郭 婷，張志強，謝寶元

（北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，北京100083）

近幾十年來，由于經(jīng)濟快速發(fā)展，大量的施工、建設(shè)項目不可避免地出現(xiàn)了一些人工坡面。由于人工坡面極易造成水土流失以及滑坡，同時人們對生活環(huán)境質(zhì)量的要求提高，希望擁有一個覆蓋率高的綠色空間。進行裸露工程邊坡綠化，不僅可以防止水土流失、美化環(huán)境，而且可以凈化空氣，因此勢在必行[1-3]。

工程邊坡多為墊方或挖方，坡陡土緊，土壤多為混雜母質(zhì)，植物生長條件差，進行植物材料選擇尤為緊要。目前，我國在高速公路綠化中應(yīng)用到了激流林業(yè)、蘸漿造林、激素與高分子化合物輔助造林等技術(shù)[4]。護坡方法主要有片石砌護護坡法、六角形預(yù)制砼塊護坡法、土工網(wǎng)植被護坡法、土工格室植草護坡法、三維網(wǎng)植被護坡法等[5]。也有的采用了生態(tài)修復(fù)措施，以植草、掛網(wǎng)噴混植生等生物工程措施結(jié)合一些穩(wěn)定工程措施，同時在植被品種選擇方面，應(yīng)用到了喬灌草結(jié)合的配置模式[6]。黃啟堂等[7]運用層次分析法對福建省351種藤本植物構(gòu)建了福建省高速公路邊坡綠化的選擇體系，并據(jù)此得到適用的藤本植物。龔琴等[8]研究鄉(xiāng)土植物在廣梧高速公路生態(tài)綠化中的應(yīng)用，以利用鄉(xiāng)土植物為原則，模擬自然生態(tài)系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)，并結(jié)合實際的自然生境條件以及植物本身的生物、生態(tài)學(xué)特征，篩選出適宜的鄉(xiāng)土樹種。這些技術(shù)和方法在我國的工程邊坡綠化中起到了很大的作用。無論哪種方法，植物材料的選擇是不可缺少的，應(yīng)用綠色植物材料護坡，不僅可以起到美化環(huán)境、緩解司機視覺疲勞的作用，還能夠有效地防止坡面裸露、水土流失以及由于雨水沖積造成路面和路基的損壞。但是，工程邊坡綠化在植物材料選擇方面存在盲目選擇植物材料、靜態(tài)化設(shè)計、大密度栽植、大量使用外來植物和草本等問題[9]。因此，針對性地選擇植物材料，是目前提高工程邊坡綠化效果的關(guān)鍵措施。

1 研究地區(qū)概況

本研究以高速公路、工程建設(shè)邊坡及自然坡面為客體，其中高速公路邊坡是主要對象。路線為太長高速、大運高速、太原環(huán)城高速，區(qū)域地理位置為北緯35°36′～38°01′，東經(jīng)111°20′～113°15′；海拔介于350～1 300m之間，典型地貌為太原盆地、長治盆地、臨汾盆地。本區(qū)域為大陸性季風(fēng)氣候，屬于暖溫帶輕半干旱地區(qū)，作物栽培制度有以下2種類型。（1）2年3熟栽培植被區(qū)。它包括太原盆地和長治盆地，年均氣溫8.8℃，無霜期170 d，年降雨量450～550mm。土壤為在黃土和紅色黏土母質(zhì)上發(fā)育的淡褐土性土和碳酸鹽褐土性土。天然植被多見散生的側(cè)柏、荊條、酸棗等灌叢和白羊草等草本植物；栽培植物有楊、柳、榆、槐、椿，還有核桃、棗、梨、蘋果、葡萄；農(nóng)作物有玉米、冬小麥、谷子、高粱、豆類等。（2）1年2熟栽培植被區(qū)。其主要是臨汾盆地，年均氣溫12.6℃，無霜期190 d，年降雨量500mm。土壤為在黃土母質(zhì)上發(fā)育的碳酸鹽褐土。天然植被有狼牙刺、荊條、酸棗等灌叢和白羊草、蒼耳等草本植物；栽培植物有楊、柳、桐、槐、椿，還有核桃、棗、桃、蘋果、葡萄；農(nóng)作物有棉花、冬小麥、玉米、谷子、甘薯、花生等。

2 研究方法

應(yīng)用實地調(diào)查的方法，調(diào)查地點選擇太長高速、大運高速、太原環(huán)城高速，調(diào)查內(nèi)容為不同坡向邊坡的土壤水分、土壤緊實度、植被覆蓋度、植物種類、樹高、植物的胸徑、地徑等。應(yīng)用EM-50土壤水分測量儀對邊坡5，10，15 cm這3個深度的土壤水分進行測量；應(yīng)用硬度測量計測量邊坡的緊實度；用GPS定位樣地，采用常規(guī)方法，調(diào)查植物的種類、密度、覆蓋度、高、徑、冠等等；應(yīng)用SPSS軟件分析評價立地類型。

3 結(jié)果與分析

3.1 立地類型劃分

任何植物都有其適生的空間、時間等多維環(huán)境。在一個氣候植被區(qū)內(nèi)，工程邊坡宜林相似性主要體現(xiàn)在坡向、坡度、坡位、土壤緊實度等方面。這些因素都是通過影響土壤水分，引起植物分布、生長發(fā)育的分異規(guī)律。

3.1.1 坡向與土壤水分 選擇黃土母質(zhì)坡度為25°～30°間的49塊樣地，分析它們之間的水分差異性。結(jié)果表明，在陽坡、半陽坡和陰坡3個坡向間的土壤水分差異極顯著。

進一步確定差異來源，分別對半陽坡、陽坡、陰坡之間進行多重比較。陽坡、陰坡之間和陰坡、半陽坡之間土壤水分含量差異極顯著；半陽坡、陽坡之間土壤水分含量差異不顯著，將黃土坡半陽坡與陽坡合并稱為陽坡。

3.1.2 坡度與土壤水分 調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，土壤水分與坡度之間存在相關(guān)性。特別是在陽坡條件下，可以用二次方程式來描述二者之間的關(guān)系。用SPSS處理，得到自然黃土坡條件下坡度階（X）與平均植被覆蓋度（Y）的方程式：

Y=19.727-0.111X-0.001X2

隨著坡度的增加，土壤含水量呈明顯的下降趨勢。這是由于坡度增加導(dǎo)致了坡體受雨面減小，土壤獲得水分驟然減少。同時，隨著坡度的增加，土壤水分獲得了更多的重力勢能，導(dǎo)致土壤水分更多的流失。而土壤水分的減少也必然會導(dǎo)致植物生長的減弱，從而制約植物在陡坡的分布。

3.1.3 母質(zhì)與土壤水分 山西中南部的丘陵及二階臺地，土壤母質(zhì)主要有3種類型，即黃土、紅色黏土和土石堆積物，其上分布的植被也有明顯不同。通過土壤水分調(diào)查的方差分析，3種類型母質(zhì)間有顯著差異，表明土壤母質(zhì)也是影響植物分布和生長的重要因素。

采用相同的方法，對坡位和土壤緊實度與土壤水分的關(guān)系進行了方差分析，結(jié)果顯示，它們之間差異不顯著。

3.1.4 立地類型劃分 根據(jù)立地因素差異性分析可以看出，土壤母質(zhì)、坡向、坡度對工程坡面的立地質(zhì)量影響顯著，則以它們作為主要因素，劃分工程坡面立地類型如表1，2所示。

3.1.4.1 黃土母質(zhì)（表1）

表1 黃土母質(zhì)類型劃分

3.1.4.2 其他土壤母質(zhì) 其他母質(zhì)在調(diào)查區(qū)較少，特別是土石母質(zhì)坡面更少，設(shè)置坡向調(diào)查樣地困難，土壤水分和植被覆蓋度在坡面上的差異性主要反映在坡度上（表2）。

表2 其他土壤母質(zhì)類型劃分

3.2 植物分布

任何植物的發(fā)生、發(fā)育甚至消亡，都有其相適宜的環(huán)境。一般環(huán)境條件下都會有植物定居、發(fā)展。為了篩選適宜工程邊坡栽培的植物，對該區(qū)域自然坡面的天然植被和工程坡面的人工植被分別進行了調(diào)查。

3.2.1 晉南盆地

3.2.1.1 自然坡面 在坡面下部較緩的部位分布的植物主要有荊條、山桃、繡線菊、青蒿、鐵桿蒿、白羊草、苦荬菜、白首烏、地黃等，在較陡的坡面分布的植物主要有臭椿、刺槐、酸棗、狼牙刺、白羊草、菅草等。

3.2.1.2 工程坡面 人工栽培的植物有側(cè)柏、旱柳、火炬樹、丁香、黃金柏、紫穗槐、膠東衛(wèi)矛、金葉女貞、五葉地錦、紅葉小檗、苜蓿、山蕎麥等。其中，黃金柏、紫穗槐、苜蓿、膠東衛(wèi)矛、金葉女貞、五葉地錦生長旺盛，綠化效果好?；鹁鏄湓谙逻吰律L，根蘗都很旺盛，遮蔽了原來同植的側(cè)柏和苜蓿，樹根甚至穿過混凝土水槽在農(nóng)田形成了根蘗苗，容易入侵為害，值得注意。

3.2.2 晉中、晉東南盆地

3.2.2.1 自然坡面 在坡面下部較緩的部位分布的植物主要有白榆、沙棘、山野豌豆、黃刺玫、荊條、杠柳、青蒿、鐵桿蒿、白羊草、苦荬菜、白首烏、地黃等，在較陡的坡面分布的植物主要有臭椿、刺槐、酸棗、白羊草、菅草等。

3.2.2.2 工程坡面 人工栽培的植物有側(cè)柏、圓柏、臭椿、旱柳、火炬樹、丁香、紫穗槐、檸條、山桃、連翹、膠東衛(wèi)矛、爬地柏、五葉地錦、紅葉小檗、苜蓿、山蕎麥、早熟禾等。

在70°左右的工程坡面，栽植的檸條效果最好，其植株生長旺盛，已經(jīng)郁閉；爬地柏、五葉地錦覆蓋坡面也有很好的效果；人工種植的苜蓿覆蓋度很低；噴播的草坪第1年水土流失嚴(yán)重，第2，3年有一定效果，后期退化嚴(yán)重。

3.3 植物材料選擇

按照前述植被區(qū)和不同立地類型，總結(jié)植被分布規(guī)律和人工栽培經(jīng)驗，提出了不同立地類型區(qū)可選擇的植物材料（表3～6）[10]。

表3 晉南盆地工程邊坡的植物材料選擇（一）

表4 晉南盆地工程邊坡的植物材料選擇（二）

表5 晉中盆地工程邊坡的植物材料選擇（一）

表6 晉中盆地工程邊坡的植物材料選擇（二）

以上4個表分別按晉南和晉中不同母質(zhì)、坡度條件下將適合的植物篩選出來，在35°以下的邊坡適宜種植高大喬木結(jié)合草本和灌木；在35°～55°的邊坡適合種植灌木，配合草本種植；在55°～69°的邊坡適合種植草本；70°以上的邊坡不適合植物生長，不要強求綠化。

4 結(jié)論

土壤母質(zhì)、坡向、坡度是影響工程邊坡植被恢復(fù)的主要環(huán)境因素，依據(jù)這些主要因素，在植被區(qū)的基礎(chǔ)上進行了立地類型劃分；總結(jié)自然植被分布規(guī)律和人工栽培經(jīng)驗，為不同立地類型區(qū)提出了可選擇的植物材料。

火炬樹在晉南盆地的下邊坡生長，根蘗都很旺盛，遮蔽了原來同植的植物，樹根穿過混凝土水槽在農(nóng)田形成了根蘗苗，易入侵為害，值得注意。在較陡的工程坡面，栽植檸條的效果最好，植株生長旺盛，可郁閉；爬地柏、五葉地錦覆蓋坡面也有很好的效果；人工種植的苜蓿覆蓋度很低；噴播的草坪第1年水土流失嚴(yán)重，第2，3年有一定效果，后期退化嚴(yán)重。

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