浅议石质边坡生态恢复植物及配比选择

(整期优先)网络出版时间:2015-03-13
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浅议石质边坡生态恢复植物及配比选择

杨淮陈云江

杨淮陈云江

云南交通职业技术学院云南昆明650031

摘要:本文以云南近年几条高速公路边坡恢复的经验为例,阐述了边坡生态恢复植物种类和配合比设计的原则及方法。

关键词:云南省高速公路;边坡恢复;植物种类;配合比

引言:近年来,随着我国国民经济的蓬勃发展,公路建设事业也如火如荼,大量高等级公路的建设,对自然生态的破坏也是不可避免的,引发了一系列环境问题,比边坡坍塌、泥石流等自然灾害。云南属山岭重丘区,地形地质条件复杂、气候多变、植被类型品种多样,据估计,云南省因修建高速公路和其他工程建设,每年产生数百万平方的岩石边坡。

裸露石质边坡缺乏土壤、水分、肥料等适宜植物生存的条件,对石质边坡的处理,以往大多采用浆砌片石或水泥喷锚防护措施,这种传统处理方式在修建初期稳定效果显著,但成本高、视觉效果差,对生态环境的破坏是不可逆的,而且随着时间的推移,混凝土开始老化,钢筋逐渐腐蚀,坡面防护的强度会随之降低。随着高速公路飞速发展和生物技术突飞猛进,边坡生态恢复工程也相继发展了起来。采用边坡生态恢复技术与传统的护坡方式比较,初期防护作用偏弱,但随着植物的生长和繁殖,强度逐步增加,坡面稳定性和抗侵蚀作用会越来越明显,还兼具美化环境的效果。

公路边坡生态恢复工程比较复杂,涉及到很多方面的问题:植物、基质和恢复技术等,其中植物的选择是第一步,也是最关键的一步。云南高速公路边坡大多为土夹石或石质边坡,缺乏适合植物生长的土壤、水分等关键要素。通过近十余年来我省多条高速公路建设的经验发现,边坡生态恢复最大的问题是恢复植被不能可持续生长和演替,因而植物品种和配合比的选择就成了边坡生态恢复能否成功的关键,如何把握这个关键点,主要从以下几个方面入手。

1.与当地条件相适应,突出本地特色

每种植物生长必须要有相适应的环境条件,因而边坡生态恢复的植物选择也要因地制宜,根据不同的气候特点、立地条件选择适于在本地区生长的植物品种,应以当地的植物生态系统及乡土品种为主,尽可能按照公路修建前或临近区域物种组合来进行,慎重地引进外来物种。

云南省是我国较早应用坡面植被恢复技术的省份,我省高速公路绿化在植物选择上经历了三个阶段:植草——灌草结合——乔灌草(花)结合。昆曲高速在省内是最先采用边坡植草防护的,该路大量采用了外来草种,主要有多年生黑麦草、狗牙根、高羊茅等。1998年昆玉高速开始进行边坡绿化施工,当时国内尚未引入“边坡恢复”这个概念,叫做“边坡植草”,该路在草种选择上,除了引入上述三类外来草种外,另外还有白三叶、弯叶画眉草五种草种构成。建成半年后,覆盖率达90%以上。因为云南冬季干旱,缺少水分,外来草种不适应当地的气候地质条件,加之草本植物根系较浅,土壤退化,两年后昆玉高速边坡上除弯叶画眉草和狗牙根外,多数边坡草本植物退化,飞机草等杂草侵入,绿化覆盖率降为40%?80%,冬季边坡一片枯黄,混凝土六角空心砖和肋裸露在外,而且景观也比较单调。此外,在楚大高速、昆玉高速、玉元高速等几条公路中也广泛运用外来草种,效果均不太理想。

2.植物可逆性强

岩石边坡上植物生长条件恶劣,养护困难,因而选择植物时,要根据土壤和边坡坡面性质、当地自然条件,结合各种植物生长特性选择抗旱、耐贫瘠的多年生植物;气候适应性强,生存能力强;根系发达、固土能力强;价格低,种植技术简单;易成活,生长快、长势好;能改善土壤肥力,对地表覆盖能力强,能迅速实现护坡固土与绿化的双重效果;有一定的观赏价值、四季常绿。

元磨公路全线地质情况复杂、气候各异。为保证边坡绿化的质量,事先对沿线气候、地质等条件进行了详细的考察,针对不同的地质气候条件各选不小于5000m2的边坡进行试验,选择不同的植物。在本路段的低海拔地区,因气候炎热干燥、降雨量小(年均800mm),因地制宜要选择耐旱、耐高温、耐贫瘠、根系发达且适应南亚热带气候的植物。经试验,选用了大翼豆、百喜草、柱花草、百慕达、云南知风草五种草本植物和车桑子、新银合欢、刺树、多花木兰、短萼灰叶等乔灌木,这些植物均适应性强、耐旱耐贫瘠、抗逆性强。

3.不同植物品种合理配置

生态系统是经过长的时间不断演替进化形成的一个稳定的系统,不同植物的物种间也形成了相互依存、和谐共生的关系,各种物种组成和比例不是随意的。在公路绿化中如果只采用一种或很少的几种植物,会因为物种太少,植物间缺少了空间和时间上必要的补充和间隔,导致植物群落抗病能力差,一旦发生病害蔓延很快。所以不同植物品种应合理搭配,生活习性能互相补充,利用不同物种在时间、空间和营养上的差异来配置植物,达到乔、灌、花、草、藤相映衬,建立相对稳定而又多样化的植结构,实现公路生态环境的可持续发展。

草本植物生长快、容易在短期内达到较高的覆盖率,减缓雨水对坡面造成的侵蚀,但如果单纯使用草本植物护坡,因气候适应性力差,容易引起大面积退化,而且一到冬季草本植物枯萎,不能达到四季常绿的景观效果;单纯的灌木护坡,绿化初期覆盖率较低;乔木生长速度慢、周期长,根系发达,待其充分发育后,其根系深入坡面土层或岩石缝隙中,能有效覆盖坡面,起到生物锚杆的作用,固土护坡能力较强。

云南省早期的边坡植被绿化采用单一的植草,景观单一,一到冬季满目枯黄。随着问题的出现和经验的积累,开始引用了一些灌木,采用灌草或灌草花结合的方式。玉元公路青龙厂至甘庄段在边坡绿化中开始引入了车桑子这种灌木,用狗牙根+弯叶画眉草+车桑子这种乔灌组合,两年后,该段的灌木车桑子逐渐露出草本层,繁殖能力较强,边坡四季常绿。

2002年开始施工的元磨高速公路开始尝试乔灌草结合的绿化方式,采用狗牙根+弯叶画眉草+木豆或山毛豆(灌木)+新银合欢(速生小乔木)的组合,两年后木豆、山毛豆和新银合欢长高,草木植物逐渐退化,边坡四季常绿。

2004年开始施工的思小高速公路为云南省典型生态示范公路,首次提出了边坡生态恢复的理念,从此边坡生态恢复迈向了一个新的高度。在这条路上,大量应用野生乡土植物进行绿化,草本有狗牙根、狼尾草、白三叶等;乡土乔木有西南桦、旱冬瓜、榕树等;乡土灌木有棕叶芦、围涎刺等。建成后,乔、灌、草多层植物生长良好,边坡绿化率达到90%,而且四季花常开、树常绿,边坡植物与周围植被非常协调。

思小公路之后修建的小磨高速、新河高速等的边坡恢复中,充分利用乡土植物已成一种趋势。

4.兼顾短期、中期、长期景观效果

边坡自然景观恢复至少需要20~30年,在这漫长的时间内,可分为短期景观、中期景观、长期景观。短期景观可通过速生草本植物来实现;在边坡喷播同时或半年以后再种灌木和乔木,等到速生的草本植物退化后,灌木、乔木已经生长出来,达到中期景观效果;经过自然条件优胜劣汰后,剩下的适应当地条件生长的草木、灌木、乔木,即为长期景观效果。所以在绿化设计植物品种选择和配置时,要充分考虑到兼顾短期、中期和长期效果。

5.结语

近年来云南省高速公路建设的蓬勃发展,产生大量的开挖边坡面积,随着人们生活质量和环保意识的提高,边坡生态恢复将成为一个庞大的、很有前景的工程。边坡恢复综合了多门学科,我国这方面的研究与国外发达国家相比起步较晚,研究滞后,加之云南气候多变、地质情况复杂,如何针对不同立地条件如何选择适宜的植物和合理的配比,仍是一项长期而艰巨的任务。

参考文献

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[2]杨汉忠,刘春霞.云南省调整公路边坡植被恢复技术与展望[J]福建林业科技,2008,12

[3]刘金茂.浅议边坡防护与施工[J]中国科技信息,2011,24