广西喀斯特公路护坡植物的选择与配置研究

蒋能 宁世江 刘合霞

摘要：通过野外调查，对广西喀斯特地区公路护坡植被类型以及植物种类进行了统计，并运用层次分析法（AHP）和模糊综合评价法对各植被类型调查样方进行了景观可持续性评价;结合评价结果和护坡现状，对护坡植物的选择和配置提出了建议，首先，用先锋植物（禾本科、蕨类植物）固土后，再种植乡土乔木、灌木植物，如小叶青冈、复羽叶栾树、龙荔、白饭树、青篱柴、广西绣线菊等;其次，在适当的地方设置一些竹类或藤本类护坡景观，在达到护坡目的的同时增强观赏性，护坡植物的选择与配置以乔灌草搭配为最佳，而且要更倾向于乡土植物。

关键词：公路边坡;喀斯特地貌;植物选择与配置;乡土植物

中图分类号：S731.8         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）04-0063-05

Abstract： The vegetation types and species of slope-protecting plants in karst landscape of Guangxi were investigated. Then the side slope landscape ecological sustainability by the AHP and fuzzy comprehensive evaluation method was evaluated. Based on evaluation result and the status of slope protection， some suggestions on slope-protecting plants selection and arrangement were put forward. First， after soil conversation by pioneer plant， such as the grass family and fern plants， native arbor s and shrubs should be planted， for example， Cyclobalanopsis myrsinifolia， Koelreuteria bipinnata， Dimocarpus confinis， Flueggea virosa， Tirpitzia sinensis， Spiraea kwangsiensis. Secondly， some bamboo or vine type of slope protection landscape could be set up in proper place， for the purpose of slope protection as well as ornamental enhancement. The best choice of slope-protecting plants arrangement is arbor-shrub-grass， and the native plants tend to first selected.

Key words： road slope; karst landform; plant selection and arrangement; native plant

广西壮族自治区地貌以山地、丘陵为主，有面积广泛的喀斯特岩溶地貌，是中国和世界热带喀斯特发育的典型地区之一。国家西部大开发战略使广西的经济迅速发展，经济发展的前提是完善道路建设，在道路建设过程中，会对山体造成损害，导致不同程度的裸露地带，破坏了沿线公路地带的生态环境，打破了生态平衡，易导致泥石流、山体滑坡等自然灾害。广西主要收入来自旅游业，护坡植物在保证道路安全的同时能够缓解游客视疲劳，增加游客旅游满意度;同时可以结合当地风土人情、历史文化等塑造出有文化内涵的艺术景观[1]。因此，对道路边坡防护尤为重要，植被对边坡的防护体现在以下几个方面：①防止水土流失，减少边坡地表径流，边坡覆盖率越高能承受的降水量越高，达到含蓄水源的目的，为植物生长提供充足的水分，减少水土流失，同时植物可以增加土壤空隙度，提高土壤含水量和透气性，增加土壤中微生物种类从而改善土壤环境;水土保持使边坡更适于植物生存，可以提高生物多样性，错综复杂的植物根系网络可以将浅层松散风化层锚固到深处稳定的岩土层上，增加坡地整体的稳定性;②生态效益，净化空气，小范围内对环境保护和平衡起到一定的贡献，修复因道路建设对环境造成的破坏，改善道路环境;③美化沿路景观，使驾驶员和乘客有良好的视觉享受，减少驾驶员的眼部疲劳，降低噪声和光污染，提高行车安全系数，一定程度上预防交通事故的发生[2-4]。

为了使边坡植被快速恢复，常利用外来物种营造良好的生物环境，进而形成多样性更加丰富的低矮草灌群落，提高生态多样性，最后形成稳定的乔灌草群落。可是这种方式往往导致单一群落或多样性低的群落的产生，而裸地自然恢复可产生多样性高的植物群落，具有更高的稳定性和适应性[5]。在护坡植被的选择上应更加注重乡土植物，它们更能适应当地的生态环境，具有安全、适应性强和抗性能力强等特点，所以对沿路植物和乡土植物的调查研究是开展护坡植物选择和植被恢复工作的前提条件[6]。本研究在對广西壮族自治区部分公路边坡实地考察的基础上，对护坡植被的选择提出建设性建议，以期为这方面研究提供参考。

1  研究方法

1.1  野外调查

应用线路考察和定点设置样方调查相结合的方法，分别对桂林市-灵川县-兴安县-资源县-龙胜县、桂林市-阳朔县-荔浦县-蒙山县-藤县-梧州市-贺州市-平乐县、桂林市-永福县-鹿寨县-柳州市3条沿线公路随机选择路段进行踏查，在此基础上设置样方进行护坡植物调查。护坡植物调查样方的设置，根据边坡面积大小的不同，设置有5 m×5 m、10 m×10 m、5 m×10 m、5 m×20 m等46个调查样方。记录样方内主要植物种类及其生长发育状况，各层次植物的优势种、盖度与总盖度等，同时记录调查边坡的经纬度、海拔高度、边坡的坡向、坡度、坡高、土壤类型、基岩类型、雨水侵蚀形式等。初步筛选出护坡效果较好的植物种类，获得适合喀斯特地貌人工护坡的备选植物。调查范围涵盖广西壮族自治区的4个市，集中在东北部地区。具体信息见表1。

1.2  评价方法

对调查边坡建立景观可持续指标评价体系，综合指标体系分为3个层次：目标层、因素层、指标层，评价标准也分为3级，通过调查结果对评价因子打分确定各因子的相对值，建立各判断矩阵，根据特征值计算各评价因子权重[7]，运用层次分析法（AHP）和模糊综合评价法对各调查样方进行景观可持续性评价。根据评价结果，提出合适的护坡植物种类以及配置方式。本研究利用白天等[7]对高速公路护坡景观综合效益评价体系中的指标以及评分标准来评价上述46个边坡绿化植被景观的可持续利用性。为了直观地表述护坡景观可持续性，利用CEI综合评价指数作为分级的依据，将其分成5个等级，分别为CEI>80%为Ⅰ级，效益优秀;CEI在70%～80%，为Ⅱ级，效益良好;CEI在55%～70%，为Ⅲ级，效益一般;CEI在40%～55%，为Ⅳ级，效益较差;CEI<40%，为Ⅴ级，效益极差。CEI=S/S0×100%，S=∑Fi×Xi（S为护坡景观类型综合评分;Xi为评价因子分数;Fi为权重值）;S0=∑Fi×Xmax为理想值。

2  结果与分析

2.1  常见主要护坡植物种类

根据目前的调查结果，广西喀斯特地区公路护坡常见主要植物种类有58科127种，其中乔木生长型的种类有18科33种（包括竹类2种），灌木生长型的种类有22科40种，草本生长型的种类有16科31种，藤本植物有15科23种，禾本科、蕨类植物、豆科、蔷薇科、大戟科、樟科、菊科、葡萄科、无患子科的种类相对较多，共计61种，占常见护坡植物总种数的48.0%。

2.2  适宜的护坡植物筛选结果

初步筛选出了45种备选植物，其中34种乡土植物（表2），包括9种乔木（小叶青冈、龙荔、复羽叶栾树、山桂花、鹅掌柴、白蜡树、岩樟、香粉叶、菜豆树），10种灌木（牡荆、密花树、青篱柴、广西绣线菊、女贞、白饭树、檵木、紫薇、少花海桐、石岩枫），5种草本（穇穗莎草、具芒碎米莎草、蜈蚣草、稀羽鳞毛蕨、龙芽草），8种藤本（龙须藤、地果、皱叶雀梅藤、雀梅藤、野葛、异叶爬山虎、圆叶南蛇藤、扁担藤）和2种竹类植物（毛金竹、花吊丝竹）;11种常用商品植物，其中有构树、南酸枣、银合欢、黄荆、桂林紫薇、葨芝、高羊茅、狗牙根、荩草和络石在广西地区也有自然分布（表2）。

2.3  护坡景观可持续性评价

评价系统中包括生态效益、景观效益、经济效益和社会效益，权重值分别为0.452 5、0.150 6、0.234 1、0.162 7，在护坡工程中，生态效益是首先要考虑的因素，保持水土是最基本的要求，同时也要对成本和社会效益等进行评估。野外调查过程中，对未破坏的边坡也进行了统计，目的是与人工护坡效果进行对比。在综合评分前6个样方中，除了A46为人工桉树林外，其他5个（A10、A14、A20、A26、A37）均未被人为破坏，这些边坡物种丰富，乔灌草配置合理，群落结构较稳定，在水土保持和改善环境方面功能明显;CEI评价等级为Ⅰ的还有另外9个（A19、A27、A28、A33、A39、A40、A41、A43、A44）（表3），它们在人工和自然条件的综合作用下形成较为稳定的群落结构，具有较强的保持水土的作用，减少事故的发生。评价等级为Ⅱ的有8个（A1、A21、A22、A23、A29、A35、A38、A42），Ⅲ的有20个（A2、A3、A4、A5、A8、A9、A11、A12、A13、A15、A16、A17、A18、A25、A30、A31、A32、A34、A36、A45），V的有3个（A6、A7、A24）。

2.4  公路护坡植物边坡类型

通过野外考察，发现目前对公路边坡的防护主要用类芦、芦竹、五节芒、芒萁、东方乌毛蕨等植物作为先锋物种，粗放式管理，直至形成稳定的群落。如图1（非同一边坡）所示，A为苗期，B时期植株生物量增大，C时期草本层已基本稳定，开始出现零星的灌木，D时期已经形成稳定的乔灌草群落结构，生物群落结构稳定。图1中 E为未被破坏的边坡植被类型，植物丰富度，覆盖度和水土保持能力都要高于人工护坡;F为人工护坡较为成功的实例，在坡面上铺一层防护网，防止群落形成初期水土流失，然后喷播草种，同时种植银合欢，最后形成稳定的灌草群落;图1 中G、H分别为野葛和中华络石护坡，在护坡的同时具有良好的观赏价值。

3  小结与建议

通过相关资料的收集、整理、分析，坚持乔灌草护坡配置模式，提倡应用乡土植物，同时结合护坡植被野外调查结果（借鉴CEI等级较高的护坡方式），提出几种针对喀斯特地貌公路边坡防护植物群落的组合。

1）首先，应用类芦、芦竹、五节芒、芒萁、稀羽鳞毛蕨等植物作为先锋物种，在先锋植物选择上，可以遵循土壤较多的用禾本科植物、土壤较少的选择蕨类植物的原则，可以选择使用多种植物同时作为先锋植物，先锋种类越多，成坪时间越短，积累生物量也越大[8-10]。菊科植物一年蓬和加拿大蓬也有较多分布，但是在调查的时候未见到成规模的分布，只是在某些裸露地带局部分布，具有较小的竞争优势，不过可以考虑在早期混播增强护坡植物多样性以及观赏性。这些本地草本植物同样具有繁殖速度快、抗旱能力强等特点。同时种植一些灌木、乔木，在物种的选择上可以使用乡土植物和商品植物相结合。乡土植物可以最大限度还原最初的生态环境，但是商品植物具有更高的观赏价值，对缓解驾驶疲劳具有较大作用，所以两者结合互补其功能，在保持水土和减少事故发生的同时能够增加观赏功能。在群落相对稳定的时候，可以考虑种植一些乡土藤本植物，如皱叶雀梅藤、圆叶南蛇藤等，使群落结构更加完善，增加观赏效果。

2）在一些土质边坡可以考虑应用类芦、芦竹、五节芒、芒萁、稀羽鳞毛蕨等植物作为先锋物种，同时种植本地的竹类植物，如毛金竹、花吊絲竹等。竹类植物具有较强的无性繁殖能力，能够较快地形成竹林，使群落演替周期缩短，具有较强的观赏价值，缓解游客视觉疲劳。

3）野葛和中华络石护坡，整个坡面显得比较均一、整齐，覆盖度较高，保持水土能力强，观赏效果佳，具有很强的生态开发价值[11]。

参考文献：

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[4] 郭香莲.植被在道路护坡工程中的作用[J].农业科技与信息，2016（31）：114.

[5] 刘春霞，韩烈保.高速公路边坡植被恢复研究进展[J].生态学报，2007，27（5）：2090-2098.

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[7] 白  天，吴雅文.高速公路护坡景观可持续性综合评价[J].福建林业科技，2016，43（2）：190-197.

[8] 方  文，潘声旺，何  平，等.先锋种丰富度对边坡植被群落特征及其护坡效益的影响[J].生态学报，2015，35（11）：3653-3662.

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[11] 吴易雄.藤本植物的生态价值及开发利用对策[J].林业科技开发，2014，28（2）：12-15.