绥正高速公路植被混凝土护坡绿化植物生长特征研究

唐建超 陈巍 黎志权

摘 要：文章研究了绥正高速公路植被混凝土护坡绿化植物的生长特征。研究结果表明，植株存活率均达到60%以上，草类植株株高在生长前期增率较灌木大，生长趋势为“上凸型”；灌木在生长后期株高生长增率远远大于草，生长趋势为“下凹型”。植株根系的生长特征可直接表明植株的护坡作用，根系随时间周期的增加，逐渐形成主根、侧根根系和边坡交结的网状结构，草类植物根系在前期生长特征变化较灌木显著。植被混凝土绿化技术在该地区生长情况较好，在达到具有自然生态系统结构目标的同时，并能较好的发挥护坡作用。

关键词：植被混凝土护坡绿化；生长特征；边坡生态修复；绥正高速公路

中图分类号：U417.2 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）33-0011-04

Abstract： In this paper， the growth characteristics of vegetation concrete greening plants on the slope of Suiyang-Zheng'an Expressway are studied. The results showed that the plant survival rate was above 60%， the growth rate of grass plant height was higher than that of shrub at early growth stage， and the growth trend of shrub was "convex"， and the growth rate of shrub at late growth stage was much higher than that of grass， and the growth trend of shrub was "concave". The growth characteristics of plant roots can directly indicate the slope protection effect of plants. With the increase of periods of time， roots gradually form a network structure of taproot， lateral roots and the intersection of the slope. The growth characteristics of grass roots change more significantly than shrubs in the early stage. The vegetation concrete greening technology grows well in this area， and can achieve the goal of natural ecosystem structure； at the same time， it can play a better role in slope protection.

Keywords： vegetation concrete slope protection greening； growth characteristics； slope ecological restoration； Suiyang-Zheng'an Expressway

引言

随着我国西部地区交通、水利及房建项目的大力度开发，大量山体需要开挖，根据地质特点，山体开挖后坡面85%为岩石坡面，岩质大多为灰岩和泥岩，岩体形态为完整石质、破碎石质和土夹石等形态。植被混凝土绿化技术的应用能在进行坡面浅层防护的同时起到生态恢复的作用，其基质强度0.3MP，能抗100MM/H暴雨冲刷，年流失率低于1%[1]。在高速公路施工中，为保证进度，通常是全年施工，植被混凝土绿化技术中的植物草种和灌木生长是有周期性的，特别是在边坡上生长的植物，受到养护手段少的影响，生长更接近原生态。植物根系的生长情况对植被边坡的护坡作用和生态景观效果有显著影响[2]。为保证护坡作用、绿化和景观效果，不同生长时期植被在不同石质下植物根系生长特征显得尤为重要。

在边坡绿化工程中，保证绿化效果的长久性是基本目标，营造坡面景观效果是最优目标。植被混凝土绿化基质的力学强度保证了其长久性，注重景观效果打造最美高速则显得尤为重要[3-6]。坡面植物大体为草、灌木，在生长过程中草、灌木出芽率、生长特性和根系生长情况也更重要[7]。本文通过研究草（狗牙根、高羊茅和黑麦草）和灌木（多花木兰、刺槐和黄花槐）在边坡植被混凝土中种植后，不同时期和不同石质边坡下，根系的生长特征研究，以期为植被混凝土绿化技术的发展和研究提供科学依据和基础数据。

1 材料与方法

1.1 研究区域

绥正高速公路是《贵州省高速公路网规划》678中遵义至绥阳高速公路与道真至瓮安高速公路的重要联络线，也是贵州省高速公路重点建设项目之一。场区位于贵州中北部黔北山地高原地带，属绥阳县温泉镇所辖，属中亚热带季风气候湿润地区，四季分明，雨热同季，冬无严寒，夏无酷暑，年平均气温13-18摄氏度，无霜期280-320天，年降雨量1200毫米左右，日照1200小时左右，雨量充沛，日照充足。绥正高速开挖边坡石质边坡为主。设计坡比1：0.75-1：1之间，石质大多为灰岩和砂岩，开挖边坡面积20万平方米左右。

本文研究为原位实验研究，选择54个5m×5m的样方区域，其中坡面植物分别为草（狗牙根、高羊茅和黑麦草）和灌木（多花木兰、刺槐和黄花槐），坡面石质为完整石质、破碎石质和土夹石，为了试验分析的精确性，分别设置三个样品取平均值。监测时间分别为植被混凝土施工后1個月、3个月、6个月、9个月和12个月。对样方内植被根系和生长情况进行监测分析。

1.2 数据处理

采用Excel2010进行数据计算和统计分析，并且进行相关的图表绘制和整理。

2 结果与分析

2.1 植被存活率

植被混凝土绿化施工后，根据研究对象的正常生长规律，狗牙根、高羊茅、黑麦草、多花木兰、刺槐和黄花槐于1个月的生长期后，观察样方中各研究对象的存活率，详见图1。

从图1可以看出，不同植物在1月生长期后，植株的存活率均在60%以上，不同植株在相同的石质边坡中存活率有所差别，其中草种的存活率都略高于灌木，即狗牙根、高羊茅和黑麦草在相同石质下的存活率，高于多花木兰、刺槐和黄花槐。相同植物在不同石质边坡情况下，植株存活率也有相应的差别，存活率：完整石质<破碎石质<土夹石。

2.2 植株株高不同时期生长特征

植物生长特征的指标之一为植株株高。不同植物在不同时期的生产特征有较大的区别，尤其草和灌木的生产状况。除此之外，护坡基质的不同也直接影响植株株高的生长，详见图2和图3。

图2为三种典型植物草种在施工后12月的株高生长情况以及不同时期株高增量，由株高随时间增长趋势可知，三种草的增长趋势为“上凸型”，结合每个时期植株增量可知三种草类的生长期主要集中在前9个月，随着时间的增长量呈下降趋势，并逐渐趋于平稳。由图2a、b、c可知三种草类植株在施工后12月后相比，高羊茅株高>黑麦草>狗牙根。不同石质边坡条件下，植株的生长情况也有显著差异，经数据显示，土夹石边坡较适宜三种草类生长，破碎石质次之，完整石质生长效率最低。

图3为三种典型植被混凝土护坡的灌木生长情况。由图3可知施工后12月的灌木株高生长情况和草类有较大的区别，灌木增长趋势为“下凹型”，即灌木随着生长期的增加，前期株高增长量较生长后期株高增长量低。石质边坡对灌木的影响趋势和草类相似。

2.3 不同生长时期植株根系的生长情况

植株根系的生长特征直接影响植株的存活率和植株的生长情况。本文分别对典型植株（狗牙根、高羊茅、多花木兰和黄花槐）不同生长时期的根系情况进行分析，结果见表1。

草和灌木的根系生长特征有较大区别，在1～6月生长初期，草的根系生长速率较灌木较快，草的根系复杂程度在前期高于灌木。随着生长时间的增长，生长后期灌木根系生长速率远远高于草，灌木根系复杂程度逐渐增加且根系错综复杂。边坡石质对草和灌木的根系生长在6个月后开始影响，到12月后发现完整石质的根系生长方向发生偏移，而土夹石和破碎石质的根系生长沿边坡细缝，且逐渐形成根系网络。

根系生长特征对植被混凝土护坡来说显得尤为重要，本研究表明在6个月生长期，植被根系逐渐与边坡石质形成根系结构，既能保证植株护坡作用，又可保证植株的正常生长。根据植株存活率、植株株高以及根系生长特征数据表明，植株在1年生长期内，已经完全适应该区域环境特征，且能发挥生态景观及护坡作用。护坡作用可增加植被混凝土边坡的一体化，真正起到植被混凝土绿化技术的实际效益。

3 结论

植被混凝土护坡绿化植株存活率均达到60%以上，草类植株株高在生长前期增率较灌木大，生长趋势为“上凸型”；灌木在生长后期株高生长增率远远大于草，生长趋势为“下凹型”。表明草类的生长周期集中于前6个月的生长期，在这段时间内，草类植株可以对高速公路边坡起到护坡作用，能发挥该技术的生态景观效益和护坡作用；而灌木的生长周期主要集中在6个月之后，随后对护坡的作用逐渐见效。

植株根系的生长特征可直接表明植株的护坡作用，根系随时间周期增加越来越复杂，逐渐形成根系和边坡交结的网状结构，说明该植被混凝土绿化技术在该地区生长情况较好，并能发挥护坡作用。

植被混凝土护坡绿化植物生长过程中，草类和灌木随时间周期变化的生长特征，结合该区域环境特征，为达到边坡生态修复、景观效果和护坡作用，可为植被混凝土施工草、花、灌木的合适配比提供依据。植株根系生长特征起到的护坡作用在以后的研究中可结合力学分析，为植被混凝土护坡绿化技术的发展和应用提供科学依据。

参考文献：

[1]Tang W， Mohseni E， Wang Z. Development of vegetation concrete technology for slope protection and greening[J]. Construction & Building Materials， 2018，179（10 August 2018）.

[2]宋凤鸣，刘建华，钱瑭璜，等.8种乡土植物在边坡植被恢复工程中的应用[J].中国水土保持科学，2016，14（4）：134-141.

[3]邢福武，刘东明.高速公路边坡绿化与实践[M].华中科技大学出版社，2010.

[4]石东场，熊忠臣，金代钧，等.高速公路边坡绿化的研究[J].中国园林，2001，17（3）：10-12.

[5]苏丹.喷射植被混凝土技术及在忠垫高速公路边坡工程中的应用[D].西南交通大学，2008.

[6]魏涛，张兰军，张华君.植被混凝土坡面防护技术应用及防护效果生态调查[J].公路交通技术，2005（5）：123-129.

[7]洪文俊，郑美扬，涂津鹏，等.新建高速公路邊坡植物根系生长特征研究[J].公路，2018，63（03）：227-230.