寒、旱、沙化黄土区高速公路边坡植被绿化技术研究

赵 兵

（山西省交通科学研究院，山西 太原 030006）

随着我国高速公路建设的飞速发展，其修建不可避免的破坏地表植被，引发了植被减少、水土流失和景观破坏等大量生态问题。为稳固路基、改善路域环境、美化道路景观，开展高速公路植被恢复工作十分必要[1-3]。

在寒、旱、沙化黄土区高速公路沿线，自然环境具有寒冷、干旱、土壤沙化的特点。目前在其高速公路边坡绿化中存在着很多问题[4，5]，主要表现为：（1）强调短期效果，忽视长期效果。直接导致：“一年绿，两年黄，三年枯，四年死”的现象发生；（2）植物选择和配置不合理。没有专门针对寒、旱、沙化黄土区高速公路绿化的具体规范和标准，照搬园林绿化的模式，一味强调覆盖率或者绿期等指标，忽视生态系统和植物生长的自然规律；（3）缺乏种植养护技术。照搬其他地区的绿化技术，直接导致绿化成活率低，绿化景观效应较差。因此亟待加强寒、旱、沙化黄土区高速公路植被绿化技术研究，筛选适宜该路域边坡生长、易成活、防护效果好的植被种类[6]。

1 研究区概况

寒、旱、沙化黄土区主要包括山西省的西北部及其毗邻的陕、蒙、宁、甘的广大地区，涉及5省40余个县，土地总面积为13万km2。在山西省境内主要包括大同、朔州、忻州和吕梁4个地（市）的12个高寒丘陵县和4个山区县。该区属于干旱和半干旱气候区，土壤质地大部分为质地较轻、遇水立即分散、抗蚀力低的黄土母质，是全国水土流失最为严重的地区之一。除残存的垣地和川地外，一般都因水蚀及风蚀的作用，形成了沟壑纵横、丘陵起伏、土地支离破碎等黄土高原特有的地貌特征。该区多年平均降雨量为400 mm左右，7-9月份的降水量占全年降水量的60%以上；年均蒸发量为1500 mm左右，是典型的雨养生态区；全年无霜期为150天左右；土壤以轻壤黄土为主，土层深厚，质地偏轻，熟化程度一般，耕层的有机质含量为0.6%左右；年平均风速为3.0 m/s，最大风速为5.0 m/s，大风出现时，时常伴有风沙天气，导致了土壤干旱和土地沙化[7]。

2 研究方法

2.1 高速公路边坡适宜绿化植物调查

采用调查乡土种和当地已建高速公路边坡绿化情况相结合的方法[8]，对寒、旱、沙化黄土区的京大高速、得大高速、大同环城高速等公路边坡的绿化现状、植物种类、生长能力、防护效果及环境美化效果研究进行了调查（见表1）。

2.2 高速公路边坡绿化植物的育苗方法

采用大棚育苗和育苗钵技术。

3 高速公路边坡适宜绿化植物的筛选、育苗、栽植和管理技术

3.1 适宜绿化植物的筛选

从上述调查的情况来看（表2），高速公路所在地区不同、边坡的位置及形式不同，其绿化的模式和选择的植物种类也不一样。边坡绿化包括乔灌草型、灌草型、地被型、草坪型等植被类型。

表1 寒、旱、沙化黄土区高速公路边坡植物调查内容和指标

表2 寒、旱、沙化黄土区高速公路边坡植物调查表

乔灌草型绿化一般用于较缓较长边坡，靠近路边栽植低矮灌木，地被植物或草坪以保证安全功能，远离路边的边坡则逐渐应用大灌木、小乔木乃至高大乔木的复层群落。这种绿化方式具有较好的视线引导、边坡防护、生态效益发挥、景观调节等重要功能，对于安全、生态及景观的综合效益是最高的。绿化以多层次的乔灌草搭配，具有优美的景观效果，极易与周边环境相协调，能够创造出“车移景异”的景观。这种绿化模式的缺点在于随着乔木树冠的生长，在风力作用下，乔木极易拉跨边坡，造成事故隐患。

灌木型绿化方式生态功能效果虽然不如乔灌草型绿化方式好，但其景观和水土保持能力强，适应范围广，所以可以大范围应用于各种边坡绿化，采用耐寒、耐旱、耐贫瘠的灌木，如柠条和沙棘，点缀使用沙地柏等常绿植物。

地被植物近年来在山西高速公路应用较多。可用播种的方法短时间大面积绿化边坡，主要品种有小冠花、紫花苜蓿等。对于气候较好的地区，地被植物绿化的边坡覆盖率高，开花季节景观效果十分优美。其安全性、生态功能和景观效果也都较好，可大范围推广应用。

调查表明，目前山西高速公路边坡大量应用冷季型草坪绿化。冷季型草根系浅，要求管理水平高，难以适应高速公路恶劣的天气条件，随着时间的推移，草坪退化严重，甚至完全从绿化区域中消失，难以保证高速公路绿化的最基本要求。因此针对寒、旱、沙化黄土区高速公路边坡的绿化条件和绿化现状，参考当地高速公路的绿化成败经验，确定本区适宜绿化植物为：柠条、沙棘、沙地柏，其中柠条为骨干树种，沙棘和沙地柏为点缀树种。

3.2 高速公路边坡适宜绿化植物的选种、育苗、栽植和管理技术

对上述调查植物所筛选的适宜绿化植物的种子和种苗进行如下规定，并根据下述指标规定一定的绿化标准指标（表3）。

表3 绿化用种子和种苗质量规定参数

3.2.1 选种和育苗技术要点

（1）柠条选种和育苗技术要点

选种：播种用的柠条种子要求千粒重在55 g左右，纯净度不低于90%，发芽率不低于80%。为了满足上述要求，播前应对柠条锦鸡儿种子进行清选并作品质鉴定。对柠条种子进行催芽检验：数出100颗放在碗中，用清水浸种12 h，沥干后用湿纱布罩住碗口，在25℃下保湿催芽，每隔12 h用清水浸漂3分钟，7天后有80%以上的种子发芽，就证明种子质量过关，可以用来播种。

种子处理：为防止柠条种子发生豆象、白粉病或叶锈病等病虫害，在播种前要对种子进行药物处理。

熏蒸处理：在常温下，按照每60 kg种子用磷化钙15 g的标准进行熏蒸处理。熏蒸时，一定要把仓库的门窗关严，熏蒸7天。

消毒处理：把1 g高锰酸钾倒在盆里，对100 g水稀释。把经过熏蒸处理过的500 g种子倒进溶液中，搅匀，浸种半小时。把水沥干，用清水淘洗一遍；加水浸种12 h。等种子充分吸水膨胀后，倒掉水。把种子平铺在塑料布上，要勤翻种子，防止发霉。室温保持在13℃-18℃，催芽24 h后播种。

大棚育苗：由于采用秸秆育苗钵作为容器进行绿化，因此绿化受季节影响大大降低，4～10月均可种树。土质和土夹石质边坡一般选用上口直径60 mm，下底直径30 mm，高60 mm，壁厚4 mm或上口直径50 mm，下底直径25 mm，高40 mm，壁厚3 mm的两种规格的育苗钵。

育苗基质的配比，基质选用园土、农家肥、锯末稻壳、腐叶土和煤渣等按一定比例混匀制成。育苗周期一般为10天左右，大棚内温度通过加盖草帘子、通风、薰烟等措施保持在20度左右，湿度保持在50%以上。大棚出苗高度一般为5 cm左右。

柠条种子破土能力差，覆土厚度要在3cm，不能太厚。覆土后镇压，使种子和土壤密切接触，有利于种子吸水出苗。

起苗前3天必须灌1次透水，以防止苗木在装运过程中容器内的营养土破散，同时也为绿化后缓苗期间储备较多的水分。起苗前的灌水量以营养土的含水量达到21%左右为宜，过低则营养土容易散落，形同裸根苗；过湿时受到挤压易成泥块，影响造林成活及生长。

如果选用成品苗，宜选择有主根，根系发达，生长旺盛的一年生苗木。

（2）沙棘选种和育苗技术要点

选种：播前要精选种子，选择沙棘种子应注意种子要新鲜，没有病虫害。

种子处理：沙棘播种前应做好浸种催芽。催芽时先用0.5%的高锰酸钾水溶液消毒2 h，然后进行催芽处理。主要方法为混沙处理，用40～60℃的温水，浸泡1～2昼夜捞出，按1：3的比例混入湿沙，堆放在背风向阳处，用塑料薄膜或芦苇席草帘等物覆盖增温，保持一定温度，播前5～6天，每隔1天翻动1次，以后每天翻动1次，约有10～15天，当30%～40%的种子裂嘴时即可播种，或直接装入麻袋，置于背风向阳处或热炕上，每天翻动1～2次，并用冷水淘洗一次，保持一定温度，经过5～6天，当有30%～40%的种子裂嘴时即可播种。

育苗技术要点参照柠条育苗技术。

（3）沙地柏选种和育苗技术要点

选种：因沙地柏种子休眠期长，播种育苗较为困难，生产上一般用扦插育苗的方法。扦插枝条的选择：进行嫩枝扦插时，在春末至早秋植株生长旺盛时，选用当年生粗壮枝条作为插穗。把枝条剪下后，选取壮实的部位，剪成5～15 cm长的一段，每段要带3个以上的叶节。剪取插穗时需要注意的是，上面的剪口在最上一个叶节的上方大约1公分处平剪，下面的剪口在最下面的叶节下方大约为0.5 cm处斜剪，上下剪口都要平整（刀要锋利）。进行硬枝扦插时，在早春气温回升后，选取去年的健壮枝条做插穗。每段插穗通常保留3～4个节，剪取的方法同嫩枝扦插。

扦插技术：扦插基质选用扦插的营养土或河砂、泥碳土等材料。插穗生根的最适温度为20～30℃，扦插后必须保持空气的相对湿度在75～85%。插穗生根的基本要求是，在插穗未生根之前，一定要保证插穗鲜嫩能进行光合作用以制造生根物质。扦插繁殖离不开阳光的照射，因为插穗还要继续进行光合作用制造养分和生根的物质来供给其生根的需要。但光照越强，则插穗体内的温度越高，插穗的蒸腾作用越旺盛，消耗的水分越多，不利于插穗的成活。因此在扦插后必须把阳光遮掉50～80%，待根系长出后，再逐步移去遮光网；晴天时每天下午4：00除下遮光网，第二天上午9：00前盖上遮光网。

育苗技术要点参照柠条育苗技术。

3.2.2 栽植技术要点

（1）清坡。将坡面上杂石碎物清理干净，保持坡面平顺。

（2）打孔穴栽。利用打孔机械在坡面上打出直径100 mm，深30～50 cm的孔洞，孔洞的间距为30 cm，孔洞分布呈梅花形，孔洞走向与水平面垂直方向呈约10。栽植时，先在孔洞内填充上述育苗基质20 cm（当选用成品苗时，填充40 cm厚基质），踩实后将穴底做成中间高、四周稍低的馒头状小土堆，按照预定的株行距前后左右对齐，将育苗钵和苗木一并植入孔洞中，育苗钵四周全部填实种植土，以免浇水时从虚土处选入穴底，导致根系附近缺水而影响成活。栽植深度以育苗钵上沿口略高于地表2～3 cm为宜。随即踩紧，填平后用脚踩实，并及时灌透水。

3.2.3 养护管理

养护分为栽植初期的养护，栽植当年冬季的养护和运营阶段的养护。

栽植初期的养护主要是浇水，装苗后要及时灌足第一次水，以湿透全部营养土为宜。植被发育期间，每天浇水2次，养护期约为10天。当植被生长成形，根系已穿透育苗钵后，深入边坡原有土壤时，即可实现“零养护”。

如植株根茎没有木质化时，易受冬季冻害，因需在栽植当年的冬季进行冬季养护。主要方式是在入冻之前（第一次霜降之后）浇防冻水，灌水保温利用水热容量大的特点，保持土温较少冻土深度，增加果园的空气湿度，减少地面热辐射，能显著地减轻冻害程度。

苗木根部培土措施。培土可以加厚土层，改良土壤，减少土壤水分蒸发，提高土温，保护根系及根颈安全越冬。培土的数量以根系不外露，盖住根颈为标准。

增施农家肥。用猪牛粪、马粪或土杂肥等暖性农家肥，围培在蔬菜的根茎处，可提高根部土温2～3 ℃，宜在晴天进行，每亩施 1000～1500 kg。结合培土，用细土培土围根，可使土壤疏松，提高土温，又能直接保护根部。

4 高速公路沿线植被绿化效果

本技术目前已在在大呼高速公路边坡的绿化实施试验工程约1万余平方米，从绿化效果来看，景观和防护效益显著。在已建成通车的闻垣、汾离等高速公路边坡中，本技术也得到了较好的应用和推广。如汾离高速公路K643处的边坡高约45 m，绿化施工难度大，业主多次尝试采用其他的植被绿化技术均未成功，采用本技术进行绿化3年后，边坡植物生长高度达60 cm以上，水分条件较好的地方达100 cm左右，取得了较好的植被绿化效果。

［1］丰培洁.公路边坡防护与绿化对策［J］.水土保持研究，2005，12（1）：199-120.

［2］卫斌.高速公路绿化基材植被技术在边坡治理中的应用［J］.公路，2007，（6）：180-182.

［3］熊孝波，桂国庆，郑明新，李国臣，胡文海，隋岩.高速公路边坡生态防护研究现状与展望［J］.井冈山学院学报，2008，62（5）：6-12.

［4］陈栎霖，毛凯，李西，刘琳.高速公路边坡生态防护研究进展［J］.安徽农业科学，2008，36（5）：2023-2024.

［5］邓辅唐，吕小玲，邓辅商.高速公路边坡生态恢复研究进展［J］.中国水土保持，2005，（11）：48-50.

［6］马国强，李秋洁，张堂松，胡光万，杨汉忠，刘春霞，龙春林.高速公路对路域生态系统的影响及修复技术研究进展［J］.林业调查规划，2010，35（3）：29-34.

［7］邹年根，罗伟祥.黄土高原造林学［M］.北京：中国林业出版社，1997.15-70.

［8］张金屯.数量生态学［M］.北京：科学出版社，2004.90-200.