基于生態快速恢復的寧道高速綠化設計構想

盧 薇 龔先兵 龍岳林

高速公路是現代化交通的重要組成部分,高速公路的建設水平是衡量一個國家與地區國民經濟發展水平的重要標志。然而,在高速公路建設過程中,一定程度上不可避免地對當地自然生態系統造成了破壞,影響了道路周邊地區的環境質量。因此,依據生態恢復的理論,堅持可持續發展的理念,協調道路建設與經濟發展的關系,對路域生態系統進行恢復和重建是新世紀環境保護的一項重要內容[1]。本研究通過對寧遠—道縣高速公路沿線植被進行調查,利用取樣方法對不同地段的植物群落進行分析,為寧道高速公路沿線生態恢復和人工群落的重建提供理論指導。

1 基本概況

寧道高速公路是廈蓉高速(廈門—成都)其中的一段,是國家高速公路網規劃的重要組成部分,是連接我國東、中南部及西南地區的主要運輸通道,同時也是構成湖南省“五縱七橫”的第七橫。主線全長91.73 km,其中寧遠縣境路線長 33.32 km,道縣境路線長55.95 km。

2 沿線植物群落調查

表1 馬尾松群落分析

2.1 調查內容與方法

筆者根據群落外貌,確定寧道高速沿線具有代表性的充分反映群落種類組成和結構特征3個樣點為調查對象,設立20 m×20 m標準樣地進行群落調查,采用“每木調查法”,調查植物的種類、生境、生長狀況,記錄胸徑、株數和高度等。根據調查資料,對各種群的相對多度、相對頻度、相對蓋度、重要值進行統計分析。

2.2 調查結果與分析

2.2.1 馬尾松群落

該群落建群種是馬尾松,因土壤貧瘠,土層淺薄,馬尾松生長緩慢,植株矮小,生長勢較弱,高 2 m～4 m,胸徑 5 cm～8 cm,重要值為39.79。該群落的灌木層植物有短柄櫟、木、杭子梢、映山紅、烏飯樹、白花龍、稠李等;藤本植物有菝葜和光葉菝葜等;地被層以蕨類和茅類植物居多,主要有鐵芒萁、白茅、五節芒等,其調查結果見表1。

表2 桉樹群落分析

2.2.2 桉樹群落

該群落呈片狀分布,建群種是桉樹,高4 m～6 m,胸徑 6 cm～9 cm,重要值為43.65,喬木層另有部分幼齡期馬尾松種植其中,灌木層植物種類豐富,有圓葉烏桕、木、映山紅、鹽膚木、勾兒茶、金櫻子等;草本層種類也較多,有續隨子、堇菜、艾蒿、五節芒、白茅、冬茅等,林下植被以茅類為主,物種較少。該群落中各物種調查結果見表2。

2.2.3 木荷群落

該群落建群種是木荷,重要值為39.13。喬木層種類有木荷、香樟、馬尾松,灌木層種類有油茶和白花龍等,其中油茶數量較多,僅次于木荷,地被層種類有鐵芒萁、白茅、冬茅等。該群落中各物種調查結果見表3。

表3 木荷群落分析

調查表明,由于該地域土壤貧瘠,土層稀薄,植物群落中高大喬木數量稀少,而在3個樣地里頻度最高的馬尾松植株矮小,生長緩慢,在較長的時間里仍處于幼年期狀態,植被生態服務功能較弱,無法形成較好的景觀效果。此外群落層次單一,雖有下層植物分布,但幾乎被茅類覆蓋,這是由于在群落形成過程中缺乏一定的人工干預,使植物自然生長,而有些植物在長期的自然選擇中被淘汰,從而出現群落結構組成不合理的現象,針對這種情況,在種植設計時注意植物層次的搭配同時應適當加強人工干預[2],并適當引進適宜本地生長的外來物種以豐富群落層次和植物種類。

3 湖南省現有高速公路生態恢復情況

2009年3月,筆者對湖南境內幾條高速公路進行了實地勘察,包括長常、常張、常吉、懷新、潭邵、京珠等幾條,從公路邊坡狀況、當地物種的入侵情況、植物選擇和綠化效果及高速公路安全性等方面進行觀測記錄,完成了生態恢復情況的綜合調查,總結出以下幾點以供參考。

3.1 生態防護效果顯著

通過實地調查,筆者總結出高速公路邊坡防護應以生態防護為主,結構防護為輔。生態防護中植物地上部分的莖、枝、葉可有效阻擋降雨直接濺落坡面,間接起到降低降雨強度、控制地表水土流失的作用;植物在地下分布有豐富的根系,其中,淺層根系互相連接并與土壤結合起到加筋作用,可有效固持坡面淺層土壤,防止侵蝕流失;深層根系在邊坡土壤中可以起到錨固作用,使地表植物與深層土壤融為一體,提高坡體的穩定程度[3]。生態護坡最大限度減少水土流失的同時,能夠保持原生植被和生態景觀,且成本低。此外,高速公路生態邊坡能軟化視覺,為司乘人員提供一個安全輕松的行車環境。對于土層松軟的坡面,易出現滑坡、瀉溜等情況,應在結構防護的基礎上再進行生態防護,如圖1所示,常張高速常德入口13 km處邊坡先用菱形框客土進行結構防護,然后以草灌木的搭配種植進行生態防護,在植物的選擇上,應選擇抗性強,耐貧瘠和深根性的品種。如圖2所示,常張高速常德入口40 km處邊坡植物應用以刺槐為主,生態和景觀效應較好。

3.2 鄉土樹種表現良好

高速公路綠化設計在樹種選擇上應盡可能地選擇鄉土植物,因鄉土樹種是本地氣候和土壤環境進化的結果,最能適應當地的環境,能較快地形成景觀,起到生態防護的效果,同時,鄉土樹種是最能體現當地特色的樹種。筆者了解到常吉高速沿線植物大部分是從當地山頭移植而來,成本低,無需人工精心管理,植物生長良好,已形成效果較好的植物景觀。此外,高速公路周邊環境惡劣,車輛行駛速度快且頻繁,噪聲大,灰塵多,因此應選擇適應性強,生長健壯,管理粗放的植物。筆者在調查中發現,南迎春的應用頻率最高,分析其原因:1)南迎春喜溫暖、略耐寒、耐干旱,瘠薄,耐粗放管理,且造價低;2)南迎春枝條細長,呈拱形下垂生長,開黃色小花,花期較長,其景觀效果顯著穩定,如圖3所示。

3.3 中央隔離帶種植品質良莠不齊

高速公路中央隔離帶主要是為行車安全而設置的,因此應從防止車輛夜間行駛產生的炫光,美化視覺環境為出發點來選擇植物種類。但中央隔離帶的土壤多為棄渣土和生土,土壤肥力較差,植物品種應選擇抗性強,耐貧瘠,生長迅速,易密植的當地灌木,在下層應用豆科,禾本科草本植物增加土壤肥力,如白三葉,黑麥草,馬尼拉結縷草等,并且在設計上應避免過于單一的景觀類型。實地考察證明中央隔離帶采用柏類植物效果良好,如圓柏,檜柏,龍柏等,而在調查中發現常張高速部分路段選擇月季,山茶,法國冬青等作為中央隔離帶植物,植株因生長環境惡劣而長勢較差,甚至出現枯萎死亡現象。柏類植物截頂距地面1.8 m,植株間距1.5 m時避光防眩效果最佳,在設計上采用其與大葉黃楊等灌木間隔種植,做到靜中有變,變中有序,以形成動感連續的綠色長帶,起到分隔空間、襯托景物的作用。

4 寧道高速生態恢復綠化設計構想

筆者通過對寧道高速的實地勘察,并結合湖南省現有高速公路生態恢復調查結果,就寧道高速生態恢復綠化設計提出以下構想。

4.1 人工種植“點”

在寧道高速公路沿線根據土層情況,景觀需要,地形選擇適宜的點人工種植高大喬木,宜樹則樹,重點突出喬木的量,加快人工群落向自然群落的演替。如在土層松厚的填方邊坡適當引入根系深廣的喬木,這樣有助于邊坡的長久穩定;邊溝外側則根據栽植地的寬窄因地制宜,窄者種植一排喬木,以點成線,株距4 m～6 m,或者常綠落葉交錯,或喬木灌木配合;寬者可自然式組合喬灌木,點線結合,高低疏密相間,但不論寬窄,喬木履帶須在一定的長度留空,讓司乘人員有觀賞景致的空間;而在高路基段,橋梁和高架橋的兩頭,由于路基較高,宜種植高大喬木樹種。在該地區適宜種植的喬木有香樟,桉樹,馬尾松,木荷,楓香,杜英,櫸樹,苦櫧,桂花,青皮樹,留春樹,烏桕等。筆者考察到,在寧道高速道路建設過程中,相關部門已經對周邊大樹進行了保護移植,最大限度提高移植大樹的成活率和移植質量,盡量避免因大樹移栽造成的人力、物力、財力等資源的浪費。

4.2 生態防護“線”

在寧道高速公路的建設過程中,應針對不同類型的邊坡采取生態防護以及生態防護和結構防護相結合的措施以形成生態效果與景觀效果俱佳的防護線。如硬質巖類邊坡一般屬高陡邊坡,無植物生長條件,綠化時需要客土,對于節理不發育、穩定性良好、坡高不超過10 m的巖坡,可考慮藤本植物綠化,藤本植物生長、攀援、覆蓋坡面,如南迎春,對于節理發育的巖坡,應充分考慮坡面防護,一般采用植被混凝土綠化;對于軟性巖類坡面的生態恢復,由于坡面巖性較軟,易出現滑坡、瀉溜等情況,應在工程措施的基礎上進行,在坡度較小處應以灌木與草本相結合種植,在物種選擇上應用耐貧瘠與深根性灌木,如刺槐,在個別土層松厚的坡面可考慮種植喬木;土石混雜類坡面的生態恢復可采用先以草本覆蓋地面,再結合種植灌木的方式,對于坡度小處,可結合喬木的種植,坡度大時,先用拱形框或菱形框客土,然后種植;土質類坡面綠化時要特別注意邊坡防護,植物可選用灌木、草本類植物,在物種選擇上應充分考慮其適應性、多樣性、功能性,使建立的植物群落具有較強的生態穩定性,可在邊坡上打樁,設置柵欄,漿砌石框格以利于邊坡穩定和植物生長,后期還要維護和管理[1]。

4.3 自然恢復“面”

寧道高速公路建設過程中應最大限度地保護表土,利用現有表層土壤并依據當地植被結構,灌木與草本有機結合,合理配置,實現仿自然恢復面的生態快速恢復。保留表土的原因有:1)表層土壤中含有豐富的植物生長所必須的氮、磷、鉀等大量元素,還有植物生長不可缺少的鈣、錳、鐵、銅、鋇等微量元素;2)表土本身是個“種子儲藏庫”,含有豐富的當地植物種植資源,通過表土撒播方式能快速恢復地區的原生植被。此外,在灌木及藤本植物的選擇上,應盡可能使用本地的野生種,如木,木荷,杭子梢,白花龍,短柄櫟,過路黃,續隨子,勾兒茶,大青,云實,金櫻子等,并適當加強人工干預,避免出現野生茅類的侵占現象。

5 結語

在高速公路建設過程中,路域生態系統恢復是一個系統工程,需要建立長效的機制,采用科學的方法才能獲得生機。在植物選擇上應以鄉土植物為主,適當引進外來樹種,植物種植設計應以改善車行環境的安全性和景觀生態性為前提,邊坡防護則應以生態防護為主,適當結合結構防護。在寧道高速生態恢復重建過程中,應以人工選點種植高大喬木(如木荷和桉樹)為主,植被仿自然恢復為輔的模式開展。

[1]張衛平,董建輝.山區高速公路生態恢復理論與實踐[M].北京:人民交通出版社,2006.

[2]張明麗,王玉勤.上海植物園植物群落調查報告[R].2007.

[3]郭崢春.道路綠化的常見問題及解決方案初探[J].山西建筑,2007,33(34):349-350.