引言

土地退化是指土地數量減少和質量降低。數量減少表現為表土喪失，或整個土體的損失，或土地被非農業占用; 質量降低則表現為土壤物理、化學和生物學方面的質量下降。近年來，隨著人口增長和經濟社會的快速發展，各類生產建設活動，如礦山開采、道路修建等急劇增加，致使土地退化問題日益嚴重。當前對礦山開采導致土地退化問題研究較多，但對道路建設引發土地退化問題重視不夠。

事實上，公路工程建設不但占用了大量土地，致使表土甚至整個土體喪失，而且公路工程建設過程中進行的大量挖填活動，對土壤和植被的自然過程和自然形態也產生了劇烈擾動，加劇了土壤侵蝕，導致土壤物理、化學和生物學性質惡化，致使土地功能退化。此外，公路運營中汽車尾氣、輪胎摩擦、各種散落物、融雪劑等也對土壤造成了污染，進一步加劇了土地退化問題。土地退化既是資源問題，也是環境問題，是人與自然不和諧的重要表現。因此，研究公路建設及運營中的土地退化問題，對保護我國珍貴的土地資源、營造良好的人居環境、促進人與自然的和諧發展意義重大。通過對國內外研究現狀分析、歸納和總結，指出了目前我國研究中存在的問題和不足，明確了今后研究方向和重點，以期為進一步開展相關研究提供參考。

1 公路建設及運營損毀土地分析

公路建設及運營對土地的破壞可以分為直接破壞和間接破壞 \\(圖 1\\)。直接破壞主要指因公路工程建設和公路運營對土地的占用和污染，主要包括公路主體工程對土地的永久占用、臨時用地對土地的占用和破壞、工程施工過程中各種建筑材料和人工垃圾對土地的污染，以及公路運營導致的土壤污染等。間接破壞主要指因公路工程施工破壞了原來的地形地貌、植被等，擾亂了原始土壤的發育層次和土體構型，破壞了原來的土壤結構等，進而引發土地功能的退化。主要包括土壤侵蝕，土壤物理、化學和生物學性質的惡化等。

2 公路建設對土地的占用

我國公路建設土地使用具有占用和消耗土地面積大和土地利用效率低兩大特征。早期，我國高速公路基本都建于平原丘陵地區，占用經濟價值高的土地資源數量巨大，每公里占地可達到 8. 0 ～10. 7hm2以上?，F在雖然加大了公路工程建設土地節約集約利用研究，但占用土地的數量依然巨大。按照交通運輸部公布的最新公路工程項目建設用地標準:高速 公 路 \\( 八 車 道\\) 占 地 仍 然 達 到 8. 615 4 ～9. 302 5 hm2/ km，一般公路 \\(雙車道\\) 占地也達到1. 727 9 ～ 2. 281 9 hm2/ km。2002 年以來我國每年新增公路建設用地面積約為 14. 7 ×104hm2左右 \\(含村道\\)。其中，高速公路建設用地面積在公路建設用地總面積中占 32% 左右，其中耕地面積占 45% 左右。

國、省干線道路改造用地面積，在建設用地總面積中占 68%左右，其中耕地用量占 55% 左右。截至2011 年底，我國高速公路總里程達 8. 5 × 104km，新增占用土地資源約 70 × 104hm2，其中耕地約 55 ×104hm2 。按照 《交通運輸 “十二五”發展規劃》，到 2015 年我國公路總里程達到 450 × 104km，高速公路總里程達到 10. 8 ×104km，2 級及以上公路里程達到 65 × 104km，農村公路總 里 程 達 到 390 ×104km。預計到 2015 年，全國公路網占用的土地資源較目前將再增長 15% 左右，公路建設對土地需求及占用依然巨大。

3 公路建設對土壤侵蝕的影響

土壤侵蝕是公路建設造成的最常見的環境影響之一。因公路建設過程中土壤侵蝕危害極大，所以公路建設造成的土壤侵蝕問題備受關注。目前關于公路建設和運營對土壤侵蝕問題研究主要集中在公路建設損毀土壤侵蝕規模、土壤侵蝕機理、土壤侵蝕規律及侵蝕預測方法研究等幾個方面。

3. 1 土壤侵蝕規模

公路建設造成的土壤侵蝕規模巨大，不同地區、不同用地類型、不同部位土壤侵蝕差別明顯。廣東省道路建設造成的水土流失量每年高達 462. 03 ×104m3。黃土高原塬區道路平均侵蝕模數高達 40 000t /\\(km2·a\\)。河南商丘至營廓集段高速公路建設初期該區風蝕模數為200 t/\\(km2·a\\)，但在3 a 施工建設中，植被毀壞逐步形成裸地后的風蝕模數增加為1 180 t/\\(km2·a\\)，幾乎是該項目區風蝕模數的十倍。寧夏銀武高速公路棄土場邊坡一個雨季產生的溝蝕量達 9 779. 55 t/km2。京珠高速公路粵境南段棄土場平均侵蝕模數為 3. 24 ×104t / \\( km2·a\\)。

贛定高速公路建設過程中土壤侵蝕模數達到 14 524t /\\(km2· a\\)。其中取土場邊坡土壤侵蝕模數為22 540 t / \\( km2·a\\)，臺面土壤侵蝕模數為 10 500t / \\(km2·a\\)，棄土場邊坡土壤侵蝕模數為 25 990t / \\(km2·a\\)，臺面土壤侵蝕模數為14 010 t/\\(km2·a\\);路堤、路塹和施工場地邊坡土壤侵蝕模數分別為16 270 t /\\(km2·a\\)，14 450 t/\\(km2·a\\) 和 6 590t /\\(km2·a\\)。

3. 2 土壤侵蝕機理

道路建設是土壤侵蝕的重要誘導因素。表土物質組成對土壤侵蝕和流失起著重要作用，道路工程建設破壞了原有的植被，形成了大量裸露地面，公路填方坡土質松散，極易形成侵蝕溝，侵蝕溝的形成不僅造成了大量的水土流失，而且成為泥沙源通往溝道河流的便捷通道。路面和溝道的存在加速了水流匯集過程和徑流流速，大大影響了坡面侵蝕、泥沙沉積的方式和發生頻率。公路建設導致土壤侵蝕多發的另外一個因素是道路建設改變了坡面固有的地表徑流和地下水流，改變了原有水文要素。

3. 3 土壤侵蝕規律

公路建設土壤侵蝕具有時間分布上不平衡、空間上呈線狀或羽狀分布、土壤侵蝕量大、侵蝕類型復雜，誘發性土壤侵蝕發生頻數大等特征。室內模擬試驗表明有細溝產生時，長度對侵蝕有明顯影響，坡長增加侵蝕量也增加。不同部位土壤侵蝕不同，路肩及坡頂侵蝕在路堤邊坡侵蝕中最嚴重。

土壤含水率可以不同程度地減少邊坡的平均風蝕量，沒有任何防護措施的松散堆積物土壤風蝕量明顯大于其他邊坡。

3. 4 土壤侵蝕預測方法

張翼等采用實地調查法，利用 1∶ 10 000 地形圖直接量測法預測了河南三靈公路水土流失量。

ZIEGLEＲ 等利用改進的 KINEＲOS2 估算公路的產流產沙，認 為 KINEＲOS2 較 適 用 于 公 路 的 侵 蝕 過程。LANE 等用人工模擬降雨在公路邊坡小區 \\(1 ×0. 5\\) m 上進行試驗，并對 WEPP 模型的參數進行了定量化，但沒有對模型的有效性進行驗證。李志剛等以模糊感知器特有算法對坡面土沖刷量進行預報，并以 MATLAB-NNTToolbox 為工具，建立了公路邊坡沖刷量計算模型，對公路邊坡土壤侵蝕量進行了初步預測。

4 公路建設及運營對土壤的污染

公路建設及運營過程中造成嚴重的土壤污染，特別是重金屬污染是路域土壤的重要特征。公路路域重金屬污染主要以鉛為主，其次是鋅、鎘、鉻、銅、鎳和錳等。公路運營中土壤污染空間分異是當前研究的重點。研究表明，隨著土壤深度增加，鉛含量迅速減少，鉛主要累積在表土層的 0 ～ 5 cm，距地面 10 cm 以下時，即達到土壤背景值的下限。

土壤中鉛污染是以公路為軸線在其兩側呈帶狀順路延伸。在距公路 0 ～ 100 m 范圍內土壤鉛污染明顯，且與距公路的距離成反比關系，隨著距公路垂直距離的增加而降低。鎘在距公路 20 ～ 40 m 處出現峰值，而后逐漸下降，在距公路 50 m 范圍內污染明顯，距離公路 100 m 以外污染接近背景值。

5 公路建設對土壤物理、化學和生物學性質的影響

公路建設使土壤遭受機械壓碾、人工踐踏而造成土壤壓實和板結。人為擾動使土層排列凌亂，許多土層之間沒有發生學上的聯系，腐殖質層被剝離或被埋藏，其他土層破碎且沒有出現統一的規律，土層深淺變異較大。土壤顆粒組成極端，土壤結構受到嚴重破壞，通氣和持水孔隙降低，水分含量降低，幾乎完全失去了土壤水庫的功能。土壤養分減少，肥力降低，有機質含量低，速效養分貧乏，結構差，不利于植物成活。利用程度不同的道路對其影響域內林內土壤表層溫度、土壤含水量、土壤 pH 等環境因子，都呈現一定的邊緣正效應。

公路建設對公路邊坡土壤理化性質影響最為劇烈。邊坡不具備植被生長所必需的土壤環境，坡面土狀物質只是一種成土母質。邊坡土壤結構性差、土質松散，抗沖刷能力低。邊坡自然土壤結構徹底被破壞，上邊坡一般泥土中有機質含量僅為0. 2% 左右，含水率不到 20% ，土壤微生物活性弱;下邊坡有機質含量為 1. 0%，含水率為 25%，有殘存的土壤微生物活動。公路陽坡土壤硬度大于陰坡，土壤水分和土壤養分均表現為陰坡 ＞ 陽坡，并且陰、陽坡的土壤水分從下往上逐漸減少，低坡高區域比高坡高區域減少速度快。

6 問題與展望

目前，國內外關于公路建設及運營過程中土地退化問題，從土地占用、土壤侵蝕、土壤污染和土壤性質惡化等方面都開展了較多的研究，為我們提供了極其有價值的參考。但從國內外研究現狀和工程實踐來看，關于公路建設及運營中土地退化問題的研究還是嚴重滯后于公路工程建設，特別是在公路建設日新月異的中國，公路建設及運營導致的土地退化問題更為突出，公路建設及運營損毀土地復墾及生態重建的工作亟需科學理論的指導。目前國內外研究還存在以下問題，對這些問題的研究亟待加強。

\\(1\\) 缺乏系統的公路建設及運營過程中土地退化、演變、恢復過程研究。由于公路線路長，跨越區域涉及到多種地形、地貌、氣候和水文條件，生態環境涉及面廣，目前尚沒有針對公路建設和運營過程中土地，特別是土壤退化機理、土壤生態系統演變及恢復的系統而全面的研究。

\\(2\\) 缺少公路沿線土壤侵蝕發生、發展規律的系統研究。公路建設引起的土壤侵蝕類型是多樣的，不同部位土壤侵蝕發生機理完全不同。當前關于土壤侵蝕的研究主要是針對個體道路或其某個部位定性的，或者基于實驗室的研究，缺少長期的定位觀測研究，特別是缺少自然條件下道路侵蝕規律定量的、系統的研究。由于公路建設有其自身的特殊性，其土壤侵蝕也呈現出自己的特點，因此需要系統、深入地研究影響土壤侵蝕的因子及其內在機理。

\\(3\\) 對公路建設過程中土地占用和土壤性質惡化規律研究不夠。由于公路建設工程類型多，沿線土地類型多且復雜，不同公路構筑物占地規律也不同。當前研究主要是從經濟利益的角度去研究占地，對節約土地只是一種兼顧的因素，尚不能從規劃、設計、施工階段將節約、集約用地作為一個限制性因素來考慮，土地占用隨意性大。特別是缺少工程施工及后期管護過程中表土及土壤養分流失機理和規律研究，對表土資源缺乏保護利用。今后應加強公路建設用地節約集約利用技術和標準研究，加強對土壤資源的保護與利用等方面的研究。

感謝通訊作者戴軍教授對本文的精心指導。

參考文獻:
［1］ 黃昌勇． 土壤學 ［M］． 北京: 中國農業出版社，2000:291．HUANG Chang-yong． Soil Science ［M］． Beijing: ChinaAgriculture Press，2000: 291．
［2］ 閆淑榮，吳群琪． 公路建設可持續發展與土地利用問題及其 對 策 ［J］． 長 安 大 學 學 報: 社 會 科 學 版，2008，10 \\(3\\) : 27 － 33．YAN Shu-rong，WU Qun-qi． Problems from Land Use andSustainable Development in Highway Construction andStrategy ［J］． Journal of Chang'an University: SocialScience Edition，2008，10 \\(3\\): 27 － 33．
［3］ 湯懷志． 公路建設用地集約利用研究 ［D］． 北京: 中國地質大學 \\(北京\\)，2011．TANG Huai-zhi． Study on the Intensive Land Use forHighway Construction ［D］． Beijing: China University ofGeosciences，2011．
［4］ 賀來喜． 高速請 “慢行”———對高速公路項目建設節約集約用地措施的建議 ［J］． 中國土地，2012 \\(5\\):33 － 35．