1、秦岭山区高速公路石质边坡植物防护技术研究摘要:本文阐述了通过在高陡边坡上种草植苗,并创造植物在高陡边坡上的生存条件,分别解决了如何应对新建高速公路建设填挖方工程导致大量的山体表土裸露,产生许多陡峭边坡,破坏沿线的环境景观,产生严重的水土流失和环境污染等一系列生态环境问题。同时,满足高速公路边坡绿化、美化需要,实现边坡植被的防护功能与景观功能相结合,边坡植被与秦岭原有生态环境相统一,边坡绿化与公路工程建设相互协调,最终达到保护生态环境,保障车辆运行安全和形成一定的植物景观的要求。 关键词:生态环境;水土流失;边坡防护;植物防护;技术研究 中图分类号: S928 文献标识码: A 一、引言 我国山
2、地面积广阔,有三分之二的国土处于山区或丘陵地区,公路不可避免蜿蜒于崇山峻岭之中。就陕西而言,新建高速公路已经在陕西秦巴山区和陕西黄土高原生态脆弱地区延伸。公路建设填挖方工程导致大量的山体表土裸露,产生了许多陡峭边坡,破坏了沿线的环境景观,产生严重的水土流失和环境污染等一系列生态环境问题。 近年来,随着对公路建设认识的提高和对生态环境的重视,陕西省已提出建设高速公路要把环境保护放在首位的知道思想,提出建设生态路、环保路等基本概念,在高速公路建设中,环境保护开始列入工程建设目标,在一些路段,边坡防护及植被恢复取得了明显的效果,也受到了各方的好评,但与其他国家相比,我国的公路建设仍受经济条件制约,环
3、保优先的指导思想没有被普遍接受,这就进一步导致了环境的恶化,对城市中治理 PM2.5 也不利。因此,在公路建设等方面,对环境保护的理论研究和技术研究有待进一步的开展。 目前,高速公路边坡绿化恢复的主要场所是在上下边坡、中央隔离带,两侧绿化带、刺篱以及立交区、服务区和收费站区等。土石山区公路高陡边坡的绿化是公路环境保护设计的重要内容之一。土石山区公路高陡边坡的绿化具有保护自然环境、美化景观和保障安全通行的重要功能。土石山区公路沿线大面积高陡边坡,土石裸露,既不利于车辆的安全通行,也影响景观,与沿线绿色环境极不协调,还会形成新的水土流失。 二、秦岭山区高速公路挖方边坡现状 秦岭山区高速公路横穿山脉
4、腹地,挖方后形成岩石裸露、石质坚硬、岩体完整性好、节理裂隙不发育、坡面陡峭、无耕植土、持水能力差、多上边坡,土石区土壤少而疏松、侵蚀模数大的坡面状况,使坡面防护更加困难,植被恢复难度加大,仅仅依靠单一的工程措施或结合工程措施植草等不能达到长期稳定的防护效果。 三、高陡边坡防护存在的主要问题 高陡挖方上边坡因防护位置高、坡度大、土壤贫瘠、坡面不保水、植被退化等原因,在边坡防护中尤为困难。 1、原生植被彻底破坏,水土流失严重 公路工程建设中,大规模的爆破开山和挖方,改变了原有的地貌,产生了大量的开挖剖面,使沙、土、石暴露于地表,经风化解体破碎,逐渐有较大的粗糙碎屑形成较小的颗粒,转化为松散的碎屑。
5、地表层植被完全消失,植被附着层土壤被直接剥离,原有的水土保持功能迅速降低,引起水土流失,常形成局部山体滑坡、倒塌,甚至导致泥石流。 2、坡体高陡,植被恢复困难 由于山区地形复杂,岩性多样,高陡边坡的拦截降水的能力低于平均降水量的 10%,暴露的工作面使得植被更难以生长。边坡总体呈现无土、缺水、缺肥特点。岩坡陡峭,施工操作非常困难,植被重建难度极大。 3、高陡边坡工程防护造价高昂,生物防护品种单一 目前在高陡边坡防护中常用的方式中,工程防护措施、植被防护和工程防护与生物防护相结合的方式都有。虽然在一定的程度上起到水土保持,预防侵蚀的作用,但是工程防护施工复杂,造价高。大尺度、光亮材质的防护与自然
6、极不协调,不仅使坡面缺乏生机,而且耐久性极差,对环境破坏也大。目前高陡边坡植被防护的形式普遍采用坡面覆土,客土喷播、厚基才喷播、植被混凝土等技术,不能达到种植乔灌木土壤厚度的极限最低值(种植灌木的土壤极限最低值是 20cm,种植乔木土壤极限最低值是 25cm) 。因此,常出现前期效果不错,但植被系统相当脆弱,后期生长状况变差,公路边坡常出现“一年绿,二年黄,三年枯,四年死”的现象。 四、秦岭山区高陡边坡植物防护目标 在秦岭山区建立一个比较稳定的植物群落,其中应包括选择适宜土石山区生态环境的物种及其群落配置,采取相应措施,通过在高陡边坡上种草植苗,并创造植物在高陡边坡上的生存条件,使其能够在高陡
7、边坡上生存,并逐步形成草、灌、乔结合的植物群落。满足高速公路边坡绿化、美化需要,实现边坡植被的防护功能与景观功能相结合,边坡植被与秦岭原有生态环境相统一,边坡绿化与公路工程建设相互协调,最终达到保护生态环境,保障车辆运行安全和形成一定的植物景观的要求。同时应考虑经济可行性,使其花费在经济可支付的范围内。 五、高陡挖方上边坡植物防护的思路 1、采取工程措施与生物措施想结合的方法改善植物生存条件,在岩石边坡上构建理想的防护型植被影视小乔木、灌木或藤本和草本组成的植物群落。建植初期防护以草本为主,到后期形成以乔、灌木为主,最终融入到自然环境中。 2、通过在坡面喷附一层类似于自然土壤且能够储存水分和养
8、分的供植物生长所需的基质材料,解决挖方高陡边坡无法生长植物的难题。 3、防护措施与植被绿化紧密结合,保持坡面稳定,防止高陡边坡的二次风化和落石。 4、选择生根能力强,耐瘠薄土壤的植物品种,接种适生于石质边坡的菌种,在坡面打坑种植,解决石质边坡无法种植乔木和灌木的问题。 5、室内试验与野外实践相结合,不断总结改进已有的植被防护技术与方法。 六、公路边坡植被防护的植物选择 边坡生态防护即边坡植被,主要是靠植物根茎与土壤间的附着力以及根茎间的互相缠绕来达到加固边坡、提高破表炕冲刷的能力。边坡生态防护不仅可以涵养水源,减少水土流失,而且可以净化空气,保护生态,美化环境,保证行车安全,具有良好的经济效益
9、、社会效益和生态效益。 由于边坡坡度较大,降水落于坡表后,极易由于重力的作用,沿坡面往下流失,造成坡体土壤缺水干旱,直接影响植物的正常生长发育,甚至导致植物的死亡,这一点在北方干旱地区的边坡上表现得尤为突出。土壤成分、肥力、土壤结构、酸碱性、土壤厚度等土壤因素与植物的生长发育密切相关,从而决定着边坡植物能否良好的生长。其中,在选择植物时比较重要的因素是土壤肥力状况,土壤结构和土壤 PH 值等。 1、草本植物的选择 可用于护坡的草本植物大部分属于和本科和豆科。乔本科植物一般生长较快,根量大,护坡效果好,但需肥较多。而豆科植物苗期生长较慢,但由于可固氮,故较耐贫瘠,耐粗放管理,其花色较显眼,开花期
10、景观效果较好。 2、灌木的选择 我国目前在边坡植被防护中使用的灌木较少,目前已使用的灌木主要有紫穗槐、迎春、柠条、沙棘、胡枝子、红柳和坡柳等。 3、藤本植物的选择 目前,我国的垂直绿化主要应用于城市园林中,公路边坡采用垂直绿化的还较少。藤本植物宜栽植在靠山的一侧裸露岩石下一般不易坍塌或滑坡的地段,或者坡度较缓的土石边坡,可用于公路边坡垂直绿化的藤本植物主要包括爬山虎、五叶地锦、葛藤、常春藤和中华常春藤等。 4、乔木树种的选择 乔木树种寻则以裸子植物为主,裸子植物摘顶后,高生长受到抑制,对石质边坡具有较强的适应性。而且针叶树风阻小,抗逆性强,有利于在石质边坡生存和生长。因此选择油松、漆树、刺槐等
11、。 七、结束语 根据秦岭山地植被现状、植被演替规律和生态系统稳定性规律,以及现阶段常规造林树种的应用,秦岭山区石质边坡防护应以灌木为主,灌木、乔木和草本相互搭配。而灌木-草类-油松林植被类型,能够形成乔、灌、草结合的稳定植被类型,因而不失为在秦岭高陡石质边坡形成稳定群落较好的植被类型。虽然,我们在一些路段,边坡防护及植被恢复已经取得了明显的效果,也受到了各方的好评,但在公路建设方面,对环境保护的理论研究和技术研究有待进一步的开展,以实现边坡植被的防护功能与景观功能相结合、达到保护生态环境、保障车辆运行安全要求。 参考文献 1范竹姗.东北地区公路边坡生态防护植物的选择J.防护林科技.2005 年 2宋汉中.公路边坡植物生态防护技术应用J.呼伦贝尔学院学报.2009 年 3张华君.边坡生态防护方法和植物的选择J.公路交通技术.2004 年 4何雪峰.公路边坡生态防护J.甘肃林业 2007 年