生態學理念在平羅高速邊坡綠化中的應用探討

王志強，向華浩，姚 軍，劉倩鈺，何金金，鄧甜甜

(1.湖南芷蘭生態環境建有限公司，湖南 長沙 410000；2.中南林業科技大學，湖南 長沙 410004)

1 生態學理念的內容及其對公路邊坡綠化的意義

生態學理念指的是在可持續發展理念的深入貫徹下，通過人為因素創建和維護生態系統內的生態平衡，實現人與自然的共生共處[1]。生態學的目標是以較低的成本獲得最大的收益[2]。對于生態學理論的理解隨著學科的發展不斷地發生變化，其核心有以下幾點：一是生態學理論的核心是在處理人與自然的過程中做低成本，以低成本取得較大的收益；二是要維護生態系統的穩定性；三是促進生態系統的正向演替。高速公路在修建過程中不可避免會對環境造成破壞，并形成大量的邊坡，因而必需對邊坡進行綠化以減少對環境的影響[3]。邊坡綠化作為道路設計中的重要一環起到加固土壤和防止水土流失的作用，并形成一定的景觀效果。

高速公路邊坡綠化由最初以剛性物理防護為主變為生態立體綠化。具體由初期采用噴射混凝土、漿砌石塊等方法進行防護，逐漸發展為在剛性防護結構表層種植攀援性植物和垂吊植物的綠化模式。隨著邊坡防護技術的不斷進步，生態學理念的發展和生態護坡概念的提出，邊坡綠化發展延伸為去剛性化。由初步階段側重于應用草本植物進行綠化發展到喬灌地被相結合的群落式邊坡綠化模式，采用植物防護或植物防護結合必要剛性防護的綜合防護模式，以期與自然形成一個和諧統一體。因而生態學理念對于高速公路邊坡綠化具有重要的意義。

2 生態學理念在邊坡綠化的應用

2.1 在邊坡地形處理中的應用

依據生態學理念，在對邊坡處理時應充分結合場地原有的生態環境，因時就勢。對于石質邊坡，只需要清理不穩定的石塊；對于土質邊坡，如果坡度較大，需要削減坡度，以減少山體滑坡的危險。同時，盡量少用工程防護手段。結合邊坡景觀與原有的地質地貌、氣候條件，減少土方作業，使道路上下邊坡區域內具備足夠的穩定性。

2.2 在邊坡土壤培育中的應用

土壤是植物生長的基礎，也為植物提供營養和固定植物，有利于生態系統的迅速恢復。生態學思想在土壤培育中的應用表現在以下幾個方面：一是盡可能保留表層土壤以增加土壤的肥力；二是合理構建人工土壤，在噴播等方法中以低成本合理增厚土壤以利于植物生長，同時合理加入肥料；三是選用落葉量大的植物以加速改良和增加土壤；四選固氮植物快速改良土壤。

2.3 在植物選擇中的應用

邊坡綠化的主要目的是固土護坡，防治水土流失和美化沿線生態環境的作用[4]。在生態學理念的指導下，植物的選擇應滿足以下幾個方面的要求：一是盡量選用觀賞性的鄉土植物[5]；二是選擇根系發達的植物，起到固土護坡效果；三是優先考慮具有固氮功能的植物；四是以灌木為主，配置少量的喬木；五是要求植物具有耐干旱瘠薄、耐修剪、易養護；六是考慮植物的觀賞性和生物多樣性。

2.4 在植物群落構建中的應用

高速公邊綠化中群落的構建依不同坡度有較大的選擇，生態學理念在植物群落構建中體現在以下幾個方面：一是坡度小于45°的緩坡地段優先考慮喬木植物群落，不僅綠量大而且群落穩定，不會對高速公路構成安全隱患；二是坡度45°～60°的中等坡度地段，適合構建灌木+少量小喬木的植物群落，不僅能護坡保土，而且能形成群落景觀，逐步與周邊景觀相融；三是坡度大于60°的陡坡，適合構建低矮灌木植物群落，通過植物根系固定土壤并快速形成穩定的植物群落，或者藤本植物+灌木的方式，快速形成植物群落。

2.5 在景觀設計中的應用

生態學理論在景觀設計中應注重自然景觀的設計，避免過多的硬質景觀，同時注意植物景觀與周邊景觀的相融，注意各景觀要素之間的協調，并且發揮自身具有的區域生態屬性優勢。邊坡綠化設計時平面上可以采用線狀和帶狀形式布置，縱向布局上可以通過喬灌草搭配種植，結合色彩搭配、季相變化，營造生態多樣符合區域特色的植物景觀。

2.6 在恢復過程中建設成本中應用

設計施工過程中將對周圍環境的破壞控制在最小范圍內，對已造成的破壞采取最大可能的恢復措施。注重本土材料的運用，將建設過程中產生的大量廢棄土石、木材、邊角資源再利用，減少對其他物質和資源的破壞和浪費，達到環境效益、經濟效益、社會效益的統一。

3 生態學理念在平羅高速二標邊坡綠化工程中的應用

3.1 項目概況

項目區域位于貴州省平塘縣、羅甸縣，屬于貴州省高速公路規劃(“678”網)中的第六橫——余慶至安龍高速公路的重要組成部分，工程主要內容有路基挖方邊坡綠化，碎落臺，路側下邊坡等綠化，長約24.006 km。

3.2 總體目標

在生態學理念指導下，堅持安全性、協調性、經濟性、景觀化的原則，合理利用場地現有資源，解決原有場地缺乏高性能土壤基質的難題，實現基質和邊坡點、面的有效結合，提高邊坡穩定性。促進脆弱生態區域植被恢復，形成鄉土植物群落，達到自然化的演替，協調植物景觀和周邊環境，從而形成穩定的生態群落環境[6]。

3.3 邊坡生態恢復方案

3.3.1 因地就勢進行邊坡處理

平羅高速邊坡綠化在考慮邊坡安全性的前提下，根據原有的生態環境，針對不同區域的地形情況，制定出“因地制宜，因路制宜”的地形處理方案。對有條件邊坡密挖植生坑，植生坑有利于噴播時基材、種子的著附以及后期植物生長坑內能保證基材相對厚度和濕度，防止基材流失；對已經采取骨架或錨桿框架梁防護的路埑邊坡，在骨架內碼砌裝有綠化基材的植生袋，為灌木提供正常的生長基質；對陡峭巖石邊坡則采用植被混凝土生態護坡，通過坡面加筋減少水泥用量來提高基材的穩定性和抗沖刷能力以及種植土中加入草精保證基材的疏松透氣，利于植物扎根生長，如圖1。

(a)植生坑開挖 (b)植被混凝土生態護坡 (c)植生袋裝砌

3.3.2 施用有機肥改良邊坡土壤

合理的施用有機肥可以改良土壤，提供植物各生長時期所需的養分，從而增強植物的抗旱性、抗寒性、脫鹽、耐鹽作用，抗病、抗倒伏及耐鋁性等，促進植物的生長。平羅高速邊坡綠化結合以往經驗，在施工過程中，將混合好有機肥的育苗基質均勻噴播在邊坡上，改善土壤結構，提高土壤的穩定性；日常養護中，用菜枯(油菜，花生，茶籽，芝麻等餅肥)制作液肥，稀釋后使用，做到薄肥勤施。施工過程中通過蘑菇廢料、羊糞、雞糞等有機廢棄物的再度利用為植物補充大量有機質基礎，解決農業廢棄物的處理問題的同時減少化肥投入，保護生態環境，實現生態恢復的目的，如圖2。

(a)堆肥 (b)施肥

3.3.3 因地制宜選擇植物

植物選擇以草本及灌木為主，優先選擇容易生長且觀賞性相對更高的植被。根據邊坡的生態環境，坡面綠化通過速生草種或本地先鋒草種形成早期底層覆蓋，用灌木種形成后期中層先鋒群落。草灌配比中，用速生灌木種進行蔭庇設計，速生種對下層生長萌芽較慢的草灌可形成早期的微觀蔭庇環境，減少地表水分蒸發，提升成苗率，使種植的植物能夠長期穩定生長。草種選擇上有適應過冬常綠的冷季草白三葉、高羊茅，也有適應盛夏的狗牙根和百喜草，形成互補，保證四季常綠；喬灌木選擇豆科的多花木蘭、刺槐、紫穗槐、黃花槐、云實等，根系可固氮，可以改良提高地力，同時，大量的落葉生物量可以形成腐殖有機質層，為后續群落中植物生長打下基礎，形成良好的生態循環系統。

3.3.4 合理配置營造景觀

根據設計及現場實際情況，在充分考慮生態性的原則下，在碎落臺內則種植一些常綠樹或者是花灌木，形成多變的景觀效果。項目中土質碎落臺綠化植物選用雞爪槭+金葉女貞、山茶+紅葉石楠交替種植，石質碎落臺植物選用灌木海桐、金葉女貞，固土護坡的同時形成多層次的小型群落景觀，觀花、觀色葉植物的應用，豐富季相變化，空間立體綠化形式多樣化。填方路基路側坡度較緩處，綠化植物則以喬木為主，選用復羽葉欒樹、杜英交替使用，保證綠量，使其達到長效穩定的景觀效果。在喬灌木其余區域則滿播白三葉，避免黃土裸露，與周邊環境相協調。部分路段還種植觀賞價值較高的速生花灌木銀合歡，豬屎豆以及宿根花卉金雞菊，觀花品種波斯菊，保證通車時邊坡觀感效果，如圖3。

圖3 邊坡植物景觀

3.3.5 經濟科學的施工

考慮到經濟性原則，平羅高速邊坡綠化主要采用三維網噴播植草、T型植生板灌木護坡、植生袋護坡、植被混凝土生態護坡等手段進行邊坡綠化。在地形處理上，因地就勢選用施工方案，減少土方作業，對緩型邊坡采用三維網噴播植草或T型植生板灌木護坡的景觀綠化模式，形成簡潔、自然的邊坡景觀；高陡邊坡主要通過植生袋或是植被混凝土進行植草、灌木栽植等方式恢復自然生態景觀，有效降低施工成本。在施工細節上，在噴射完基質后迅速用無紡布覆蓋坡面，可以防止雨水沖刷，防止土壤干燥，起一定的遮陰效果，進一步提高種子發芽率，減少后期補苗費用。土壤改良上，通過農業有機廢棄物的再利用，變廢為寶同時有效提高土壤肥力。在植物應用上，植物的選擇多為低維護的綠化植物，以減少日后人工維護和管理費用，項目施工前將所需草籽經純度檢驗和種子試驗，在噴播前做好催芽準備，種子成活率高且持久性好，從而達到經濟快速的景觀效果。

4 結論

平羅高速二標邊坡綠化工程規劃建設，充分融入了生態學理念，采用經濟合理的邊坡綠化方式，先進環保的施工工藝，減少工程施工對周圍環境的破壞。通過施用有機肥培育土壤，將種子提前進行發芽率實驗，加速植被的恢復，結合合理的植物配比，將道路建設同周圍的自然環境、地形地勢、動植物有機地融為一體，形成一條低成本、重養護、美觀長效的生態高速道路。

生態學理念指導下的平羅高速邊坡綠化工程通過經濟合理的施工方式、因地就勢的邊坡處理、高效的有機肥施用、因地制宜的植物選擇、合理的植物配比等方式取得了良好的生態成效。為了達到更加卓越的效果，未來的邊坡綠化工程的規劃與研究應進一步聚焦于邊坡處理、土壤培育、植物選擇、植物群落構建、成本考慮及景觀變化上來，加強對生態學的認識，在科學合理的基礎上進行生態設計，促使其真正發揮其功能，達到人工景觀與自然的和諧共存。