常吉高速公路石質(zhì)邊坡地的景觀植被恢復(fù)技術(shù)

廖菊陽(yáng)，朱穎芳，黃 滔，彭春良，鄒建文

(1.湖南省森林植物園，湖南 長(zhǎng)沙 410116; 2.湖南財(cái)政經(jīng)濟(jì)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410205)

常吉高速公路石質(zhì)邊坡地的景觀植被恢復(fù)技術(shù)

廖菊陽(yáng)1，朱穎芳2，黃 滔1，彭春良1，鄒建文1

(1.湖南省森林植物園，湖南 長(zhǎng)沙 410116; 2.湖南財(cái)政經(jīng)濟(jì)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410205)

從石質(zhì)邊坡地的處理方法和構(gòu)建坡面的基質(zhì)配置，以及景觀恢復(fù)植物的選擇等方面敘述了常吉高速公路石質(zhì)邊坡地的景觀植被恢復(fù)技術(shù)。提出其最佳的植物配置模式為：灌木為主，喬木、草、花為輔，植物種類(lèi)以鄉(xiāng)土植物為主，外來(lái)紫色土先鋒植物為輔。

景觀生態(tài)；恢復(fù)；高速公路；石質(zhì)邊坡

景觀生態(tài)恢復(fù)是一個(gè)新興的、正在深入開(kāi)拓和發(fā)展的研究領(lǐng)域，與傳統(tǒng)生態(tài)恢復(fù)研究相比，景觀生態(tài)學(xué)強(qiáng)調(diào)空間異質(zhì)性、等級(jí)結(jié)構(gòu)和尺度在研究生態(tài)學(xué)格局和過(guò)程中的重要性以及人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生態(tài)學(xué)系統(tǒng)的影響。就高速公路石質(zhì)邊坡植物生態(tài)恢復(fù)而言，景觀生態(tài)注重景觀多樣性與生物個(gè)體行為、種群、群落動(dòng)態(tài)及生態(tài)系統(tǒng)在不同時(shí)空尺度上的作用[1-2]。目前，國(guó)內(nèi)在高、陡邊坡主要進(jìn)行的是基本的防護(hù)，而從景觀角度的生態(tài)防護(hù)研究還處于空白，我們結(jié)合湖南省常德至吉首高速公路(以下簡(jiǎn)稱(chēng)常吉高速公路)29～30合同段右側(cè)路基上方邊坡防護(hù)工程，采用篩選的紫色土先鋒植物和鄉(xiāng)土植物為植被恢復(fù)材料，提出了常吉高速公路石質(zhì)邊坡的景觀植被生態(tài)恢復(fù)技術(shù)。

1 石質(zhì)邊坡地基本情況

常吉高速公路是國(guó)家重點(diǎn)規(guī)劃建設(shè)的長(zhǎng)沙至重慶高速公路的組成部分，主線全長(zhǎng)223.7km，公路全線從湘西北山嶺重丘區(qū)穿過(guò)，大部分屬山區(qū)高速公路，是湖南進(jìn)行生態(tài)防護(hù)的第一條高速公路。試驗(yàn)地位于常吉高速公路湘西段29～30標(biāo)段YK201+630～YK201+739右側(cè)路基上方邊坡，總面積約1000m2，全坡分為7級(jí)，坡率大于1∶0.75，坡陡峭，屬泥質(zhì)巖石邊坡。該邊坡植被徹底破壞，巖石裸露，巖面光滑；坡體平均高60m(最高處達(dá)80m)，在自然條件下，植物很難在坡面生長(zhǎng)。

2 石質(zhì)邊坡的處理方法及基質(zhì)配置

石質(zhì)邊坡景觀植被恢復(fù)技術(shù)中，構(gòu)建坡面的基質(zhì)是基礎(chǔ)和系統(tǒng)的重要組成部分，其護(hù)坡功能主要通過(guò)引導(dǎo)基質(zhì)和工程措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。在常吉高速公路石質(zhì)邊坡的處理中，首先對(duì)邊坡進(jìn)行清理，清除坡面雜草和危石；同時(shí)對(duì)坡面徑流、涌水通過(guò)設(shè)置滲水管將涌水引致坡底，每一級(jí)平臺(tái)砌筑簡(jiǎn)易排水設(shè)施，使徑流水從坡頂或平臺(tái)兩頭排出并引至坡底。把φ2.0mm網(wǎng)孔徑5cm×5cm的鍍鋅鐵絲網(wǎng)從坡頂由上而下鋪設(shè)，用錨桿固定，網(wǎng)與網(wǎng)之間重疊應(yīng)不小于10cm。然后將基材按比例配制，并經(jīng)人工或機(jī)械充分?jǐn)嚢??；姆N植前將材料準(zhǔn)備好，要求材料充分干燥，防止雨水淋濕，保證基材噴固時(shí)能正常使用。護(hù)坡基質(zhì)土壤采用黃心土，表層土盡量少用，因其雖然富含豐富的有機(jī)質(zhì)，但卻帶有許多野草根莖，作為基質(zhì)，前期不能為灌木提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境。通過(guò)5個(gè)邊坡不同的基材配比試驗(yàn)表明，植被恢復(fù)效果最佳的基材配比[3]見(jiàn)表1。

在常吉高速公路石質(zhì)邊坡的處理中，由于坡度太陡，常規(guī)種植方式難達(dá)到種植效果，宜采用二次噴播法，先進(jìn)行底基層噴射，將按比例攪拌均勻的混合基材用噴射機(jī)噴射到已掛網(wǎng)的巖石邊坡，噴播厚度控制在6～8cm；然后用大型水力噴播機(jī)進(jìn)行種子層噴播，厚度2cm。噴播完成后及時(shí)覆蓋無(wú)紡布，并定期澆水、施肥以及防治病蟲(chóng)害。施工工藝流程見(jiàn)圖1。

3 景觀恢復(fù)的植物選擇與配置

石質(zhì)邊坡景觀植被恢復(fù)技術(shù)是在坡面構(gòu)建基質(zhì)和植被的綜合保護(hù)體系，它可以看作是特殊的復(fù)合材料系統(tǒng)，基質(zhì)和植被綜合保護(hù)體系是石質(zhì)邊坡景觀植被恢復(fù)原理的重要組成部分，其護(hù)坡功能主要通過(guò)植被、引導(dǎo)基質(zhì)與工程措施的協(xié)同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)，從景觀角度形成“基巖+基質(zhì)+景觀植被”的有機(jī)整體，達(dá)到穩(wěn)固坡面和美化環(huán)境的目的。因此，石質(zhì)邊坡景觀植被恢復(fù)技術(shù)中植物的選擇和配置顯得尤為重要。

3.1外來(lái)植物的適應(yīng)性

表1 常吉高速公路植被護(hù)坡基材主要組份配比序號(hào)名稱(chēng)基材主要組份每1m3基材各組份用量1土壤(m3)黃心土0 5～0 62有機(jī)質(zhì)(m3)谷殼0 5泥炭土0 3～0 4鋸木屑0 05糠殼0 053肥料(kg)復(fù)合肥2 0～3 0有機(jī)肥10～154紫色土先鋒植物種子(kg)以馬桑等紫色土先鋒植物種子為主1～25保水劑(kg)進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)0 066pH緩沖劑(kg)堿性中和因子0 02

圖1 石質(zhì)邊坡護(hù)坡工藝流程

長(zhǎng)期以來(lái)人們對(duì)邊坡恢復(fù)植被片面強(qiáng)調(diào)外來(lái)物種以及草本植物，通過(guò)對(duì)美國(guó)引進(jìn)的7種抗瘠薄、耐干旱紫色土先鋒植物在邊坡的播種試驗(yàn)，僅有3種出苗，以金葉皂莢表現(xiàn)最好，其它4種極少量發(fā)芽或未發(fā)芽。見(jiàn)表2?？梢?jiàn)，許多外來(lái)物種并不適應(yīng)引進(jìn)地的生態(tài)環(huán)境，且極易退化，僅能在短期內(nèi)保護(hù)坡面土壤，護(hù)坡效果較差[4-5]。

3.2植物的選擇及配置

由于多種外來(lái)植物在試驗(yàn)中表現(xiàn)不佳，因此，以鄉(xiāng)土植物材料為主，引進(jìn)美國(guó)紫色土先鋒植物等外來(lái)優(yōu)良材料為輔是湘西石質(zhì)邊坡植被物種選擇的基本原則。鄉(xiāng)土植物的選擇在首先滿(mǎn)足適應(yīng)性、抗性強(qiáng)的條件下，以自然群落為參考，先鋒種、優(yōu)勢(shì)種、建群種、其它伴生種兼顧，合理配置喬、灌、草、花比例。植物選用優(yōu)良秋冬季彩色葉、花、果植物，植物材料以灌木為主，喬木、草、花為輔。以植物材料的抗旱、耐瘠性和成活率為主要指標(biāo)，觀賞性、生長(zhǎng)特性為次要指標(biāo)，得出了綜合景觀生態(tài)效果較好的4個(gè)模式。其效果評(píng)價(jià)見(jiàn)表3。

表2 外來(lái)植物適應(yīng)情況植物名千粒重(g)出苗數(shù)發(fā)芽率(%)1年生苗高(cm)金葉皂莢(Gleditsiatriacanthos)5523009825(2年生高72 3)金葉大果柏木(Cupressusmacrocarpa)10 0301022 3(2年生)杜松果(Juniperuscommunis)12 020127豆科黃華屬(Thermopsis)9 515——南美棯(Feijoasellowiana)1 540——刺山柑(Capparisspinosa)7 6 ———羽扁豆(Lupinuspolyphyllus)2 020——

從以上4種配置模式的效果評(píng)價(jià)可得出，模式3結(jié)合了紫色土先鋒植物馬桑(Coriarianepalensis)和性狀優(yōu)良的多花木蘭(Indigoferaamblyantha)，其防護(hù)效果和景觀效果最佳。在2009年5月的植被調(diào)查表明，已有馬?？?、豆科、蝶形花科、薔薇科、含羞草科等5個(gè)科近10種植物和多種飛禽走獸及昆蟲(chóng)在坡上繁衍生息，表明植被正在演替、營(yíng)建與周?chē)噙m應(yīng)的植物群落結(jié)構(gòu)，逐步形成與周邊景觀、山體協(xié)調(diào)一致的原生

表3 常吉高速公路邊坡的基材植物配置模式編號(hào)擬恢復(fù)群落名配置模式效果評(píng)價(jià)1刺槐、小葉女貞群落刺槐+紫穗槐+小葉女貞+鹽膚木+狗牙根+金雞菊秋季觀花，落葉2胡枝子、五節(jié)芒群落胡枝子+馬尾松+牡荊+刺槐+五節(jié)芒+狗牙根防護(hù)效果較好3馬桑、多花木蘭群落馬桑+多花木蘭+刺槐+火棘+狗牙根+金葉皂莢景觀生態(tài)恢復(fù)效果最佳4杜荊山、山麻桿群落牡荊+山麻桿+馬棘+金櫻子+芒箕+狗牙根防護(hù)效果較好

態(tài)環(huán)境景觀效果。由此可看出，厚層基材噴播技術(shù)在石質(zhì)邊坡的景觀生態(tài)恢復(fù)中應(yīng)用，首先是達(dá)到了很好的防護(hù)效果，由防護(hù)前邊坡100%的裸露，到防護(hù)初期植被覆蓋率達(dá)到90%，4年后植被覆蓋率達(dá)到100%；其次是工程效果明顯，防護(hù)前巖石松動(dòng)，存在諸多隱患，防護(hù)后巖石穩(wěn)固安全；同時(shí)，景觀生態(tài)效果顯著，由防護(hù)前的黃紫色巖石突兀非常難看，到恢復(fù)后與周邊自然景觀的自然協(xié)調(diào)。

4 討論

高速公路石質(zhì)邊坡景觀植被恢復(fù)技術(shù)的應(yīng)用，是受立地條件限制的，特別是對(duì)于石質(zhì)邊坡坡比大于1∶0.75和植被恢復(fù)困難的邊坡，宜采用兩次噴播法及其配套技術(shù)流程進(jìn)行，植被的景觀恢復(fù)生態(tài)防護(hù)工作必須在邊坡穩(wěn)固的基礎(chǔ)上實(shí)施。

常吉高速公路石質(zhì)邊坡景觀植被生態(tài)恢復(fù)最佳植物配置模式為以灌木為主，喬木、草、花為輔；物種以鄉(xiāng)土植物為主，外來(lái)紫色土先鋒植物為輔；以?xún)?yōu)良秋冬季彩色觀葉、花、果植物結(jié)合常綠植物立體化種植，形成了動(dòng)態(tài)的生物平衡、提高邊坡植物的抗逆性、適應(yīng)性和群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的景觀植被生態(tài)恢復(fù)模式。

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2010-04-12

2010-05-28

國(guó)家948項(xiàng)目:馬桑等紫色土先鋒植物及培育技術(shù)引進(jìn)(2002-09)

廖菊陽(yáng)(1963-)男，湖南省汨羅市人，碩士，工程師，研究方向?yàn)榫坝^生態(tài)和園林植物學(xué)。

S 731.8

B

1003-5710(2010)03-0053-02

(責(zé)任編輯：唐效蓉)