農(nóng)林學(xué)類論文-云南安楚高速公路巖石邊坡生態(tài)恢復(fù)植物適應(yīng)性研究摘要：針對云南高速公路巖石邊坡生態(tài)恢復(fù)技術(shù)研究課題中的植物選擇及配置方面進(jìn)行研究,在對云南省安楚高速公路沿線自然環(huán)境條件分析及野生植物資源調(diào)查的基礎(chǔ)上,進(jìn)行植物生長試驗(yàn),并以安楚高速公路巖石邊坡作為工程示范點(diǎn),對適用的植物種類、種子配方進(jìn)行研究。并對灌草關(guān)系進(jìn)行分析,對邊坡綠化施工工藝提出改良意見。關(guān)鍵詞：高速公路巖石邊坡生態(tài)恢復(fù)植物灌草關(guān)系A(chǔ)bstract:AimingattheselectionandcollocationofplantsfortheexpresswayrockysideslopeecologicalrecoveryinYunnan,theresearchonplantsgrowingwascarriedoutbasedoninvestigationofthenaturalconditionandanalysisofwildplantsresourcesalongAnchuexpresswayinYunan1Usingtheexpresswayasdemonstrationproject,theauthorsfocusedonthestudyofadaptiveplantsandthecollocationofseeds1Inaddition,therelationshipbetweenshrubberyandgrasseswasalsoanalyzedandtheimprovingmeasureswererecommendedaboutconstructionprocessofecologicalrecoveryonrockysideslope。Keywords:Expressway；Rockysideslope；Ecologicalrecovery；Plants；Relationshipbetweenshrubberyandgrasses近年來,隨著云南經(jīng)濟(jì)的飛躍發(fā)展,國家每年都在高速公路的建設(shè)中投入大量資金。在開山辟路的過程中,造成大量原始地貌的破壞,加之云南的地形地貌多有山高溝深的特點(diǎn),形成大量裸露的巖石邊坡。據(jù)估計(jì),云南省因修建高速公路和其它工程建設(shè)每年將產(chǎn)生約300萬m2的巖石邊坡。如何因地制宜采取合理的辦法來進(jìn)行高速公路巖石邊坡生態(tài)恢復(fù)及環(huán)境治理一直是政府和交通部門比較棘手的問題。目前云南省巖石邊坡生態(tài)恢復(fù)主要采取客土噴播技術(shù)及其它綠化措施,無論何種綠化措施的成功都需建立在邊坡綠化植物適應(yīng)、生長的基礎(chǔ)上,針對高速公路復(fù)雜的地質(zhì)和自然環(huán)境條件,研究對巖石邊坡適應(yīng)性良好,綠化效果好的植物成為巖石邊坡生態(tài)恢復(fù)的重中之重,是實(shí)現(xiàn)公路交通與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的根本出路。1研究目的和方法為篩選出適合滇中地區(qū)安楚高速公路適生的邊坡植物品種,同時解決綠化施工中灌木與草本植物難于實(shí)現(xiàn)共同生長等問題,我們主要在3個方面進(jìn)行深入研究:(1)植物品種適應(yīng)性研究；(2)灌草合理配置研究；(3)施工工藝的改進(jìn)研究。同時將整個工作過程劃分為植物資源調(diào)查、苗盤試驗(yàn)、補(bǔ)充試驗(yàn)、人工模擬邊坡試驗(yàn)及工程示范5個階段。2研究過程與分析2.1植物資源調(diào)查云南省安楚高速公路位于滇中高原中部,地形復(fù)雜,盆嶺相間,起伏明顯,屬高原構(gòu)造,以中山、低中丘陵為主。年平均氣溫14181711,最熱為每年7月,極端最高氣溫為3412,最冷為每年1月,極端最低氣溫-710。干濕季節(jié)明顯,降雨量受地形影響大,年平均降雨量為829141533mm,且降雨多集中在610月,占全年降雨量80%以上。云南安楚高速公路沿線植被多屬滇中山原河谷季風(fēng)常綠闊葉林區(qū),全線海拔高差大,植被垂直變化顯著。在海拔1700m以下多見野生及人工栽植的云南松、車桑子、短萼灰葉、赤桉、檸檬桉、圣誕樹、臧柏、滇橄欖等樹種,草本以蒿草、茅草、黃竹草、戟葉酸模、狗牙根、牛筋草、云南知風(fēng)草、狗尾草較多,沿線受外來物種紫莖澤蘭侵害嚴(yán)重。2.2苗盤試驗(yàn)(見圖1)圖1苗盤試驗(yàn)在植物資源狀況調(diào)查的基礎(chǔ)上,初步篩選出車桑子、戟葉酸模、云南知風(fēng)草、狗尾草、牛筋草、短萼灰葉、狗牙根、木豆、黃野菊等鄉(xiāng)土植物作為苗盤試驗(yàn)的主要植物品種,同時為增加邊坡植物品種的多樣性,補(bǔ)充云南省內(nèi)公路邊坡綠化效果較好的植物品種:黑麥草、白三葉、葦狀羊茅、紫花苜蓿、彎葉畫眉、大翼豆、多花木蘭等,以各種不同的優(yōu)勢草種進(jìn)行比例調(diào)節(jié),配置出4個不同的植物品種配方,利用溫棚靈活方便、生長條件便于控制的特點(diǎn),模擬安楚高速公路沿線溫度、濕度條件,將植物種子配方與客土噴播基材配方結(jié)合,進(jìn)行32個苗盤的平行苗盤試驗(yàn),植物種子配方作為一個重要因素進(jìn)行評價,在驗(yàn)證客土噴播材料配方合理性的同時,也驗(yàn)證了植物配方的科學(xué)性。根據(jù)生長情況對各個試驗(yàn)苗盤進(jìn)行綜合評分,并對配置合理程度進(jìn)行評價。結(jié)果顯示,灌木與草本植物混合撒播,草本充分體現(xiàn)出發(fā)芽率高、生長快的特點(diǎn),特別是黑麥草、葦狀羊茅、云南知風(fēng)草等禾本科植物；而灌木植物如車桑子、短萼灰葉等,出芽率較低,生長速度慢且參差不齊；部分植物如戟葉酸模、黃野菊出現(xiàn)明顯的不適應(yīng)；值得一提的是白三葉,不同苗盤生長效果差異明顯,初步估計(jì)是受基材影響的結(jié)果。2.3補(bǔ)充試驗(yàn)(見圖2)圖2補(bǔ)充試驗(yàn)為排除客土噴播材料因素、植物之間競爭關(guān)系對試驗(yàn)結(jié)果的影響,保證種子試驗(yàn)的科學(xué)性,在基材草種試驗(yàn)初見成效后,選擇生長最好的基材配方,對植物種子進(jìn)行補(bǔ)充試驗(yàn),重點(diǎn)觀察不同植物種群在不受其它物種影響情況下的生長狀況,增強(qiáng)苗盤試驗(yàn)的說服力。通過補(bǔ)充試驗(yàn),大部分灌木生長速度有了明顯變化,驗(yàn)證了灌木受草本影響的事實(shí),同時也驗(yàn)證了部分植物如戟葉酸模、黃野菊生長受基材影響嚴(yán)重,表現(xiàn)出明顯的不適應(yīng)。2.4人工模擬邊坡試驗(yàn)(見圖3)圖3人工模擬邊坡試驗(yàn)由于苗盤試驗(yàn)僅限于溫棚中進(jìn)行,模擬環(huán)境條件受到一定的局限性,為更好地驗(yàn)證苗盤試驗(yàn)的結(jié)果,進(jìn)行人工模擬邊坡試驗(yàn)。在苗圃試驗(yàn)基地修筑人工模擬巖石邊坡,利用石質(zhì)底層構(gòu)筑,重點(diǎn)在于模擬巖石邊坡特點(diǎn),利用苗盤試驗(yàn)及補(bǔ)充試驗(yàn)的優(yōu)秀基材及優(yōu)良種子配方進(jìn)行噴播試驗(yàn),配合合理的草種配方進(jìn)行噴播,觀察植物生長情況,試驗(yàn)結(jié)果為后期的示范工程提供前提條件。2.5示范工程(見圖4)圖4示范工程苗盤試驗(yàn)和人工模擬邊坡試驗(yàn)在一定程度上能反映種子適應(yīng)性、配置合理狀況,但在溫度、濕度、光照、水分條件方面與實(shí)際邊坡存在差異,這些因素也是在苗盤試驗(yàn)、補(bǔ)充試驗(yàn)、人工模擬邊坡試驗(yàn)中所不能模擬的,因此,借2004年安楚高速公路邊坡綠化全面施工的機(jī)會,對安楚公路K76、K79兩個邊坡25000m2左右的巖石坡面進(jìn)行客土噴播綠化示范,對植物生長的適應(yīng)性、灌草的合理搭配等方面進(jìn)行全面觀察,詳細(xì)記錄植物生長情況進(jìn)行綜合評估。3結(jié)果與討論3.1植物品種推薦通過5個階段研究,特別是高速公路實(shí)地邊坡示范工程對植物的觀察,并參考沿線邊坡綠化植物情況,篩選出以安楚高速公路為代表的滇中地區(qū)適生的邊坡植物,劃分為5大類型進(jìn)行介紹。3.1.1速生型植物生長速度直接影響邊坡植被的覆蓋率,對于雨季時期大面積裸露的土質(zhì)坡面,及客土噴播的新坡面,特別需要表層植物迅速覆蓋,形成表層保護(hù)層,緩解雨水造成的面蝕及坡面水流形成的溝蝕,從而達(dá)到減緩水土流失的目的,并為其它植物生長創(chuàng)造先決條件。在眾多的植物中,草本植物生長速度較快,如多年生黑麥草、狗牙根、云南知風(fēng)草、牛勁草、白三葉、大翼豆等。其中以禾本科植物如多年生黑麥草、云南知風(fēng)草的生長速度最快,能在播種后兩周內(nèi)實(shí)現(xiàn)坡面完全覆蓋。豆科的白三葉、大翼豆還具有固氮根瘤菌,且兩者都是分蘗生長植物,既能增加土壤肥力、改良土壤,又能增加坡面覆蓋率,適合在難綠化坡面上應(yīng)用。狗牙根在國內(nèi)大量野生分布,生長速度快,分蘗能力更強(qiáng),莖節(jié)遇土易生根,具有良好的護(hù)坡效果,大面積狗牙根覆蓋的坡面,還能防止侵害性植物紫莖澤蘭的生長,這在云南省紫莖澤蘭危害的重災(zāi)區(qū)顯得尤為重要。3.1.2改良土壤型公路邊坡多有土壤貧瘠,保水保肥性差的特點(diǎn),安楚高速公路更不例外。邊坡綠化選擇植物光耐貧瘠、耐干旱不能保證坡面生物的可持續(xù)發(fā)展。豆科植物如木豆、短萼灰葉、豬屎豆、白三葉等具有根瘤菌,能將空氣中的氮轉(zhuǎn)化到土壤中增加土壤肥力,據(jù)資料顯示,每公頃白三葉可固定200kg氮。草本植物如黑麥草、白三葉、狗牙根等植株相對矮小,密度高,覆蓋率大,不但能阻斷陽光對坡面表層的直接照射,且其鎖蒸騰作用產(chǎn)生的水汽能緩解土壤干燥的作用,改變坡面小環(huán)境,逐漸改變坡面土壤水肥條件,為后期野生植物生長提供良好條件。3.1.3反季節(jié)生長型冬季(旱季)雨水較少,平均溫度較低,晝夜溫差大,大部分植物在冬季都普遍枯黃,特別是草本植物,對一年綠化的景觀影響極大。其中部分植物品種具有冬季生長的特點(diǎn)。毛苕子、紫花苜蓿等都能在冬季生長,維持坡面常綠景觀。另外,選擇的大部分灌木品種都是常綠灌木,雖然在冬季生長較慢,但能維持坡面常綠景觀。對旱季陽光強(qiáng)烈、濕度較小的情況下,緩解坡面表層土壤溫度,調(diào)節(jié)坡面濕度,防止坡面草本植物被太陽曬傷。3.1.4多年生型大部分草本植物生命周期短,如自身繁衍能力較差,對邊坡生物可持續(xù)發(fā)展極其不利。在其他高速公路綠化中,也常有大面積植被退化而形成裸露坡面的現(xiàn)象。所以,灌木護(hù)坡在長期護(hù)坡效果中起到主導(dǎo),這是因?yàn)榇蟛糠止嗄揪哂懈瞪睢⑸L周期長、覆蓋率高、葉片不集中凋落的特點(diǎn)。在安楚高速公路邊坡綠化中常選擇戟葉酸模、短萼灰葉、車桑子、木豆、云南松、豬屎豆、多花木蘭、雙莢槐、紫穗槐等多年生木本植物。在草本植物方面也選擇多年生黑麥草為主的多年生草本植物。3.1.5景觀點(diǎn)綴型安楚公路是昆明通往滇西北、滇西南的重要通道,是關(guān)系云南旅游業(yè)發(fā)展的重要道路,所以坡面綠化中考慮水土保持效應(yīng)的同時強(qiáng)調(diào)景觀效果。公路沿線植物景觀營造與城市庭院景觀綠化有其不同之處,它的管理比庭院、城市景觀綠化要粗放,另外公路沿線景觀強(qiáng)調(diào)高速行駛下景觀的快速變化及線性韻律的變化。綠化較好的邊坡,以深綠為主基調(diào),適當(dāng)點(diǎn)綴花色葉色植物,能給邊坡景觀營造畫龍點(diǎn)睛。葉色植物單價較高,所以一般高速公路邊坡綠化運(yùn)用較少,常用的葉色植物有爬山虎、地錦等,只能在深秋季節(jié)葉色隨霜凍變紅色,大面積栽植景觀效果也特別醒目。公路邊坡綠化花色植物較多,為節(jié)約綠化成本常以種子栽植為主,如波斯菊、孔雀草等在安楚高速公路邊坡上大量應(yīng)用,這些花色植株較一般草本植物要高大,花朵大而醒目,花期較集中,在安楚高速公路沿線形成特色風(fēng)景線。3.2灌木和草本植物的關(guān)系3.2.1灌草的互補(bǔ)關(guān)系(見圖5)草本植物具有生長速度快,覆蓋率高的優(yōu)點(diǎn)；而灌木具有生長周期長,根系發(fā)達(dá)的優(yōu)點(diǎn)。草本護(hù)坡在初期因有較高的覆蓋率,能減緩雨水對坡面造成的面蝕及溝蝕。然而單純草本護(hù)坡,養(yǎng)護(hù)成本較高,且難于維持四季常綠的景觀效果,且生態(tài)群落單一,層次結(jié)構(gòu)簡單,對于惡劣氣候抵抗能力差,容易引起大面積退化,不適合邊坡生物防護(hù)的可持續(xù)發(fā)展。灌木護(hù)