以表層土壤作為客土噴播基材的公路邊坡綠化初期效果研究

曹子龍，陳 兵

（交通運輸部科學研究院，北京100029）

0 引言

公路建設清表施工產生的表層土壤中，含有大量的腐殖質、有機質、氮、磷、鉀等養分，除此之外往往還含有豐富的鄉土植物種子資源和土壤微生物資源。因此，表層土壤是可以重復再利用的寶貴資源。表土資源的利用在公路建設植被恢復中越來越得到重視，并且在部分公路建設過程中進行了簡單的利用，如對公路擾動區域利用剝離的表土進行覆蓋或回填復墾利用等[1-3]。客土噴播技術自20世紀90年代引入我國，現已成為比較成熟的邊坡綠化技術[4-6]。本研究以在建的廣州至樂昌高速公路工程為依托，以表層土壤作為主要客土基材，結合客土噴播施工工藝，通過開展對比試驗研究，為進一步探索表土利用技術在高速公路邊坡綠化中的應用進行了有益的嘗試。

1 研究區概況

研究區位于廣東省英德市黎溪鎮，處于南亞熱帶向中亞熱帶的過渡地區，屬亞熱帶季風氣候;該區域平均降水量為2 400mm，蒸發量為1 718mm，年平均日照時數為1 631.7h，年平均氣溫為21.1℃；土壤類型主要為赤紅壤。

2 研究方法

2.1 試驗邊坡設置

本研究以在建的廣州至樂昌高速公路（樁號為K206+143～K206+250）右側邊坡作為試驗邊坡，并以該路段相對應的左側邊坡作為對照邊坡。試驗邊坡高度為7m，坡比為1∶1，屬于土質邊坡；對照邊坡高度為11m，坡比為1∶1，屬于土質邊坡。

2.2 試驗材料

本研究試驗邊坡客土基材所用土壤材料為附近路段路基清表施工過程中收集的表層土壤，對照邊坡客土基材所用土壤材料為非表層土壤。

2.3 試驗方案

2.3.1 施工工藝

本次試驗所選定的試驗邊坡及對照邊坡均采用客土噴播施工工藝進行施工。

2.3.2 材料配比方案

為增強試驗邊坡與對照邊坡的對比性，試驗邊坡客土基材土壤完全為表層土壤，對照邊坡客土基材土壤完全為非表層土壤，配比方案見表1。

表1 試驗邊坡及對照邊坡客土噴播基材中表層土壤與非表層土壤配比方案

2.3.3 植物種配比方案

為增加試驗邊坡與對照邊坡的可比性，試驗邊坡與對照邊坡噴播植物種選擇相同的配比方案，植物種配比方案見表2。

表2 試驗邊坡及對照邊坡客土噴播植物種配比方案

2.3.4 施工時間

試驗邊坡施工時間為2011 年12 月22 日開始，12月23日完工；對照邊坡施工時間為2011年12月15 日開始，12 月16 日完工。施工時間基本相同，均為2011年12月中下旬。

2.4 邊坡植物觀測

2.4.1 樣方設置

采用隨機抽取樣方，然后固定樣方的觀測方法。試驗邊坡和對照邊坡各隨機設置3個固定觀測樣方，每個樣方的規格為1m×1m，四角用小木樁固定，用細繩形成四邊。

2.4.2 觀測時間和觀測內容

客土噴播施工完畢后，對試驗邊坡和自然邊坡所設置的固定觀測樣方每月觀測一次，觀測內容包括植物種類、株數、蓋度、高度、生長情況等。

3 結果與分析

3.1 試驗邊坡綠化效果整體評價

試驗邊坡于2011年12月22日開始進行客土噴播施工，于12 月23 日施工完畢。至2013 年8 月下旬，試驗邊坡坡面穩定，無水土流失情況發生，坡面植被已形成以蕨類植物鐵芒萁為主，伴生有當地野生雜草的鄉土植物群落景觀，邊坡植被覆蓋率為91%，植被覆蓋度較高，邊坡整體綠化效果較好。

3.2 試驗邊坡與對照邊坡綠化效果對比分析

圖1、圖2 分別為2012 年4 月下旬及2013 年8月下旬試驗邊坡及對照邊坡植被平均蓋度對比土。從圖1和圖2可看出，客土噴播綠化初期，試驗邊坡和對照邊坡植被平均蓋度較為相似。至2012年4月下旬，試驗邊坡和對照邊坡植被平均蓋度分別為72%和70%。經過一個生長季后，試驗邊坡和對照邊坡植被平均蓋度發生了較明顯的變化。至2013 年8 月下旬，試驗邊坡和對照邊坡植被平均蓋度分別為91%和80%，前者明顯高于后者。

圖1 邊坡植被平均蓋度（2012年4月下旬）

圖2 邊坡植被平均蓋度（2013年8月下旬）

圖3 邊坡植物種相對蓋度（2012年4月下旬）

圖4 邊坡植物種相對蓋度（2013年8月下旬）

圖3、圖4 分別為邊坡植物種相對蓋度對比圖。從圖3和圖4可看出，客土噴播綠化初期，試驗邊坡與對照邊坡植被群落組成相似。至2012年4月下旬，試驗邊坡和對照邊坡植被均以狗牙根群落為主，伴生有多花木蘭、鹽膚木、多花胡枝子等植物種的人工草本植物群落。經過一個植物生長季后，試驗邊坡植被群落開始逐漸發生演替。群落中植被蓋度最大的植物種狗牙根，逐漸被鄉土植物種鐵芒箕代替。至2013 年8 月下旬，試驗邊坡植被群落已演替成為以蕨類植物鐵芒萁為主，伴生有當地野生雜草的鄉土植物群落。而對照邊坡經過一個植物生長季后，植物群落未發生明顯的群落演替。至2013 年8 月下旬，對照邊坡植被群落仍為以狗牙根群落為主，伴生有多花木蘭、鹽膚木、多花胡枝子和極少量野生雜草種的人工草本植物群落。

上述研究結果表明，采用表層土壤作為主要客土基材進行客土噴播綠化，可有效促進邊坡植被向著鄉土化植物群落演替。

3.3 試驗邊坡綠化效果與自然邊坡植被效果對比分析

截止2013 年8 月下旬，通過對試驗邊坡綠化效果與附近地段以蕨類植物為主的自然邊坡植被進行對比發現，試驗邊坡經過一個生長季后，其植被群落特征與自然邊坡已經較為相似，均表現為以蕨類植物鐵芒萁為絕對優勢植物種的鄉土植物群落。從圖5和圖6可看出，試驗邊坡和自然邊坡植被平均蓋度和優勢植物種相對蓋度均較為相似，試驗邊坡和自然邊坡植被平均蓋度分別為90%和98%，前者略低于后者；作為群落絕對優勢植物種的鄉土植物種鐵芒萁的相對蓋度分別為91%和95%，前者略低于后者。

圖5 邊坡植被平均蓋度（2013.08.20）

圖6 邊坡植物種相對蓋度（2013.08.20）

另外，截止2013 年8 月下旬，試驗邊坡和自然邊坡植被平均高度分別為21cm和44cm。試驗邊坡經過一個生長季后，其植被平均高度明顯低于自然邊坡。這說明試驗邊坡客土噴播綠化后，在短時間內，邊坡植被在生長高度上同自然邊坡尚有一定的差距。

上述研究結果表明，公路邊坡采用表層土壤作為主要客土基材進行客土噴播，可顯著促進邊坡植被向著鄉土化植物群落演替，并使邊坡植被逐漸與周邊自然邊坡植被群落趨同。

4 結論

（1）通過試驗邊坡與對照邊坡對比研究表明，采用表層土壤作為主要客土基材進行客土噴播，可有效地促進邊坡植被向鄉土化植物群落演替，且植被蓋度明顯高于采用非表層土壤作為主要客土基材進行客土噴播的對照邊坡。

（2）試驗邊坡經過一個植物生長季后，邊坡植被特征與以蕨類植物為主的自然邊坡已較為相似，表明采用表層土壤作為主要客土基材進行客土噴播，可顯著促進邊坡植被向著鄉土化植物群落演替，并使邊坡植被逐漸與周邊自然邊坡植被群落趨同。

[1] 汪偉剛，張乾峰，李能.清表土在公路景觀工程中的應用實踐[J]. 公路交通科技：應用技術版，2012（12）：358-361.

[2] 吳風.以依寶公路為例對路基剝離表土進行規劃利用的探索[J].黑龍江交通科技，2009（8）：87-88.

[3] 陳基燦.淺談表土集中堆放利用在韶贛高速公路的工程實踐[J].廣東科技，2009（12）：271-272.

[4] 曹子龍，陳兵.基于腐殖酸為基材成分的道路邊坡客土噴播效果研究[J].交通標準化，2011（7）：64-68.

[5] 金建紅，葉圣綠，金家國.客土噴播技術在公路邊坡生態恢復中的應用[J]. 山西建筑，2008，34（21）：343-344.

[6] 陳志敏. 客土噴播施工法的應用及發展[J]. 交通世界,2007（2）：117-118.