以交通生态技术创新助力美丽中国建设
青藏高原上,藏羚羊种群大规模迁徙通过桥梁下方,通道高度不低于6米的关键参数,正是我国交通生态技术精细化的最佳注脚。
党的二十大四中全会提出,加快经济社会发展全面绿色转型,建设美丽中国。作为绿色低碳转型的关键领域,交通运输正面临生态环境破碎化、原生植被破坏、野生动物迁移阻隔等挑战。
在从大型野生动物延伸至两栖类、爬行类等物种的“一体化廊道”技术研发中,交通与生态的协同共生之路正越走越宽。
01 现状挑战:交通生态保护的紧迫性
随着我国交通运输网络的持续扩展,其对生态环境的影响日益凸显。这些影响不仅体现在植被破坏、水土流失等常见问题,更引发了一系列复杂的生态连锁反应。
在青藏工程走廊,公路铁路的叠加建设形成了特殊的微地形,虽提升了水土保持能力并增加了植被多样性,却也显著影响了野生动物的迁徙规律。
研究发现,藏羚需要约4年时间适应交通干扰,而藏野驴与藏原羚的适应周期约为2年。
更令人担忧的是,有蹄类动物对公路的回避效应强于铁路,且公路铁路间距越近,这种回避效应越显著。这清楚表明了交通基础设施对野生动物行为产生的深远影响。
黄土高原、西南山区等生态脆弱区,交通建设面临水土流失、植被恢复难度大等挑战。这些区域的生态修复周期往往较长,西南山区需要4至5年才能形成灌乔群落,黄土高原更是需要5至7年才能形成灌草群落。
02 技术突破:交通生态监测与评估创新
面对复杂生态挑战,我国在路域生态环境监测与评估技术上取得了一系列突破性进展。
高精度监测技术的突破为生态评估提供了坚实的数据基础。基于高分辨率卫星数据与深度学习技术,研究人员构建了能够精准识别复杂线性交通基础设施建设活动的模型,识别精度高达91.5%。
在路域植被监测方面,融合无人机和高分辨率卫星影像的植被覆盖度高精度提取技术,精度达到93.6%。
针对路域细小水体监测,改进Unet++和Deeplabv3+模型后研发的水体高精度提取技术,识别精度更是达到惊人的96%。
在评估技术方面,多模式耦合评价模型的构建实现了从半定性半定量到精准量化的转变。这些模型包括生态位、生境连通度等,突破了传统评估仅适用于区域尺度的局限,能够精准评估建设项目、工程走廊尺度。
令人振奋的是,评估精度已从“逐年、公里级”提升至“逐月、30米级”,为生态保护决策提供了更为精细的数据支持。
03 保护与修复:从源头到末端的全链条技术
生态保护技术
在生态保护方面,“工程+生态”约束指标体系的建立为生态选线提供了科学依据。研究人员开发了基于生态约束的路线知识图谱决策系统,建立了路线方案定量评价的多维多规则云模型。
这些技术手段实现了生态选线定量化决策,从设计源头降低生态影响。
在具体设计参数上,研究确定了路基建设扰动比、湿地路基过水能力、桥梁生境连通度、隧道地下水限排值等关键参数与参考取值。
以扰动面积、生境连通度、装配化度为约束指标,提出了低扰动路基、桥梁、隧道等设计技术,从设计技术层面实现源头保护。
生态修复技术
生态修复技术方面,研究人员解析了坡面人工植被演替规律,发展了坡面植被生长基础重塑技术,使抗侵蚀能力提升约30%。
针对不同地区的特色,提出了路域近自然植物群落配置范式和坡面人工植物群落演替诱导干预技术,集成研发了坡面近自然植物群落恢复技术。
针对青藏高原这一全球生物多样性热点地区的植被修复难题,研究人员发展了表土、草皮堆存利用技术,使草皮存活率提升20%。
在动物通道设置方面,研究揭示了亚洲象、藏羚等对动物通道及其生境的偏好性特征,提出了“生境适宜性评价+迁移廊道模拟+通道选址确定”的通道选址方法。
研究人员还明确了桥梁高度不低于6米可满足藏羚种群大规模迁徙需要等关键参数。这些细致入微的技术参数,体现了我国交通生态保护技术正朝着精细化、科学化方向迈进。
04 创新案例:绿色技术实践与应用
在我国交通生态技术创新实践中,众多示范项目提供了宝贵经验。
重庆潼荣高速公路作为交通运输部第三批绿色公路典型示范项目,在规划设计、施工建设、运营管理三个阶段实施了系统的生态环境保护对策与措施。该项目对边坡生态修复、特色景观打造和沿线敏感水体保护技术进行了应用研究,为创建重庆首条生态、环保与特色景观彰显的绿色公路提供了技术支撑。
鹤大高速针对季节冰冻地区、山岭重丘区、生态敏感区的特点,构建了抗冻耐久、生态环保、循环利用、低碳节能的建设技术体系。这一主题性项目的成功实施,为类似地区的绿色公路建设与管理提供了宝贵借鉴。
吉林省集双高速集安至通化段则结合项目区域的自然生态、历史人文和旅游经济等地域特征,提出了适合季冻区创建绿色公路的实施原则和实施策略。该项目在“生态融合、文化展示、景观营造、旅游服务、实用耐久、创新驱动”等方面采取了科技创新实践措施,旨在打造国内知名的精品生态旅游示范路。
在材料创新方面,低噪抗滑精罩面技术作为一项新型路面预防性养护技术,吸收了多种现有技术优点并加以创新。该技术具有抗滑性、封水、延缓反射裂缝、保护原路面等多重优势,并能快速开放交通,使用寿命达4-6年,节能环保效益显著。
05 未来展望:交通生态技术发展路径
随着美丽中国建设进入关键期,交通生态保护仍需持续发力。未来技术的发展将呈现多元化趋势。
长期生态监测将成为重要基础。交通运输部科学研究院计划建立路域生态监测站点,构建生态数据库,完善交通生态影响评价体系。这些基础性工作将为交通生态技术创新提供坚实的数据支撑。
自然解决方案将受到更多重视。未来技术发展将更加注重自然修复,突出自然解决方案,强化表土利用与乡土植物选育。这些基于自然的方法往往更具可持续性和成本效益。
研究广度将不断拓展。从大型野生动物延伸至两栖类、爬行类等物种,研发兼顾大型、小型物种生态连接的“一体化廊道”技术。这种全方位的生态考量将极大提升交通生态保护的覆盖面和效果。
技术融合将成为创新源泉。应用AI大模型、大数据赋能交通生态监测评估,推动生态-韧性协同提升,发挥植被根系对坡面土壤的加固作用。
正如一项关于环境规制与绿色技术创新的研究所发现,环境规制与绿色技术创新之间存在倒U型关系,这一关系在国有企业、东部和中部地区企业中更为明显。这一研究结果为制定精准的交通生态技术创新政策提供了理论依据。
行驶在青藏公路上的车辆,常常会为成群藏羚羊让行。这些高原精灵优雅穿过特意为它们建设的桥梁通道,构成一幅人与自然和谐共生的画卷。
这样的画面背后,是路域生态监测精度从“公里级”到“30米级”的飞跃,是桥梁高度不低于6米可满足藏羚种群大规模迁徙需要的科学精准。
未来,随着AI大模型、大数据等技术与交通生态保护的深度融合,以及从大型野生动物到两栖类、爬行类物种的“一体化廊道”技术发展,交通与生态的协同共生之路将越走越宽,为建设人与自然和谐共生的现代化贡献不可或缺的交通力量。
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