園林植物在邊坡防護(hù)工程中的應(yīng)用

劉洋洋，郭 振

(1.陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西西安 710075；2.陜西地建土地工程技術(shù)研究院有限責(zé)任公司，陜西西安 710075；3.國(guó)土資源部退化及未利用土地整治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710075；4.陜西省土地整治工程技術(shù)研究中心，陜西西安 710075)

道路交通的發(fā)展意味著經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平的提高，我國(guó)自1988年修建第一條滬嘉高速公路至今，全國(guó)高速公路總里程已達(dá)到13.1萬(wàn) km，位居世界第一。道路建設(shè)為人們帶來(lái)便利的同時(shí)，也給環(huán)境帶來(lái)了極大的負(fù)面影響，如破壞當(dāng)?shù)刂脖蝗郝洹⑶治g土壤、破壞地形地貌、破壞當(dāng)?shù)氐乃臈l件等，其中對(duì)植被群落的破壞最嚴(yán)重，而植被的破壞會(huì)導(dǎo)致水土流失。因此，在建設(shè)公路的同時(shí)做好邊坡防護(hù)工程非常必要。

邊坡防護(hù)工程是指為防止邊坡受沖刷，在坡面上所做的各種鋪砌和栽植的統(tǒng)稱(chēng)。傳統(tǒng)的護(hù)坡方式有擋土墻支護(hù)、抗滑樁支護(hù)、漿砌片石、噴射混凝土、錨噴護(hù)坡等，這些工程對(duì)邊坡的穩(wěn)定性防護(hù)起到重要的作用，也可以有效防止土壤侵蝕。然而，隨著時(shí)間的推移，這些措施會(huì)不斷被風(fēng)雨侵蝕老化，強(qiáng)度越來(lái)越差，導(dǎo)致后期維護(hù)成本較高。隨著人們對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的日益重視，對(duì)景觀的要求也在不斷提高，對(duì)道路景觀的需求也在不斷提升，如城市道路及周邊道路、旅游景區(qū)的道路。傳統(tǒng)的護(hù)坡方式帶來(lái)的景觀體驗(yàn)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)今人們的需求，灰色的硬質(zhì)工程與周?chē)那嗌骄G水形成不協(xié)調(diào)的對(duì)比，不能融合成一個(gè)和諧的整體[1]。

隨著“國(guó)土綠化“的發(fā)展，道路交通的綠化已被提上日程，邊坡的防護(hù)不能僅依靠混凝土水泥工程，利用植物來(lái)修復(fù)邊坡生態(tài)是一項(xiàng)既環(huán)保又有效的措施。邊坡生態(tài)修復(fù)是指用植物體本身或植物與非生命材料相結(jié)合的工程方式，來(lái)減少水土流失和土壤侵蝕以及降低坡面的不穩(wěn)定性。利用植物護(hù)坡是利用植物根系對(duì)土體加筋[2]，利用植物莖葉對(duì)雨水截留，從而對(duì)淺層坡體進(jìn)行加固防護(hù)。生態(tài)護(hù)坡不僅可以改善景觀效果，而且綠色植被能進(jìn)行光合作用，吸收二氧化碳，釋放氧氣，降低車(chē)輛的碳排放量，同時(shí)可以吸收尾氣中的有害氣體。

生態(tài)護(hù)坡在我國(guó)起步較晚，護(hù)坡景觀理論相對(duì)比較滯后。為了讓道路使用者在視覺(jué)上和心理上能夠達(dá)到美的享受，筆者將從植物景觀的角度來(lái)探討植被護(hù)坡的發(fā)展。

1 邊坡防護(hù)植物的選擇

1.1邊坡土壤類(lèi)型的劃分鑒于土壤類(lèi)型和立地條件的不同，對(duì)防護(hù)措施的要求也不同。高速路邊坡土壤分為4種基本類(lèi)型，分別為砂土型、砂石型、軟巖型和硬巖型[3](表1)。

表1 邊坡土壤類(lèi)型

1.2邊坡植物的選擇原則

1.2.1適地適種。結(jié)合坡面的立地條件及環(huán)境氣候，側(cè)重選擇鄉(xiāng)土植物品種，適當(dāng)引進(jìn)外來(lái)優(yōu)良植物。選擇適合該區(qū)域的植物品種，顯示景觀特征的同時(shí)將景觀融入周?chē)h(huán)境中。

1.2.2植物多樣性與協(xié)調(diào)性。利用人工干預(yù)手段模擬自然環(huán)境進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，利用不同種植物，既可以有效豐富觀賞性，也更有利于植物生長(zhǎng)。在保持植物多樣性的基礎(chǔ)上，考慮植物與環(huán)境的協(xié)調(diào)性，滿足多元審美需求，將自然景觀多元化的表現(xiàn)出來(lái)。

1.2.3植物群落的合理搭配。植物群落的合理搭配可以快速、有效增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性，增加抗逆性，減少病蟲(chóng)害，對(duì)于恢復(fù)生態(tài)環(huán)境具有重要意義[4]。

1.3邊坡植物群落植物的選擇要根據(jù)區(qū)域的氣候環(huán)境、不同邊坡類(lèi)型以及護(hù)坡要求，科學(xué)、合理地確定適合坡面生長(zhǎng)的植物類(lèi)型，合理搭配植物群落，從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的植物生態(tài)群落。邊坡植物群落的分類(lèi)見(jiàn)表2。

表2 邊坡植物群落的分類(lèi)

2 邊坡防護(hù)類(lèi)型

2.1掛網(wǎng)客土噴播掛網(wǎng)客土噴播技術(shù)是將鍍鋅網(wǎng)自上而下固定在邊坡上，然后將客土、纖維、侵蝕防止劑、長(zhǎng)效緩釋性肥料和種子等按一定比例配合，加入專(zhuān)用設(shè)備中充分混合攪拌后，通過(guò)壓縮機(jī)壓縮空氣噴射到坡面上，形成所需要的生育基礎(chǔ)[5]。

通過(guò)在邊坡上噴播植被，有效抑制了雨水對(duì)邊坡的沖刷和水土流失現(xiàn)象，使用土壤改良劑和有機(jī)纖維材質(zhì)組成的植生基層有利于植物長(zhǎng)期的存活與成長(zhǎng)。

2.2草棒技術(shù)草棒技術(shù)[6]在平整坡面的基礎(chǔ)上，對(duì)稻草進(jìn)行消毒，用稻草纏繞竹桿制成草棒，然后用稀泥浸泡，用羅紋鋼在坡頂和坡底進(jìn)行錨固，形成牢固的著力層，將捆好的草棒按一定的距離用鍍鋅鐵絲固定在著力層，再進(jìn)行覆土，第一次覆土厚度要覆蓋住草棒，使其不露土，然后澆水使客土充分沉降；第二次覆土，在澆水后下陷部位重新覆土，并再次澆水。最后，進(jìn)行草種的播種，待草發(fā)芽以后進(jìn)行小灌木或者藤本植物的栽種工作。草棒材料腐化后可為植物后期提供所需的營(yíng)養(yǎng)。

2.3植草護(hù)坡種植前對(duì)坡面進(jìn)行機(jī)械整坡，再進(jìn)行人工疏松耕作層，清除直徑2 cm以上的碎石塊以及雜草、樹(shù)根等雜物。對(duì)整好的坡面澆透水后可將處理過(guò)的草籽與沙拌勻進(jìn)行播種，播種可使用播種機(jī)或者人工播撒，保證種子出苗快而齊。為穩(wěn)定土壤和固定種子，播種后需進(jìn)行覆蓋，通常可采用無(wú)紡布覆蓋，透水、透氣又可防雨水沖刷，草苗長(zhǎng)大后能夠頂起或鉆出無(wú)紡布。同時(shí)，隨著草皮覆蓋度的增加，無(wú)紡布也逐漸風(fēng)化[7]。

2.4混噴技術(shù)混噴綠化是利用特制噴混機(jī)械將土壤、肥料、有機(jī)質(zhì)、保水材料、植物種子、水泥等混合干料加水噴射到巖石表面，通過(guò)水泥的黏結(jié)作用將上述混合物在巖石表面形成一層具有連續(xù)空隙的硬化體，而空隙內(nèi)填有植物種子、土壤、肥料、保水材料等，以實(shí)現(xiàn)巖石邊坡的綠化[8]。

3 道路邊坡綠化

3.1道路綠化與園林綠化的區(qū)別道路護(hù)坡綠化是利用生態(tài)恢復(fù)學(xué)原理對(duì)道路建設(shè)時(shí)造成的環(huán)境創(chuàng)傷進(jìn)行恢復(fù)和防護(hù)，達(dá)到保持水土、穩(wěn)定邊坡、綠化美化的效果。園林綠化注重視覺(jué)和感官的美化，使用的植物大多形態(tài)優(yōu)美且具有觀賞價(jià)值、施工難度小，但成本較高，養(yǎng)護(hù)管理要求精細(xì)。高速公路綠化以恢復(fù)自然、保證交通安全、改善道路環(huán)境為重點(diǎn)，對(duì)植物的選擇要求以生長(zhǎng)快速、耐性強(qiáng)的鄉(xiāng)土植物為主，因?yàn)榈缆愤吰铝⒌貤l件差，土壤肥力低，保水保肥能力差，所以施工難度較大。

3.2邊坡綠化的意義及作用邊坡綠化是通過(guò)人工干預(yù)的方式對(duì)植物進(jìn)行誘導(dǎo)，加速其生長(zhǎng)和演替，使植物群落與周邊環(huán)境相吻合，形成有機(jī)的整體，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境。

3.2.1邊坡加固。植物的根和莖葉可以有效防止水土流失，加固坡面。深根有錨固作用，而淺根有加筋作用。

植物的垂直根系穿過(guò)坡體淺層的松散風(fēng)化帶，錨固到深處較穩(wěn)定的巖土層上，起到預(yù)應(yīng)力錨桿的作用。例如，豆科植物、禾本科植物以及小灌木的根系在地下0.75～1.50 m深處有加固土壤的作用。試驗(yàn)表明，植物根的直徑越細(xì)，則抗拉強(qiáng)度越高，其計(jì)算公式[9]如下：

T=nDm

(1)

式中，T為樹(shù)根的抗拉強(qiáng)度；D為樹(shù)根的直徑；n、m均為給定樹(shù)種的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。對(duì)于直徑2～5 mm各類(lèi)型的樹(shù)根，其抗拉強(qiáng)度T為8～80 MPa。

淺根植物的根系在邊坡土體中盤(pán)根錯(cuò)節(jié)，可視為帶預(yù)應(yīng)力的三維加筋材料，可以有效提高坡面淺層土壤的粘聚力。

3.2.2引導(dǎo)視線。在汽車(chē)行駛過(guò)程中，引導(dǎo)駕駛員視線，通過(guò)不同的種植形式，使駕駛員預(yù)先知悉道路變化情況，使駕駛員事先做好準(zhǔn)備，通過(guò)連續(xù)、柔和的邊坡景觀給駕駛員帶來(lái)心理上的安全感。

3.2.3生態(tài)恢復(fù)。植物護(hù)坡[10]有利于生態(tài)平衡，綠色植物具有凈化空氣、防止污染、吸附塵土、降低噪聲等作用。資料顯示，地球上60%的氧氣來(lái)自綠色植物的光合作用，1 km道路兩側(cè)單行行道樹(shù)，每天可吸收1 000 kg CO2，釋放730 kg氧氣。植物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)，還會(huì)吸收汽車(chē)尾氣中的一氧化碳、氮氧化物等有害氣體。

4 小結(jié)與展望

根據(jù)不同邊坡環(huán)境的特點(diǎn)，盡量采用喬灌草多層次植物搭配栽植，根據(jù)不同的坡度，選擇合適的植物種類(lèi)，比如狗牙根搭配迎春或金鐘花、黑麥草搭配紫惠槐。在植物選擇上，盡量選擇當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)土植物，不同地區(qū)可建立鄉(xiāng)土植物種子庫(kù)，穩(wěn)定當(dāng)?shù)刂参锏倪z傳基因，保持當(dāng)?shù)刂参锏亩鄻有裕怪参锶郝涓咏嫉淖匀粻顟B(tài)。

在邊坡防護(hù)工程的發(fā)展過(guò)程中，根據(jù)當(dāng)?shù)刈陨砬闆r，學(xué)習(xí)國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家邊坡防護(hù)的新技術(shù)和新理念。改變?cè)械挠^念，要將景觀生態(tài)的營(yíng)建工作看成長(zhǎng)期效益目標(biāo)。將植被的管理養(yǎng)護(hù)和施工技術(shù)有效結(jié)合起來(lái)，從科學(xué)管理與技術(shù)應(yīng)用角度降低生態(tài)防護(hù)后期的成本。

總而言之，我國(guó)高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)工作尚處于不斷探索階段，其相關(guān)理論研究和工程技術(shù)還不夠完善。筆者通過(guò)對(duì)高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)的實(shí)踐與研究，初步提出了一些邊坡生態(tài)建設(shè)的方案與措施，存在一定的局限性。邊坡生態(tài)防護(hù)的最終效果和實(shí)用性還需要通過(guò)不斷實(shí)踐和檢驗(yàn)，只有這樣才能更科學(xué)、透徹地掌握各種防護(hù)形式的優(yōu)劣，探索出適合不同地區(qū)的邊坡生態(tài)防護(hù)形式。