一、概述
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持久高速發(fā)展,我國(guó)的公路項(xiàng)目大量上馬。據(jù)有關(guān)資料,到2000年末我國(guó)公路里程已達(dá)140.27萬公里,其中二級(jí)以上公路18.91萬公里。根據(jù)交通部出臺(tái)的《交通、水運(yùn)交通發(fā)展三階段戰(zhàn)略目標(biāo)(基礎(chǔ)建設(shè)部分)》,2010年全國(guó)公路總里程將達(dá)180萬公里,其中二級(jí)以上公路達(dá)36萬公里;2020年全國(guó)公路總里程將達(dá)230萬公里,二級(jí)以上公路達(dá)55萬公里;2040年公路總里程將超過300萬公里,高速公路總里程達(dá)8萬公里。 可見我國(guó)的公路建設(shè)任務(wù)是非常繁重的。我國(guó)有三分之二國(guó)土地處山區(qū)或丘陵地區(qū),公路的大量建設(shè),形成了和必將形成大量的邊坡。邊坡的開挖使地表植被遭到破壞,水土流失加劇;同時(shí)在坡度較大或構(gòu)造不良的地方,還可能造成崩塌、滑坡等,給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來嚴(yán)重危害。
邊坡生態(tài)防護(hù)即邊坡植被,主要是靠植物根莖與土壤間的附著力以及根莖間的互相纏繞來達(dá)到加固邊坡、提高坡表抗沖刷的能力。邊坡生態(tài)防護(hù)不僅可以涵養(yǎng)水源,減少水土流失,而且還可以凈化空氣,保護(hù)生態(tài),美化環(huán)境,保證行車安全,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益,在我國(guó)越來越重視環(huán)境保護(hù)和人們生存質(zhì)量的今天,生態(tài)防護(hù)已成了公路邊坡防護(hù)的一種趨勢(shì),代表著邊坡防護(hù)的發(fā)展方向。
因此,對(duì)公路邊坡用植物的選擇進(jìn)行探討是必要的,它必將促進(jìn)我國(guó)公路邊坡生態(tài)防護(hù)事業(yè)進(jìn)一步的發(fā)展,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
二、公路邊坡植物選擇的依據(jù)
1、氣候條件
光照、氣溫、濕度、降水、風(fēng)等氣候條件都影響著邊坡植物的生長(zhǎng)發(fā)育,但是在選擇邊坡植物時(shí)主要應(yīng)考慮的氣候因素是氣溫和降水。最高氣溫和最低氣溫決定著植物能否正常生長(zhǎng)發(fā)育,能否順利越夏、越冬等;降雨(雪)的時(shí)期及雨量也是決定采用植物種類的重要依據(jù)。
目前我國(guó)公路邊坡坡度一般都較大。由于邊坡坡度較大,降水落于坡表后,極易由于重力的作用,沿坡面往下流失,造成坡體土壤缺水干旱,直接影響植物的正常生長(zhǎng)發(fā)育,甚至導(dǎo)致植物的死亡,這一點(diǎn)在北方干旱地區(qū)的邊坡上表現(xiàn)得尤為突出。
2、土壤條件
土壤成分、肥力、土壤結(jié)構(gòu)、酸堿性、鹽堿性、土壤厚度等土壤因素與植物的生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān),從而決定著邊坡植物能否良好地生長(zhǎng)。其中,在選擇植物時(shí)比較重要的因素是土壤肥力狀況、土壤結(jié)構(gòu)和土壤 PH值等。
公路在施工過程中,因開挖使地表植被完全遭到破壞,原有表土與植被之間的平衡關(guān)系失調(diào),表土抗蝕能力減弱,在雨滴、重力和風(fēng)蝕作用下水土極易流失,植物種子定植困難;公路邊坡土壤一般為沒有熟化的生土,養(yǎng)分含量一般很低。同時(shí)由于坡度大,土壤滲透性差等原因,邊坡土壤對(duì)降水截流較小,造成水土和養(yǎng)分流失,使坡面土壤變得貧瘠,立地條件差,不利于植物生長(zhǎng);另外,公路邊坡土壤有機(jī)質(zhì)含量一般很少,結(jié)構(gòu)不良,經(jīng)過一定時(shí)期的沉降作用后,容重增加,孔隙度降低,不利于土壤中水分和空氣的有效運(yùn)移以及肥料的協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)移,從而對(duì)草坪植物正常生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響。
3、種植目的
公路邊坡植被的主要目的是固土護(hù)坡,防止公路邊坡水毀,穩(wěn)定公路路基,以及美化公路沿線景觀環(huán)境。因此,要求邊坡植物根系深,能快速覆蓋地表。
三、公路邊坡植物應(yīng)具備的條件
根據(jù)公路邊坡的特點(diǎn)和邊坡種植的目的,邊坡生態(tài)防護(hù)的植物一般應(yīng)滿足以下要求:
①適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂颍购敌詮?qiáng);
②根系發(fā)達(dá)、擴(kuò)展性強(qiáng);
③耐瘠薄、耐粗放管理;
④種子豐富,發(fā)芽力強(qiáng),容易更新;
⑤綠期長(zhǎng),多年生;
⑥育苗容易并能大量繁殖;
⑦播種栽植的時(shí)期較長(zhǎng)。
四、護(hù)坡植物的選擇
1、不同種類護(hù)坡植物比較
公路邊坡可用的植物種類較多,主要有草本植物、灌木、藤本植物,以及喬木等。目前我國(guó)的公路邊坡一般坡度較大,坡比一般為1:1,即45°,有的甚至達(dá)到60°以上,栽植喬木會(huì)提高坡面負(fù)載,增加土體下滑力和正滑力,在有風(fēng)的情況下,樹木把風(fēng)力轉(zhuǎn)變?yōu)榈孛娴耐屏Γ斐善旅娴牟环€(wěn)定和坡面的破壞,同時(shí),邊坡栽植喬木還可能影響司乘人員觀測(cè)公路兩側(cè)景觀的視野,因此一般不宜在公路邊坡栽植喬木。
目前,我國(guó)公路邊坡生態(tài)防護(hù)用植物在多數(shù)情況下是采用草本植物,在國(guó)外草本植物也仍被廣泛使用。草本植物的優(yōu)點(diǎn)在于:①草本植物種植不僅方法簡(jiǎn)便,而且費(fèi)用低廉;②早期生長(zhǎng)快,對(duì)防止初期的土壤侵蝕效果較好;③作為生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的起點(diǎn),有利于初期表土層的形成。但是,草本植物與灌木相比具有以下缺點(diǎn):①草本植物具有根系較淺,抗拉強(qiáng)度較小,固坡護(hù)坡效果較差。在持續(xù)的雨季里,高陡邊坡有的會(huì)出現(xiàn)草皮層和基層剝落現(xiàn)象;②群落易發(fā)生衰退,且衰退后二次植被困難;③開發(fā)利用的痕跡長(zhǎng)期難于改變,與自然景觀不協(xié)調(diào),改善周圍環(huán)境的功能差等;④坡地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的進(jìn)程難于持續(xù)進(jìn)行,易成為藤木植物滋生的溫床;⑤需要采取持續(xù)性的管理措施等,維護(hù)和管理作業(yè)量大。因此,單純的草本植物用于公路邊坡的綠化并不理想。
由于草本植物作為護(hù)坡植物的缺點(diǎn),因此在某些發(fā)達(dá)國(guó)家已開始重視灌木的護(hù)坡作用,并作了大量研究。灌木作為護(hù)坡植物主要的缺點(diǎn)是成本較高;早期生長(zhǎng)慢,植被覆蓋度低,對(duì)早期的土壤侵蝕防止效果不佳。但是可以通過與草本植物混播,草本植物早期迅速覆蓋地面防止土壤侵蝕,后期由灌木發(fā)揮作用的方式解決。
藤本植物主要應(yīng)用于堅(jiān)硬巖石邊坡或土石混合邊坡的垂直綠化,垂直綠化是公路邊坡生態(tài)防護(hù)的特殊形式。用藤本植物進(jìn)行垂直綠化的好處是投資少,用地少,美化效果好,缺點(diǎn)是由于邊坡一般較長(zhǎng),藤本植物完全覆蓋坡面的時(shí)間長(zhǎng)。
2、草本植物的選擇
可用于護(hù)坡的草本植物大部分屬于禾本科和豆科。禾本科植物一般生長(zhǎng)較快,根量大,護(hù)坡效果好,但需肥較多。而豆科植物苗期生長(zhǎng)較慢,但由于可以固氮,故較耐瘠薄,耐租放管理。其花色較鮮艷,開花期景觀效果較好。根據(jù)各草種對(duì)季節(jié)性溫度變化的適應(yīng)性,可分為暖季型與冷季型兩類。冷季型草比較耐寒,但耐熱性和耐旱性較差。而暖季型草較耐熱,耐早,但不耐寒,以地下莖或匍匐莖過冬,故冬季景觀效果較差,但其管理較冷季型草粗放。我國(guó)各大地區(qū)主要可用的護(hù)坡草坪植物見表1。
表1 我國(guó)各地區(qū)主要可供選用的護(hù)坡草坪植物表
地區(qū) | 冷季型草坪植物 | 暖季型草坪植物 |
華北地區(qū) | 野牛草、紫羊茅、羊茅、葦狀羊茅、林地草熟禾、草地草熟禾、加拿大草熟禾、草熟禾、小糠草、匍莖剪股穎、白穎苔草、異穗苔草、小冠花、白三葉 | 結(jié)縷草 |
東北 | 野牛草、紫羊茅、林地草熟禾、草地草熟禾、加拿大草熟禾、匍莖剪股穎、白穎苔草、異穗苔草、小冠花、白三葉 | 結(jié)縷草 |
西北 | 野牛草、紫羊茅、羊茅、葦狀羊茅、林地草熟禾、草地草熟禾、加拿大草熟禾、草熟禾、小糠草、匍莖剪股穎、白穎苔草、異穗苔草、小冠花、白三葉 | 結(jié)縷草、狗牙根(溫暖處) |
西南 | 羊茅、葦狀羊茅、紫羊茅、草地草熟禾、加拿大草熟禾、草熟禾、小康草、多年生黑麥草、小冠花、白三葉 | 狗牙根、假儉草、結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草、百喜草 |
華東 | 紫羊茅、草地草熟禾、草熟禾、小糠草、匍莖剪股穎 | 狗牙根、假儉草、結(jié)縷草、細(xì)葉結(jié)縷草、中華結(jié)縷草、馬尼拉草、百喜草 |
華中 | 羊茅、紫羊茅、草地草熟禾、草熟禾、小糠草、匍莖剪股穎、小冠花 | 狗牙根、假儉草、結(jié)縷草、細(xì)葉結(jié)縷草、馬尼拉結(jié)縷草、百喜草 |
華南 | 狗牙根、地毯草、假儉草、結(jié)縷草、細(xì)葉結(jié)縷草、馬尼拉結(jié)縷草、中華結(jié)縷草、百喜草 |
注:草本植物的繁殖可采用營(yíng)養(yǎng)繁殖,也可采用種子繁殖。
3、灌木的選擇
日本對(duì)灌木護(hù)坡進(jìn)行了大量研究,且在邊坡防護(hù)中得到了大量的應(yīng)用。 我國(guó)目前在邊坡生態(tài)防護(hù)中使用的灌木較少,目前已使用的灌木主要有紫穗槐、檸條、沙棘、胡枝子、紅柳和坡柳等。我國(guó)各地區(qū)主要可供選用的護(hù)坡灌木見表2。
表2 我國(guó)各地區(qū)主要可供選用的護(hù)坡灌木表
地區(qū) | 灌木樹種 |
東北區(qū) | 胡枝子、沙棘、興安刺玫、黃刺玫、刺五加、毛榛、榛子、樹錦雞兒、小葉錦雞兒、檸條錦雞兒、紫穗槐、楊柴 |
三北區(qū) | 楊柴、錦雞兒、檸條、花棒、踏朗、梭梭、白梭梭、蒙古沙拐棗、毛條、沙柳、紫穗槐 |
黃河區(qū) | 繡線菊、虎榛子、黃薔薇、柄扁桃、沙棘、胡枝子、胡頹子、多花木蘭、白刺花、山楂、檸條、荊條、黃櫨、六道木、金露梅 |
北方區(qū) | 黃荊、胡枝子、酸棗、檉柳、杞柳、繡線菊、照山白、胡枝子、荊條、金露梅、杜鵑、高山柳、紫穗槐 |
長(zhǎng)江區(qū) | 三棵針、狼牙齒、小蘗、絹毛薔薇、報(bào)春、爬柳、密枝杜鵑、山胡椒、山蒼子、紫穗槐、馬桑、烏藥 |
南方區(qū) | 爬柳、密枝杜鵑、紫穗槐、胡枝子、夾竹桃、孛孛櫟、木包樹、茅栗、化香、白檀、海棠、野山楂、冬青、紅果釣樟、水馬桑、薔薇、紫穗槐、黃荊、車桑子 |
熱帶區(qū) | 蛇藤、米碎葉、龍須藤、小果南竹、紫穗槐、榿木、杜鵑 |
灌木的種植可以采用扦插的方式,也可采用播種的方式。灌木宜和草本植物混合種植 , 以充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì),又避免兩者的弊端,達(dá)到快速持久護(hù)坡的效果,同時(shí)具有良好的景觀效果。
當(dāng)草本植物和灌木采用種子混合播種時(shí)有時(shí)會(huì)遭到失敗,主要原因是由于草本植物生長(zhǎng)比較快,在草本植物生長(zhǎng)茂盛的狀況下,引起以下幾種后果:①灌木的幼苗被草本植物所覆蓋,其后由于光線不足而死掉;②有些灌木在其幼苗期對(duì)于枯萎病的抵抗力很差,在過分潮濕狀態(tài)下會(huì)因菌害而致枯死;③由于土壤含氮過多引起枯萎病菌為害致死;④在草本植物的根部和灌木的根部處于同一土層時(shí),由于彼此進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng),所以灌木會(huì)枯死。對(duì)于以上情況可采取限制草本植物株數(shù)和采用含氮量少的肥料類型限制草本植物生長(zhǎng)的方法加以控制解決,通常情況下草本植物株數(shù)應(yīng)控制在200~500株/m 2范圍內(nèi)。
4、藤本植物的選擇
目前,我國(guó)的垂直綠化主要應(yīng)用于市鎮(zhèn)園林中,公路邊坡采用垂直綠化的還較少。藤本植物宜栽植在靠山一側(cè)裸露巖石下一般不易坍方或滑坡的地段,或者坡度較緩的土石邊坡。可用于公路邊坡垂直綠化的藤本植物主要包括爬山虎、五葉地錦、蛇葡萄、三裂葉蛇葡菊、藤葉蛇葡萄、東北蛇葡萄、地錦、葛藤、扶芳藤、常春藤和中華常春藤等。藤本植物主要采用扦插的方式進(jìn)行繁殖。
邊坡生態(tài)防護(hù)是一個(gè)系統(tǒng)工程, 邊坡生態(tài)防護(hù)的主體是植物。對(duì)于邊坡 生態(tài)防護(hù)用植物的選擇,需綜合考慮邊坡坡度,邊坡土壤理化性質(zhì)、土壤結(jié)構(gòu)和土壤厚度,當(dāng)?shù)亟涤旰蜌鉁兀约胺N植目的等。本文對(duì)公路邊坡用植物特別是灌木的選擇進(jìn)行了探討。相信,隨著我國(guó)公路邊坡生態(tài)防護(hù)事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,我國(guó)的邊坡用植物必將向類型多樣化的方向發(fā)展。