道路建设是近一个世纪以来遍布全球、发展最迅速的人类活动之一，道路及其影响范围至少涉及陆地面积的15%-20%。亚马逊雨林地区纵横交错着近10万公里的道路，这足以绕地球两圈半。即使之前被世界认为非常偏远的角落，比如刚果、婆罗洲、西伯利亚和纳米比亚，道路网络也正在飞速扩张。全球范围道路的高速发展主要是因为发展中国家对矿物、化石燃料、木材和耕地需求的逐步升级，他们希望通过改善交通和能源基础设施来达到发展的目的。中国改革发展之初，也有“要致富，先修路”的说法。一直以来，环境保护学家们呼吁通过减少道路建设来达到保护的目的。道路建设规划首先考虑的是经济利益，在道路使用过程中环境问题逐渐凸显，在经济增长的刺激下未来道路建设仍将继续，如何在经济发展和环境保护间寻找平衡点，这迫切需要相关研究者对道路的生态影响进行客观和全面的分析，包括正面和负面影响，寻找缓解道路负面影响的途径、实现经济和环境的可持续发展。上周出版的Nature周刊（2013-3-21）中一篇题为"A global map for road building"的文章认为：如果我们能对道路进行明智的定位和设计，对地球环境保护来说可能是有利的而不总是有害的。

道路建设会带来众多的环境问题。比如，在亚马逊地区，林区建新路、采矿、狩猎和土地投机等会促进向未受干扰地区的扩张。巴西亚马逊地区超过95%的森林砍伐、火灾和大气碳排放都发生在道路附近50公里以内的范围。然而，道路对生态和环境的影响取决于其位置和设计。穿过一大片森林地带的铺设公路带来的是一场环境灾难。但对于那些农业开发已经非常广泛，几乎不存在未受干扰的完整栖息地，未来的农业产量可能会大幅度下降的地区，建高质量的道路则可以提高农场的效益，增强其盈利能力并限制对环境的影响。

为此，该评论文章建议：环境科学家、规划师、道路工程师与其他利益相关者共同来完成一个全球“道路分区”的项目，旨在确定哪些区域不应该修路，哪些区域的运输条件急需改善。并分别从下面两个方面进行了论述：

（一）土地利用压力

二十一世纪土地利用将发生深刻的变化，其中许多是不可避免的，甚至有些是非常合适的。到2050年，对粮食需求预计会翻一番，在目前的农业实践下，这意味着需要一个额外的10亿公顷的农业生产用地和牧场，相当于一个加拿大的面积，这几乎是不可能的。随着人类对粮食、纤维和生物燃料的需求不断升级，以往研究人员和决策者都希望通过采用现代作物品种、肥料、病虫害防治和更好的运输条件来改善农业生产，因为这样的技术可在不增加额外土地的条件下增加农业产量。然而在实践中，如果农业增产更有利可图，则会鼓励更多的土地转化而用于农作物和畜牧生产。例如，作为高需求的创新品种，棕榈种植园正迅速在热带地区扩张，正在占据生物多样性丰富的热带雨林。因此，只有在有效的土地利用规划指导下，增加农业产量才会减少农业生产对自然生态系统的影响。显然，深刻影响人类活动足迹的道路在这样的规划中是一个关键元素。

经济、政治、社会和实践等许多因素都会影响道路规划，但其中不乏一些关键原则，更有助于指导道路位置的确定和设计。如果一块土地其相邻的地区已经被清林，那么这个斑块被清林的概率将会大大增加，因此这切割森林的第一刀最为关键。总体来说，对环境危害最大的是那些穿过相对原始的地区的道路建设。

此外，铺设公路通常比非铺设道路有更大的环境影响。在潮湿的环境中，非铺设道路在一些季节是无法通行的。迫使人们去修建更多的铺设公路。例如，巴西的贝伦巴西利亚公路始建成于1970年代初，现在切出了400公里宽的清林带和第二条穿过亚马逊森林的公路。然而，在某些情况下道路铺设，可能对社会和环境有益。一般，道路刚开始是因为其他目的（比如采矿和伐木）而建设起来的，随之农业也开始发展起来。这可导致农场的扩张，进入具有边际土壤或气候的区域，或进入远离市场的区域，不再具成本效益。相反，计划周密的道路可提高农产品进入市场的可能，减少浪费并提高利润。坊间证据表明，撒哈拉以南非洲的部分地区通过持续的道路改善，逐步提高了农民获得肥料和将作物运输至市场的能力。

一些研究表明，改善适合农业开发地区的道路条件，可以吸引更多生活在生态脆弱区（如原始森林的边缘地带）的人群迁入。对人口集中地区进行认真规划是有很多好处的，因为森林砍伐和人口密度之间的关系是非线性的。一般来说，移民迁入一个已清林的区域，所需砍伐的森林要少得多。后来者可能是商人而不是农民和伐木工人，他们可能全部买下那些已经垦荒的土地。对决策者来说，调整道路开发的模式比改善更多社会复杂问题，如人口增长和过度消费等，要简单得多。道路可以改道，作废或延迟修建。大型道路工程通常来自纳税人、投资者或国际捐赠者的资金，他们对环境问题都非常关注。如果一个公司修建的道路对环境有破坏性，只要被公开点名，他们就会丧失许多客户和股东。Concord Pacific是马来西亚的一个伐木公司，他们修建了一条180公里长的公路进入巴布亚新几内亚的高地，表面上看是为了帮助当地社区，但在本世纪早期受到公开责其，因为该公司曾攫取6千多万美元资金用于非法木材经营，最后被巴布亚新几内亚的国家法院判罚9千7百万美元。

（二）交通规划

在全球分区尝试中进行合作是必须的，以确定什么地方的道路建设或改进应该优先考虑，什么地方应该受到限制，什么地方应该杜绝。多学科团队，可以利用交通基础设施、农业收益和损失、生物多样性指标、碳储存和其他相关因素的信息，整合和规范未受干扰栖息地的卫星数据。其实，这许多信息已经存在，或者可从当前数据外推出来。下一步就将这些分析的结果变成易获取的高分辨率彩色地图，可帮助决策者、自然保护组织以及其他人进行道路规划。这种制图尝试不是一成不变的，也可以在更小的尺度上重复进行，因为地面状况或数据源是随时间而改变的。

除了可限制栖息地的破坏，全球道路分区方案还可用于保护罕见的环境和地方特有种丰富的地区。对于具有较高环境代价而又不可避免的运输项目可采用一些权宜之计，如巴西的玛瑙斯波尔图的Velho公路，它目前正在施工，而当项目完成时，很可能会加速定居者和土地投机者进入亚马逊的核心区。一种替代的办法就是采用铁路和河流进行运输。火车和船能运输人和产品，但可限制人类的足迹，他们只能在特定的地方停留。

总之，让道路远离自然区域，是保护重要生态系统最容易处理且高效的办法。随着土地利用压力的增加而保护自然栖息地，管理运输网络就是一个关键问题（where the rubber meets the road）。呵呵，这还真是橡胶碰到道路的问题（英语中“where the rubber meets the road”是指“问题的关键”，“真金火炼”，“是骡子是马，拿出来溜溜”的意思）。

借助这样一个题材，我想顺便简单介绍一下我们自己在道路生态学方面的一个研究工作。

人们往往对一些改造活动存在偏见，主观认为其破坏了生态系统原有的平衡。过多的关于道路负面影响的报道限制了道路影响的客观分析，有研究者不经提出疑问，道路的影响都是负面的吗？有些研究者坚持指出道路干扰能够促进某些关键物种的生存，因此道路建设对某些区域来说是有利的。比如，发芽能力强的洋槐适应在干扰频繁且强度高的生境中生活，道路恰好为它的生长提供场所。在澳大利亚，特别是在破碎化的农田景观中，路边生境是许多桉属林木和灌木树种适合生存的最后避难所。还有研究指出，在巴西，路边生境是当地生物多样性的重要来源，它也是当地植物基因的重要资源。

所以，道路的研究需要结合区域的环境，将道路及周围的生态系统看为一个整体加以研究。道路生态系统占据一定的空间和结构，支持特定生物的生存，能够与周围生态系统进行物质交流，并随时间发生变化。将道路作为生态系统考虑需要全面分析和了解由道路引起的生态改变，换一句话说，需要了解道路影响区域中所有的组成生物、道路功能和环境因素间的相互作用。

为了考察这样一个想法，我们在黄河三角洲完成了这个工作。选择在黄河三角洲开展这个工作的原因如下：（1）黄河三角洲具有大量新生土地资源，土壤发育处于初级阶段，其生态环境相对脆弱，抗干扰能力差，因此对干扰非常敏感；（2）黄河三角洲植被的物种组成比较简单，容易进行分析；（3）该区人类活动相对单一，主要包括油田开发和相关的交通建设，容易量化人类活动。

部分结论如下：（1）与远离道路边界的自然区域（>200m）相比，道路边界保留了更多的物种，并且物种丰富度和多样性随着与道路边界距离的增加而降低；（2）道路对植物群落的正面和负面影响体现在从道路建设到长期使用的不同发展阶段。在道路建设初期，道路边界的总物种丰富度显著低于自然区域，这强调道路建设时期干扰对周围植被的破坏性。在道路建成后的一段时间内，在大多距离区域，群落的总物种丰富度和多样性都随着道路使用时间的增加而增加，在道路建成20年时达到顶峰，之后总物种丰富度和多样性的变化都处于相对稳定的状态。在这个阶段中，道路能够显著增加局域的物种丰富度，这是道路的正面影响。道路长期使用阶段，总物种丰富度略有下降的趋势，这可能和本地植物数量的降低有关；（3）本地和外来植物具有类似的空间分布模式，即随着与道路边界距离的增加，其物种丰富度和多样性显著降低，这暗示道路的传播功能本身无选择性。外来植物的物种丰富度随着道路使用时间的增加而持续增加；（4）除道路边界区域外，具有沟渠的道路系统中物种多样性和非盐生植物所占比例都显著高于不具有沟渠的道路系统相对应的区域。沟渠的宽度和结构将影响沟渠的功能。相对于不具有沟渠的道路系统，恰当的结构（具有边坡的大沟渠）能够增加总物种多样性，相反，有的结构（无边坡的小沟渠）反而降低总物种多样性。

参考文献：

[1] William F. Lauranceand Andrew Balmford. A global map for road building. Nature, 495: 308-309.
[2] 曾胜兰。道路建设对路边植物群落的影响：以黄河三角洲为例。（复旦大学2011年博士学位论文）
[3] Zeng SL, Zhang TT, Gao Y, Ouyang ZT, Chen JK, Li B, Zhao B*. 2011. Effects of road age and distance on plant biodiversity: a case study in the Yellow River Delta of China. Plant Ecology, 212(7): 1213-1229.
[4] Zeng SL, Zhang TT, Gao Y, Li B, Fang CM, Flory S L, Zhao B*. 2012. Road effects on vegetation composition in a saline environment. Journal of Plant Ecology, 5(2): 206-218.

学生在黄河三角洲路边做调查工作