贵州国省干线公路边坡植物生态防护植被恢复效果分析

刘健宇 祝小科 欧震宇 伍 奎

(1.贵州省公路建设养护集团有限公司 贵阳 550014；2.贵州大学林学院 贵阳 550025；3.贵州省凯里公路管理局 凯里 556000)

贵州区域内由于地质环境条件复杂，山高坡陡，在国省干线公路改造过程中形成的边坡坡面物质组成结构松散，边坡稳定性差，尤其是新开挖的土夹石边坡和土质边坡在近5年内处于不稳定状态，常发生浅表层滑坡、坍塌等地质灾害，导致交通道路中断。若对边坡单一采取工程防护措施不仅投资额巨大，而且有时防护效果有限[1]。而采取植物生态护坡措施可在一定程度上稳固边坡，符合工程投资实际，并具有良好的绿化、美化的生态效果[2～5]。

本研究对采取不同植物生态防护技术的试验示范边坡进行植被恢复效果的调查和分析，旨在找到适宜国省干线公路边坡、且较为经济的边坡植物生态护坡技术，解决国省干线公路边坡的防护和稳定问题，以实现国家对普通国省干道公路改造要符合“畅、安、舒、美”的要求，因此本研究具有重要的现实意义。

1 研究方法

根据贵州2017年实施的国省干道改造工程项目，在黔东南分别选择具有代表性的G321(K1+320～500)、S308(K69+020～480)、S308(K17+010～195)和S311(K45+070～230)共四处公路边坡作为植物生态防护试验示范边坡，并根据示范边坡类型及其性质特点，分别采取不同的植物生态防护形式进行人工恢复边坡植被。在人工恢复植被的坡面上通过设置固定样方和样线的方法，进行植被恢复效果的调查研究。

(1)样线调查法

对采取种植藤本植物的石质边坡(G321丹寨羊甲K1+320～500)选取样线进行调查，样线长10m，共设置2条样线，调查记录样线上植物的地径和高度指标。

(2)样方调查法

对客土挂网干喷和湿喷、喷施EcoFlex防侵蚀纤维、种植乔灌苗木和撒播乔灌种子的土夹石边坡，采用设置1m×1m的固定样方，其中：S308榕江螺丝桥(K69+020～480)示范边坡设置6个样方；S308黎平青龙岭(K17+010～195)示范边坡设置6个样方；S311锦屏天培(K45+070～230)示范边坡设置9个样方。调查固定样方内恢复的植物种类、株数、高度、地径和盖度等指标。调查时间为2017年7月、2017年11月和2018年8月，共3次。

对插干种植坡面，设置固定样方面积为2m×2m，共2个，调查插干后萌枝数、萌枝直径和高度，调查时间为2017年7月，2017年11月和2018年8月，共3次。

G321、S308和S311四处示范边坡基本特征及采取的植物生态防护技术见下表1和表2。

表1 国省干线公路植物防护示范边坡基本特征

2 研究结果与分析

2.1 G321丹寨羊甲石质边坡种植藤本植物恢复效果分析

G321丹寨羊甲K1+320～500示范边坡为石质边坡，主要采取在边坡下部种植油麻藤(Mucunasempervirens)的护坡垂直绿化技术和种植灌木珊瑚冬青(Ilexcorallina)，种植时间为2017年5月5日。2017年7月、2017年11月和2018年7月的3次调查结果见表3。

表2 示范边坡采取的植物生态防护技术

表3 G321丹寨羊甲示范边坡植被恢复效果

备注：表中数据为平均值，抽样调查的样线长度为10米，共2条样线。

由表3看出：2017年7月至2017年11月两次调查间隔4个月，油麻藤的高度平均增加83cm～181cm，珊瑚冬青高度平均增加3.3cm。

2017年7月至2018年7月，一年之间油麻藤高度年平均增加143.5 cm～389.6cm，地径年平均增长0.2cm；珊瑚冬青高度年平均增加7.9cm，地径年平均增长0.1cm。

调查数据表明，油麻藤高径生长速度快，对该地的土质条件及气候条件有着较强的适应性，适宜作为石质边坡垂直绿化的护坡植物种；而珊瑚冬青高径生长较慢，可作为路侧绿化树种。

2.2 S308榕江螺丝桥示范边坡植被恢复效果

该边坡为土夹石边坡类型，局部为土质边坡，具有坡长坡陡、面积大、不稳定的特征。主要采取插干种植和客土挂网湿喷的方法，施工时间为2017年4月～2017年5月。

表4 S308榕江螺丝桥示范边坡插干植被恢复效果

备注：2017.11.样方1插干及萌枝已枯死，样方1所处地段为土夹石坡面。

2.2.1 插干种植效果分析

在该示范边坡下部土层较厚的坡面上，选取垂柳(Salixbabylonica)树干插条(直径3cm～6cm，长0.5 m～1.0m)进行插干造林，插干入土深度30cm～50cm。插干时间为2017年4月，插干后萌枝的生长效果见表4。

由表4看出：坡面插干(插条)2～3个月后，即可产生萌枝，每根插干(插条)萌发的枝条数量平均为8枝～16枝，插干上最多萌发的枝条数达25枝/干；萌枝的平均粗达0.2cm～0.4cm，平均高度达19.0cm～65.0cm。插干造林1年后，萌枝数量减少，平均为5枝～7枝/干；萌枝的平均粗达1.06cm～1.11cm，平均高度达94.5cm～118.9cm；萌枝直径年平均生长量为0.66cm～0.71cm，高年平均生长量为29.5cm～65.5cm。

调查结果表明：在土壤条件较好的边坡上，选择萌生性强的树种进行插干种植，插干萌枝数量多，成活率高，生长速度快。一方面能较早覆盖坡面，另一方面插干插入坡面土壤中发芽生根，还可起到类似锚杆固着土壤的作用，从而有效地稳定坡面土层，更好地起到植物护坡作用。

此外，调查结果还表明，边坡插干种植恢复植被，在土层较厚的坡面上效果较好。而在石砾含量高、土壤少的坡面上，如土夹石边坡，插干难以生根成活。因此，在插干种植工程实施的过程中，应因地制宜地选择土层较厚的坡面实施。

2.2.2 客土挂网湿喷效果分析

喷播灌木种子为多花木兰(Indigoferaamblyatha)，喷播量较少。3次调查结果见表5。

表5显示客土湿喷恢复的植被效果不是很好。主要原因是：喷播种子单一，喷播量少；加之边坡面积大、坡陡；并遭受6月份强降雨冲刷，使喷播层侵蚀严重。补救措施应采取点播或撒播灌木种子以及补植苗木，以提高坡面植被覆盖率。

2.3 S308黎平青龙岭示范边坡植被恢复效果

该示范边坡为不稳定的高陡土夹石边坡，采取的植物防护技术为客土挂网喷播(干喷)，喷播的植物种子有木豆(Cajanuscajan)、刺槐(Robiniapseudoacacia)、合欢(Albiziajulibrissin)、多花木兰(Indigoferaamblyatha)、黑麦草(Loliumperenne)、狗牙根(Cynodondactylon)、白三叶(Trifoliumrepens)、波斯菊(Cosmosbipinnatus)和紫花苜蓿(Medicagosativa)等9种。施工时间于2017年5月10日喷播，喷播后植被恢复效果见下表6。

表6结果显示：各种乔、灌、草种子萌发生长一年后，尚存的植物种类有刺槐、多花木兰、合欢、黑麦草、狗牙根和三叶草等6种植物，而木豆、波斯菊和紫花苜蓿则枯萎死亡，这主要与其生物学特性有关，木豆为多年生木本植物，喜温，不能适应该地较寒冷的冬季；波斯菊为一年生草本植物，自播能力强，但由于坡面植被覆盖度高，影响其自我更新。

这一结果说明刺槐、多花木兰、黑麦草和狗牙根等植物对黔东南地区气候环境条件有较强的适应能力，可作为国省干线公路边坡绿化的植物种。

由表6还可看出：喷播2个月后，每平方米恢复的乔灌植物种类为4种～6种，株数达9株/m2～53株/m2，平均高度达到18.7cm～33.0cm，盖度达50%～80%；喷播6个月后，每平方米恢复的乔灌草植物种类为3种～4种，株数为4株/m2～32株/m2，平均高度达到71.7cm～90.5cm，盖度达70%～95%；喷播1年后，每平方米恢复的乔灌草植物种类为2种～3种，株数为1株/m2～11株/m2，平均高度达到77.5cm～180cm，盖度达60%～90%。1年后植被基本全覆盖坡面，能较好控制坡面水土流失，达到固土护坡和生态恢复的目的。

表6 S308黎平青龙岭示范边坡干喷植被恢复效果

备注：表中恢复株数，平均地径，平均高度为木本植物数据。

2.4 S311剑河天培示范边坡植被恢复效果

该示范边坡为相对稳定的土夹石边坡，坡比1:1，面积3500m2。主要采取种植杉木(Cunninghamialanceolata)、迎春花(Jasminumnudiflorum)苗木和撒播刺槐(R.pseudoacacia)种子的技术方法恢复坡面植被，施工时间为2017年4月。施工后坡面植被恢复效果见下表7。

由表7看出： 植苗及撒播种子3个月后，每平方米恢复的植物株数为18株～86株，平均地径0.4cm～1.1cm，平均高27.5cm～56.3cm。

植苗及撒播种子7个月后，每平方米恢复的植物株数为15株～62株，平均地径0.5cm～1.1cm，平均高35cm～71.5cm。

植苗及撒播种子1年后，每平方米恢复的植物株数为6株～21株，平均地径0.46cm～1.33cm，平均高36.5cm～116.5cm。

结果显示，植苗及撒播种子恢复的植物生长效果较好，但边坡单位面积恢复的植物株数随时间推移逐渐减少。

表7 S311剑河天培示范边坡种植乔灌木及撒播种子植被恢复效果

3 结论与建议

(1)G321丹寨羊甲石质边坡采用种植藤本植物垂直绿化技术，油麻藤高径生长速度快，适宜作为石质边坡垂直绿化的护坡植物种；而珊瑚冬青高径生长较慢，可作为路侧绿化树种。

(2)在S308榕江螺丝桥示范边坡中下部土层较厚的坡面上，选择萌生性强的垂柳树种进行插杆造林，成活率高，且能提早覆盖坡面。

而对大面积的高陡土夹石边坡采用挂网湿喷技术，由于喷播植物种类种子单一，喷播量少，加之边坡面积大，并遭受降雨的冲刷，使喷播层侵蚀严重，因此在对边坡采取湿喷技术时，面对大面积边坡，应加大种子的喷播量，同时也应考虑强降雨对喷播层的侵蚀作用，采取一定的防护加固措施。

(3)S308黎平青龙岭边坡，采用客土挂网喷播(干喷)植物防护技术，喷播一年后，刺槐、多花木兰、合欢、黑麦草、狗牙根和三叶草等乔灌木生长平均高度达到77.5cm～180cm，植被盖度达60%～90%，说明这些植物对黔东南地区自然环境条件有较强的适应能力，可作为国省干线公路边坡绿化的植物种。

(4)S311剑河天培边坡，采用种植乔灌木和撒播乔灌种子技术，1年后植被覆盖率平均在70%以上，恢复效果较好，但也有较多的幼苗死亡，这是由于撒播时种子撒播量大，导致幼苗的生长空间较为拥挤，在其生长过程中死亡或枯萎。说明采用此技术应注意调整撒播的种子比例和撒播量，才能使种子萌发形成的幼苗处于良好的生长条件。