劉健宇 祝小科 馮建林 羅群星

(1.貴州省公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)集團(tuán)有限公司 貴陽 550014；2.貴州大學(xué)林學(xué)院 貴陽 550025；3.貴州省凱里公路管理局 凱里 556000)

1 引言

近年來，貴州公路交通建設(shè)快速發(fā)展，隨著今后交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的推進(jìn)、貴州省旅游產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展以及公眾出行服務(wù)需求的提升，在公路建設(shè)中對(duì)打造公路的“暢、安、舒、美”提出了更高的要求。截至2018年底，全省通車公路總里程達(dá)19.69萬公里，大量公路邊坡亟需采取有效防護(hù)措施。提高公路植物防護(hù)效果，對(duì)改善普通公路沿線區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)綠色低碳環(huán)保建設(shè)公路交通基礎(chǔ)設(shè)施和“公路交通建設(shè)與自然協(xié)調(diào)”極為重要，因此，研究植物生態(tài)防護(hù)技術(shù)對(duì)公路邊坡進(jìn)行防護(hù)及美化意義重大。

由于貴州山區(qū)國(guó)省干道公路規(guī)模大，區(qū)域內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，山高坡陡，在國(guó)省干道公路改造過程中形成的邊坡坡面組成物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，多由土壤母質(zhì)、土礫、砂粒、碎石、塊石組成，缺水、少土和少肥，植被恢復(fù)較困難。

歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家早在20世紀(jì)就進(jìn)行了公路邊坡防護(hù)技術(shù)的研究。20世紀(jì)60年代以后，日美及歐洲一些發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)將生態(tài)保護(hù)和恢復(fù)措施納入了高速公路建設(shè)之中[1]。

我國(guó)于20世紀(jì)90年代以來從日本、歐美等國(guó)外引進(jìn)邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)，經(jīng)過多年的應(yīng)用和研究開發(fā)，也陸續(xù)研發(fā)出了適合全國(guó)各地實(shí)際情況的邊坡生物防護(hù)技術(shù)，如高速公路邊坡植生基質(zhì)生態(tài)防護(hù)技術(shù)、噴混植生護(hù)坡技術(shù)、液壓噴播技術(shù)、厚層基材噴射護(hù)坡技術(shù)、植被混凝土護(hù)坡綠化技術(shù)、生態(tài)袋等現(xiàn)代工程綠化護(hù)坡技術(shù)等[2]～[5]。實(shí)施這些工程綠化護(hù)坡技術(shù)成本高，投資額較大，目前僅在高速公路邊坡防護(hù)中應(yīng)用。而對(duì)國(guó)省干道公路邊坡植被恢復(fù)技術(shù)研究仍處于初期探索階段。

國(guó)省干道公路改造建設(shè)資金投入相對(duì)較高速公路少，若單一采取工程防護(hù)措施不僅投資額巨大，且有時(shí)防護(hù)效果有限。而采取植物生態(tài)護(hù)坡技術(shù)措施可一定程度上穩(wěn)固邊坡，符合工程項(xiàng)目投資實(shí)際，并具有綠化和美化的生態(tài)效果。因此，如何采用較為經(jīng)濟(jì)的植物生態(tài)護(hù)坡技術(shù)解決邊坡防護(hù)問題，將是公路建設(shè)管理部門面臨的一個(gè)重要問題，本文在黔東南國(guó)省干線公路示范邊坡植物生態(tài)防護(hù)課題研究的基礎(chǔ)上探索貴州國(guó)省干道公路邊坡植物生態(tài)防護(hù)技術(shù)，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 貴州國(guó)省干線公路邊坡類型

通過對(duì)貴州國(guó)省干線公路邊坡調(diào)查，依據(jù)邊坡的穩(wěn)定性、邊坡高度、邊坡坡度和邊坡坡面物質(zhì)組成等因子對(duì)邊坡類型進(jìn)行劃分。主要邊坡類型有：不穩(wěn)定高陡土夾石邊坡、不穩(wěn)定緩矮土夾石邊坡、不穩(wěn)定土質(zhì)邊坡和不穩(wěn)定下邊坡以及相對(duì)穩(wěn)定石質(zhì)邊坡、相對(duì)穩(wěn)定土夾石邊坡、相對(duì)穩(wěn)定土質(zhì)邊坡和相對(duì)穩(wěn)定復(fù)合型邊坡[6]。

公路邊坡類型劃分標(biāo)準(zhǔn)見下表1.

表1 國(guó)省干線公路邊坡類型劃分標(biāo)準(zhǔn)表

3 邊坡植物生態(tài)防護(hù)原則

3.1 安全與穩(wěn)定性原則

采取植物生態(tài)防護(hù)措施除要確保邊坡的穩(wěn)定，發(fā)揮生態(tài)功能外。還應(yīng)營(yíng)造安全的公路運(yùn)營(yíng)環(huán)境，邊坡恢復(fù)的植被不能影響公路視距、視線誘導(dǎo)、標(biāo)識(shí)等功能的發(fā)揮。

3.2 因地制宜，適地適植物原則

根據(jù)區(qū)域自然條件和公路邊坡特點(diǎn)，因地制宜地選擇護(hù)坡植物。應(yīng)以本土植物、根系發(fā)達(dá)、生長(zhǎng)速度快、耐干旱瘠薄、適應(yīng)性強(qiáng)的種類為宜。

3.3 分類指導(dǎo)原則

由于國(guó)省干線公路邊坡類型多樣，要根據(jù)不同邊坡類型特點(diǎn)，采取適宜的植物生態(tài)防護(hù)技術(shù)恢復(fù)植被。

3.4 經(jīng)濟(jì)適用原則

結(jié)合國(guó)省干線工程投資實(shí)際情況，選用當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土植物及科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)適用、可操作性強(qiáng)的種植技術(shù)方法，可降低邊坡綠化護(hù)坡工程造價(jià)，節(jié)約管理和養(yǎng)護(hù)資金，還能起到較好的防護(hù)效果。

3.5 近自然景觀協(xié)調(diào)原則

公路周邊原有的自然植被是長(zhǎng)期生態(tài)適應(yīng)的結(jié)果，因此要求采取植物生態(tài)防護(hù)措施恢復(fù)的人工植被，要與公路周邊的原有植被相融合、相協(xié)調(diào)而趨近自然。

4 邊坡植物配置模式

4.1 灌、草配置模式

適用于穩(wěn)定的土質(zhì)邊坡和不穩(wěn)定緩矮土夾石邊坡。以灌木為主，草本為輔。草本植物雖然生長(zhǎng)迅速，覆蓋坡面效果好，但其根系在坡面土壤母質(zhì)中分布較淺，固土能力較弱。而灌木根系能向土壤母質(zhì)深處延伸，網(wǎng)絡(luò)固結(jié)土壤能力較強(qiáng)，能增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。對(duì)坡面小環(huán)境的改善作用也明顯，且易養(yǎng)護(hù)管理。

4.2 喬、灌、草配置模式

適用于不穩(wěn)定的高陡土夾石邊坡和土質(zhì)邊坡。符合“近自然恢復(fù)”理念，具有近自然的層次結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能，由此形成的坡面植被生物量大、穩(wěn)定性高、水土保持功能強(qiáng)，并能與周邊的自然植被融為一體。

4.3 喬、灌配置模式

適用于坡面大、坡度陡、水土流失嚴(yán)重的下邊坡。充分利用喬、灌木地下部分根系生長(zhǎng)和地上部分枝葉覆蓋坡面，可以最大限度發(fā)揮坡面植被的護(hù)坡作用，防止坡面水土流失，增強(qiáng)坡面穩(wěn)定性，減少滑坡、塌方對(duì)公路路基的破壞。

4.4 藤本植物模式

適用于相對(duì)穩(wěn)定的石質(zhì)邊坡和土夾石邊坡。通過種植上爬、下垂藤本植物可起到快速綠化的目的。

4.5 喬、灌、草、藤、花共同配置的立體防護(hù)模式

對(duì)于已經(jīng)在邊坡下部采取工程措施護(hù)坡、相對(duì)穩(wěn)定的大面積土質(zhì)邊坡和土夾石邊坡，可采用喬、灌、草、藤、花不同植物多層次立體配置，除能夠充分發(fā)揮植被固坡、防止水土流失的作用外，還可形成優(yōu)美、協(xié)調(diào)、穩(wěn)定的景觀效果。

5 邊坡植物生態(tài)防護(hù)技術(shù)

5.1 插干種植技術(shù)

適用于土質(zhì)邊坡或土夾石邊坡下部，省工省力、成本低、固土護(hù)坡效果好。

5.1.1 插干材料要求

插干種植的植物應(yīng)選擇莖干生根能力強(qiáng)的樹種，本區(qū)域內(nèi)主要有垂柳(Salixbabylonica)和刺槐(Robiniapseudoacacia)。插干效果取決于插干條年齡、規(guī)格、健壯程度和采集時(shí)間。一般采用2～4年生，直徑3cm～6cm，長(zhǎng)0.5 m ～1.0m的枝干條進(jìn)行插干種植。

5.1.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

在春季或雨季扦插，要求隨采隨插。扦插前先把插干條底端削成45°斜口，在濃度為200mg/l的生根劑水溶液(IBA)或奈乙酸水溶液(NNA)中浸泡30分鐘～60分鐘后取出，然后按株行距50 cm×50 cm呈三角形形插入坡面上(4個(gè)插干條/m2)。插干時(shí)應(yīng)掌握深埋、踩實(shí)、少露頭的技術(shù)要領(lǐng)，插干種植后插干條露出地面0.2 m～0.3m。

5.2 種植喬灌木裸根苗和容器苗技術(shù)

適用于不穩(wěn)定高陡土夾石邊坡、土質(zhì)邊坡和下邊坡。

5.2.1 苗木要求

苗木應(yīng)根系發(fā)達(dá)，生長(zhǎng)健壯，無病蟲害，規(guī)格及形態(tài)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

①苗木種類

喬木選擇馬尾松(Pinusmassoniana)、杉木(Cunninghamialanceolata)、刺槐(R.pseudoacacia)、鹽膚木(Rhuschinensis)、構(gòu)樹(Broussonetiapapyrigera)、女貞(Ligustrumlucidum)、楓香(Liquidambarformosa)、欒樹(Koelreuteriapaniculata)、苦楝(Meliaazedarach)等苗木。

灌木選擇紫珠(Callicarpabodinieri)、木槿(Hibiscussyriacus)、水麻(Debregeasiaorientalis)、小果南燭(Vacciniumbracteatum)、杜鵑(Rhododendronsimsii)、尖萼毛柃(Euryaacutisepala)、雙莢決明(Cassiabicapsularis)、夾竹桃(Neriumindicum)、木槿(Hibiscussyriacus)、小果薔薇(Rosacymosa)、迎春花(Jasminumnudiflorum)等苗木。

竹類選擇鳳尾竹(Bambusmultiplex)、水竹(Phyllostachysheteroclada)、箬竹(Indocalamuslatifolius)等苗木。

②裸根苗木要求苗木生長(zhǎng)健壯，通直，無損傷，無病蟲害。針葉樹采用1年生苗木；其他闊葉樹喬木用1～3年生苗木，也可采用小規(guī)格苗(地徑2 cm ～4cm)；灌木苗木要求高度50 cm ～100 cm，全冠幅。

③容器苗(營(yíng)養(yǎng)袋苗)為1～2年生或2年生以上(地徑﹥1.5 cm)苗木，要求袋子完好無損。

④散生竹小母竹為1～2年生，具完整竹鞭，實(shí)生苗每叢3～5桿。叢生竹每叢5～10桿，高度視竹種而定。

5.2.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

(1)定點(diǎn)挖坑

根據(jù)植物護(hù)坡目的，喬、灌木種植以“適當(dāng)密植”為原則，喬木按株行距1m×1m(1株/m2)在坡面上以品字型放線定點(diǎn)挖坑，灌木按3株/m2定點(diǎn)挖坑。種植坑大小應(yīng)根據(jù)苗木規(guī)格、容器苗土球大小、坡面土壤和地形狀況等因素確定，一般為30cm×30cm×20cm。

種植坑開挖時(shí)間與苗木種植同時(shí)進(jìn)行，宜在陰雨天、降雨前后挖坑。

(2)種植苗木

①種植苗木應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀髼l件，選擇陰雨天、降雨前后植苗。

②要求做到隨起隨栽，盡量縮短苗木根部暴露時(shí)間。

③種植前，每坑施10g復(fù)合肥、5g保水劑，以保證苗木成活、生長(zhǎng)。

④裸根苗苗木種植前，根系要保持良好濕潤(rùn)狀態(tài)，必須打泥漿后再種植，以利成活。種植時(shí)將苗木放入坑內(nèi)，逐層填土踏實(shí)，注意不要損傷根系，適當(dāng)深栽。

⑤容器苗(營(yíng)養(yǎng)袋苗)放入種植坑前，應(yīng)將容器袋劃破取出土球苗后再種植，種植時(shí)不能踩破土球，回填土應(yīng)比苗木原根頸線高1 cm～2cm。

⑥種植時(shí)要求苗木扶正，根系舒展，切忌窩根，覆土打緊，栽植后要澆1次透水作為定根水，以利苗木成活。

5.3 點(diǎn)播或撒播喬灌草種子技術(shù)

適用于相對(duì)穩(wěn)定土夾石邊坡和土質(zhì)邊坡，以及復(fù)合型邊坡。

5.3.1 種子要求

種子應(yīng)有產(chǎn)地、生產(chǎn)單位、采收年份、純凈度及發(fā)芽率，引進(jìn)種子應(yīng)有檢疫合格證，發(fā)芽率達(dá)85%以上。

選擇馬尾松(P.massoniana)、刺槐(R.pseudoacacia)、合歡(Albiziajulibrissin)、多花木蘭(Indigoferaamblyatha)、雙莢決明(C.bicapsularis)、車桑子(Dodonaeaviscosa)、紫穗槐(Amorphafruiticosa)、小果南燭(V.bracteatum)、尖萼毛柃(E.acutisepala)、胡枝子(Lespedezabicolor)、狗牙根(Cynodondactylon)、白三葉(Trifoliumrepens)、高羊茅(Festucaarundinacea)、紫花苜蓿(Medicagosativa)、黑麥草(Loliumperenne)、波斯菊(Cosmosbipinnatus)等喬灌草種子。

5.3.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

(1)坡面整理

清理坡面上松動(dòng)碎石、松散層，使坡面盡量平整，便于播種。

(2)點(diǎn)播或撒播種子

播種時(shí)宜選擇無風(fēng)陰雨天、降雨前后播種，避免干旱大風(fēng)和暴雨天氣播種，一般在春季、雨季播種。

①點(diǎn)播：在坡面上按照一定的行距(40 cm)和穴距(30 cm)挖穴播種，每平方米播8穴。點(diǎn)播時(shí)用鋤頭或小花鏟在坡面上挖直徑5cm、深3cm～5cm的穴位(小坑或小洞)，播入5粒～10粒灌木種子，播后覆蓋松土，覆土厚度1cm～2 cm。

②撒播：?jiǎn)坦嗄痉N子混合攪拌后在坡面上均勻撒播，撒播種子量30g～50g/m2。草本植物撒播種子量30g/m2。為使種子均勻分布，撒播時(shí)還應(yīng)摻加適量的細(xì)砂或細(xì)土，與種子攪拌均勻后播撒并覆土。

(3)覆蓋無紡布

播種后及時(shí)覆蓋無紡布，以防止雨水沖刷并保持坡面水分。

5.4 種植藤本植物垂直綠化技術(shù)

適用于相對(duì)穩(wěn)定的陡峭石質(zhì)邊坡、陡峭土夾石邊坡和復(fù)合型邊坡。

5.4.1 苗木要求

選擇生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)、耐干旱瘠薄和景觀效果好的油麻藤(Mucunasempervirens)、葛藤(Puerarialobata)、爬山虎(Parthenocissustricuspidata)、常春藤(Hederanepalensis)、凌霄(Campsisgrandiflora)、厚果崖豆藤(Millettiapachycarpa)、香花崖豆藤(Millettiadielsiana)、紫藤(Wisteriasinensis)和蔓長(zhǎng)春花(Vinacamajor)等植物的1～2年生容器苗或裸根苗。

5.4.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

(1)鋪掛植物攀爬網(wǎng)

在邊坡表面鋪掛塑鋼植物攀爬網(wǎng)，并用錨釘錨固。

(2)放線定點(diǎn)

先在邊坡底部與路面排水溝外緣之間回填種植土，然后按株距30cm～50cm分別在邊坡底部和頂部確定種植點(diǎn)，種植點(diǎn)做到自然流暢，疏密適當(dāng)。

(3)藤本植物種植點(diǎn)位置確定后，根據(jù)各種苗木根系大小確定挖坑規(guī)格，一般為40cm×40cm×30cm?？觾?nèi)回填種植土?xí)r還應(yīng)每坑施10g復(fù)合肥、5g保水劑，以保證苗木成活、生長(zhǎng)。

5.5 客土掛網(wǎng)噴播技術(shù)

適用于不穩(wěn)定高陡土夾石邊坡和相對(duì)穩(wěn)定的石質(zhì)邊坡。

客土掛網(wǎng)噴播技術(shù)是先在坡面上鋪設(shè)鐵絲網(wǎng)，利用噴射機(jī)械將含有喬灌草種子、有機(jī)質(zhì)、肥料、保水劑、土壤等混合基質(zhì)材料噴射到坡面上的綠化方法。

5.5.1 噴播種子要求

種子應(yīng)有產(chǎn)地、生產(chǎn)單位、采收年份、純凈度及發(fā)芽率，引進(jìn)種子應(yīng)有檢疫合格證，發(fā)芽率達(dá)85%以上。

喬、灌、草植物種子選擇馬尾松(P.massoniana)、刺槐(R.pseudoacacia)、鹽膚木(R.chinensis)、合歡(A.julibrissin)、多花木蘭(I.amblyatha)、車桑子(D.viscosa)、黑麥草(L.perenne)、狗牙根(C.dactylon)、白三葉(T.repens)和波斯菊(C.bipinnatus)等。

5.5.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

(1)施工準(zhǔn)備

配備滿足工程施工的各種材料，包括機(jī)具設(shè)備(粉碎機(jī)、攪拌機(jī)、空壓機(jī)、噴射機(jī)等)、植物種子和工程技術(shù)人員及施工人員。

(2)坡面清理

清除坡面危石、碎石及邊坡上不穩(wěn)定的雜物，邊坡邊緣向外清理約100cm。坡面清理時(shí)盡可能將坡面平整，以利于施工。

(3)鋪掛鐵絲網(wǎng)

選用絲徑Φ2.0mm、菱形孔徑5cm×5cm的鍍鋅鐵絲網(wǎng)。

鋪掛鐵絲網(wǎng)時(shí)：從坡面自上而下鋪掛，相臨兩卷鍍鋅網(wǎng)分別用Φ1.0mm鐵絲連接，至少每隔2m間距須用主錨桿與坡面固定，每隔1m間距用次錨桿與坡面固定，要保證坡面全部覆蓋，不能形成活動(dòng)空心網(wǎng)。

(4)拌合基質(zhì)材料

噴播的基質(zhì)材料由種植土(壤土)、有機(jī)質(zhì)、保水劑、粘合劑、肥料和各種喬灌草種子等混合材料組成，各種材料按設(shè)計(jì)配方要求拌合而成。

(5)噴射基質(zhì)材料

客土掛網(wǎng)噴播可采用干噴或濕噴。

噴射時(shí)要求噴槍口距坡面1m左右，干噴時(shí)加入的水量應(yīng)保持基質(zhì)材料不流不散。并分基層和面層兩次噴射，基層不加入植物種子，噴射厚度為6cm～8cm，在噴射過程中，應(yīng)注意第二次找平；面層拌料時(shí)加入混合喬、灌、草本植物種子，噴射厚度2cm～4cm，兩層厚度需達(dá)到10cm以上。濕噴厚度達(dá)到10cm以上。

(6)覆蓋無紡布或遮陽網(wǎng)

噴播后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行坡面覆蓋，可選用無紡布或遮陽網(wǎng)覆蓋坡面，覆蓋無紡布或遮陽網(wǎng)時(shí)要順坡從上而下進(jìn)行覆蓋，無紡布或遮陽網(wǎng)之間要重疊10cm左右，并用繩子或竹木簽固定。

6 結(jié)束語

(1)公路邊坡防護(hù)措施包括工程措施和植物生態(tài)防護(hù)措施。植物生態(tài)防護(hù)措施只能起到防止坡面侵蝕，減少水土流失，改善邊坡土壤水分狀況，從而增加坡面穩(wěn)定性，防止坡面沖蝕和滑塌，但不能完全解決邊坡穩(wěn)定性問題。尤其對(duì)于存在較大安全隱患的不穩(wěn)定高陡邊坡，首先應(yīng)該采取工程措施(修筑擋土墻和截水溝)進(jìn)行邊坡加固，然后在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行植物生態(tài)防護(hù)。因此，進(jìn)行邊坡防護(hù)時(shí)，不應(yīng)只單純考慮工程護(hù)坡或植物護(hù)坡，而應(yīng)該是兩者有機(jī)結(jié)合，以發(fā)揮各自長(zhǎng)處，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，這樣既節(jié)省投資，又可取得較好效果。

(2)適用于貴州省國(guó)省干道公路邊坡植物生態(tài)防護(hù)的技術(shù)有插干種植技術(shù)、種植喬灌木裸根苗和容器苗技術(shù)、點(diǎn)播撒播喬灌草種子技術(shù)、種植藤本植物垂直綠化技術(shù)和客土噴播技術(shù)。在實(shí)踐中應(yīng)結(jié)合邊坡實(shí)際情況、邊坡類型及特點(diǎn)，有針對(duì)性地選用某種植物生態(tài)防護(hù)技術(shù)，或在同一坡面上綜合采用多項(xiàng)技術(shù)，才能取得良好的護(hù)坡效果。

(3)國(guó)省干道公路邊坡采用植物生態(tài)防護(hù)時(shí)應(yīng)盡量選用鄉(xiāng)土植物，鄉(xiāng)土植物對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、成活率高，恢復(fù)的植被與公路原來的地域環(huán)境景觀協(xié)調(diào)，可以真實(shí)地反應(yīng)公路沿線區(qū)域的生態(tài)特色，養(yǎng)護(hù)成本低。

(4)坡面植物根系生長(zhǎng)直接關(guān)系到固土護(hù)坡能力，由于喬、灌、草植物根系的深淺存在差異，從而具有不同固土能力，草本植物根系較淺，固土能力較差，但是能迅速生長(zhǎng)覆蓋坡面；而喬、灌植物根系相對(duì)較深，固土能力較草本強(qiáng)，但初期生長(zhǎng)速度較草本慢。因此，采用草、灌、喬相結(jié)合配置模式，可取得較好的固土護(hù)坡效果。