十堰地區(qū)護(hù)坡植物適應(yīng)性評(píng)價(jià)探究

湯旻燁 董治軍 金勤勝 肖衡林 祝俊 萬(wàn)娟

（1.中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430071；2.湖北工業(yè)大學(xué)生態(tài)道路工程研究中心,湖北 武漢 430068）

一、樣地概況

十堰市位于湖北省西北部，海拔在87m～2740.2m之間，相對(duì)高差2653.2m，地形特征復(fù)雜。為了全面了解十堰地區(qū)山坡植物，研究人員對(duì)樣地武神公路沿線展開(kāi)了詳細(xì)的調(diào)查。調(diào)查采用現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)取樣的方法選取了16個(gè)典型樣地，兩個(gè)時(shí)節(jié)樣地選取地點(diǎn)無(wú)重復(fù)。通過(guò)高精度GPS定位16個(gè)樣地，同時(shí)測(cè)量海拔高度。此外，研究小組還采用了坡度儀測(cè)量樣地的坡度，采用鋼釬測(cè)量樣地土壤覆蓋層厚度，并隨機(jī)選取3處樣地測(cè)量覆蓋層厚度，取平均值作為最終厚度。樣地基本情況，如表1所示。

表1 典型調(diào)查樣地基本情況一覽表

調(diào)查山坡樣地海拔在529m～2116m之間。土壤覆蓋層最小厚度為6.2cm，最大厚度為28.7cm。坡度在17.0°～60.0°之間，其中30°左右居多。在此環(huán)境背景下，研究小組對(duì)樣地區(qū)域內(nèi)的草、灌、藤、喬植物種類和植物群落展開(kāi)調(diào)查。

二、調(diào)查結(jié)果與分析

（一）調(diào)查結(jié)果

經(jīng)調(diào)查整理發(fā)現(xiàn)，公路沿線山坡樣地的常見(jiàn)植物共有263種，分屬82科，其中以薔薇科種類最多，有23種。此外，喬木、灌木、藤本、草本的植物種類數(shù)量與占總數(shù)的比例，如圖1所示。其中，草本植物種類最多，共計(jì)132種，占總數(shù)的50%。藤本植物種類最少，共計(jì)15種，占總數(shù)的5.8%。各植物類別中常綠種類數(shù)量與落葉植物數(shù)量占總數(shù)的比例，如圖2所示。其中大部分為落葉植物，共計(jì)219種，占總數(shù)的83.6%；常綠物種總共有43種，占總數(shù)的16.4%。由此可以得出結(jié)論：植物種類的排序表現(xiàn)為草本＞灌木＞喬木＞藤本。落葉植物的種類遠(yuǎn)大于常綠植物的種類。常綠植物中，灌木所占比例最高。

（二）護(hù)坡植物初選

圖1 喬、灌、草、藤本植物占比圖

圖2 喬、灌、草、藤常綠植物與落葉植物占比圖

由于喬木高大、自重大，容易對(duì)邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，所以公路邊坡不推薦使用喬木。灌、草、藤等常見(jiàn)植物根系發(fā)達(dá)程度、覆蓋度、繁殖方法、抗逆性能等方面未必能滿足防護(hù)要求，所以常見(jiàn)植物并非都是優(yōu)良防護(hù)植物，需要篩選。根據(jù)十堰地區(qū)氣候特點(diǎn)，遵循生態(tài)學(xué)的生態(tài)位原理、生態(tài)適應(yīng)性原理、生物多樣性原理及群落演替理論形成篩選條件，最后篩選出了26種灌木，9種草本和8種藤本植物。初步篩選確定的植物種類，如表2所示。

表2 初選的護(hù)坡植物種類

三、植物生態(tài)適應(yīng)性評(píng)價(jià)

（一）護(hù)坡植物生態(tài)適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系

為評(píng)價(jià)植物生態(tài)適應(yīng)性，此處引入生態(tài)功能指數(shù)計(jì)算公式（1）：

式中，δ為植物的生δ態(tài)功能指數(shù)；Xi為影響植物生態(tài)功能因子的量化分值（1～10）；n為影響植物生態(tài)功能因子的個(gè)數(shù)。

根據(jù)山區(qū)護(hù)坡植物群落的要求，選取耐寒耐貧瘠能力、根系固土能力、改良土壤能力、生物量、景觀功能、自然更新能力與共生能力7個(gè)生態(tài)功能因子，每個(gè)生態(tài)功能因子采用專家系統(tǒng)量化分級(jí)賦值的方法打分。每個(gè)生態(tài)功能因子分為1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)、4級(jí)四個(gè)等級(jí)，對(duì)應(yīng)的分值分別為9分、7分、4分、1分。

表3 護(hù)坡植物生態(tài)功能指數(shù)的分級(jí)與生態(tài)功能評(píng)價(jià)

最后根據(jù)護(hù)坡植物生態(tài)功能指數(shù)的計(jì)算結(jié)果，護(hù)坡植物的生態(tài)功能劃分，如表3所示。

（二）十堰山區(qū)武神公路沿線植物生態(tài)功能評(píng)價(jià)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查打分，評(píng)價(jià)初選26種灌木的生態(tài)功能。結(jié)果表明，除了衛(wèi)矛（6.5）之外，其余均＞6.5。生態(tài)功能指數(shù)≥7.9的灌木依次有美麗胡枝子（8.7），平枝栒子（8.5），鹽膚木（8.5），火棘（8.5），多花木蘭（8.5），胡頹子（8.2），皺葉莢 、莢 、毛黃櫨（7.9），生態(tài)功能指數(shù)最優(yōu)。

評(píng)價(jià)初選的9種草本植物生態(tài)功能，結(jié)果表明：最優(yōu)草本植物包括野菊、野艾蒿、麥冬及芒4種，生態(tài)功能指數(shù)為7.6，具有良好的生態(tài)功能。較優(yōu)的草本植物包括落新婦（7.3）、白茅（7.1）及蒲公英（7.0）。

評(píng)價(jià)初選的8種藤本植物生態(tài)功能，結(jié)果表明：最優(yōu)護(hù)坡植物包括金銀花、淡紅忍冬及絡(luò)石3種，生態(tài)功能指數(shù)為7.0，具有良好的生態(tài)功能。較優(yōu)護(hù)坡植物為三葉木通，生態(tài)功能指數(shù)為6.6。

四、結(jié)語(yǔ)

護(hù)坡植物的選擇是山區(qū)公路防護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過(guò)分析調(diào)查結(jié)果，研究小組初步篩選出了適合十堰地區(qū)的護(hù)坡植物種類。采用專家系統(tǒng)量化分級(jí)賦值的方法，對(duì)初篩的灌木、草本、藤本三類植物開(kāi)展了植物的生態(tài)適應(yīng)性評(píng)價(jià)，計(jì)算出每種植物的生態(tài)功能指數(shù)，并按照生態(tài)功能指數(shù)的大小排序。優(yōu)質(zhì)的護(hù)坡灌木植物包括美麗胡枝子、火棘、鹽膚木、多花木蘭、平枝栒子、皺葉莢、胡頹子、莢、毛黃櫨；草本植物包括野菊、野艾蒿、麥冬、芒；藤本植物包括金銀花、淡紅忍冬、絡(luò)石。