廣西喀斯特公路護坡植物的選擇與配置研究

蔣能 寧世江 劉合霞

摘要：通過野外調查，對廣西喀斯特地區公路護坡植被類型以及植物種類進行了統計，并運用層次分析法（AHP）和模糊綜合評價法對各植被類型調查樣方進行了景觀可持續性評價;結合評價結果和護坡現狀，對護坡植物的選擇和配置提出了建議，首先，用先鋒植物（禾本科、蕨類植物）固土后，再種植鄉土喬木、灌木植物，如小葉青岡、復羽葉欒樹、龍荔、白飯樹、青籬柴、廣西繡線菊等;其次，在適當的地方設置一些竹類或藤本類護坡景觀，在達到護坡目的的同時增強觀賞性，護坡植物的選擇與配置以喬灌草搭配為最佳，而且要更傾向于鄉土植物。

關鍵詞：公路邊坡;喀斯特地貌;植物選擇與配置;鄉土植物

中圖分類號：S731.8? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）04-0063-05

Abstract： The vegetation types and species of slope-protecting plants in karst landscape of Guangxi were investigated. Then the side slope landscape ecological sustainability by the AHP and fuzzy comprehensive evaluation method was evaluated. Based on evaluation result and the status of slope protection， some suggestions on slope-protecting plants selection and arrangement were put forward. First， after soil conversation by pioneer plant， such as the grass family and fern plants， native arbor s and shrubs should be planted， for example， Cyclobalanopsis myrsinifolia， Koelreuteria bipinnata， Dimocarpus confinis， Flueggea virosa， Tirpitzia sinensis， Spiraea kwangsiensis. Secondly， some bamboo or vine type of slope protection landscape could be set up in proper place， for the purpose of slope protection as well as ornamental enhancement. The best choice of slope-protecting plants arrangement is arbor-shrub-grass， and the native plants tend to first selected.

Key words： road slope; karst landform; plant selection and arrangement; native plant

廣西壯族自治區地貌以山地、丘陵為主，有面積廣泛的喀斯特巖溶地貌，是中國和世界熱帶喀斯特發育的典型地區之一。國家西部大開發戰略使廣西的經濟迅速發展，經濟發展的前提是完善道路建設，在道路建設過程中，會對山體造成損害，導致不同程度的裸露地帶，破壞了沿線公路地帶的生態環境，打破了生態平衡，易導致泥石流、山體滑坡等自然災害。廣西主要收入來自旅游業，護坡植物在保證道路安全的同時能夠緩解游客視疲勞，增加游客旅游滿意度;同時可以結合當地風土人情、歷史文化等塑造出有文化內涵的藝術景觀[1]。因此，對道路邊坡防護尤為重要，植被對邊坡的防護體現在以下幾個方面：①防止水土流失，減少邊坡地表徑流，邊坡覆蓋率越高能承受的降水量越高，達到含蓄水源的目的，為植物生長提供充足的水分，減少水土流失，同時植物可以增加土壤空隙度，提高土壤含水量和透氣性，增加土壤中微生物種類從而改善土壤環境;水土保持使邊坡更適于植物生存，可以提高生物多樣性，錯綜復雜的植物根系網絡可以將淺層松散風化層錨固到深處穩定的巖土層上，增加坡地整體的穩定性;②生態效益，凈化空氣，小范圍內對環境保護和平衡起到一定的貢獻，修復因道路建設對環境造成的破壞，改善道路環境;③美化沿路景觀，使駕駛員和乘客有良好的視覺享受，減少駕駛員的眼部疲勞，降低噪聲和光污染，提高行車安全系數，一定程度上預防交通事故的發生[2-4]。

為了使邊坡植被快速恢復，常利用外來物種營造良好的生物環境，進而形成多樣性更加豐富的低矮草灌群落，提高生態多樣性，最后形成穩定的喬灌草群落。可是這種方式往往導致單一群落或多樣性低的群落的產生，而裸地自然恢復可產生多樣性高的植物群落，具有更高的穩定性和適應性[5]。在護坡植被的選擇上應更加注重鄉土植物，它們更能適應當地的生態環境，具有安全、適應性強和抗性能力強等特點，所以對沿路植物和鄉土植物的調查研究是開展護坡植物選擇和植被恢復工作的前提條件[6]。本研究在對廣西壯族自治區部分公路邊坡實地考察的基礎上，對護坡植被的選擇提出建設性建議，以期為這方面研究提供參考。

1? 研究方法

1.1? 野外調查

應用線路考察和定點設置樣方調查相結合的方法，分別對桂林市-靈川縣-興安縣-資源縣-龍勝縣、桂林市-陽朔縣-荔浦縣-蒙山縣-藤縣-梧州市-賀州市-平樂縣、桂林市-永福縣-鹿寨縣-柳州市3條沿線公路隨機選擇路段進行踏查，在此基礎上設置樣方進行護坡植物調查。護坡植物調查樣方的設置，根據邊坡面積大小的不同，設置有5 m×5 m、10 m×10 m、5 m×10 m、5 m×20 m等46個調查樣方。記錄樣方內主要植物種類及其生長發育狀況，各層次植物的優勢種、蓋度與總蓋度等，同時記錄調查邊坡的經緯度、海拔高度、邊坡的坡向、坡度、坡高、土壤類型、基巖類型、雨水侵蝕形式等。初步篩選出護坡效果較好的植物種類，獲得適合喀斯特地貌人工護坡的備選植物。調查范圍涵蓋廣西壯族自治區的4個市，集中在東北部地區。具體信息見表1。

1.2? 評價方法

對調查邊坡建立景觀可持續指標評價體系，綜合指標體系分為3個層次：目標層、因素層、指標層，評價標準也分為3級，通過調查結果對評價因子打分確定各因子的相對值，建立各判斷矩陣，根據特征值計算各評價因子權重[7]，運用層次分析法（AHP）和模糊綜合評價法對各調查樣方進行景觀可持續性評價。根據評價結果，提出合適的護坡植物種類以及配置方式。本研究利用白天等[7]對高速公路護坡景觀綜合效益評價體系中的指標以及評分標準來評價上述46個邊坡綠化植被景觀的可持續利用性。為了直觀地表述護坡景觀可持續性，利用CEI綜合評價指數作為分級的依據，將其分成5個等級，分別為CEI>80%為Ⅰ級，效益優秀;CEI在70%～80%，為Ⅱ級，效益良好;CEI在55%～70%，為Ⅲ級，效益一般;CEI在40%～55%，為Ⅳ級，效益較差;CEI<40%，為Ⅴ級，效益極差。CEI=S/S0×100%，S=∑Fi×Xi（S為護坡景觀類型綜合評分;Xi為評價因子分數;Fi為權重值）;S0=∑Fi×Xmax為理想值。

2? 結果與分析

2.1? 常見主要護坡植物種類

根據目前的調查結果，廣西喀斯特地區公路護坡常見主要植物種類有58科127種，其中喬木生長型的種類有18科33種（包括竹類2種），灌木生長型的種類有22科40種，草本生長型的種類有16科31種，藤本植物有15科23種，禾本科、蕨類植物、豆科、薔薇科、大戟科、樟科、菊科、葡萄科、無患子科的種類相對較多，共計61種，占常見護坡植物總種數的48.0%。

2.2? 適宜的護坡植物篩選結果

初步篩選出了45種備選植物，其中34種鄉土植物（表2），包括9種喬木（小葉青岡、龍荔、復羽葉欒樹、山桂花、鵝掌柴、白蠟樹、巖樟、香粉葉、菜豆樹），10種灌木（牡荊、密花樹、青籬柴、廣西繡線菊、女貞、白飯樹、檵木、紫薇、少花海桐、石巖楓），5種草本（穇穗莎草、具芒碎米莎草、蜈蚣草、稀羽鱗毛蕨、龍芽草），8種藤本（龍須藤、地果、皺葉雀梅藤、雀梅藤、野葛、異葉爬山虎、圓葉南蛇藤、扁擔藤）和2種竹類植物（毛金竹、花吊絲竹）;11種常用商品植物，其中有構樹、南酸棗、銀合歡、黃荊、桂林紫薇、葨芝、高羊茅、狗牙根、藎草和絡石在廣西地區也有自然分布（表2）。

2.3? 護坡景觀可持續性評價

評價系統中包括生態效益、景觀效益、經濟效益和社會效益，權重值分別為0.452 5、0.150 6、0.234 1、0.162 7，在護坡工程中，生態效益是首先要考慮的因素，保持水土是最基本的要求，同時也要對成本和社會效益等進行評估。野外調查過程中，對未破壞的邊坡也進行了統計，目的是與人工護坡效果進行對比。在綜合評分前6個樣方中，除了A46為人工桉樹林外，其他5個（A10、A14、A20、A26、A37）均未被人為破壞，這些邊坡物種豐富，喬灌草配置合理，群落結構較穩定，在水土保持和改善環境方面功能明顯;CEI評價等級為Ⅰ的還有另外9個（A19、A27、A28、A33、A39、A40、A41、A43、A44）（表3），它們在人工和自然條件的綜合作用下形成較為穩定的群落結構，具有較強的保持水土的作用，減少事故的發生。評價等級為Ⅱ的有8個（A1、A21、A22、A23、A29、A35、A38、A42），Ⅲ的有20個（A2、A3、A4、A5、A8、A9、A11、A12、A13、A15、A16、A17、A18、A25、A30、A31、A32、A34、A36、A45），V的有3個（A6、A7、A24）。

2.4? 公路護坡植物邊坡類型

通過野外考察，發現目前對公路邊坡的防護主要用類蘆、蘆竹、五節芒、芒萁、東方烏毛蕨等植物作為先鋒物種，粗放式管理，直至形成穩定的群落。如圖1（非同一邊坡）所示，A為苗期，B時期植株生物量增大，C時期草本層已基本穩定，開始出現零星的灌木，D時期已經形成穩定的喬灌草群落結構，生物群落結構穩定。圖1中 E為未被破壞的邊坡植被類型，植物豐富度，覆蓋度和水土保持能力都要高于人工護坡;F為人工護坡較為成功的實例，在坡面上鋪一層防護網，防止群落形成初期水土流失，然后噴播草種，同時種植銀合歡，最后形成穩定的灌草群落;圖1 中G、H分別為野葛和中華絡石護坡，在護坡的同時具有良好的觀賞價值。

3? 小結與建議

通過相關資料的收集、整理、分析，堅持喬灌草護坡配置模式，提倡應用鄉土植物，同時結合護坡植被野外調查結果（借鑒CEI等級較高的護坡方式），提出幾種針對喀斯特地貌公路邊坡防護植物群落的組合。

1）首先，應用類蘆、蘆竹、五節芒、芒萁、稀羽鱗毛蕨等植物作為先鋒物種，在先鋒植物選擇上，可以遵循土壤較多的用禾本科植物、土壤較少的選擇蕨類植物的原則，可以選擇使用多種植物同時作為先鋒植物，先鋒種類越多，成坪時間越短，積累生物量也越大[8-10]。菊科植物一年蓬和加拿大蓬也有較多分布，但是在調查的時候未見到成規模的分布，只是在某些裸露地帶局部分布，具有較小的競爭優勢，不過可以考慮在早期混播增強護坡植物多樣性以及觀賞性。這些本地草本植物同樣具有繁殖速度快、抗旱能力強等特點。同時種植一些灌木、喬木，在物種的選擇上可以使用鄉土植物和商品植物相結合。鄉土植物可以最大限度還原最初的生態環境，但是商品植物具有更高的觀賞價值，對緩解駕駛疲勞具有較大作用，所以兩者結合互補其功能，在保持水土和減少事故發生的同時能夠增加觀賞功能。在群落相對穩定的時候，可以考慮種植一些鄉土藤本植物，如皺葉雀梅藤、圓葉南蛇藤等，使群落結構更加完善，增加觀賞效果。

2）在一些土質邊坡可以考慮應用類蘆、蘆竹、五節芒、芒萁、稀羽鱗毛蕨等植物作為先鋒物種，同時種植本地的竹類植物，如毛金竹、花吊絲竹等。竹類植物具有較強的無性繁殖能力，能夠較快地形成竹林，使群落演替周期縮短，具有較強的觀賞價值，緩解游客視覺疲勞。

3）野葛和中華絡石護坡，整個坡面顯得比較均一、整齊，覆蓋度較高，保持水土能力強，觀賞效果佳，具有很強的生態開發價值[11]。

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