当前世界环境

介绍

在过去的十年里，印度经历了更好的财政增长，伴随着对自然资源的日益增长的渴望，以及工业化、城市化和现代化带来的基础设施发展的快速扩散;这是衡量技术和经济发展高度程度的标尺。印度的道路改良和公路发展项目主要提高了现有道路的质量，并加强了主要经济中心之间的联系。印度经济增长的飙升涉及到基础设施发展项目的大量扩张，这些项目为其他经济部门的建设提供了至关重要的基础。新建高速公路是典型的公共部门投资，政府试图以此鼓励农村和城市地区的货币增长¹。有效，平稳运行的交通基础设施，因为公路网是社会优先关注的问题，是国家，州和地方一级交通系统的主要组成部分，因此，公路项目通常是为了改善有效的连通性，改善人们的经济和社会福利。从生态学的角度来看，发展不可避免地或多或少地对环境的自然资产造成破坏。

高速公路的建设导致现有生态系统的直接破坏和移除，以及当地地貌的重新配置。此外，道路的扩张对地形产生了不同的生态影响，这体现在陆地和水生生态系统的非生物和生物成分上^2，3.。建筑活动是大气中颗粒物的重要来源，对空气质量产生重大影响。清理土地、地面挖掘、切割和填埋作业以及建造特定设施等活动本身会向大气中增加大量的PM，也是空气中ultraï - ne颗粒的来源⁴。这些活动也被确定为河流、湖泊和溪流等自然水体的主要污染物来源⁵。各种活动产生的污染物，如土壤侵蚀、使用化石燃料、油漆、溶剂、清洁剂、使用有害化学品、建筑碎片和污垢，通过直接和间接的排放，增加到邻近的水体，导致水质的物理、化学和生物退化^6、7。由于高速公路上机动车流量的增加，路边土壤和居民区受到严重污染⁸。然而，来自汽车的重金属污染被认为是一个严重的环境问题⁹。各种建筑活动产生的粉尘和其他空气污染物对在高速公路附近和主要道路附近生活和工作的人的健康和生活质量产生了极大影响，还与呼吸系统并发症、心血管疾病和其他不利健康影响的风险增加有关¹⁰。在建筑工地的工人中也观察到肺部疾病和慢性阻塞造成的死亡¹¹。在因高速公路而获得更大连通性的地区，土地利用模式的改变将导致聚落结构、工业、贸易和其他服务的位置发生变化。这将说明在设计经济活动、创造收入、价格通货膨胀和有关区域普遍存在的就业条件方面的改进。一种新的土地使用模式反过来又可能使人们更容易获得就业市场、保健和教育设施等;这反过来又会吸引资金用于支线公路、配电网络、电信设施和其他连接方式的发展。因此，这种道路发展对当地经济的消费水平、受教育程度、健康状况等产生影响，从而导致福祉和人类发展梯队的变化¹²。在当前的情况下，印度面临的最大挑战是如何在追求财政增长与保护生态完整性之间取得协调，即使货币增长和人类发展可持续。因此，它要求识别、理解和减轻增长的生态成本，同时又不放弃其利益。因此，高速公路的发展和运营应在保护自然资源、考虑社会和环境影响以及如何将这些不利影响降到最低的情况下进行仔细规划。对于此类规划开发项目，环境影响评价技术变得至关重要¹³。它是授权过程中使用的工具之一，用于向决策者提供有用的信息，以便做出合乎逻辑的决策¹⁴。环评的主要目的是在作出决定前，向决策者和公众提供有关拟议项目活动的环境影响的资料。除了提供信息外，它还建议预防或减少这些影响的措施和缓解计划。整体环境影响评估提供了一个系统的程序，对计划的活动进行审查、分析和评估，以确保无害环境和可持续的发展¹⁵。

然而，道路影响地形的非生物成分，包括其他一系列因素，如水文学、沉积物和碎片运输机制、水和空气化学、小气候以及路边附近的噪音、风和光的水平。因此，后果的程度和强度随道路相对于坡度、盛行风和周围土地覆盖的位置而变化¹⁶。因此，通过查阅scientiï - c文献，对国家公路环境影响评价工作进行综述，概述交通基础设施的环境影响，并根据环境评价术语对信息进行整理。

公路扩建对生态系统影响的综述与探讨

空气质量

空气污染是道路造成的最常见的环境影响之一。与空气中的微粒有关的有毒化学物质会导致疾病，并增加人类的死亡率。事实上，几十年来，交通运输的这一方面一直是研究人员、监管机构和立法者密切关注的焦点。空气污染被广泛认为是道路相关运输的主要环境结果。空气污染物还通过向水体中添加来自大气的金属和碳氢化合物进入水生系统¹⁷。然而，由于与道路相关的运输造成的化学污染的更广泛的生态影响尚未得到充分研究，尽管很明显毒素进入并持续存在于环境中并与生物群相互作用。

道路加宽工程的影响随施工工程的强度、不同的施工阶段和对受影响环境属性的重视程度而异。NH-5由现有的两车道扩阔为四车道，对环境没有明显的不利影响，但对项目区的空气质量、水质、土壤质量、噪音水平、植物群和社会经济环境造成了暂时的影响¹⁸。研究工程对人类、动植物及环境的不利影响;通过对乌加因至霍拉公路的环境影响评价，揭示了扩建对空气、水、土壤等环境因子的影响。由于路边树木大量流失，空气被污染，一氧化碳浓度上升至365,470毫克/立方米¹⁹。在伦敦南部的道路拓宽方案中，甚至在项目完成期间和之后，当地的空气质量也恶化了^20.。

很少有研究考虑新道路建设及其后续运营对空气质量的影响。现有的研究仅限于城市道路隧道的建设，因此不能直接适用于大多数城市道路方案^21日,22日。有充分的证据表明，建筑活动是颗粒物(PM)的一个重要来源，1976年，建筑活动占美国开放污染源颗粒物排放总量的3.8%，对空气质量造成了重大的暂时影响²³。建筑或道路建设期间的PM排放与土地清理、地面挖掘、切割和ï - i - ll作业以及特定设施本身的建设有关。建筑工程排放的PM主要是粗颗粒，但它们也是空气中ultraï - ne颗粒的来源⁴。在道路附近通常会发现ultraï´´ne颗粒(ufp <0.1 mm)浓度增加，因此大幅度减少trafï´´c可以改善交通繁忙地区和城市地区的当地和区域空气质量²⁴。

与道路有关的挥发性化学物质是由车辆排放到环境中的，包括一氧化碳、氮氧化物、挥发性有机化合物、二氧化硫₂)、废气和道路尘埃中的微粒、铅(Pb)、甲烷(CH₄)和有毒物质，包括苯、丁二烯和甲醛。除了这些一次排放外，二次污染物是由空气中的化学反应形成的，主要是臭氧，它是由氮氧化物与空气中的挥发性有机化合物结合产生的。因此，车辆污染扩散模型已在全球范围内用于车辆排放污染的监管目的。在印度，各种道路和高速公路项目进行空气分散建模，以预测未来的空气质量和空气质量趋势，以制定沿拟议走廊的有效空气质量管理计划。CALINE4模型在公路廊道空气质量管理中的应用较为广泛，以德里某城市公路廊道为例，对CALINE4模型的预测能力进行了性能评价，结果表明，CO浓度呈递增趋势，且预测CO浓度在混合区宽度边缘两侧150m范围内分散²⁵。CO和PM污染物浓度的下降趋势₁₀约0.5 PPM和40μg/m^3.，在伊朗德黑兰高速公路周围100-150 m处观察到急剧下降²⁶。

灰尘还为挥发性污染物提供了吸附表面，这些污染物随后通过干或湿沉积沉积，并导致植物毒性污染物进入植物组织，从而导致动物和人类的呼吸系统疾病。道路附近的空气是污浊的，特别是在未铺设的道路附近，这种道路灰尘通过覆盖表面和aï影响光合作用，呼吸和蒸腾作用，从而导致植物受伤和生产力下降²⁷。来自拆迁和建设的灰尘和其他空气污染也极大地影响了在高速公路附近工作和居住的人们的健康和生活质量。低劣的空气质量也影响周围人的健康状况，为了证明这一点，许多研究人员进行了许多研究。观察到在横贯嘉冈市的高速公路交叉路口暴露于车辆污染的交警肺功能效率下降²⁸。同样，在建筑工地工作的工人也被发现患有肺病¹¹。研究还报告了空气污染引起的慢性梗阻导致的死亡率增加²⁹。大量流行病学研究表明，长期接触这些微粒会对健康造成不利影响speciï -除了ï -颗粒物和粗颗粒物质外，还会接触超-ï -颗粒物(ufp， <0.1mm)^30、31日。

土壤质量

公路是社区之间的主要联系，粮食和其他重要商品通过公路运输。它是一种必不可少的便利设施，在促进社会和经济活动中起着重要作用。然而，道路建设也造成了严重的环境污染，尤其是土壤污染³²。从各种报告中可以清楚地看出，路边土壤可能受到各种人为活动的污染，例如工业过程、能源生产、汽车尾气、废物处理以及煤和燃料燃烧³³。土壤在评估汽车排放对环境的潜在影响方面起着重要作用，因为路边的土壤正受到各种车辆以金属形式排放的污染，一些研究人员指出需要更好地了解路边土壤的重金属污染³⁴。据报道，造成潜在危害的重金属有Cd、Cr、Pb、Zn、Fe和Cu^35、36。由于汽车是重金属污染物的主要来源，公共机动车道路对自然环境的影响很大³⁷。据报道，道路上的重型和通勤车辆排放的废气中含有铅(Pb)、镉(Cd)、锌(Zn)、镍(Ni)和铜(Cu)，这些物质作为抗爆剂存在于燃料中，导致空气和土壤污染^{38 39 40}。

Ndiokwere⁴¹研究了汽车排放的Cd、Cu、Cr、Ni、Pb和Zn对高速公路沿线土壤、植被和作物的影响，发现这些金属的浓度随着距离的增加而降低，并且在靠近高速公路的植被和土壤样品上的金属积累量高于距离较远的地点。除了铅以外，人们还非常关注汽车、轮胎磨损和机油可能造成的其他重金属污染。Lagerwerffet al。⁴²报告说，三种润滑油的Cd含量在0.20至0.26 ppm之间，三种柴油的Cd含量在0.07至0.10 ppm之间。四种不同品牌轮胎的铅含量也在20至90 ppm之间⁴³。汽车发动机、底盘和管道的某些部件由铜和锰组成，而镍和铬通常用于镀铬⁴⁴。其中一些金属可能来自含有这些金属的金属汽车部件的磨损⁴⁵。汽车尾气以及一些工业活动排放出这些重金属，以至于交通繁忙的道路两旁的土壤、植物甚至居民都受到越来越严重的重金属污染⁴⁶。此外，汽车排放的铅会导致大气、土壤和作物中的铅污染⁴⁷。路边土壤Pb、Cd、Zn、Cu含量均高于对照区土壤。然而，污染评价方法表明，这些场地污染严重。然而，这些浓度低于可能产生毒性的临界最高水平。尽管如此，污染程度可能导致这些金属浸出到邻近的农田和饮用水源，最终会进入食物链。此外，持续暴露于车辆排放可能导致这些金属在植物和人类体内的生物积累，直到达到临界最大毒性水平。该研究为评估公路附近土壤现状提供了充分的信息，并使居民意识到路边活动迫在眉睫的危险⁴⁸。

naset al。⁴⁹重金属含量与道路距离的关系为:Ni>Pb>Cd，重金属含量为0m >50 m>100 m>1000 m。高速公路附近土壤中较高的Ni和Pb浓度可能导致路边环境中运输重金属的长期污染。Abechiet al。⁵⁰金属在路边土壤中的分布顺序为Fe > Zn > Mn > Pb > Cd > Cu。分析了西安-宝鸡高速公路沿线5 ~ 1000 m距离土壤中Pb、Zn、Cu和Cr的空间分布和污染程度，结果表明该地区为中等污染水平。分层聚类分析表明，公路沿线道路土壤中Pb和Zn可能来源于相同的人为和自然来源，而Zn和Cr可能具有相同的原始来源。结果表明:随着离公路边缘距离的增加，路边土壤基质中Pb、Zn、Cu和Cr重金属浓度呈先升高后降低的趋势⁵¹。通过对Ogbomoso主要道路沿线选定站点土壤金属(Pb、Cd、Cr、Zn、Mu、Cu、Fe、Ni)的评价，与对照站点进行比较，发现所选站点受到污染，表明站点质量恶化的主要原因是汽车尾气排放⁵²。

沉积在土壤上的过量金属污染物被转化并输送到植被中，然后从植物传递给动物和人类³⁹从而影响食品的质量和安全⁵³。食物链污染是这些有毒污染物进入人体的主要途径⁵⁴。尼日利亚高速公路(M-3)土壤中的金属污染被发现在允许的范围内，但慢慢地进入食物链，如果不加以监测，将对所有生物造成可怕的威胁。研究可将其作为检测大气污染物在植物上存在的生物指标，用于环境污染物的识别和预测⁵⁵。

水的质量

道路基础设施对溪流和河道的形态造成了可测量的影响，从而扰乱了生物群。高速公路增加了河流系统的能量，一方面造成河道侵蚀和冲刷;另一方面，在会导致沉积的溪流附近，切断小路的河岸。人们注意到，公路和公路建设项目以及运营道路都对水质造成了显著的威胁。根据台湾水库长期观测资料，验证了公路建设前后的水质差异。大规模的土地开发工程破坏了水库水质，造成了水库水质的长期退化⁵⁶。高速公路建设项目对斯里兰卡天然水体的影响表明，高速公路和连接公路建设活动都对水质造成了显著的威胁。确定了水体pH值是监测建筑工地附近不同水体水质的主要因素⁵⁷。在某些情况下，在道路建设期间发生了严重的河流污染⁵⁸此外，人们还注意到，道路建设产生的排放可能非常严重，有必要采取控制措施⁵⁹。同样，建筑工地附近表层土壤的流失主要是由于征用农业用地和建筑垃圾场，这也增加了水中SPM的水平¹⁹。

与道路相关的养护活动和道路沿线的化学品泄漏是道路沿线化学污染物的重要来源⁶⁰。有些化学物质aï只影响离公路最近的地区，而另一些化学物质则通过水路运输到离公路较远的地方⁶¹。道路上的有毒污染物必须通过雨水进入水体runoff。run-oï€中的污染物在大小和量级上差别很大，包括各种水合离子和悬浮物。道路和路基上的沙子、淤泥和粘土等颗粒主要吸附重金属和有机化合物，与车辆有关的一系列复杂而广泛的污染物通过道路进入景观runoï -€。其中包括碳氢化合物、石棉、铅(Pb)、镉(Cd)和铜(Cu)。此外，与道路本身或其维护有关的化学物质，包括杀虫剂、杀虫剂和除冰盐(氯化镁)与runoï -€结合，进入雨水排水系统^17日,62年。

道路与水生系统相互作用的性质取决于它们相对于排水网络和坡度的位置。对英国M1高速公路排水的7条河流进行了研究，报告了其对大型无脊椎动物群落物种多样性和物种组成的影响，但未发现癫痫藻的多样性和丰度发生变化。据说，对水生栖息地最具破坏性的因素是泥沙淤积和营养负荷的增加，而不是许多化学物质⁶³。Maltby还对高速公路径流对淡水生态系统的影响进行了一项特别详细的研究等。⁶⁴。道路既是路面水的来源和汇run-oï -€，也是道路上水的积累。道路可以作为水的屏障ï -向下延伸，但也可以加速水的排出。道路网络与水系网络相互作用，增加了水系排水密度，水系排水总体峰值ï¬，水系排水总体峰值，以及水系流域泥石流发生率ï¬⁶⁵。当排水沟槽沿道路直接与水系相连时，道路扩展了水系的排水网络¹⁶。湍急的水流进入河道，增加了河道系统的能量，侵蚀了河堤，冲刷了河道，增加了下游发生ï洪水的可能性⁶⁶。道路和道路径流中的污染物对水生生态系统的影响引起了广泛关注，因为这些后果可能是直接的，也可能是长期的。径流可以改变水文，增加泥沙负荷，增加养分，也会导致多种污染物的积累。由于采伐活动造成的泥沙负荷的增加和溪流流量的变化引起了人们的关注，因为植被的移除和流域土壤的暴露，泥土的大量运动导致流域的岸上沉积，也导致溪流形态的变化，沉积在渠道中并形成较浅的水池。水池的浅，加上水的浑浊度增加和植被较少的河岸，提高了溪流中的水温。在纳瓦罗流域的北福克盆地，100%的沉积物从靠近主河道的高速公路沿线被侵蚀的河岸上被输送到河道网络中⁶⁷。因此，许多旨在减轻路边化学污染物的管理措施(BMPs)都是为了减少颗粒对周围景观的污染。减轻与道路相关的化学毒性的效果runoï -取决于污染物与BMPs去除的颗粒的关联程度以及BMPs的效力⁶⁰。在佛罗里达州南部和中部的9个研究池塘中评估了沉积物重金属含量对底栖生物的影响。重金属含量较高的底栖生物物种多样性低于典型淡水湖，铜似乎是对底栖生物最有害的金属⁶⁸。

社会经济影响

像道路基础设施这样的运输设施的发展，通过这种发展经常产生的动态外部性，在任何区域的社会经济和文化发展中发挥至关重要的作用。它可以成为减少贫穷和改善农村人口社会经济条件的直接和间接干预的主要因素，农村人口一直被排斥在总体经济增长的利益之外。将交通运输与经济变量联系起来的文献中有丰富的范围和规模分析。研究人员试图将运输改善与经济增长和发展联系起来，并表明公路运输基础设施与经济活动之间存在显著的正相关关系⁶⁹。然而，对建设或拓宽高速公路等基础设施项目的社会经济影响的评估却很少。然而，现在人们认识到，应该对诸如减少贫困等分配问题进行社会经济影响分析，以了解运输基础设施项目在实现分配正义方面的作用是多么重要^70年,71年。像印度农村这样的发展中经济体，一个关于道路基础设施发展的大型公共投资项目，除了其更广泛的一般均衡外，eï还影响着国民经济，并可能有助于改善农村贫困和改善生活在其附近的人民的社会经济福利¹²。研究表明，交通基础设施对促进当地经济发展至关重要⁷²。通过广泛的交通网络减少物理隔离是使大部分人口超过贫困门槛的典型方法。Dailekh区的Toli镇和Bhawani镇的居民已经接触到新的、充满活力的机会，由于通过道路可以更好地获得教育、医疗设施和市场，这些机会改善了他们的生计⁷³。位于肯尼亚Thika高速公路沿线的家庭和机构的环境状况发生了积极变化，特别是在投资机会增加和市场扩大方面，但对植被和野生动物的影响主要是消极的⁷⁴。许多研究人员已经证明了交通运输与经济发展之间的独特联系。新的生产地点会受到高速公路基础设施的系统性影响。新高速公路的发展影响了新制造业的空间配置，但一些证据也表明，在流离失所方面可能会产生负面影响。四车道高速公路、州际通道和双车道高速公路密度的增加也被发现可以刺激新的制造业企业就业和环境收益⁷⁵。一些作者发现，高速公路对不同行业的影响是不同的。因此，由于运输成本的降低，某些行业会增长，而另一些行业则会随着经济活动的迁移而收缩。与制造业一样，高速公路影响着一般经济活动的空间分配¹。

Growder等。⁷⁶指出道路基础设施发展等大型公共部门投资项目改善了高速公路附近公民的社会经济福祉，提高了交通机动性，与周边地区的联系，增加了获得各种经济机会和生活便利设施的机会。关于交通运输在农村经济发展中的作用的文献得出了有趣的发现。尽管如此，公路对农村地区的内显影响、正负影响和影响之间确实存在差异。有证据表明，道路基础设施对农村经济发展具有重要影响。高速公路是主要或次要的经济动力。与其他生产力和成本因素或单独因素相比，道路往往成为农村经济发展的生产者或抑制剂。然而，有几个主要的缺点。实证研究未能充分考虑到公路可达性对农村经济发展所必需的程度。北卡罗莱纳州的高速公路基础设施对县域农村经济发展的影响并不显著，但对高速公路系统分散密集地区的经济发展影响较大。大量的公路实际上消除了资源价格差异，因为进入公司的成本为零。 As such, good highway access is not particularly valuable to business and does not influence location decisions. If these assumptions hold, further infrastructure will no longer be a significant economic growth generator. Thus, in some instances increasing highway capacity can actually displace employment and economic activity rather than generating new activities. Still, the literature is not conclusive⁷⁷。

交通基础设施的长期影响尚不清楚，但包括土地利用的变化、景观格局的变化和生态系统服务的改变。埔里乡6号公路的建设和随后不同土地利用政策下的城市化导致了埔里乡整体景观格局和生态系统服务的不同程度的隔离和破碎化。间接影响包括某些景观的空间重构，这可以极大地影响生境动态。土地利用模拟结果表明，农业和环境保护政策对普丽市市区南部和主要道路沿线地区的土地利用模式有显著影响。因此，环境政策将调解6号公路对景观格局的直接和间接影响⁷⁸。

景观变化与生境破碎化

许多作者认为，道路对生境的破坏可能是道路扩张的必然生态效应。虽然对生态系统破碎化的研究日益增多，但对道路破碎化影响的考察报道仍然很少。因此，道路影响、栖息地丧失以及如何克服这些影响的研究空间更大⁷⁹。在道路网络结构的发展过程中，已经观察到对邻近的水生和陆地生态系统的许多直接生态eï影响，但它们对景观也有深远的累积eï影响，而这些影响尚未得到充分研究⁸⁰。生境的丧失、破碎化导致的生境质量下降、现有土地覆盖向道路转变导致的连通性丧失以及道路引起的土地利用和土地覆盖变化是道路网络对景观造成的一些主要eï影响^81年,82年。在农村地区，主要是在发展中国家，道路的存在与土地覆盖变化的过程密切相关，因为道路促进了森林砍伐⁸³生境破碎化被认为对自然有最大的长期影响，道路建设的影响因道路类型和区域经济发展阶段而异⁸⁴。在亚马逊地区的气候变化，与森林破碎和砍伐的数量，直接关系到道路的建设⁸⁵。土地利用、交通、网络理论和生态学的基本原理，包括生态道路网理论，并提供了一个框架来解释道路网的生态影响eï。因此，进一步分析道路网络对生态系统的影响表明，它们延伸到景观的大片区域，使景观饱和，并形成孤立的栖息地斑块⁶¹。在落基山脉的一项研究中，里德等。⁸⁶评估道路和森林砍伐造成的森林破碎程度。他们发现，高速公路对森林破碎的影响确实大于对森林的破坏。树木可以防止土地滑到道路上⁸⁷。在对俄亥俄州林地的研究中，Kupfer⁸⁸研究边缘植被的格局和决定因素，得出小气候影响边缘演替的结论。威廉姆斯⁸⁹在巴拿马热带潮湿森林的森林边缘工作发现，小气候的变化深入森林15米，这些小气候变化可以aï影响距离道路很远的地区，改变植被组成⁹⁰。即使是狭窄的道路所产生的小气候变化aï也会影响凋落叶和植被组成、土壤宏观无脊椎动物、室内森林鸟类、爬行动物、哺乳动物和整体物种丰富度⁹¹。

结论

道路基础设施aï通过改变动植物种群的动态，改变景观中物质的形态，引入外来元素，以及改变水、光和营养等可用资源的水平，从而影响生态系统的生物和非生物成分。因此，以上讨论推断，其他地方尚未进行公路扩建的综合影响。这就需要研究公路扩建对公路附近居民的空气质量、土壤质量、水质、人体健康和社会经济状况的影响。

鸣谢

由YSP园艺与林业大学环境科学系提供的设施，Nauni, Solan (HP)印度受到高度认可。

资金来源

这项研究得到了YSP园艺与林业大学环境科学系的支持，印度索兰(HP)得到高度认可。

利益冲突

本文不存在利益冲突。

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