常吉高速公路石质边坡地的景观植被恢复技术

2010-11-16廖菊阳朱颖芳彭春良邹建文

湖南林业科技 2010年3期

关键词：石质紫色土基材

廖菊阳，朱颖芳，黄滔，彭春良，邹建文

(1.湖南省森林植物园，湖南长沙 410116; 2.湖南财政经济学院，湖南长沙 410205)

常吉高速公路石质边坡地的景观植被恢复技术

廖菊阳1，朱颖芳2，黄滔1，彭春良1，邹建文1

(1.湖南省森林植物园，湖南长沙 410116; 2.湖南财政经济学院，湖南长沙 410205)

从石质边坡地的处理方法和构建坡面的基质配置，以及景观恢复植物的选择等方面叙述了常吉高速公路石质边坡地的景观植被恢复技术。提出其最佳的植物配置模式为：灌木为主，乔木、草、花为辅，植物种类以乡土植物为主，外来紫色土先锋植物为辅。

景观生态；恢复；高速公路；石质边坡

景观生态恢复是一个新兴的、正在深入开拓和发展的研究领域，与传统生态恢复研究相比，景观生态学强调空间异质性、等级结构和尺度在研究生态学格局和过程中的重要性以及人类活动对生态学系统的影响。就高速公路石质边坡植物生态恢复而言，景观生态注重景观多样性与生物个体行为、种群、群落动态及生态系统在不同时空尺度上的作用[1-2]。目前，国内在高、陡边坡主要进行的是基本的防护，而从景观角度的生态防护研究还处于空白，我们结合湖南省常德至吉首高速公路(以下简称常吉高速公路)29～30合同段右侧路基上方边坡防护工程，采用筛选的紫色土先锋植物和乡土植物为植被恢复材料，提出了常吉高速公路石质边坡的景观植被生态恢复技术。

1 石质边坡地基本情况

常吉高速公路是国家重点规划建设的长沙至重庆高速公路的组成部分，主线全长223.7km，公路全线从湘西北山岭重丘区穿过，大部分属山区高速公路，是湖南进行生态防护的第一条高速公路。试验地位于常吉高速公路湘西段29～30标段YK201+630～YK201+739右侧路基上方边坡，总面积约1000m2，全坡分为7级，坡率大于1∶0.75，坡陡峭，属泥质岩石边坡。该边坡植被彻底破坏，岩石裸露，岩面光滑；坡体平均高60m(最高处达80m)，在自然条件下，植物很难在坡面生长。

2 石质边坡的处理方法及基质配置

石质边坡景观植被恢复技术中，构建坡面的基质是基础和系统的重要组成部分，其护坡功能主要通过引导基质和工程措施来实现。在常吉高速公路石质边坡的处理中，首先对边坡进行清理，清除坡面杂草和危石；同时对坡面径流、涌水通过设置渗水管将涌水引致坡底，每一级平台砌筑简易排水设施，使径流水从坡顶或平台两头排出并引至坡底。把φ2.0mm网孔径5cm×5cm的镀锌铁丝网从坡顶由上而下铺设，用锚杆固定，网与网之间重叠应不小于10cm。然后将基材按比例配制，并经人工或机械充分搅拌。基材种植前将材料准备好，要求材料充分干燥，防止雨水淋湿，保证基材喷固时能正常使用。护坡基质土壤采用黄心土，表层土尽量少用，因其虽然富含丰富的有机质，但却带有许多野草根茎，作为基质，前期不能为灌木提供良好的生长环境。通过5个边坡不同的基材配比试验表明，植被恢复效果最佳的基材配比[3]见表1。

在常吉高速公路石质边坡的处理中，由于坡度太陡，常规种植方式难达到种植效果，宜采用二次喷播法，先进行底基层喷射，将按比例搅拌均匀的混合基材用喷射机喷射到已挂网的岩石边坡，喷播厚度控制在6～8cm；然后用大型水力喷播机进行种子层喷播，厚度2cm。喷播完成后及时覆盖无纺布，并定期浇水、施肥以及防治病虫害。施工工艺流程见图1。

3 景观恢复的植物选择与配置

石质边坡景观植被恢复技术是在坡面构建基质和植被的综合保护体系，它可以看作是特殊的复合材料系统，基质和植被综合保护体系是石质边坡景观植被恢复原理的重要组成部分，其护坡功能主要通过植被、引导基质与工程措施的协同作用来实现，从景观角度形成“基岩+基质+景观植被”的有机整体，达到稳固坡面和美化环境的目的。因此，石质边坡景观植被恢复技术中植物的选择和配置显得尤为重要。

3.1外来植物的适应性

表1 常吉高速公路植被护坡基材主要组份配比序号名称基材主要组份每1m3基材各组份用量1土壤(m3)黄心土0 5～0 62有机质(m3)谷壳0 5泥炭土0 3～0 4锯木屑0 05糠壳0 053肥料(kg)复合肥2 0～3 0有机肥10～154紫色土先锋植物种子(kg)以马桑等紫色土先锋植物种子为主1～25保水剂(kg)进口或国产0 066pH缓冲剂(kg)碱性中和因子0 02

图1 石质边坡护坡工艺流程

长期以来人们对边坡恢复植被片面强调外来物种以及草本植物，通过对美国引进的7种抗瘠薄、耐干旱紫色土先锋植物在边坡的播种试验，仅有3种出苗，以金叶皂荚表现最好，其它4种极少量发芽或未发芽。见表2。可见，许多外来物种并不适应引进地的生态环境，且极易退化，仅能在短期内保护坡面土壤，护坡效果较差[4-5]。

3.2植物的选择及配置

由于多种外来植物在试验中表现不佳，因此，以乡土植物材料为主，引进美国紫色土先锋植物等外来优良材料为辅是湘西石质边坡植被物种选择的基本原则。乡土植物的选择在首先满足适应性、抗性强的条件下，以自然群落为参考，先锋种、优势种、建群种、其它伴生种兼顾，合理配置乔、灌、草、花比例。植物选用优良秋冬季彩色叶、花、果植物，植物材料以灌木为主，乔木、草、花为辅。以植物材料的抗旱、耐瘠性和成活率为主要指标，观赏性、生长特性为次要指标，得出了综合景观生态效果较好的4个模式。其效果评价见表3。

表2 外来植物适应情况植物名千粒重(g)出苗数发芽率(%)1年生苗高(cm)金叶皂荚(Gleditsiatriacanthos)5523009825(2年生高72 3)金叶大果柏木(Cupressusmacrocarpa)10 0301022 3(2年生)杜松果(Juniperuscommunis)12 020127豆科黄华属(Thermopsis)9 515——南美棯(Feijoasellowiana)1 540——刺山柑(Capparisspinosa)7 6 ———羽扁豆(Lupinuspolyphyllus)2 020——

从以上4种配置模式的效果评价可得出，模式3结合了紫色土先锋植物马桑(Coriarianepalensis)和性状优良的多花木兰(Indigoferaamblyantha)，其防护效果和景观效果最佳。在2009年5月的植被调查表明，已有马桑科、豆科、蝶形花科、蔷薇科、含羞草科等5个科近10种植物和多种飞禽走兽及昆虫在坡上繁衍生息，表明植被正在演替、营建与周围相适应的植物群落结构，逐步形成与周边景观、山体协调一致的原生

表3 常吉高速公路边坡的基材植物配置模式编号拟恢复群落名配置模式效果评价1刺槐、小叶女贞群落刺槐+紫穗槐+小叶女贞+盐肤木+狗牙根+金鸡菊秋季观花，落叶2胡枝子、五节芒群落胡枝子+马尾松+牡荆+刺槐+五节芒+狗牙根防护效果较好3马桑、多花木兰群落马桑+多花木兰+刺槐+火棘+狗牙根+金叶皂荚景观生态恢复效果最佳4杜荆山、山麻杆群落牡荆+山麻杆+马棘+金樱子+芒箕+狗牙根防护效果较好

态环境景观效果。由此可看出，厚层基材喷播技术在石质边坡的景观生态恢复中应用，首先是达到了很好的防护效果，由防护前边坡100%的裸露，到防护初期植被覆盖率达到90%，4年后植被覆盖率达到100%；其次是工程效果明显，防护前岩石松动，存在诸多隐患，防护后岩石稳固安全；同时，景观生态效果显著，由防护前的黄紫色岩石突兀非常难看，到恢复后与周边自然景观的自然协调。