西南丘陵山區(qū)農(nóng)村道路構(gòu)建及其景觀效應(yīng).pdf

1、近年來(lái)，農(nóng)村道路作為農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重點(diǎn)之一，在農(nóng)村土地綜合整治、新農(nóng)村建設(shè)、城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展平臺(tái)上，得到了迅猛擴(kuò)展。目前，對(duì)大地貌單元內(nèi)高等級(jí)道路系統(tǒng)關(guān)注較多，如高速公路、鐵路、國(guó)(省)道或縣道等路網(wǎng)聯(lián)貫對(duì)沿線物流和信息交換的集聚與輻射，所具有“通道-阻隔”效應(yīng)對(duì)大地貌單元地表覆被和景觀利用的異質(zhì)性和多樣性的驅(qū)動(dòng)及其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響。低等級(jí)的農(nóng)村道路則集中于道路網(wǎng)布局與評(píng)價(jià)、道路工程設(shè)計(jì)與造價(jià)的控制、工程施工與質(zhì)量監(jiān)管、養(yǎng)護(hù)管理、以及路面

2、排水、邊坡水土流失與道路侵蝕防治等方面的研究。然而，在西南丘陵山區(qū)廣泛分布的農(nóng)村道路，不僅受到人為經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的影響，而且深受自然環(huán)境條件的制約，農(nóng)村道路建設(shè)及其運(yùn)營(yíng)過(guò)程為社會(huì)發(fā)展提供保障，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也帶來(lái)了自然景觀和生態(tài)系統(tǒng)的分割、干擾、破壞、退化等景觀生態(tài)問(wèn)題。為此，本文通過(guò)實(shí)地調(diào)研西南丘陵山區(qū)農(nóng)村道路現(xiàn)狀，選取了四川省雅安市蘆山縣飛仙關(guān)鎮(zhèn)鳳凰、三友2個(gè)行政村(樣區(qū)Ⅰ)，貴州省桐梓縣九壩鎮(zhèn)白鹽井、水河、槐子3個(gè)行政村(樣區(qū)Ⅱ)

3、，重慶市合川區(qū)大石鎮(zhèn)高川、柿子、竹山、懣井4個(gè)行政村(樣區(qū)Ⅲ)，重慶市秀山土家族苗族自治縣梅江鎮(zhèn)新聯(lián)、關(guān)田2個(gè)行政村(樣區(qū)Ⅳ)和重慶市忠縣拔山鎮(zhèn)拔山、石聯(lián)、蘇家3個(gè)行政村(樣區(qū)Ⅴ)等五個(gè)樣區(qū)，分析了不同地形地貌、水文地質(zhì)、氣候、土壤、植被等地理環(huán)境和農(nóng)業(yè)人口、耕地?cái)?shù)量、人均耕地、基礎(chǔ)設(shè)施、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、耕作制度和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等社會(huì)經(jīng)濟(jì)綜合要素融合下的農(nóng)村道路類(lèi)型與功能，明確了西南丘陵山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)狀及其未來(lái)發(fā)展態(tài)勢(shì)對(duì)農(nóng)村道路的需求，結(jié)

4、合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)機(jī)械使用狀況及常用建材特色，研究了農(nóng)村道路路面(基)控制等結(jié)構(gòu)層次工程設(shè)計(jì)技術(shù)，構(gòu)建西南丘陵山區(qū)農(nóng)村道路體系，分析了農(nóng)村道路體系的網(wǎng)絡(luò)特征和景觀效應(yīng)，從而為西南丘陵山區(qū)農(nóng)村道路體系布局與設(shè)計(jì)提供理論和技術(shù)支撐。
　　 (1)農(nóng)村道路布局
　　 農(nóng)村道路按功能和路面寬度可分為田間道和生產(chǎn)路兩級(jí)。田間道應(yīng)沿田塊的短邊布設(shè)，在旱作地區(qū)，田間道也可布設(shè)在作業(yè)區(qū)的中間，沿田塊的長(zhǎng)邊布設(shè)，使耕作機(jī)械兩邊均可進(jìn)入工作小區(qū)以減

5、少空行。在梯田區(qū)布置田間道應(yīng)按照具體地形，采取通梁聯(lián)峁，沿溝走邊的方法布設(shè)。田間道多設(shè)置在溝邊、溝底或山峁的脊梁上。山低坡緩，田間道呈斜線形；山高坡陡，田間道可呈“S”形、“之”字形或螺旋形迂回上山；生產(chǎn)路宜縱橫交錯(cuò)布置，因地制宜地與田間道形成網(wǎng)狀，設(shè)在田塊的長(zhǎng)邊，并分旱地區(qū)和水田區(qū)采取不同的方式布置。旱地橫向生產(chǎn)路為40～200m，布置一條生產(chǎn)路。在石坎較多的地區(qū)可與石坎結(jié)合設(shè)置，以節(jié)約用地?？v向生產(chǎn)路多布置在丘陵山地的脊部，根據(jù)田面

6、長(zhǎng)度，一般200～500m布置一條。如果生產(chǎn)路與溝渠組合設(shè)置不利于排水或不利于通行時(shí)，應(yīng)分開(kāi)布置。水田生產(chǎn)路可設(shè)置在農(nóng)溝外側(cè)與田塊直接連接。橫向生產(chǎn)路可間隔100～300m布置一條，縱向生長(zhǎng)路可間隔200～500m布置一條；與紫色巖溶區(qū)相比，石灰?guī)r溶區(qū)的地質(zhì)條件更具有復(fù)雜性，應(yīng)繞避溶蝕洼地、溶洞發(fā)育區(qū)和大斷層破碎帶。農(nóng)村道路應(yīng)盡可能地結(jié)合地形地貌條件及生產(chǎn)方式進(jìn)行布置，體現(xiàn)因地制宜原則。田間道可與支、斗渠溝結(jié)合布置，生產(chǎn)路可與農(nóng)渠溝結(jié)合

7、布置。因此，西南丘陵山區(qū)農(nóng)村道路布局不僅要充分考慮農(nóng)村居民點(diǎn)分布、農(nóng)田水利設(shè)施和耕作田塊設(shè)置等，還應(yīng)順應(yīng)自然環(huán)境條件、融于農(nóng)業(yè)自然人文景觀。
　　 (2)農(nóng)村道路工程設(shè)計(jì)
　　 紫色巖區(qū)路面設(shè)計(jì)高出原地面約20～30cm，路面墊層采用20cm厚手?jǐn)[片石，路面基層為10～15cm泥結(jié)碎石穩(wěn)定層，路面面層采用15～20cm厚C25～C30水泥混凝土進(jìn)行鋪設(shè)。該區(qū)域土基強(qiáng)度較高，可采用原土路基夯實(shí)，壓實(shí)度在90％以上。路基的寬

8、度為4.5～5.0m，邊坡采用1:1.5。同時(shí)考慮到本區(qū)域降雨期較長(zhǎng)，集雨面積較大，可在路基來(lái)水一側(cè)布設(shè)邊溝，溝底寬0.25～0.30m、凈深0.3～0.4m，溝壁采用M10～M15水泥砂漿砌毛條石或漿砌塊石，溝底鋪設(shè)8～10cm厚C15～C20水泥混凝土。為了保證路基的穩(wěn)定，設(shè)計(jì)在田間道的另一側(cè)利用條石修建條石路肩、預(yù)制混凝土或土質(zhì)路肩；石灰?guī)r溶地區(qū)常常遭受兩側(cè)山坡水_十的沖蝕，三水轉(zhuǎn)化快，因此，路基和路面設(shè)計(jì)比紫色土區(qū)厚，高出原地面

9、約30～40cm。路面墊層采用20cm厚手?jǐn)[片石，路面基層為15cm泥結(jié)碎石穩(wěn)定層，路面面層采用18～20cm厚C30水泥混凝土進(jìn)行鋪設(shè)。路面寬度凈寬為3.5～4.5m，橫坡為0.3％～0.5％；田間道的平曲線半徑(轉(zhuǎn)彎半徑)應(yīng)不小于1.5m，特殊困難地段不得小于10m，平曲線長(zhǎng)度不得少于15m。當(dāng)平曲線半徑等于或小于150m時(shí)，應(yīng)在曲線上設(shè)置超高，在曲線內(nèi)側(cè)加寬，并在平曲線兩端各設(shè)置一段不少于10m的超高緩和段，超高橫坡度最大值不超過(guò)

10、8％，積雪冰凍地區(qū)不超過(guò)6％。田間道最大縱坡宜取6％～8％，特殊情況下，丘陵地區(qū)不宜大于11％，山區(qū)不宜大于13％；在海拔2000m以上或嚴(yán)寒冰凍地區(qū)不宜大于8％。無(wú)論是紫色巖區(qū)還是石灰?guī)r溶區(qū)，當(dāng)田間道路面寬度小于4.Om時(shí)，均應(yīng)在適當(dāng)距離內(nèi)設(shè)置錯(cuò)車(chē)道。錯(cuò)車(chē)道應(yīng)設(shè)在有利地點(diǎn)，并使駕駛員能看到相鄰兩錯(cuò)車(chē)道間駛來(lái)的車(chē)輛。設(shè)置錯(cuò)車(chē)道路段的路面寬度不應(yīng)小于6.5m，間隔宜為300～600m，有效長(zhǎng)度宜為15～25m；紫色巖區(qū)生產(chǎn)路宜采用片石、塊

11、石墊層，路基寬宜為0.6～2.7m，路面寬度設(shè)計(jì)為0.6～2.5m。無(wú)積水和流水沖刷的地區(qū)可采用夯實(shí)素土路基，生產(chǎn)路路基宜高于路面0.1～0.2m。石灰?guī)r溶區(qū)宜采用漿砌石質(zhì)路基，高出田面高程0.2～0.5m。生產(chǎn)路路面均可采用砼現(xiàn)澆、預(yù)制砼板、青石板等材料，砼路面厚度宜為5～20cm，預(yù)制砼板、石板宜為6～15cm，其他材料宜為8～20cm。田間道、生產(chǎn)路跨越溝渠或溪溝處可布置農(nóng)橋，農(nóng)橋分為田間道橋和人行便橋。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)不低于三級(jí)

12、。農(nóng)橋的結(jié)構(gòu)形式可采用梁式和拱式。建筑材料可用磚、石、混凝土及鋼筋混凝土等。道路穿越渠道時(shí)，宜在渠、路下或地下設(shè)置涵洞。涵洞的頂端距路基要有一定的距離為20～30cm。涵洞水流的方向，應(yīng)與洞頂填方溝渠或道路正交，與原水道的方向一致。涵洞的形式可采用圓形、箱形、蓋板式和拱式等，選用混凝土或鋼筋混凝土管。因此，西南丘陵山區(qū)農(nóng)村道路工程設(shè)計(jì)，除充分考慮道路所經(jīng)路段的地質(zhì)地貌、水文、土地利用類(lèi)型和土壤特性外，還應(yīng)就地取材，降低建造成本。

13、　　 (3)農(nóng)村道路體系網(wǎng)絡(luò)特征
　　 五個(gè)樣區(qū)自然條件與社會(huì)經(jīng)濟(jì)等差異加劇了區(qū)域各級(jí)道路體系構(gòu)建重點(diǎn)的差異，但整體上道路體系均更加趨于健全和完善，網(wǎng)絡(luò)特征存在一定差異但有所縮小。從廊道指數(shù)來(lái)看，五個(gè)樣區(qū)農(nóng)村道路建設(shè)后較建設(shè)前的總長(zhǎng)度、密度均有不同程度增加。建設(shè)前，各行政村道路總長(zhǎng)度變化范圍為6.73km～76.36 km，相差11.4倍，建設(shè)后其為7.88 km～82.15 km，變化范圍縮小至10.4倍；建設(shè)前，道路網(wǎng)絡(luò)密

14、度為38.18 m/hm2～149.6 m/hm2，相差近4倍，建設(shè)后其為65.87 m/hm2～159.6 m/hm2，相差僅2.4倍。此外，五個(gè)樣區(qū)農(nóng)村道路建設(shè)前后道路類(lèi)型組合的結(jié)構(gòu)變化也較為明顯，整體上，田間道比例提高幅度較大，但生產(chǎn)路在整個(gè)道路體系中所占的比例仍最大，其次為田間道，等級(jí)公路最少。建設(shè)前，樣區(qū)Ⅰ、樣區(qū)Ⅱ、樣區(qū)Ⅲ、樣區(qū)Ⅳ、樣區(qū)Ⅴ的等級(jí)公路：田間道：生產(chǎn)路的比例依次分別為11:15:74，0:31:69，9：12:79

15、，3:17:80，8:28:64。建設(shè)后，樣區(qū)Ⅰ、樣區(qū)Ⅱ、樣區(qū)Ⅲ、樣區(qū)Ⅳ、樣區(qū)Ⅴ的等級(jí)公路：田間道：生產(chǎn)路的比例依次分別為9:17:74，0:27:73，7:23:70，3:16:81，6:25:69。
　　 從農(nóng)村道路網(wǎng)絡(luò)指數(shù)來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)密度d指數(shù)、網(wǎng)絡(luò)閉合度α指數(shù)、線點(diǎn)率β指數(shù)以及網(wǎng)絡(luò)連接度γ指數(shù)均有所提高，而成本比C指數(shù)則有一定程度降低。建設(shè)前，網(wǎng)絡(luò)閉合度α指數(shù)變化范圍為0.126～0.361，線點(diǎn)率β指數(shù)變化范圍為1.24

16、2～1.681，連接度γ指數(shù)變化范圍為0.419～0.577，成本比C指數(shù)變化范圍為0.9908～0.9971；建設(shè)后，道路網(wǎng)絡(luò)的α指數(shù)變化范圍為0.312～0.370，β指數(shù)變化范圍為1.614～1.707，γ指數(shù)變化范圍為0.542～0.582，C指數(shù)變化范圍為0.9913～0.9956。同時(shí)，在西南丘陵山區(qū)，隨著道路的擴(kuò)展，道路網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)和廊道數(shù)也呈增加趨勢(shì)，這種增加為直線關(guān)系，而且不同區(qū)域節(jié)點(diǎn)數(shù)和廊道數(shù)差異較大，造成區(qū)域之間道

17、路密度存在一定差異。此外，道路密度與網(wǎng)絡(luò)閉合度α指數(shù)、線點(diǎn)率β指數(shù)、網(wǎng)絡(luò)連接度γ指數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系，而與C指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，即隨著道路網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展，成本比逐漸降低。Moran指數(shù)進(jìn)一步表明：建設(shè)前，樣區(qū)Ⅴ的道路密度較分散，而樣區(qū)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ均是相對(duì)聚集，建設(shè)后，樣區(qū)Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ道路密度顯著增加，而樣區(qū)Ⅱ和Ⅳ道路密度增加的幅度不大，造成這種差異的原因在于樣區(qū)Ⅱ和Ⅳ地形相對(duì)陡峭，而樣區(qū)Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ的地勢(shì)相對(duì)較平坦。因此，農(nóng)村道路作為一個(gè)農(nóng)村景觀廊

18、道或農(nóng)田物質(zhì)流、價(jià)值流通道，可用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析進(jìn)行表達(dá)(評(píng)價(jià))，并實(shí)現(xiàn)農(nóng)村道路體系網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。
　　 (4)農(nóng)村道路體系景觀效應(yīng)
　　 在類(lèi)型水平上，農(nóng)村道路對(duì)周邊土地利用格局的干擾程度以道路為中心線，向兩側(cè)大致呈現(xiàn)逐漸衰減的變化規(guī)律。田間道主要穿過(guò)水田、旱地及居民點(diǎn)人類(lèi)活動(dòng)最頻繁的區(qū)域，對(duì)三者的破碎化干擾最顯著。田間道25m以內(nèi)對(duì)景觀連接度干擾最明顯，25m以外干擾度逐漸衰弱。田間道10m以內(nèi)對(duì)土地利用干擾強(qiáng)度最劇烈，10

19、-25m以內(nèi)干擾強(qiáng)度較為劇烈，25m以外隨著距離的增加，干擾程度逐漸衰減。0-25m干擾帶內(nèi)田問(wèn)道對(duì)土地利用類(lèi)型的分割破碎程度大致呈現(xiàn)此規(guī)律：旱地>水田>居民點(diǎn)>水域>林地。25m-250m干擾帶內(nèi)，水田>旱地>居民點(diǎn)>水域>林地。生產(chǎn)路2.5m以內(nèi)對(duì)土地利用格局干擾強(qiáng)度隨距離增加反而增強(qiáng)，2.5-10m以內(nèi)干擾強(qiáng)度隨距離增加減小且干擾最劇烈，10-30m以內(nèi)干擾強(qiáng)度相當(dāng)，30m以外隨著距離的增加，干擾程度逐漸衰減。0-20m干擾帶內(nèi)生

20、產(chǎn)路對(duì)土地利用類(lèi)型的分割破碎程度大致呈現(xiàn)此規(guī)律：水田>旱地>居民點(diǎn)>水域>林地。20m-120m干擾帶內(nèi)，旱地>水田>居民點(diǎn)>水域>林地。
　　 在景觀水平上，田間道對(duì)周邊土地利用景觀格局的干擾程度基本也以田間道為中心線，向兩側(cè)大致呈現(xiàn)逐漸衰減的變化規(guī)律，但生產(chǎn)路向兩側(cè)大致呈現(xiàn)先增強(qiáng)再逐漸衰減的變化規(guī)律。田間道5m以內(nèi)對(duì)土地利用景觀干擾強(qiáng)度最強(qiáng)，5m以外隨著距離的增加，干擾程度逐漸衰減乃至不明顯。田間道建設(shè)后，除樣區(qū)Ⅳ在0～10

21、m內(nèi)景觀破碎情況略有加劇外，其他四個(gè)樣區(qū)在10～250m內(nèi)基本不變，在0～10m內(nèi)基本得到改善或緩解；景觀邊界的復(fù)雜彎曲程度在一定程度上均略有提高，類(lèi)型景觀形狀規(guī)則化程度有所增加，樣區(qū)優(yōu)勢(shì)土地利用景觀類(lèi)型相鄰斑塊的連續(xù)性總體上有所提高，主要土地利用景觀類(lèi)型優(yōu)勢(shì)地位未受威脅甚至有所提高。生產(chǎn)路5m以內(nèi)對(duì)土地利用景觀干擾強(qiáng)度隨距離增加而增強(qiáng)，2.5～5m以內(nèi)干擾強(qiáng)度隨距離增加干擾最為劇烈，5～10m以內(nèi)干擾強(qiáng)度較大，10～30m以外隨著距離

22、的增加，干擾程度逐漸衰減乃至不明顯。生產(chǎn)路建設(shè)后，景觀破碎度在0～30m內(nèi)得到改善，在30～120m內(nèi)基本不變外，但其景觀邊界的復(fù)雜彎曲程度在一定程度上略有提高，類(lèi)型景觀形狀規(guī)則化程度稍有降低。因此，農(nóng)村道路作為一種土地利用(景觀)類(lèi)型，它的重建能優(yōu)化農(nóng)村局地土地利用(景觀)格局，實(shí)現(xiàn)土地高效利用。
　　 綜上所述，本文主要以生產(chǎn)路、田間道的布局與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)闡明了西南丘陵山區(qū)農(nóng)村道路等級(jí)結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)建思路；從廊道結(jié)構(gòu)指數(shù)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

23、指數(shù)、空間白相關(guān)Moran指數(shù)三個(gè)層面分析了西南丘陵山區(qū)農(nóng)村道路體系構(gòu)建前后的網(wǎng)絡(luò)特征；在這兩者的基礎(chǔ)上探討了農(nóng)村道路的形成和發(fā)展對(duì)周邊土地利用格局的影響，從而揭示了西南丘陵山區(qū)農(nóng)村道路體系構(gòu)建前后的景觀效應(yīng)。但事實(shí)上道路的景觀效應(yīng)不僅體現(xiàn)在道路對(duì)周邊土地利用的影響，還包括對(duì)區(qū)域交通、人類(lèi)活動(dòng)、社區(qū)結(jié)構(gòu)和組織、生態(tài)系統(tǒng)及功能演替等的影響，而且這種效應(yīng)在道路構(gòu)建的整個(gè)過(guò)程中都發(fā)生著作用。因此，需從多角度加強(qiáng)農(nóng)村道路體系構(gòu)建過(guò)程中人類(lèi)活動(dòng)、