7.2.3 对生态系统的影响分析
分析高铁建设对生态系统产生的影响，其主要评价对象有植物、动物、非生物环境等受影响因子。
1.对植被影响分析
1）对植被生存影响
新建铁路对植被影响主要是因新增占地、施工作业等破坏植被生存环境，占用部分植被资源，减少植被覆盖率等。
施工期间，对植被的影响主要为施工产生的扬尘对附近百米范围内的植被的影响。漂浮的扬尘会附着在植物的叶子上，使植物的光合作用和呼吸能力降低，影响植物的新陈代谢。工程施工机械放出的废气也会对周围植被生长产生一定影响。另外，施工废（污）水主要有生活污水、施工机械排出的含油污水，可能对流经地方的植物造成一定影响，这种影响范围不大，一般不会造成植物死亡，但可能影响其生长。
铁路项目路线长，通过山地丘陵地区的可能性很大，施工期间，路基开挖导致原有山坡土体形成新的裸露边坡，在这些新的坡面上易引起雨水溅蚀。另外，路基填筑施工使得土质疏松，工程弃渣属松散堆积体，结构疏松，容易造成水土流失，还可能进一步诱发滑坡、崩塌等地质灾害，加剧对植被的不良影响。
铁路修建过程中为了保证地基稳定而采取的一系列工程措施会造成路基附近排水状况的改变，可能引起周边环境的恶化，进一步可能影响植被生长。另外，施工人员有可能随着施工便道进入周围灌木林、草甸内进行乱砍滥伐和践踏，这些不良的生活方式和行为直接造成活动范围内的植被退化或死亡。
铁路施工中由于炸药库和雷管库的管理不善、施工人员抽烟做饭火种管理不善，存在发生火灾的可能。尤其是冬季（11 月至次年4 月）气候干燥，降水稀少，多晴天和大风的天气，一旦失火将会给本地区的动植物资源造成损失。
铁路建成后，永久占地内的林地、农田等植被将完全被破坏，取而代之的是路面及其辅助设施，形成建筑用地类型。铁路将原来整片的灌草地用一条带状空地相隔，使群落产生林缘效应，从林地边缘向林内，光辐射、温度、湿度、风等因素都会发生改变，而这种小气候的变化会导致林地边缘的植物、动物和微生物等沿林缘—林内的方向发生不同程度的变化。
2）对植物种类及生物量影响分析
植被是生态环境中最重要、最敏感的自然要素，对生态系统变化及稳定起决定性作用。工程施工将造成路基、站场等永久占地内植被的永久性消失和施工营地、施工场地等临时用地内植被的暂时性消失。
关于受建设项目影响的生物量及物种量的预测，可以采用被破坏植被面积与生态单元的比例关系进行分析。
生物量估算：
式中 Pm——项目建成后植被的生物量，t/hm2；
Bm——项目建设前植被生物量现状值，t/hm2；
Sz——被破坏的植被面积，hm2；
S——生态单元的面积，hm2。
物种量估算：
式中 Ps——项目建成后植被的物种量，种/hm2；
Bs——项目建设前植被物种量现状值，种/hm2；
q——项目建设砍伐的植被种类数，种；
S——生态单元的面积，hm2。
因此，工程建设会造成一定范围内某些植被类型面积的减少，从而对植被生物量和自然体系生产力产生负面影响。如果项目区存在国家、地方珍稀保护物种时，可能造成该类物种数量或种类的减少。所以，为减少对珍稀保护物种的破坏，高铁项目在选线时应该避开珍稀保护植物集中区域，而尽量选择常见种分布区域。下面以《新建安庆至九江铁路环境影响报告书》中生物量预测内容为例，详见表7-1。
表7-1 评价范围自然体系生产力及植被生物量变化统计
注：本数据摘选自《新建安庆至九江铁路环境影响报告书》。
由表7-1可见，新建安庆至九江铁路工程建设完成后，被占用的土地类型变为无生产力的交通建设用地，使评价区域自然体系生产能力由现状的 632.98 gC/（m2·a）降低到 604.10 gC/（m2·a），自然体系的平均生产力减少 28.88 gC/（m2·a），减少量占评价范围现状值的4.78%，说明工程建设对预测范围内的自然生产力将产生一定的负面影响，会进一步增加该地区的生态压力。但从整体上分析，这种影响程度甚微，远远不会使本区域植被自然生产力下降一个等级，因此，工程建设对自然体系生产力的影响是能够承受的。
一般来讲，铁路工程是以窄条状的方式通过拟建区域，而且高铁项目的桥隧比高，相对来讲，由于涉及开挖、填筑而引发的植被破坏量较少，加上施工结束后的绿化复耕等措施，因此，高铁建设对自然体系的生产力影响一般是在可接受的范围内。
3）外来物种的影响分析
工程建设将破坏评价区内原有相对封闭的区域，铁路施工和运行期间，由于车辆、人员的进入，人们将会有意无意地将外来物种带进该区域。由于某些外来物种可能比当地物种更好地适应和利用被干扰的环境，这将导致当地生存的物种数量减少、树木逐渐衰退。在沿线形成的裸地有可能形成外来物种的入侵近道，并且逐步成为局部的优势群落，从而排斥当地的土著植物。在植被砍伐迹地，这些植物最先侵入并形成单优种群落，影响植物群落的自然演替，降低区域的生物多样性，从而破坏当地的生态平衡。
2.对动物影响分析
1）对生境的破坏
施工人员的施工活动、生活活动会导致局部植被破坏，造成动物栖息地生境的干扰和破坏，如施工中砍伐树木对鸟类巢穴的破坏，在经过河流路段，路基的挖方和填方将对兽类、两栖和爬行类，特别是对两栖类动物小生境造成破坏等。
营运期，铁路占地会引起生境片段化，随之伴随着动物生境的丧失，动物被迫寻找新的生活环境，这样便会加剧种间竞争。生境片段化对动物产生的影响是缓慢而严重的，由于生境的分割，动物限制在狭窄的区域，不能寻找它们需要的分散的食物资源，使动物产生饥饿。同时铁路项目使得动物活动范围受到一定影响，对其觅食、交偶可能存在一定的潜在影响。并且随着车辆的运行，可能对动物产后交通致死，生态干扰带将进一步加宽。
当铁路横跨一片生态板块时，首先会引起直接的路域栖息地流失，紧接着与周边植被间便很快建立起边缘效应，并产生边缘小气候和边缘物种。
铁路建设导致的空间异质性的加大会造成受影响区域与外界信息势差的加大，信息流将增强，影响动物敏感度，如噪声会造成动物对声音信息敏感程度降低。因此，动物选择生境和建立巢区时通常会回避和远离铁路。
2）对兽类、爬行类、两栖类等动物的影响
对陆生动物来讲，铁路工程永久性及临时性建筑具有一定的阻隔作用。施工期钻眼、爆破、装渣、喷混凝土产生的噪声、扬尘和施工人员的活动等可能惊扰周围生活的各类野生动物，特别是对兽类、爬行类、两栖类等动物有一定的惊吓作用，迫使其被驱赶至他处，从而改变其原有的生活习性。如果施工管理不严格，还会发生偷猎现象，造成对野生动物的直接伤害。
施工期临时性和永久性用地会改变土地利用性质，使得原有的耕地、林地被占用，破坏土地附生植被、硬化土壤，将野生动物从原有的庇护场所或栖息环境中驱离；此外，施工场地产生的噪声、振动、水污染、粉尘污染和光污染也会对周边野生动物产生驱赶作用，迫使其远离施工区域，从而对部分野生动物的生存产生一定的不利影响。一般来讲，动物受影响最大的是铁路两侧300 m范围内。
铁路建成后，会成为一道屏障，对两侧的居民或动物产生分离与阻隔作用，将原有的自然生境切割成两部分，如图7-1所示，影响两侧动物的交流与繁殖，进一步导致生活在其中的生物变得脆弱。若是铁路线路位于动物的迁徙路线上，将会对动物的繁殖和生存产生阻碍。因此，在选址选线前需要详细调查沿线区域的动植物种类和生活习性，分析项目路线走向、临时工程设置、施工作业等对动植物的影响。
图7-1 高铁项目对两侧的阻隔
3）对鸟类的影响
鸟类分为留鸟和候鸟。
随着施工人员的进入，区域内留鸟赖以生存的农田或林地等栖息场所丧失，施工噪声、夜间施工照明对鸟类栖息、繁殖的干扰会迫使鸟类离开原有栖息场所。一般来讲，高铁项目影响范围呈带状分布，横向影响范围小，铁路沿线区域可供留鸟选择的替代环境较多，因此施工扰动虽对施工场地周边留鸟活动产生一定的不利影响，但不会对其栖息环境造成毁灭性的破坏。
对候鸟的影响分析，首先要了解候鸟的栖息地条件、迁徙路线与项目的关系，选线时尽量避开对迁徙路线的切割。一般来讲，铁路项目呈带状影响，候鸟可能停留的栖息地如河流、滩涂、耕地、林地等多属于常见类型，一般铁路沿线区域可供候鸟栖息的替代环境较多，工程对周边区域候鸟的栖息、繁殖影响有限。只要制定合理的环保措施，总的来讲对鸟类影响不大。
以西安至成都客运专线为例，该线路穿越俗称“秦岭四宝”之一的朱鹮活动区，建设单位在保护区附近沿高铁两侧安装特殊的防护网，同时在合适的区域以高架桥的形式穿行，并在下方设置宽大的桥洞，供鸟类和其他动物安全通过。根据现有运行跟踪监测资料，沿线鸟类等动物基本适应铁路环境，生态环境保护措施效果良好，有效减少了项目建设和运行对朱鹮的影响。
4）对水生生物的影响
水生生物主要包括浮游植物、水生维管束植物、浮游动物、底栖无脊椎动物以及鱼类等。高铁项目线路长，不可避免地会跨越河流、水库、湖泊、池塘等水体，破坏水生生态环境，特别是涉水桥墩永久性占用水体范围，以及施工期产生的噪声、振动、水污染等会影响水生生物的生存与繁殖等。
施工期跨河桥梁施工作业会导致跨越河流水质的变化及水域附近的生态环境的变化，从而引起水生生物、两栖类动物生存环境的变化，造成两栖类物种数量的减少。在铁路施工期间，生产废水、施工人员生活污水及桥梁、涵洞的建设必然会导致水质的变化及水域附近的生态环境变化，从而造成鱼类、两栖类动物的生活环境发生变化。施工所产生的废弃物也对两栖、爬行动物造成一定的影响。
跨河桥墩施工中进行围堰和拆堰时，将有一些泥沙落入水体，河水瞬时悬浮物含量将有所增加，短时间内对河水有一定的影响。影响范围一般为施工点50～100 m 内，但随着河水的流动、泥沙沉降，围堰和拆堰对河水水质产生的影响很小，并且随着围堰和拆堰的结束，施工引起的悬浮物增加对河流水质的影响也将结束。
施工噪声将对施工区鱼类产生惊吓效果，在噪声刺激下，会诱发一些个体行为紊乱，从而不可避免地会妨碍其正常索饵、洄游行为。如果噪声处于产卵场附近，或在鱼类繁殖期产生，则会对其繁殖活动产生一定影响。
各种施工机械及混凝土搅拌运输车等产生的振动对鱼类的生殖洄游、产卵繁殖会有影响。工程施工生产废水主要含悬浮物（SS），施工产生的悬浮物主要为泥浆，悬浮物扩散将影响水体透明度和初级生产力；由于在枯水期，特别是春末、夏初是鱼类生长和繁殖的重要季节，SS 增加对鱼类有一定的影响；而丰水期天然河道含沙量大，施工导致的 SS 增加相对很小，并且由于河水流速较大，污水被迅速稀释、扩散，不会形成污染带，对鱼类的影响较小。
在工程施工期，河岸旁边的渣场，若不采取有效的防护措施，雨季中大雨、暴雨来临时，渣体面临洪水冲刷易被冲毁垮塌。这些流失的弃渣和泥土将进入沿线河段，在一定程度上侵占边缘河道和增大江水中的泥沙含量，对鱼类造成影响。另外，在工程施工期，大量施工人员集中在河段两岸，也会对鱼类造成一定程度的影响。
水中浮游植物种群的数量变化和演替，受到光（透明度）、营养、温度和摄食压力等因素的影响。浮游动物以细菌、有机碎屑和藻类等为食，由于施工期对水质影响有限，加上浮游动物可以去他处觅食，故高铁项目一般不会改变区域营养源的状况，对浮游动物整体影响有限。
涉水桥梁工程施工将对底栖动物产生一定的影响，但高铁项目桥梁水下桥墩占用水域较少，且不占用岸线，加上工程不改变整体营养状况，其影响程度相对较小。
5）交通致死的影响
施工期的交通致死对动物的影响主要是小型野生动物穿越施工场地时与车辆相撞引起伤亡。根据已有高铁建设项目施工期的调查，在工程施工开始时，由于新老道路上行驶车辆增多，压死两栖、爬行动物经常可见，尤以早晚夜间更多。两栖类动物因经常在水域和陆地之间迁移，且行动缓慢，很容易与车辆相撞而产生伤亡；半水栖、湿生的游蛇类中不少种类在水中觅食、陆生繁殖，多数需要横过工地，因此，在此期间压死两栖、爬行动物的概率会有一定程度的增加。
运行期动物穿越铁路时也可能会被行动的列车压死，但高速铁路桥隧比高，沿线设置了较多的桥梁、涵洞、隧道，可在一定程度上减少交通致死发生的概率。
3.对非生物环境影响分析
1）工程占地对土地利用的影响
一般来讲，土地利用类型包括耕地、林地、园地、交通用地、工矿仓储用地、住宅用地、水域及水利设施用地以及特殊用地等。
与其他铁路项目一样，高铁项目建设不可避免地会产生永久性和临时性占地，其中永久占地包括路基、站场、隧道、桥涵占地，临时性占地包括取土场、弃土（渣）场、铺轨基地及制存梁场、施工便道等临时辅助工程占地。
占地的直接影响是永久性或临时性改变原有土地的使用功能，使得项目区域一定范围内土地利用格局发生一定程度的变化。工程永久用地被铁路主体工程所占用后，其原有土地功能会永久性发生改变，占地使以耕地、林地、水域为主的自然、半自然土地利用形式转变为以交通运输为主体的城镇建设用地。如果占用的土地性质属于耕地，将直接造成粮食减产，如原有土地属于林地，则将直接降低当地植被覆盖率，导致占地区域一定范围内土地利用格局发生一定程度的变化。临时用地则在主体工程施工完毕后归还地方使用，其功能的改变主要集中于施工期，如果施工结束后采取有效的植被复垦、绿化等恢复措施，将有效降低对土地利用的不利影响。
工程永久占地将使评价区内耕地、林地、水域及水利设施用地等面积减少，城镇建设及交通用地面积增加。总的来讲，高铁项目属于线状工程，线路横向影响范围较狭窄，占用的土地比例不大，不会导致沿线土地利用格局发生明显变化。而且临时用地在工程结束后如采取绿化恢复、工程治理或进行复垦等措施，预计施工结束后 3～5 年，可基本恢复土地的原有使用功能。因此，高铁工程建设整体上对评价区域土地利用格局影响相对轻微。
2）环境污染对生境的影响
铁路施工和运营产生很多生态干扰因子（视觉干扰、噪声干扰等，其中交通噪声影响最显著），动物选择生境时为回避这些干扰而远离铁路，即动物的生境选择会由于铁路的存在而发生改变，形成生境回避和巢区转移。
3）高速铁路的集聚效应对城市周边土地的长期影响
高速铁路通过集聚效应促进城市间要素流动，对城市经济增长存在拉动和分配效应，通过同城化来优化城市间分工，从而使城市空间联系增强和知识可达性提高，促进城市群一体化。高速铁路提供的迅捷高效运能促进沿线城市产业升级，带动沿线城市旅游商贸等第三产业快速发展，并带动关联产业发展。
高速铁路对城市结构的影响主要表现为改变产业布局、形成高速铁路站枢纽地区增长极等。同时，高速铁路促使两端大城市沿铁路线向边缘区域转移产业和人口，调整经济活动区位，改变城市空间结构，特别是对咨询业、商业、餐饮业、旅游业、房地产业等第三产业有着有利的推动作用。
由于项目运行，高铁客运站枢纽地区人口密度和土地集约利用度逐渐上升，成为新增长极，发展重心偏移，促进城市向多中心结构转变。
城市结构的调整和沿铁路发展的趋势，会导致铁路沿线城市化发展加剧，从而间接造成铁路沿线土地利用格局的变化。国外高铁发展的研究表明，高速铁路发展引起大城市人口分布核心区向铁路站点所在核心区聚集，铁路站点沿线房地产开发加速，使得原有农田、林地等土地变更为住宅、商业等建设用地，导致农业、林业产出减少，从而改变周围土地利用性质。若场站选择地点属于土地肥沃、耕地分布广、植被茂密的区域，高速铁路将不可避免地对农业、林业产出率造成不良影响，破坏区域生态系统。
因此，在设计站点的时候，应该考虑高铁通车带来的当地城市发展的变化，在选择站场建设地址的时候，应当远离土地肥沃、耕地分布广、植被茂密的区域，尽量选择贫瘠的荒地及其他建设用地，以减少后期对生态系统的破坏。
4）森林边缘效应影响分析
在山区或丘陵地区，以路基或路堑方式通过的铁路，其永久占地内的林地植被将完全被破坏，形成交通运输用地类型。由于原来整片封闭的林地要留出一条带状空地，使森林群落产生林缘效应，而这种小气候的变化会导致林地边缘的植物、动物和微生物等沿林缘—林内发生不同程度的变化。一般研究认为，边缘效应对小气候的影响可从林缘延伸至林内 15～60 m 处。另外，由于皆伐地的彻底暴露，林外的空地经常由外来种控制，外来种有入侵边缘的趋势，而且干扰越大，越利于其入侵，外来种的大量涌入甚至能影响小片段内原来的群落结构。
5）接近效应对生态系统的影响
铁路的开通将导致沿线区域的人流和物流强度增加、速度加快，同时，也扩大了人类的活动范围，增加了原有难以达到或进入区域的可达性，这对原本生存的野生植物和动物会构成很大的威胁，特别是珍稀保护物种被破坏的可能性增大。
同时，铁路通车后，区域的交通更为顺畅，新兴的工业区或城镇均倾向靠近铁路发展，从而导致沿线的商业化和城镇化，进一步间接引起沿线自然生态系统向城市生态系统的转变，从而影响当地生物的生存。