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巖石邊坡植被護(hù)坡各大難點(diǎn)以及解決方法
2019-11-11
在鐵路、公路、水電等工程建設(shè)中，經(jīng)常要開(kāi)挖大量邊坡，而破壞原有的植被覆蓋層 ，導(dǎo)致出現(xiàn)大量的次生裸地 ，產(chǎn)生嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象，加劇了生態(tài)系統(tǒng)的退化，這種現(xiàn)象在我國(guó)北方的黃土、南方的花崗巖風(fēng)化類紅土等生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)尤為明顯。巖石邊坡植被護(hù)坡的研究進(jìn)展是巖石邊坡生態(tài)恢復(fù)的關(guān)鍵，所面臨和需要解決的問(wèn)題是所有其他綠化所不能比擬的。
植被護(hù)坡是指“用活的植物，單獨(dú)用植物或者植物與土木工程和非生命植物材料相結(jié)合，以減輕坡面的不穩(wěn)定性和侵蝕 ”，植被護(hù)坡已成為一門(mén)學(xué)科，但直至現(xiàn)在還沒(méi)有一個(gè)很貼切的術(shù)語(yǔ)，國(guó)內(nèi)也有植被護(hù)坡 、植物固坡 、坡面生態(tài)工程 、邊坡 綠化等稱法。日本在植被護(hù)坡方面的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于歐美國(guó)家。而我國(guó)在這方面的研究起步較晚。
1 巖石邊坡特殊立地條件
1.1無(wú)植物生長(zhǎng)所需的土壤環(huán)境
巖石邊坡表面沒(méi)有植 被生長(zhǎng)所需的土壤結(jié) 構(gòu) (一定的水分、養(yǎng) 分、有機(jī)質(zhì)等組成的團(tuán)粒結(jié)構(gòu))，無(wú)法直接采用種子撤播，溝播，條播等常規(guī)簡(jiǎn) 易的綠化方法，即使采用鋪草皮方法或目前國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用的液壓噴播技術(shù)，都無(wú)法實(shí)現(xiàn)巖石邊坡良好的綠化效果。同時(shí)，巖體保水功能差 ，含有的活化養(yǎng) 分低 ，植被很難從邊坡巖石中吸收水分及養(yǎng)分。
1.2坡度大
公路工程、鐵路工程的巖石邊坡 ，一般設(shè)計(jì)坡度都在 1：0．75以上 ，有的可達(dá) 1：0．3。坡面陡則雨水徑流速度快 ，在高降雨地區(qū)極易形成沖刷侵蝕 ，而坡面自然風(fēng)化的土壤顆粒很難留存。在干旱地區(qū)，公路、鐵路車流量大等導(dǎo)致水份難滯留，水分蒸發(fā)或順坡流走。據(jù)研究 ，裸露公路邊坡風(fēng)速比林地大15倍 ，比草地大8倍。
1.3 管理粗放
由于大量的巖石邊坡多位于公路、鐵路兩側(cè) ，一旦通車后很難有條件組織類似于其他綠地 (如公園、居住小區(qū) )的養(yǎng)護(hù)管理 。坡面植物必須耐粗放管理 ，甚至不進(jìn)行管理。
2 護(hù)坡植物選擇現(xiàn)狀及存在問(wèn)題
21世紀(jì)的綠化應(yīng)是 “通過(guò)播種工程形成早期樹(shù)林化的綠化技術(shù)”。目前國(guó)內(nèi)巖石邊坡植被恢 復(fù)多采用厚層基材噴射新方法 (噴射的基材具有抗侵蝕、保水、保肥等優(yōu)點(diǎn)，一般噴射的厚度 為 8～1Ocm )。護(hù)坡植物常選用大量從國(guó)外進(jìn)口的草坪或牧草草種和少量的灌木種子，按一定的比例混合。
北方寒溫帶和部分溫帶地區(qū)多選用冷季型草種 ，如黑麥草 (Lolium Perenne)、紫花苜蓿 (Medicago sativa J、高羊茅(FeStuc8 arundinacea)、草地早熟禾(Poa pratensis)和木紫穗槐 (Amorpha uticeosa)、沙棘以及胡枝子等 ；而中部和南方部分溫帶、亞熱帶和熱帶地區(qū)多選用暖季型草種如狗牙根 (Cynodon dactylon)、百喜草(Paspalum notatum )、假儉草(Eremochloa ophiuroides)、結(jié)縷草(Zoysia japonica)和灌木紫穗槐、胡枝子、合歡(Albizzia ulibrissim )以及火棘等。植物種子能在噴射的基材上生長(zhǎng)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)巖石邊坡快速綠化邁出了決定性的一步。但通過(guò)近4年巖石邊坡植被護(hù)坡方面有關(guān)研究和近3年的護(hù)坡工程實(shí)踐，在植被護(hù)坡技術(shù)中暴露出植物選擇上的許多問(wèn)題。
2．1坡面植物單一
目前，所有植被護(hù)坡技術(shù)的植被選擇均較單一地采用牧草或草坪植物，導(dǎo)致常常出現(xiàn)黃化、裸斑、滑坡等現(xiàn)象，其抗侵蝕能力較差，呈現(xiàn)較單一的景觀效果 ，或多或少受到冬季低溫和夏季高溫干旱的限制。如在成都地區(qū)的夏季，即使選擇高羊茅的抗旱、耐熱品種“獵狗“、“交戰(zhàn)”作為巖石邊坡護(hù)坡植物的優(yōu)勢(shì)種，但由于高溫、高濕的氣候條件，使高羊茅出現(xiàn)了嚴(yán)重的銹病、倒伏和死亡現(xiàn)象。灌木種子(如合歡 、火棘、紫穗槐、胡枝子等)在坡面的發(fā)芽、生長(zhǎng)效果相當(dāng)不佳，正常發(fā)芽率不足 10％。
2．2基材能否長(zhǎng)期有效
邊坡綠化一經(jīng)施工以后，不可能進(jìn)行精心養(yǎng)護(hù)管理。因此基材肥料的緩效性、基材的保水性等都是值得研究的。而隨著時(shí)間的推移，基材的養(yǎng)分必然會(huì)因?yàn)橹参镂蘸推旅媪魇Ф鴵p失，使需肥量高的植物生長(zhǎng)受到抑制或被淘汰。
3 植物選擇原則
巖石邊坡惡劣 的生境 條件 無(wú)疑對(duì)護(hù)坡植物的選擇提出了很高的要求。為避免植物選擇上常常出現(xiàn)的主觀性和盲目性，為真正解決巖石邊坡長(zhǎng)久持效的穩(wěn)定 綠化效果，應(yīng)遵循以下原則
(1)緊扣綠化 目的，充分發(fā)揮護(hù)坡植物在“穩(wěn)定邊坡“和 “綠化美化”兩方面 的作用。
(2)選擇適合 當(dāng)?shù)貧夂蚝土⒌?(坡度、坡向、巖型、周圍環(huán)境相協(xié)調(diào) )條件的植被 ，至少包含3種以上的植物組合。收集當(dāng)?shù)?年以上的氣象資料，主要包括降雨量 、最 高(低 )溫度、年均溫以及最長(zhǎng)干旱天數(shù)。
(3)選擇灌、草為主的水土保持植物作為“先鋒植物”。讓這些 “先鋒植物”迅速覆蓋坡面，防止水土流失，使邊坡坡面與周邊的自然環(huán)境協(xié)調(diào)，使其與自然融為一體”。 地面覆蓋是水土保持植被的顯著特征，灌草由于根莖處分枝、串根以及匍匐生長(zhǎng)，生長(zhǎng)發(fā)育良好的灌、草植被，以其個(gè)體優(yōu)勢(shì)一般易形成緊貼地面的完全覆蓋。而喬木林一般不會(huì)以高密度的個(gè)體優(yōu)勢(shì)維持其 水土保持作用，即使有一定程度的蓋度 ，但由于存在一定枝下高，還需要貼地面覆蓋物如灌木、草本植物或者枯枝落葉，甚至苔蘚、地衣的配合才能發(fā)揮作用，否則其防蝕效果與裸地類同。高大喬木的重量和對(duì)風(fēng)的抵抗不利于邊坡 的穩(wěn)定。
(4)選擇抗逆性強(qiáng) ，尤其是抗旱、耐瘠薄、抗病能力強(qiáng)的多年生植物。
4 解決途徑
為了讓坡面植被恢復(fù) 的生態(tài)效果和景觀效果可持續(xù)，必須投入更多的人力、物力和財(cái)力，雖然植被護(hù)坡，尤其是巖石邊坡的植被恢復(fù)還存在問(wèn)題 ，但可從 以下途徑解決
(1)必須開(kāi)拓新的研究突破點(diǎn)——野生巖生植物。解決現(xiàn)在僅依靠進(jìn)口草種直接用于坡面帶來(lái)的許多不適問(wèn)題，加速人工植物群落向天然植物群落的過(guò)渡 ，加快坡面生態(tài)恢復(fù)與重建。野生巖生植物能直接生長(zhǎng)在陡峭巖石、漿砌片石上，其 自然生長(zhǎng)的土層不足1cm，根系發(fā)達(dá)，致密的根盤(pán)緊緊地吸附在巖石表面或部分根系滲透到巖石縫隙中。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，巖生植物在巖石坡面上所具有的抗旱、耐瘠薄性是其他所有草種所不能比擬的。這對(duì)于缺水的地區(qū)和節(jié)水具有突出的意義。雖然日本在植被護(hù)坡方面技術(shù)領(lǐng)先，但我們不能照搬。因?yàn)槿毡镜臍夂驕嘏瘽駶?rùn)，有利于植物生長(zhǎng)，同時(shí)每平方米的工程造價(jià)是我國(guó)目前國(guó)情難以承受的。因此中國(guó)的植被護(hù)坡應(yīng)走自己的路，從國(guó)內(nèi)豐富的野生巖生植物資源中尋找突破。
(2)植被護(hù)坡 是一門(mén)邊緣學(xué)科，它涉及到巖土工程、植被恢復(fù)、生態(tài)學(xué)、園林學(xué)、土壤學(xué)、肥料學(xué)等學(xué)科。因此應(yīng)加大各學(xué)科之間、農(nóng)林院校與工科院校的合作。從施工工藝 、基材配比研究和植物組合篩選等 方面進(jìn)行全方位的研究和應(yīng)用。
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