公路劣質(zhì)邊坡修復用“植被袋”內(nèi)填充基質(zhì)理化性能的研究

1、公路劣質(zhì)邊坡修復用“植被袋”內(nèi)填充基質(zhì)理化性能的研究第32卷第2期2010年O6月延邊大學農(nóng)學JournalofAgriculturalScienceYanbianUniversityVo1.32No.2Jun.2O10公路劣質(zhì)邊坡修復用"植被袋"內(nèi)填充基質(zhì)理化性能的研究周燕,樊磊,呂賢德.(1.延邊大學農(nóng)學院,吉林龍井133400;2.圖們市林業(yè)局,吉林圖們133100)摘要:通過對不同時期"植被袋"中填充基質(zhì)的理化性能測定分析,確定"植被袋"有較好的保水性,保溫性及保肥性.能適應公路劣質(zhì)邊坡的惡劣環(huán)境,能達到生態(tài)防護的效果.關鍵詞

2、:植被袋;填充基質(zhì);保水性;保溫性;保肥性中圖分類號:$714.7文獻標識碼:A文章編號:1DO47999(2010)02-0143-04近年來,隨著對公路的高強度開發(fā),公路兩旁的生態(tài)環(huán)境遭到了不同程度的破壞,尤其是因開發(fā)公路形成的陡峭劣質(zhì)邊坡,這種影響就更為嚴重1.僅靠自然的力量來自行恢復原有的生態(tài)環(huán)境,可能性小且需要很長時間2.所以,如何快速恢復和重建受破壞邊坡的生態(tài)環(huán)境顯得十分迫切.填充基質(zhì)是植物賴以生存的物質(zhì)基礎,是保證植物正常生長發(fā)育的先決條件3.4,"植被袋"內(nèi)填充基質(zhì)的組成及其性能是"植被袋"技術能否達到設計效果的關鍵因素之一.因此,文章從

3、"植被袋"內(nèi)填充基質(zhì)的理化性能人手進行分析研究,旨在為公路劣質(zhì)邊坡修復用"植被袋"生態(tài)防護技術整體研究奠定基礎,從而獲得一種新型,快速,經(jīng)濟有效的公路劣質(zhì)邊坡生態(tài)防護技術.1材料與方法1.1材料使用單腔和雙腔"植被袋"盛裝基質(zhì),D一代表單腔植被袋,S一雙腔植被袋5.根據(jù)"植被袋"的設計要求,選用草炭與蛭石作為"植被袋"填充基質(zhì),以2:1的比例配制,并在其中加入大量元素緩釋肥料和消毒劑,這也是國內(nèi)外大多采用的一種基質(zhì)配比6.1.2方法"植被袋"技術與一般種植技術最大的區(qū)別在于基

4、質(zhì)表面有一層纖維棉網(wǎng)和編織網(wǎng)的覆蓋.通過測定單腔植被袋(D)和雙腔植被袋(S)內(nèi)填充基質(zhì)的水分,溫度和肥力等理化性能,并與無覆蓋基質(zhì)的理化性能進行對比分析,以證明"植被袋"具有保水,保溫和保肥的功能.1)保水性測定方法在無降水補充和有降水補充情況下,分2次測量填充基質(zhì)的含水量(土壤含水量一取樣基質(zhì)質(zhì)量/基質(zhì)干質(zhì)量).每次取樣3個,測定結果取平均值.2)保溫性測定方法在晴天和陰天用溫度計分2次測量植被袋內(nèi)外的日溫度變化,從5:0021:O0,每2h測量1次,共測9次,每次取樣3個,測定結果取平均值.3)保肥性測定方法植物生長前,植物生長1個月后和植物生長2個月后,分3次測量填

5、充基質(zhì)的容重,PH值,全氮,全磷,全鉀和有機質(zhì)含量.收稿日期:20100301作者簡介:周燕(1982一),女,吉林吉林人,延邊大學農(nóng)學院森林科學系助教144延邊大學農(nóng)學第32卷2結果與分析2.1植被袋的保水性分析2.1.1無降水補充時植被袋填充基質(zhì)的含水量變化2007年5月7日到5月17,日,天氣狀況晴好,無降水過程,5月7日進行1次人工灌水后,每隔2d測1次不同情況下基質(zhì)的含水量,取樣時間均為下午3點.由圖1可知,無覆蓋基質(zhì)的含水量隨時間變化比其他2種基質(zhì)顯著,在10d的時間,含水量從117.5降到57.3%,下降了總含水量的51.23%.D和S的基質(zhì)含水量變化趨勢相似,D的基質(zhì)含水量從1

6、12.2降到80.89,6,S的基質(zhì)含水量從113.4降到78.9,分別下降了總含水量的27.99和3O.42,且含水量變化日趨緩慢.其中D的含水量變化略小于s的含水量變化.這主要是因為"植被袋"的結構為填充基質(zhì)表面提供了一層纖維棉網(wǎng)和編織網(wǎng),能有效的減少基質(zhì)中的水分蒸發(fā),使絕大部分水分被植物生長所利用,起到保水作用,提高水分的利用率.*如測試時間/h圖1無降水補充時植被袋填充基質(zhì)的含水量變化Fig.1Thechangesofsubstrateswatercontentwithouttheprecipitation蚓妥缸24487296l2O測試時間/h圖2有降水補充時植被

7、袋填充基質(zhì)的含水量變化Fig.2Thechangesofsubstrate'swatercontentwiththeprecipitation2.1_2有降水補充時植被袋填充基質(zhì)的含水量變化2007年7月31日8月5日,有1次明顯的連續(xù)性降雨過程,其中8月1El和8月3日有2次明顯降雨,其它時間為間歇性小雨,試驗每隔1d測1次不同情況下基質(zhì)的含水量,取樣時間為下午3點.由圖2可知,無覆蓋基質(zhì)的含水量隨時間變化比其它2種基質(zhì)顯著,含水量隨降雨強度波動較大,在8月1日和8月3日有明顯降雨的2d,基質(zhì)含水量出現(xiàn)了2個明顯的高峰,123.5和126.39/6,強降雨過后,基質(zhì)含水量下降明顯.D

8、和S的基質(zhì)含水量變化趨勢相似,D和S的基質(zhì)含水量在第1天,經(jīng)過強降雨后,迅速上升,分別上升25.6和3O.1,趨近于飽和,飽和后基質(zhì)含水量變化不顯著,受降雨影響小,且在降雨停止后(8月4日)D和s的基質(zhì)含水量下降較無覆蓋基質(zhì)明顯緩慢.這說明"植被袋"表面的纖維棉網(wǎng)和編織網(wǎng)在起到保水作用的同時,又不影響降水正常滲入,保持了"植被袋"內(nèi)的水分平衡.2.2植被袋的保溫性分析2.2.1晴天時植被袋內(nèi)外的溫度變化研究由圖3可知,4條溫度曲線隨一天的天氣變化,趨勢大致相同,又略有差異.3種基質(zhì)的溫度一直高于外界氣溫的溫度.2007年9月25日全天的最大氣溫差l1.1

9、,無覆蓋基質(zhì)的全天溫差13.2,單腔植被袋內(nèi)基質(zhì)的全天溫差1O.7,雙腔植被袋內(nèi)基質(zhì)的全天溫差11.0.C.3種不同基質(zhì),在上午9:00之前,無覆蓋基質(zhì)的溫度低于單腔植被袋和雙腔植被袋基質(zhì)的溫度,9:OO一1l:OO,隨著外界溫度的升高,無覆蓋基質(zhì)的溫度上升較快,同單腔植被袋和雙腔植被袋基質(zhì)的溫度曲線連成一體,而在11:OO一17:OO,無覆蓋基質(zhì)由于直接受到陽光輻射,其溫度明顯高于單腔植被袋和雙腔植被袋基質(zhì)的溫度,在17:.0以后,無覆蓋基質(zhì)的溫,.;:;:;,一加m舯第2期周燕,等:公路劣質(zhì)邊坡修復用"植被袋"內(nèi)填充基質(zhì)理化性能的研究145度又降到單腔植被袋和雙腔植被袋

10、基質(zhì)溫度以下,單腔植被袋和雙腔植被袋基質(zhì)的溫度曲線差異較小,幾乎重疊.3O2826芝2422譽2018l6+D/271卜S/C26一1卜無覆蓋基質(zhì)/2505:GO07:O0O9:O0ll:O013:0015:0017:0019:0021:00測試時間:2007年9月2j日圖3晴天肘植被袋內(nèi)外的日溫度變化圖Fig.3Thechangesofthedailytemperatureinsideandoutsidethevegetationbagwhencloudlessday05:0007:0009:00ll:0013:0015:0017:0019:002I:00測試時間:2007年9月16日圖4陰

11、天時植被袋內(nèi)外的日溫度變化Fig.4Thechangesofthedailytemperatureinsideandoutsidethevegetationbagwhencloudyday2.2.2陰天時植被袋內(nèi)外的溫度變化研究由圖4可知,4條溫度曲線隨一天的天氣變化,趨勢大致相同,又略有差異.單腔植被袋和雙腔植被袋內(nèi)基質(zhì)的溫度一直高于外界氣溫的溫度.無覆蓋基質(zhì)的溫度在上午9:00之前低于外界氣溫的溫度,9:00以后一直高于外界氣溫的溫度.2007年9月16日全天的最大氣溫差5.7,無覆蓋基質(zhì)的全天溫差5.0,單腔植被袋內(nèi)基質(zhì)的全天溫差3.7,雙腔植被袋內(nèi)基質(zhì)的全天溫差4.1.3種不同基質(zhì)中,

12、無覆蓋基質(zhì)的溫度一直低于D和S基質(zhì)的溫度,單腔植被袋和雙腔植被袋基質(zhì)的溫度曲線差異較小,幾乎重疊.2.3植被袋的保肥性分析填充基質(zhì)的肥力是指基質(zhì)中各個營養(yǎng)成分的變化,其中最主要的是氮,磷,鉀和有機質(zhì)含量.通過對填充基質(zhì)在植物生長前后理化性質(zhì)的對比分析,可以說明植被袋對填充基質(zhì)的保肥作用.表1填充基質(zhì)在植物生長前后的理化性質(zhì)分析Table1Analysisofsubstratsphysicsandchemistryqualitybeforeandafterplantgrowth基質(zhì)(g容/c重m3)pH值含量/%全氮(N)全磷(P)全鉀(K)有機質(zhì)植物生長前植物生長1個月后植物生長2個月后O.2

13、6D0.3OSO.28無覆蓋基質(zhì)0.29D0.3OSO.29無覆蓋基質(zhì)0.306.276.236.356.296.376.336.34O.811O.694O.715O.5790.707O.7130.428O.2311.17O.21OO.217O.199O.1980.204O.1871.211.131.O31.2O1.13O.9737.337.O36.232.736.535.328.9由表1可知,單腔植被袋(D)和雙腔植被袋(S)內(nèi)填充基質(zhì)的物理性質(zhì)在植物生長前后變化很小,從植物生長前到植物生長2個月后的3個階段中,填充基質(zhì)的容重和PH值均保持在同一水平,具有一定的物理穩(wěn)定性.其次,單腔植被袋(

14、D)和雙腔植被袋(s)內(nèi)填充基質(zhì)的化學性質(zhì)變化也不大,雖然全氮(N),全磷(P),有機質(zhì)的百分含量均有下降的趨勢,但下降緩慢,同時填充基質(zhì)全鉀(K)的百分含量始終保持在同一水平.而無覆蓋基質(zhì)的物理性質(zhì)在試驗前后雖變化不大,但其各項化學指標都下降明顯,可見,單腔植被袋(D)和雙腔植被袋(S)的保肥性要明顯好于無覆蓋基質(zhì)的保肥性.遐溫氣一146延邊大學農(nóng)學第32卷3討論與結論1)單腔植被袋(D)和雙腔植被袋(S)都具有一定的保水性,在無降水補充的情況下,2種"植被袋"內(nèi)填充基質(zhì)含水量下降較慢,具有保水作用.在有降水補充的情況下,2種"植被袋"內(nèi)的填充基質(zhì)能和

15、無覆蓋基質(zhì)一樣,迅速吸水至飽和,且飽和后含水量變化平穩(wěn),波動小,很適合在干旱少雨的地區(qū)使用.2)單腔植被袋(D)和雙腔植被袋(S)都具有一定的保溫性,"植被袋"所具有的纖維棉網(wǎng)和編織網(wǎng)可直接阻礙一部分太陽短波輻射進入土壤,又可以通過它的空隙完成土壤和空氣之間的溫度傳導,能有效防止植物根系周圍的基質(zhì)溫度受外界天氣情況的影響,有利于"植被袋"內(nèi)植物的正常生長.3)單腔植被袋(D)和雙腔植被袋(S)都具有一定的保肥能力,其所具有纖維棉網(wǎng)和編織網(wǎng)還可以防止它所覆蓋的基質(zhì)受風雨的侵蝕,減少土壤肥力的流失,能夠長期為植物生長提供較高的營養(yǎng)水平,適用于護坡養(yǎng)護管理水平

16、差的地段.4)單腔植被袋(D)和雙腔植被袋(S)在保水性,保溫性和保肥性方面無顯著差異,在應用時可根據(jù)具體情況,因地制宜,采用不同的"植被袋"方法.參考文獻:1-1張榮收,陳訓,李云俠,等.石漠化地區(qū)陡巖地帶快速綠化技術研究J.貴州林業(yè)科技,2004,32(3):3842.I-2符啟仕.高速公路邊坡生態(tài)防護研究口.中國水運,2008(1):149150.3谷林林,李永生,姚延.無土栽培基質(zhì)的研究進展J.山西林業(yè)科技,2008,12(4):31-33.1-4王莉,潘志清.不同基質(zhì)的側(cè)柏容器育苗效果分析J.東北林業(yè)大學,1995,23(4):5660.5樊磊,李熙英,周燕.公路

17、劣質(zhì)邊坡修復用"植被袋"結構性能的研究J.延邊大學農(nóng)學,2009,31(4):275279.6張俊云,周德培,李紹才.巖石邊坡生態(tài)種植基試驗研究J.巖石力學與工程,2001,20(24):239242.7張俊云,李紹才,周德培.巖石邊坡植被護坡技術(2)厚層基材的組成及特性J.路基工程,2000(5):45-48.8HamasunaJ,MakiH.Methodofvegetationinslopeprotectionarea.Japan,JPlOO6O9OOP.19980303.9TannoKMethodofvegetationplantingconstructionofm

18、ortar-sprayingtreatingslope-face:Japan,JP9O2563P.1997一l2.1,10章恒江,章夢濤.巖質(zhì)坡面噴混快速綠化新技術I-J.國外公路,2000,20(5):3O一32.Researchonthefillsubstrateandqualityof''vegetationbag''forpoorhighwayside-sloperepairZHOUYan,FANLei,LVXiande(1.AgriculturalCollegeofYanbianUniversity,LongJingJilin133400,China;2.ForestryBureauofTureen,TureenJilin133100,China)Abstract:Studiedonthephysicsandchemistrycapabilityofdifferentperiodfillsubstrateof"vegetationbag".Determinedthe"v