在合理使用和保护的条件下,农用土地的肥力可以不断提高,非农用土地可以反复利用,永无尽期。土地的这一自然特性,为人类合理利用和保护土地提出了客观的要求与可能。土地是一种非消耗性资源,它不会随着人们的使用而消失,相对于消耗性资源而言,土地资源在利用上具有永续性。

土地利用的永续性具有两层含义:第一,作为自然的产物,它与地球共存亡,具有永不消失性;第二,作为人类的活动场所和生产资料,可以永续利用。其他的生产资料或物品,在产生过程或使用过程中,会转变成另一种资料、物品,或逐渐陈旧、磨损,失去使用价值而报废。土地则不然,只要人们在使用或利用过程中注意保护它,是可以年复一年地永远使用下去的。但是,土地的这种永续利用性是相对的,只有在利用过程中维持了土地的功能,才能实现永续利用。(2)土地的经济特性

土地的经济特征包括:土地供给的稀缺性、土地利用方向变更的困难性(土地用途变更的困难性)、报酬递减的可能性和土地利用后果的社会性等。

供给的稀缺:土地供给的稀缺性,不仅表现在土地供给总量与土地需求总量的矛盾上,还表现在由于土地位置固定性和质量差异性导致的某些地区(城镇地区和经济文化发达、人口密集区)和某种用途的土地(如农业用地)供给的特别稀缺上。

土地利用方向变更的相对困难性:一幅土地往往有多种用途,当土地投入某种用途之后,欲改变其利用方向,往往会造成巨大的经济损失,因此,相对来说是困难的。

土地利用方向变更相对困难这一特性,要求在确定土地利用方向时,一定要进行详细勘察,作出长期周密的工作规划,决不能朝令夕改,随意改变土地利用方向。

报酬递减的可能性:土地供给的稀缺性要求人们要集约利用土地。由于“土地报酬递减规律”的存在,在技术不变的条件下,对单位面积土地增加投入超过一定限度,就会产生报酬递减的后果。这就要求人们在利用土地增加投入时,必须找在一定技术经济条件下投资的适合度,确定适当的投资强度和投资结构,并不断改进技术,以便提高土地利用的经济效益。

土地利用后果的社会性:土地是自然生态系统的基础因子,互相联结在一起,不能移动和分割,因此,每幅土地和每一区域的土地利用的后果,不仅影响到本幅土地和本区域内土地的自然生态环境和经济效益,而且必然影响到邻近地区甚至整个国家的生态环境和经济效益,产生巨大的社会后果。这就是土地利用的外部性。2.1.3 土地的分类

根据土地的各种性状和特点,将一个国家或地区的全部土地资源划分成若干类型。目的主要是为了掌握土地资源状况,识别土地资源的特性、功能和用途,以便合理地利用土地资源。(1)按地形分,土地资源可分为高原、山地、丘陵、平原、盆地。这种分类展示了土地利用的自然基础。一般而言,山地宜发展林牧业,平原、盆地宜发展耕作业。(2)土地覆盖分类:把土地类型理解为在一定气候条件下地貌-土壤-植被的共同体,反映土地自然属性。较多应用于土地资源的综合考察。(3)土地利用分类:也叫土地利用现状/土地功能/土地用途分类:反映人类活动,即土地利用地域单元的功能或用途,反映土地社会属性。(4)综合分类。

国家标准化管理委员会发布《土地利用现状分类》,根据土地的用途、利用方式和覆盖特征等因素,该国家标准采用一级、二级两个层次的分类体系,将我国土地共分12个一级类、56个二级类。

其中12个一级类是:耕地、园地、林地、草地、商服用地、工矿仓储用地、住宅用地、公共管理与公共服务用地、特殊用地、交通运输用地、水域及水利设施用地、其他土地。《中国1∶100万土地资源类型分类系统》采取土地潜力区、土地适宜类、土地质量等、土地限制型、土地资源单位等五级分类制,其中土地资源单位是作为制图单位和评价对象。该分类系统将全国划分为华南区、四川盆地-长江中下游区、云贵高原区、华北-辽南区、黄土高原区、东北区、内蒙半干旱区、西北干旱区和青藏高原区九个土地潜力区。划分宜农耕地类、宜农宜林宜牧类、宜农宜林土地类、宜农宜牧土地类、宜林宜牧土地类、宜林土地类、宜牧土地类和不宜农林牧土地类八个土地适宜类。各土地适宜类按农林牧适宜程度与质量高低各分为三个土地质量等,即:一等宜农的土地、二等宜农的土地、三等宜农的土地;一等宜林的土地、二等宜林的土地、三等宜林的土地;一等宜牧的土地、二等宜牧的土地、三等宜牧的土地。多宜土地类按农林牧土地质量等进行排列组合。土地限制型划分为无限制、水文与排水条件限制、土壤盐碱化限制、有效土层厚度限制、土壤质地限制、基岩裸露限制、地形坡度限制、土壤侵蚀限制、水分限制与温度限制10个限制型。2.1.4 土地资源

土地资源是指在目前的社会经济技术条件下可以被人类利用的土地,是一个由地形、气候、土壤、植被、岩石和水文等因素组成的自然综合体,也是人类过去和现在生产劳动的产物。土地资源包括建议利用的和未利用的土地,就土地本身来说,它包括陆地表面、内陆水域及滩地。而在可预见的将来,人类仍不能利用的土地不属于土地资源范畴。

土地资源是人类赖以生存和繁衍的第一资源,是各种资源之首。人们通常把地球表面的陆地部分、由泥土与砂石堆成的固体场所称为土地。至于海洋、江河、湖泊、池塘等均不列入土地范畴之内。随着人类社会发展和科学技术的进步,土地的概念由地球表面扩大到地球表层,由平面扩展至立体,形成了土地的立体观。

从系统论观点来看,土地系统是由耕地、林地、园地建设用地等组成的大系统,这些土地子系统都是由植物、动物、微生物等生物成分和光照、土壤、空气、温度等非生物成分共同组成的,借助于能量与物质流动转换而形成的不可分割的有机整体。土地系统及其子系统以及子系统之间存在复杂的能量与物质转换,它们都属于开放系统,是远离平衡状态的开放系统,只要通过不断与外界交换物质与能量,在外界条件的变化达到一定的阈值时,可能从原有的混沌无序状态,转变为时空上或功能上的有序状态,依靠不断耗散外界的物质和能量来加以维持。与此同时,土地系统又是更大系统的非生物环境要素(图2-1),用集合论表达为:

图2-1 土地系统和环境关系

A={a ,a ,…a }1212

式中  A——土地系统;

a ,a ,…,a ——耕地、园地、林地、建设用地等土地子1212系统。

综上所述,可将土地分为狭义土地和广义土地,进上步可细分为平面土地和立体土地,最终归结为土地资源和土地资产。见表2-1。

表2-1 土地的概念

土地资源指目前或可预见到的将来,可供农、林、牧业或其他各业利用的土地,是人类生存的基本资料和劳动对象,具有质和量两个内容。在其利用过程中,可能需要采取不同类别和不同程度的改造措施。土地资源具有一定的时空性,即在不同地区和不同历史时期的技术经济条件下,所包含的内容可能不一致。如大面积沼泽因渍水难以治理,在小农经济的历史时期,不适宜农业利用,不能视为农业土地资源。但在已具备治理和开发技术条件的今天,即为农业土地资源。2.1.5 土地的资源属性

土地资源既包括自然范畴,即土地的自然属性,也包括经济范畴,即土地的社会属性,是人类的生产资料和劳动对象。

土地是自然界和人类活动综合作用下的产物,它占据着三维空间,在其发展演变过程中,贯穿着物质交换、能量转化和信息交流过程,表现为复杂的开放系统。(1)自然属性:是由地形、地质、气候、植被、水文和土壤等要素组成的自然综合体,其性质取决于土地要素组合关系和综合特点。(2)社会属性:是人类的生产资料和劳动对象。自然状态的土地是“土地物质”,已利用土地由于凝结了人类的劳动成为“土地资本”。2.2公路及公路用地2.2.1 公路

公路是指连接城市、乡村和工矿基地之间,主要供汽车行驶并具备一定技术标准和设施的道路。《中华人民共和国公路管理条例实施细则》指出:公路是指在中华人民共和国境内,按照国家规定的公路工程技术标准修建,并经公路主管部门验收认定的城间、城乡间、乡间可供汽车行驶的公共道路(包括公路桥梁、公路隧道和公路渡口)。2.2.2 公路的主要功能

公路交通对经济的繁荣与振兴发挥了巨大作用,其功能主要体现在以下几个方面:(1)交通功能。公路是交通的基础设施,是社会、政治、经济和文化活动所产生的人流、物流的运输载体,具有国际、省际、城市内部、城际之间和城乡、乡村之间交通的中转、集散客货功能。(2)繁荣经济的功能。一个高度发达的国家,必须有一个规划科学、布局合理、高低结合的公路网作为社会支撑的先决条件,它对繁荣经济的作用是任何运输方式所不可替代的。(3)形成城乡建筑布局主骨架的功能。公路是国土结构的骨架,也是城市建设的基础。道路为公共设施不仅提供了交通体系和空间,而且为保证日照、通风、环保绿化、管线布设和建筑风格提供了有利条件。各种建筑物使用效益的发挥,有赖于道路先行来实现和完成。在道路建设的过程中,各项基础设施得以同步进行,随着道路的建成,可使土地利用与开发得以迅速发展,市场加速繁荣,经济指数迅速增长。(4)防灾、减灾、战争需要的功能。在发生火灾、水灾、地震等自然灾害,以及战争防御或紧急情况时,公路能最大限度地提供疏散、避险的通道与空间。当1998年我国南方和东北大面积发生特大洪灾时,公路交通在转移灾民,运输抗洪救援物资、人员方面发挥了不可估量的作用。在遭受重大自然灾害时,公路交通在抢救人员、物资上能赢得宝贵时间,在消防时能起到隔离火源的作用。(5)繁荣经济、捍卫国家领土的功能。实践证明,要想富,先修路,说明公路对商品流通的推动作用。此外,公路交通在巩固国防、建设边疆、开发山区和旅游事业等方面的巨大作用也是不言而喻的。2.2.3 公路运输的主要特点

在综合运输体系中,公路运输有其独到的特点和突出的优越性。主要表现在以下几个方面:(1)机动灵活。货物在最少装卸次数的情况下可以实现门对门的直达运输,在小于200~500km短途运输中可以做到经济可靠、迅速及时。(2)普及面广、适应性强。能满足政治、经济、国防各个方面的需要:平时运送旅客和人民生活必需品及商品物质,促进市场繁荣;战时运送部队与军事物资,出现突发情况时也能疏散居民及运送救援物资。(3)运量较大。虽然公路载客、货量小,但随着高速公路的兴建和通车,加上大吨位集装箱的引入,公路运输客货总量和总周转量的比重日益增大。目前公路承担的客货运量分别占现有5种运输方式总量的88.7%和90%,客货周转量分别占51.1%和30.6%。(4)是各种基础建设的先行。建设新厂、开发矿产资源、修建铁路等其他运输场站、城镇建设工程、兴建水利设施等基础建设必须先修建公路。2.2.4 公路用地

中国公路用地在1949年以前没有具体规定。中华人民共和国成立后,1950年9月颁布了《公路留地办法》,对公路用地明确规定:国家公路和省级公路应留土地,除路基宽度和公路两旁侧沟外,还应在每侧至少保留1m宽作为养路取土用。《公路工程名词术语》规定:公路是为修建、养护公路及其沿线设施,依照国家规定所征用的地幅。

2004年8月28日人大常委会修改通过的《中华人民共和国公路法》第34条规定:县级以上地方人民政府应当确定公路两侧边沟(截水沟、坡脚护坡道,下同)外缘起不少于1m的公路用地。《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)第1.0.6条规定:在确定公路用地范围时应符合以下规定:(1)公路用地范围为公路路堤两侧排水沟外边缘(无排水沟时为路堤或护坡道坡脚)以外,或路堑坡顶截水沟外边缘(无截水沟为坡顶)以外不小于1m范围内的土地;在有条件的地段,高速公路、一级公路不小于3m、二级公路不小于2m范围内的土地为公路用地范围。(2)在风沙、雪害等特殊地质地带,设置防护设施时,应根据实际需要确定用地范围。(3)桥梁、隧道、互通、分离式、平面交叉、交通安全设施、服务设施、管理设施、绿化以及料场、苗圃等用地,应根据实际需要确定用地范围。《公路工程项目建设用地指标》(2011年)“路基工程用地指标”中规定:“路基工程用地指标编制采用的用地宽度,各级公路均按路堤两侧排水沟外边缘(无排水沟时为路堤或护坡道坡脚)以外,或路堑坡顶截水沟(无截水沟为坡顶)以外加1m计算。”2.2.5 公路用地的分类

公路工程用地包括公路工程直接占地和间接占地两种方式。(1)直接占地

公路建设工程是覆盖在土地之上的线性工程,土地是公路建设的直接载体,因此公路的建设必然要占用大量宝贵的土地资源,尤其是高等公路的建设。由于高等级公路线路标准要求较高,路基宽,耕地占用现象尤为突出。据交通部1999年颁布的公路建设项目用地指标,高速公路(四车道)每公里平均占地8hm 2 ,一级、二级、三级、四级公路每公里平均占地分别为7hm 2 、3.2hm 2 、2.6hm 2 和2.3hm 2 。经分析计算,我国公路占地面积总计约为440.44万hm 2 ,即0.66亿亩,约占我国土面积的0.46%,占耕地总面积的3.60%(不包括等外公路)。如此大面积的公路建设占地,对于人均耕地资源本来就少的我国来说是一个巨大的挑战。(2)间接占地

①施工建设改变区域土地利用方式,如公路立交占用林地、草地等,改变了区域原有的土地环境功能,降低了区域土地利用价值。特别是等级较低的公路,从设计开始就未受到应有的重视,工程结束后未能按照设计文件及时绿化复耕,造成了“掠夺化施工”、超范围占用土地,使得区域内土地质量下降,可利用土地间接减少。

②施工过程破坏部分地表植被,破坏土壤和植被之间的营养物质循环,使得土壤直接暴露于阳光下,而土壤温度升高,从而使土壤微生物种群结构及有机物分解过程发生变化,导致土壤肥力下降。公路施工扰动、切割地表用地,致使土壤功能发生变化,抗蚀性降低,雨水得不到涵养而出现水土流失。隧道施工建设过程中产生大量的弃渣(每开挖1km的隧道废渣,存放占地就达几公顷),弃渣堆放结构疏松,孔隙度大,极易造成水土流失。同时流失的弃渣、砾石、弃土等侵占耕地,导致耕地流失和耕地质量下降。工程施工过程中随意丢弃施工及生活垃圾,也可破坏土壤,致使土壤质量下降,土壤系统结构和功能失调,严重的还会产生盐碱地、沙漠化,从而间接性地减少土地可利用面积。

③不合理的移民再安置会超过区域土地承载力。土地承载力是指在一定条件下,一个地区单位土地面积(每平方公里)上最多能够养活的人口数量。在一定的条件下,一定区域的土地承载力是有限的,当人类加载在这块土地上的压力(包括人口数量、消费水平、生活方式、生产方式等)超过这块土地的承载力时,这块土地的生态环境就必然要发生退化,超过土地的承载力越多,土地生态环境的退化就愈加严重,而且是一个加速退化的过程。过量的移民安置会导致土地负荷过重,地力衰退,土壤质量不断退化。2.3公路建设对土地资源的影响2.3.1 公路建设对土地资源的直接影响

公路建设对土地资源的占用方式分为两种情况:永久占用和临时占用,因此,其对土地资源的直接影响可从永久占用和临时扰动两个方面来分析。

2.3.1.1 公路永久占地的影响

公路永久占地的影响主要是永久改变土地的原有利用功能,表现为农田、林地、草地等非建设用地的交通用地化,直接造成区域内相关地类绝对数量和可利用土地资源量的减少,这种影响具有持(永)久性和不可逆性。由于在多数地区公路建设不可避免占用耕地,因此,公路建设永久占地的最突出的影响是引起人-地紧张关系的加剧。除此之外,还包括植被减少、自然生态服务功能降低等。

2.3.1.2 公路建设临时用地的影响

公路建设中的临时用地包括施工便道、施工场地(拌和场、预制场等)、施工营地、取土(料)场、弃渣场等临时工程的用地,由于各类临时工程的作业方式和对土地的扰动程度不同,对土地的影响也表现出不同,但大体可以归结为两个深度层次的影响,即土地性状的影响和土地使用功能的影响。

2.3.1.3 对土地性状的影响

此处所说的土地性状是指附着在土地上的各种物理、化学特性,包括地表微地形、土壤的厚度、土壤的密实度与孔隙率、土壤含水量、土壤的养分含量等。(1)土体物理性状

公路施工中的扰动,首先会改变地表土壤的物理特性。施工便道上车辆的碾压,以及施工场地内各种机械、预制件的加工、堆放,将会使得地表的土壤更加密实,孔隙率减小。运输的建筑材料的溢洒以及施工场地内材料的堆放,可能会使得水泥等建筑材料与地表土壤发生掺混,易造成地表土体的固结。这些都会使得土壤的团粒结构被破坏,进而对后期土地的施工功能产生影响。(2)地表地形

公路取土、采料和弃渣作业以及施工便道、场地的开挖、填筑等,将使得地表原有土壤被深层土壤(或岩石)或弃方所取代,地表土壤的理化性质将可能发生本质性的变化,这无疑会对土地的使用功能产生影响。另外,取土、采料、弃渣等作业还将改变地表的微地形,也可能影响到土地使用功能。(3)化学性状

公路施工过程中,大多需要对各类临时用地上的地表植被进行清除,加之对地表土壤的扰动降低了土壤的抗蚀性,在降雨、径流及风力的作用下,极易造成水土流失的加剧,这在改变地表土壤物理性状的同时,也会使得地表土壤养分发生流失。

另外,施工作业中,各种材料溢洒、废水漫流以及油料的泄露和垃圾的堆放等,其中的石油类、油类、无机盐类等渗入土地,均会使土壤的化学性质发生改变。

2.3.1.4 对土地使用功能的影响

从上面的分析不难发现,公路施工不可避免地会改变土地的性状,进而也会对土地的使用功能产生影响。但对土地使用功能的影响根据程度的不同可以分为量变和质变两种情况,即土地的原有功能降低和土地原有功能的丧失(即发生土地使用功能改变)。(1)土地使用功能的降低

对于工程施工临时占用的耕地、园地等农用地来说,经施工期间车辆的碾压、堆料及预制构造物的占压、场地硬化等外力作用后,土壤的物理结构将发生改变。施工期间地表裸露使水土流失加剧,土壤养分也会随之发生流失。加之一些建筑材料对地表土壤的污染,这些因素均会使得临时用地区的立地条件变差,可耕种性、可绿化性降低,即使采取了一定复垦措施,短时间内也难以达到占用前的种植效果。(2)土地原有功能的丧失(土地使用功能改变)

平原区的取土坑在后期没有充足土源进行平整恢复的条件下,由于地形条件的改变,易于积水,原为耕地的将无法再进行耕作。山地取土(料)场,后期基岩裸露且坡度较大,覆土困难,也难以再进行植被恢复。而对于石质弃渣场来说,由于原有的地表土壤被大块的石渣所占压,渣体空隙大,很难保水保肥,也基本上不具有恢复为原土地利用方式的条件。上述情况,则认为是土地的原有功能丧失,只能采用其他的土地复垦方式进行复垦。如取土坑作为养殖塘等。2.3.2 公路建设对土地资源的间接影响

对土地资源的间接影响,是指由于公路的建设改变了地形、地貌、地表水文条件等因素,而对公路永久和临时占地范围以外的土地造成的影响。总的来看可以分为分割土地带来的立地条件的改变和土地管理的影响、水土流失对周边土地的危害、公路施工和运营对周边土地的污染危害、生物入侵等对土地功能的破坏等。

2.3.2.1 土地分割的影响

公路的建设在自然景观系统中嵌入了人工廊道,路基、路面、桥梁的植入,改变了地表土地的连通性及地表、地下水文,并将自然景观系统分割,使景观的破碎度增加。(1)对土地管理的影响

这一问题在平原地区反映得较为明显。我国的土地一般按乡、村行政界线而划分管理使用,公路的建设不可能严格按照乡村界线布线,因此,难免致使同一刑侦单位土地的分割化,使得管理困难,不便利用。另外,对于位于山间沟地内的耕地,也会因为公路的分割而丧失进场条件,无法进行耕种和管理。

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