南水北調(diào)中線工程渠坡植草護(hù)坡問題

馬志林 ，李杰君 ，李虎星 ，楊秋貴 ，張麗婭

（1.河南省水利科學(xué)研究院，450003，鄭州；2.河南省水利工程安全技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，450003,鄭州；3.華北水利水電大學(xué)，450002，鄭州）

一、渠坡植草及管理現(xiàn)狀

南水北調(diào)中線工程自河南省淅川縣陶岔渠首引水，自流到北京、天津，輸水總干渠長(zhǎng)度1277 km，天津輸水支線長(zhǎng)155 km。南水北調(diào)中線工程使用長(zhǎng)距離輸水明渠，除部分涉及巖石地層的區(qū)段，大多數(shù)區(qū)段的邊坡為土質(zhì)邊坡。渠坡植草防護(hù)的主要是土質(zhì)邊坡的岸坡，即挖方渠段一級(jí)馬道以上坡面和外坡即填方渠段外坡面。護(hù)坡植草模式主要有兩種：一是預(yù)制混凝土六棱體框格植草護(hù)坡，這是南水北調(diào)中線工程應(yīng)用較多的一種護(hù)坡型式；二是拱形骨架植草護(hù)坡，主要適用于較陡的土質(zhì)邊坡和風(fēng)化極嚴(yán)重的巖石邊坡。此外噴播植草及土工網(wǎng)植草護(hù)坡技術(shù)在南水北調(diào)中線工程中也有試用。種植草種主要為高羊茅和普通狗牙根單播或混播。

渠坡植草綠化管理主要按照 《南水北調(diào)中線干線工程綠化工程養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（Q/NSBDZX J008—2016）進(jìn)行，主要內(nèi)容包括：對(duì)渠坡草體進(jìn)行及時(shí)修剪、灌溉、清除雜草（樹）工作，保持填方渠段外坡草體高度全年不超過30 cm，其余邊坡草體高度全年不超過40 cm，植草草體覆蓋率95%以上，雜草覆蓋率控制在5%以下，保持渠坡植草整齊完好、無(wú)斑禿。

當(dāng)前南水北調(diào)中線工程的植草護(hù)坡主要表現(xiàn)出三個(gè)特征。一是普通狗牙根普遍生長(zhǎng)較好，適應(yīng)性較強(qiáng)；高羊茅總體生長(zhǎng)不是很好，局部退化現(xiàn)象明顯，退化區(qū)域已長(zhǎng)滿雜草。二是高羊茅和普通狗牙根共生情況較少。三是高羊茅和普通狗牙根蓋度大于60%的區(qū)域基本無(wú)雜草，蓋度小于40%的區(qū)域雜草明顯較多，并有苔蘚覆蓋，主要雜草品種為狗尾草、莎草和飛蓬草。

管理方面，南水北調(diào)中線渠坡千余km，植草面積巨大，沒有灌溉設(shè)施，難以做到及時(shí)灌溉，也不允許打藥施肥，故日常管理內(nèi)容主要是及時(shí)修剪和清除雜草（樹）。由于渠坡高羊茅生長(zhǎng)高度普遍可達(dá)60～70 cm，普通狗牙根也能達(dá)40～50 cm，為了保持整齊美觀，每年都要刈割至少3～4次，特別是到了雨季，雜草徒長(zhǎng)，加上渠高坡陡，割草任務(wù)十分繁重。

堤防護(hù)坡是距離河道水體最近的生態(tài)系統(tǒng)，頻繁除草不僅增加了日常管理成本和管理難度，而且割完的草無(wú)處堆放，需要運(yùn)出場(chǎng)地；殘留莖葉難以清理干凈，若被風(fēng)刮入渠中，將造成水體污染。

二、渠坡植草護(hù)坡問題的科學(xué)處理

1.保持合理修剪高度，盡量減少刈割次數(shù)

南水北調(diào)工程中線渠坡植草護(hù)坡為大面積生態(tài)護(hù)坡，對(duì)草體的管理不必像城市草坪一樣必須及時(shí)修剪得低矮平整，應(yīng)突出植被的自然美觀和護(hù)坡功能，及時(shí)修剪較高的草體，清除突兀的雜草雜樹，保持草層整齊即可。

特別是高羊茅作為叢生型草坪草，稈成疏叢，粗壯高大，一般不耐低修剪。對(duì)其從30 cm以上一次性過度修剪至5～8 cm，一方面會(huì)導(dǎo)致植被覆蓋度減小一半，破壞景觀的同時(shí)大大降低植被的保溫保濕作用和護(hù)坡效果，另一方面會(huì)令只剩莖稈的植株無(wú)法進(jìn)行光合作用，營(yíng)養(yǎng)代謝紊亂。此外，強(qiáng)修剪造成的葉片創(chuàng)傷太多，蒸騰量加大，會(huì)導(dǎo)致植株失水過快。特別是高溫天氣，渠坡土壤十分干旱，水分不足，又不能及時(shí)灌溉補(bǔ)水，修剪后的植株往往因嚴(yán)重失水而萎蔫枯死，這也是高羊茅不斷退化的一個(gè)重要原因。

因此草坪修剪特別是高羊茅草坪修剪要遵循“1/3原則”，每次剪去總?cè)~片長(zhǎng)度的1/3，保留2/3的葉片，或至少保留一半的葉片，逐步修剪至需要高度，保證植株能夠正常進(jìn)行光合作用。堅(jiān)持合理修剪，盡量減少刈割次數(shù)，讓草被自然生長(zhǎng)，保持一定的草層高度和蓋度，形成郁郁蔥蔥的渠坡植草護(hù)坡景觀，不僅能使草被充分發(fā)揮保溫保水和抗擊雨滴激濺侵蝕的固土護(hù)坡作用，而且能大大降低管理成本，節(jié)省大量人力、物力和財(cái)力。

2.重視雜草的固土護(hù)坡作用

多項(xiàng)研究表明，當(dāng)草地蓋度達(dá)到60%以上時(shí)具有有效保持水土的作用。草地蓋度由80%降至60%時(shí)，泥沙濃度升高幅度最大。草地蓋度越高，植被降低徑流含沙量的作用越明顯，徑流含沙量越低。因此不管是人工植草還是雜草，只要蓋度達(dá)到60%以上，都具有有效的固土護(hù)坡作用。雜草是一種人為與自然選擇下產(chǎn)生的高度進(jìn)化的類群，具有更強(qiáng)的生命力，根系比人工種植的草坪深且發(fā)達(dá)，地上部分生長(zhǎng)茂盛，蓋度大，固土護(hù)坡和水土保持效果更好，也具有一定的景觀效果。渠頂?shù)缆芳榜R道兩側(cè)自然生長(zhǎng)的雜草還具有很好的過濾路面徑流泥沙的作用。因此，如果為了單一種植草坪的美觀而將雜草一概清除的話，不僅沒有必要，還會(huì)影響到堤防渠壩的安全。

植物多樣性關(guān)系著生態(tài)環(huán)境健康發(fā)展。在堤防上大面積人工植草，如果草種單一并定期清除各類野生雜草，那么必定會(huì)破壞植物的多樣性。植物的多樣性和植物鏈對(duì)自然環(huán)境至關(guān)重要，僅為堤防草坪美觀就清除草坪中的雜草，其結(jié)果將適得其反。參考先進(jìn)國(guó)家堤防建設(shè)和管理經(jīng)驗(yàn)，很少有大面積種植單一品種草皮的，基本上都是讓野生雜草自然生長(zhǎng)。這種做法更加生態(tài)和環(huán)保，對(duì)防治堤坡水土流失也能發(fā)揮更好的功效，還可節(jié)省大量的種植、管護(hù)資金，具有事半功倍效果。對(duì)雜草進(jìn)行修剪管理同樣能達(dá)到整齊美觀效果。

在大面積渠（邊）坡生態(tài)防護(hù)中，人工植草應(yīng)該作為前期護(hù)坡的先鋒草種，起到銜接和過渡的作用。隨著時(shí)間延續(xù)，在粗放管理?xiàng)l件下，生命力較強(qiáng)的野草一般3～4年就會(huì)將人工植草覆蓋，經(jīng)過自然演替，最終形成以當(dāng)?shù)貎?yōu)勢(shì)野草為主具有多樣性的較穩(wěn)定生態(tài)護(hù)坡系統(tǒng)。這或許是草地護(hù)坡的必然選擇。

3.重視苔蘚的固土護(hù)坡作用

南水北調(diào)中線工程已通水運(yùn)行4年，許多渠段上生成了1～3 mm厚的苔蘚覆蓋。對(duì)于這些人工植草生長(zhǎng)不良而大面積生長(zhǎng)苔蘚的渠坡，可考慮暫時(shí)不予整地動(dòng)土、補(bǔ)播補(bǔ)種，讓苔蘚和雜草自然生長(zhǎng)。

苔蘚植物是分布廣、適應(yīng)性強(qiáng)的先鋒植物，對(duì)于天然或人工干擾后立地條件惡劣的地段，是最適宜的植被生態(tài)恢復(fù)材料。苔蘚匍匐緊貼地面，生長(zhǎng)密集，具有強(qiáng)大的吸水保墑和蓄水保土能力，耐旱能力極強(qiáng)，能夠抓緊泥土，特別是能夠有效減少暴雨對(duì)地面土壤的沖蝕和濺蝕，是很好的護(hù)坡植物。苔蘚植物在水分充足時(shí)翠綠豐茂，干旱失水時(shí)依然像毯子一樣附著地面，遇水即綠，自成一道景觀。苔蘚植物常和固氮菌共生，具有土壤改良作用，能夠?yàn)槠渌参锏纳L(zhǎng)創(chuàng)造條件。苔蘚可以和雜草一起形成一道天然生態(tài)護(hù)坡屏障。

三、局部嘗試草灌結(jié)合的護(hù)坡模式

鑒于水利工程的特殊性，水利工程堤壩、渠坡等一般不宜種植主根發(fā)達(dá)的木本植物護(hù)坡。《水庫(kù)工程管理通則》（水管字第95號(hào)）第二節(jié)第4.2.4條就有不得在壩面（土壩，包括堆石壩）上種植樹木的規(guī)定。因此，草本植物護(hù)坡仍是水利工程生態(tài)護(hù)坡的主要形式。南水北調(diào)中線工程渠坡雖然不提倡木本植物護(hù)坡，但在不影響工程安全和輸水安全的部分坡段，如一級(jí)馬道以上的挖方岸坡和部分填方外坡，也可以嘗試采用淺根性的灌木、藤本等低矮常綠木本植物護(hù)坡或草灌結(jié)合的護(hù)坡。 長(zhǎng)江水利委員會(huì)南水北調(diào)中線工程專項(xiàng)研究項(xiàng)目“南水北調(diào)中線工程總干渠沿線生態(tài)防護(hù)林建設(shè)研究”提出，根據(jù)干渠沿線不同地段的實(shí)際情況，可采用種植草本植物或灌草混栽的方式進(jìn)行護(hù)坡。

實(shí)踐證明，單純草本植物用于邊坡綠化并不理想，木本植物護(hù)坡比草本植物護(hù)坡有更多優(yōu)勢(shì)。但木本植物早期生長(zhǎng)較慢，覆蓋度低，早期護(hù)坡效果不佳。可通過灌草混植的形式，早期由草本植物迅速覆蓋地面防治土壤侵蝕，后期由灌木發(fā)揮固土護(hù)坡作用。特別是栽植常綠木本植物，不需要全面整地清除雜草，可大大減少種植成本，后期也基本不需要養(yǎng)護(hù)管理，加之其根系發(fā)達(dá)，生長(zhǎng)年限長(zhǎng)，更能經(jīng)受住渠坡長(zhǎng)時(shí)間干旱的考驗(yàn)，景觀效果良好，是護(hù)坡的優(yōu)良選擇。