周樹(shù)良，段 煉，曾崇奇，曾 臻，胡 蔚

(衡陽(yáng)市林業(yè)局，湖南 衡陽(yáng) 421000)

紫色頁(yè)巖吸熱性強(qiáng)，晝夜溫差大，易受熱脹冷縮影響而物理分解，剝落形成碎屑狀物質(zhì)，分化成紫色土，尤其在高溫多雨季節(jié)，物理風(fēng)化更為強(qiáng)烈[1-4]。以紫色頁(yè)巖為主要類型的裸露邊坡植被恢復(fù)難度大、成活率低，嚴(yán)重影響城市綠化景觀和城市品位，同時(shí)存在安全隱患。

自20世紀(jì)90年代以來(lái)，各級(jí)政府在衡陽(yáng)紫色頁(yè)巖地區(qū)進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，經(jīng)多年檢驗(yàn)，保留了一些生態(tài)恢復(fù)模式[5]。植被恢復(fù)是生態(tài)恢復(fù)的重要環(huán)節(jié)，退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建是以植被恢復(fù)為前提[6]。紫色頁(yè)巖自然恢復(fù)模式下，植被生長(zhǎng)主要受制于土壤條件，草地、灌草、灌叢和喬灌模式長(zhǎng)期作用可改善區(qū)域環(huán)境，促進(jìn)新物種增加，對(duì)植被恢復(fù)有積極作用[7]。本研究采用目前效果比較明顯的“三維植被網(wǎng)護(hù)坡噴植技術(shù)”[8-10]進(jìn)行紫色頁(yè)巖路塹邊坡綠化，對(duì)衡陽(yáng)地區(qū)裸露邊坡自然覆綠植被和紫色頁(yè)巖植被進(jìn)行調(diào)查和分析，結(jié)合測(cè)土配方查詢結(jié)果，篩選幾種常見(jiàn)的綠化草本和鄉(xiāng)土樹(shù)種進(jìn)行邊坡噴播試驗(yàn)，然后對(duì)邊坡綠化植物生長(zhǎng)情況進(jìn)行調(diào)查研究，根據(jù)綠化植物生長(zhǎng)情況結(jié)合植物根系固坡分析，構(gòu)建最優(yōu)化的紫色頁(yè)巖邊坡綠化植物組合模式。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地選擇衡陽(yáng)市城區(qū)蔡倫大道、蒸陽(yáng)北路、蒸湘北路、吉興垃圾場(chǎng)、松木工業(yè)園區(qū)，是典型的紫色頁(yè)巖地貌，邊坡紫色頁(yè)巖分化紫色土容易脫離不穩(wěn)定，無(wú)土層覆蓋，自然覆綠難度大，長(zhǎng)期裸露。平均降雨量1346.7mm，年平均溫度為17.2～18.6℃，無(wú)霜期281～297d。

1.2 試驗(yàn)設(shè)置

本研究選用草灌喬植物品種：狗牙根Cynodondactylon(Linn.)Pers.、黑麥草LoliumperenneL.、車(chē)軸草TrifoliumrepensLinn.、高羊茅FestucaelataKeng ex E. Alexeev (Gramineae)、紫穗槐AmorphafruticosaLinn.、馬尾松PinusmassonianaLamb.、刺槐RobiniapseudoacaciaLinn.、構(gòu)樹(shù)Broussonetiapapyrifera(Linn.) L′Her.ex Vent.、馬棘IndigoferapseudotinctoriaMatsum.。

根據(jù)邊坡坡度、邊坡高度、邊坡穩(wěn)定性，分別對(duì)各試驗(yàn)路段裸露邊坡進(jìn)行邊坡綠化試驗(yàn)(見(jiàn)表1)。

表1 邊坡綠化噴播試驗(yàn)Tab.1 Spray seeding test of slope greening 地點(diǎn)坡度/(°)地類設(shè)計(jì)植物綠化模式蔡倫大道30～80紫色頁(yè)巖紫穗槐、狗牙根鐵絲網(wǎng)噴播綠化蒸陽(yáng)北路35～50紫色頁(yè)巖紫穗槐、馬棘、高羊茅、狗牙根鐵絲網(wǎng)噴播綠化吉興垃圾場(chǎng)50紫色頁(yè)巖馬尾松鐵絲網(wǎng)噴播綠化蒸湘北路35～50紫色頁(yè)巖車(chē)軸草、黑麥草、狗牙根、刺槐、馬棘、紫穗槐鐵絲網(wǎng)噴播綠化松木工業(yè)園35～45紫色頁(yè)巖構(gòu)樹(shù)鐵絲網(wǎng)噴播綠化

1.3 試驗(yàn)方法和指標(biāo)調(diào)查

1.3.1 外業(yè)觀察 2016年春季2～3月實(shí)施邊坡綠化，定期進(jìn)行邊坡綠化植物生長(zhǎng)情況觀察并及時(shí)做好表征性指標(biāo)的觀測(cè)，且做好記錄。

1.3.2 調(diào)查統(tǒng)計(jì) 分路段分小班進(jìn)行外業(yè)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，主要統(tǒng)計(jì)邊坡綠化植物平均地徑(木本)、高度、根系長(zhǎng)度、須根或側(cè)根(大于5 cm的一級(jí)側(cè)根)數(shù)、綠期、抗病性、固坡性。

1.3.3 相關(guān)指標(biāo)

(1)綠期：目標(biāo)植物葉片綠期，為了間接表征目標(biāo)植物耐寒性、耐旱性，分別于2016年7月、8月、9月、12月和2017年1月、2月中旬分6次集中觀測(cè)各試驗(yàn)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)地各目標(biāo)植物保持黃綠以上綠度的天數(shù)(考慮各目標(biāo)草本種群個(gè)體差異，以種群中群體75%為核定標(biāo)準(zhǔn))。

(2)抗病性：選取1m2大小的單位面積樣方，根據(jù)單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)每個(gè)目標(biāo)草本類別的個(gè)體與種群抗細(xì)菌性或真菌性病害情況(以發(fā)病病癥有無(wú)為界定標(biāo)準(zhǔn))，分為優(yōu)(未感病植株數(shù)量占該草本種群整體百分?jǐn)?shù)，簡(jiǎn)稱“未感病”≥90%)、良(60%≤未感病<90%)、差(未感病>60%)3個(gè)等級(jí)。每個(gè)目標(biāo)植物同一試驗(yàn)點(diǎn)觀測(cè)3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地，確定樣本株，取平均值，確定抗病性等級(jí)，同時(shí)注意各個(gè)目標(biāo)植物生命周期的長(zhǎng)短差異。2016年夏秋兩季各觀測(cè)2次。

(3)固坡性：根據(jù)植物根系分布特點(diǎn)進(jìn)行邊坡綠化植物根系固坡分析。

1.4 數(shù)據(jù)采集與統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)采集：采用標(biāo)準(zhǔn)地對(duì)角線五點(diǎn)取樣法，根據(jù)需要確定樣本株5～13株，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)取3個(gè)樣。2016年7月、12月和2017年7月中旬分3次測(cè)量目標(biāo)植物地徑(木本)、高度、根系長(zhǎng)度、須根或側(cè)根數(shù)。

統(tǒng)計(jì)分析采用描述分級(jí)統(tǒng)計(jì)法和算術(shù)平均值統(tǒng)計(jì)法。

2 結(jié)果與分析

2.1 邊坡綠化草本植物生長(zhǎng)情況

根據(jù)邊坡綠化植物生長(zhǎng)情況調(diào)查統(tǒng)計(jì)進(jìn)行綜合分析，幾種草本植物都比較耐瘠薄、覆綠快、抗病性都強(qiáng)，根系都比較發(fā)達(dá)，狗牙根單株須根數(shù)比較少，但是稈下部匍匐地面蔓延，節(jié)上常生不定根，根系分布廣而深，可形成致密的草皮，再生力很強(qiáng)。車(chē)軸草綠期最長(zhǎng)，黑麥草綠期較短，夏季高溫季節(jié)地上部分基本枯萎。邊坡草本植物生長(zhǎng)情況見(jiàn)表2。

表2 邊坡草本植物生長(zhǎng)情況Tab.2 Growth of herbaceous plants on slope植物品種平均高度/cm根系平均長(zhǎng)度/cm單株側(cè)、須根數(shù)根系類型綠期/d抗病性狗牙根481614須根系270優(yōu)車(chē)軸草261320直根系330優(yōu)黑麥草272020須根系240優(yōu)高羊茅221424須根系270優(yōu)

2.2 邊坡綠化木本植物生長(zhǎng)情況

對(duì)邊坡綠化木本植物生長(zhǎng)情況綜合分析，發(fā)現(xiàn)紫穗槐和馬棘長(zhǎng)勢(shì)最快，根系為主直根型，一年生苗最大根系可達(dá)0.5m，可以深入紫色頁(yè)巖邊坡縫隙。馬尾松、構(gòu)樹(shù)和刺槐根系為水平根型，主要著生在邊坡表層。馬尾松長(zhǎng)勢(shì)比較慢，因馬尾松喜光、喜溫，越是與草本植物混播的越受草本植物影響。馬尾松是常綠針葉樹(shù)，其他樹(shù)種均為落葉樹(shù)。

由于紫色頁(yè)巖邊坡坡度比較陡，為了通道安全考慮，防止邊坡植物倒伏帶來(lái)安全隱患，優(yōu)先選用抗風(fēng)的主直根型灌木植物。因此，紫穗槐和馬棘是一種邊坡綠化的優(yōu)勢(shì)灌木樹(shù)種，固坡抗風(fēng)效果較好；刺槐和構(gòu)樹(shù)雖然適合紫色頁(yè)巖生長(zhǎng)環(huán)境，但是因?yàn)楦禍\，樹(shù)形高大，抗風(fēng)性差，不適宜作為邊坡綠化樹(shù)種，詳見(jiàn)表3。

表3 邊坡木本植物生長(zhǎng)情況Tab.3 Growth of woody plants on cut slope植物品種平均地徑/mm平均高度/cm根系平均長(zhǎng)度/cm單株側(cè)、須根數(shù)根系特點(diǎn)綠期/d抗病性紫穗槐8.0794515主直根型270好馬尾松2.0191217水平根型365好刺槐2.8192720水平根型270好構(gòu)樹(shù)4.6191416水平根型270好馬棘11.51154415主直根型270好

2.3 邊坡綠化植物組合模式構(gòu)建

對(duì)照灌草綠化植物生長(zhǎng)習(xí)性，本研究構(gòu)建幾組最優(yōu)化的紫色頁(yè)巖邊坡植物組合綠化模式。研究發(fā)現(xiàn)灌草植物組合綠化模式在紫色頁(yè)巖路塹邊坡綠化效果較好，覆蓋度90%以上。植物組合綠化優(yōu)于單一草種和單一樹(shù)種綠化，灌草植物正好優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，早期草本植物作為地被植物迅速覆綠，減少?gòu)搅?，保持水土，為灌木生長(zhǎng)保水、保肥；后期灌木生長(zhǎng)，可以深層固坡，美化邊坡，構(gòu)建灌草立體生態(tài)防護(hù)體系，達(dá)到恢復(fù)自然植被的目的，適合各種紫色頁(yè)巖路塹邊坡綠化，具體見(jiàn)表4。

表4 邊坡綠化植物組合模式分析Tab.4 Analysis on the combination model of slope greening plants模式地段植物組合邊坡地類景觀效果覆蓋度/%根系固坡特性1蒸湘北路紫穗槐+車(chē)軸草 紫色頁(yè)巖草灌立體景觀100草灌綜合固坡2蔡倫大道紫穗槐+狗牙根紫色頁(yè)巖草灌立體景觀95草灌綜合固坡3蒸湘北路馬棘+狗牙根紫色頁(yè)巖草灌立體景觀100草灌綜合固坡4蒸陽(yáng)北路馬棘+高羊茅紫色頁(yè)巖草灌立體景觀90草灌綜合固坡

3 結(jié)論與討論

紫色頁(yè)巖裸露邊坡的治理不是簡(jiǎn)單的土建工程，也不是單純的種草復(fù)綠，而是需要進(jìn)行系統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)[11]。植被恢復(fù)不僅可以構(gòu)建退化生態(tài)系統(tǒng)的初始植被，還可有效改善土壤結(jié)構(gòu)、養(yǎng)分狀況和微生物環(huán)境，從而促進(jìn)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的恢復(fù)，因此，植被恢復(fù)是退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建最重要、最有意義和最根本的技術(shù)措施[12-15]。草本易退化，并且根系較淺，護(hù)坡及抗旱等效果較差，后期澆水、防火等養(yǎng)護(hù)工作難度大，因此，邊坡綠化通常以灌木為最終目標(biāo)植物[16-17]。實(shí)踐證明，先種草后植灌建立的灌草帶在調(diào)水、保土、聚土、調(diào)肥方面效果明顯[18]。因此選擇和配置合適的植物并保證施工質(zhì)量是邊坡綠化的關(guān)鍵所在[19-20]。

本研究表明，邊坡綠化植物以鄉(xiāng)土樹(shù)種灌木紫穗槐、馬棘為主，搭配優(yōu)勢(shì)草本狗牙根、車(chē)軸草和高羊茅，構(gòu)建灌草植物組合綠化模式，創(chuàng)建一個(gè)模擬生態(tài)系統(tǒng)，有利于防止水土流失、保持邊坡的穩(wěn)定性、提高紫色頁(yè)巖路塹邊坡生態(tài)效益和社會(huì)效益，對(duì)湘中丘陵地區(qū)紫色頁(yè)巖路塹邊坡綠化具有重要的指導(dǎo)意義。有些偏遠(yuǎn)地方裸露邊坡立地條件復(fù)雜，施工不便，需要因地制宜創(chuàng)新施工模式、更換綠化植物品種，還可以試著引入一些耐瘠薄的花卉和藤本植物，增強(qiáng)邊坡綠化植物的觀賞性。