鄉(xiāng)土植物在內(nèi)蒙古公路路域生態(tài)恢復(fù)中的應(yīng)用

鄉(xiāng)土植物在內(nèi)蒙古公路路域生態(tài)恢復(fù)中的應(yīng)用

近20年來，中國的高速公路建設(shè)取得了很大進展，但傳統(tǒng)的公路設(shè)計理念很少融入生態(tài)環(huán)保理念。因此，在高速公路建設(shè)中，如果根系、景觀和生態(tài)系統(tǒng)的劃分、干擾、破壞和污染等負面影響，就會更加深刻和擴大。相關(guān)文獻表明,目前我國公路路域存在的主要生態(tài)環(huán)境問題是:水土流失、景觀切割破壞、土壤擾動、路域植被破壞、路域熱島、重金屬污染等一系列的路域生態(tài)環(huán)境問題我國大規(guī)模的公路路域植被生態(tài)恢復(fù)尚處于起步階段,恢復(fù)重建的理論體系和技術(shù)方法還不成熟,達成初步共識的是應(yīng)盡可能采用鄉(xiāng)土植物進行公路綠化本文在開展路域自然條件、植被全面調(diào)查的基礎(chǔ)上,綜合各種條件篩選出適宜的鄉(xiāng)土植物,依據(jù)群落學原則進行合理的配置,力求使該路段沿線的植被恢復(fù)獲得最佳效果,也希望能為其他高速公路的生態(tài)綠化、路域生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)提供有益參考。1植物區(qū)立地條件試驗地處赤峰市敖漢旗境內(nèi),沿線地貌類型復(fù)雜多樣:由淺山、丘陵、沙地、河川平原、濕地等組成,以低山丘陵為主。路線區(qū)屬干旱、半干旱大陸性氣候。降水量380mm,多集中在夏秋季。敖漢旗在植物區(qū)系上處于歐亞草原區(qū)亞洲中部區(qū)。全旗土壤有棕壤土、褐土、栗鈣土、草甸土、風沙土、沼澤土等6種土類。依托工程為第13合同段(敖漢旗四道灣鎮(zhèn)境內(nèi)),K69+856-K70+674。地理位置41°27′N、119°39′E,海拔高度575m。弱風化破碎巖石坡面組成物質(zhì)為火山巖,風化程度中等,呈暗灰色,巖石質(zhì)地堅硬,坡面破碎不規(guī)則。由于當?shù)貧夂蚋珊?大風天氣較多,容易造成水土流失。自然植被破壞后,在土質(zhì)較好的環(huán)境下,只要停止人為破壞,當?shù)刂脖恢械膬?yōu)勢種能正常生長,因而利用當?shù)刎S富的鄉(xiāng)土植物進行生態(tài)恢復(fù)、營建自然化的高速公路景觀是可行的。2邊坡護坡的生態(tài)性從目前解決公路護坡我國在公路坡面生態(tài)工程方面已取得了一定的成果和效益。但由于對植被演替規(guī)律的深層次規(guī)律認識不足,在工程實踐中尚存在如下問題(1)由于草本對侵蝕的適應(yīng)性優(yōu)于喬灌木,而普遍采用多為單一或簡單的混合草種,這類植物在護坡前期效果不錯,但由此建立的生態(tài)系統(tǒng)相當脆弱,很容易遭破壞。同時植被種類單一容易造成生態(tài)災(zāi)難,在生態(tài)恢復(fù)過程中,如果單一選擇大量使用外來植物,減少人為管護后有可能帶來災(zāi)難性的結(jié)果。邊坡特殊的立地條件需要多種類的護坡植物。對于許多草種來說,由于冬季低溫、夏季高溫干旱、土壤結(jié)構(gòu)和肥力的限制,后期養(yǎng)護是很重要的,但事實上,邊坡綠化一經(jīng)施工以后,不可能進行精心養(yǎng)護管理,而導(dǎo)致綠化邊坡常常出現(xiàn)黃化、裸斑以及滑坡等現(xiàn)象,使植被恢復(fù)失敗。坡面生態(tài)工程各項技術(shù)的綜合應(yīng)用在我國公路護坡方面還是一個空白,而這種綜合措施建植起來的立體的生態(tài)植物群落,不論對公路坡面的固定,還是就群落本身都是相當穩(wěn)定的。(2)在栽種草本植物時,過多地把注意力放在國外草種的引進上,而忽視了在本地適應(yīng)性好、更易于本地其他草種類形成良好的群落結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定關(guān)系的地方草種。(3)護坡的效果不持久。在目前采用廣泛的厚層基材噴射方法護坡中,牧草或草坪植物在噴射的基材基層的水肥條件下,大多能較快生長,形成較好的植被護坡效果。但是隨著時間的推移,基材的養(yǎng)分必然會因為植物吸收、坡面徑流以及侵蝕而損失,使許多草本植物生長受到抑制或被淘汰,在邊坡植物群落中競爭力較差,初期如不經(jīng)常除雜,以確保成活率與覆蓋度,往往在1a后便會被高大雜草掩沒甚至吞噬,不但影響景觀,還給邊坡養(yǎng)護工作帶來極大的不便。特別是石質(zhì)邊坡土壤養(yǎng)分含量低,持水性差,澆灌不便等客觀原因,大多數(shù)草種難以適應(yīng),護坡效果并不明顯,直接導(dǎo)致“一年綠,兩年黃,三年枯,四年死”的現(xiàn)象發(fā)生。3半干旱地區(qū)道路邊坡植被恢復(fù)策略3.1加固弱風化坡面植物邊坡在開挖出來后首先要考慮其穩(wěn)定性。對于穩(wěn)定性較差的邊坡需采取工程防護措施進行固定后才可考慮植被恢復(fù)措施。對于穩(wěn)定邊坡首先要分析坡面的巖性條件,對于風化程度較高的坡面,有利于植被根系的深入,在建植3～5a后,植物能覆蓋整個坡面。對于弱風化坡面植物根系扎根很難,即使是初期建植成功,一般在3～5a后也會嚴重退化,對于此類坡體多建議采用工程措施加固。此外,邊坡的坡度也是影響植被生長的重要因素。根據(jù)以往的工程實踐經(jīng)驗:(1)坡降緩于1∶1.7的邊坡,可以采用以喬木為主的植物群落恢復(fù),周邊的鄉(xiāng)土植物易于入侵。形成植被覆蓋層后,邊坡多不發(fā)生侵蝕。(2)1∶1.7～1∶1.4的邊坡,如不進行植物防護,周邊的植物可以自然入侵形成植物群落。(3)1∶1.4～1∶1.1的邊坡,可以建造以草本覆蓋地表、以灌木為主的植物群落。(4)1∶1～1∶0.8的邊坡,可以建造由低矮喬木、灌木和草本構(gòu)成的植物群落。(5)1∶0.8以上的邊坡,可以建造以草本為主、輔以藤本植物的植物群落。進行建植時須結(jié)合工程加固措施。3.2林下灌木結(jié)合型植被設(shè)計由于植被對邊坡的防護更多的是體現(xiàn)在植物枝葉對侵蝕的防治作用和植物根系對邊坡土壤的固持作用,因此以高低覆蓋相間、深淺根系搭配為特征的草本+灌木結(jié)合型的植被設(shè)計更符合半干旱地區(qū)的邊坡防護要求。此外,草本在建植后3～5a退化,為灌木的發(fā)育提供了條件,從而更好地防護坡面。4赤通高速公路邊坡選擇植被4.1高速公路綠化植物應(yīng)用的原則由于公路邊坡具有土壤貧瘠、干旱、陡峭而水土易流失的特點,以及公路邊坡植被要求建植快、覆蓋地面迅速、固土護坡效果好且能長期有效地防止水土流失、綠化美化公路環(huán)境,因此,公路邊坡植被植物的選擇標準是:(1)以高速公路建設(shè)對自然系統(tǒng)破壞后的生境條件為依據(jù)。本段公路所經(jīng)地區(qū)屬丘陵山地,地形多變,隨著道路開挖,產(chǎn)生大量石質(zhì)和土質(zhì)裸地,土壤結(jié)構(gòu)受到破壞,土壤肥力不高,所以要求生命力強、繁殖力強、根系深、固坡持水力高的植物,同時公路路面寬闊,輻射強烈,小氣候氣溫較高,因而要求綠化植物要具有耐瘠薄、耐干旱、抗高溫、適應(yīng)性強等一系列特點。(2)以恢復(fù)生態(tài)學群落演替理論為指導(dǎo)。高速公路的綠化更應(yīng)該是一個生態(tài)恢復(fù)的過程,演替理論是生態(tài)恢復(fù)中的植物選擇重要依據(jù)之一。由于演替發(fā)生的各個階段包含著植物種類的更迭,即由先鋒種的入侵、優(yōu)勢種的更替最后形成穩(wěn)定群落,則準確識別自然系統(tǒng)中各個群落所處的演替階段及其相應(yīng)的植物組成,就可以針對高速公路沿線的現(xiàn)有植被基礎(chǔ)和遠期目標篩選出合適的植物用于群落建成,達到加速植被恢復(fù)的目的。(3)以具有自然生態(tài)系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)為目標。結(jié)構(gòu)合理、功能完善的自然群落系統(tǒng)是高速公路路域植被恢復(fù)的目標。一個地區(qū)以其地帶性植物群落為頂級群落,具有最大的多樣性和穩(wěn)定性。地帶性的植物群落必然是由當?shù)氐泥l(xiāng)土植物組成的———這也是生態(tài)恢復(fù)提倡盡可能地利用鄉(xiāng)土植物的原因。鄉(xiāng)土植物的選擇可以模擬不同階段地帶性群落的組成和結(jié)構(gòu):選擇該生境條件下適生的植物種類;喬、灌、草的比例適當;在時間結(jié)構(gòu)上,要考慮到植物的生長期,群落演替時間等。初步營建出一個基本的植物群落,再通過自然力的作用,使之得到不斷的更新、恢復(fù)。4.2采用冷季型草的種植模式針對赤通高速公路區(qū)的氣候特征,護坡草種一般選用冷季型草種。草坪用冷季型草種發(fā)芽的最低溫度為0～5℃,最高溫度為35℃,最適溫度為15～25℃。研究表明,冷季型草的營養(yǎng)生長亦是在較低的溫度下進行的,適合高寒地區(qū)生長。草坪用冷季型草的主要種類有早熟禾屬、羊茅屬、剪股穎屬、黑麥草屬、梯牧草、冰草屬、雀麥屬、鴨茅等大屬類草種。而且邊坡生態(tài)恢復(fù)的草種至少要滿足以下3點要求按照中國草坪生態(tài)氣候區(qū)劃和國內(nèi)常用冷季型草種的根系狀況、地上部高度及其對環(huán)境的抗性,參考丹拉高速卓資段高速公路生態(tài)綠化方案,建議赤通高速公路用于護坡的植被先鋒型物種如表1所示。實際運用過程中應(yīng)考慮豆科