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(lái)，中國(guó)的高速公路建設(shè)取得了很大進(jìn)展，但傳統(tǒng)的公路設(shè)計(jì)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(fù)面影響，就會(huì)更加深刻和擴(kuò)大。相關(guān)文獻(xiàn)表明,目前我國(guó)公路路域存在的主要生態(tài)環(huán)境問(wèn)題是:水土流失、景觀切割破壞、土壤擾動(dòng)、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(wèn)題我國(guó)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(dá)成初步共識(shí)的是應(yīng)盡可能采用鄉(xiāng)土植物進(jìn)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(xué)原則進(jìn)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(yàn)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(fēng)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(fēng)化破碎巖石坡面組成物質(zhì)為火山巖,風(fēng)化程度中等,呈暗灰色,巖石質(zhì)地堅(jiān)硬,坡面破碎不規(guī)則。由于當(dāng)?shù)貧夂蚋珊?大風(fēng)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(dāng)?shù)刂脖恢械膬?yōu)勢(shì)種能正常生長(zhǎng),因而利用當(dāng)?shù)刎S富的鄉(xiāng)土植物進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)、營(yíng)建自然化的高速公路景觀是可行的。2邊坡護(hù)坡的生態(tài)性從目前解決公路護(hù)坡我國(guó)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(duì)植被演替規(guī)律的深層次規(guī)律認(rèn)識(shí)不足,在工程實(shí)踐中尚存在如下問(wèn)題(1)由于草本對(duì)侵蝕的適應(yīng)性優(yōu)于喬灌木,而普遍采用多為單一或簡(jiǎn)單的混合草種,這類植物在護(hù)坡前期效果不錯(cuò),但由此建立的生態(tài)系統(tǒng)相當(dāng)脆弱,很容易遭破壞。同時(shí)植被種類單一容易造成生態(tài)災(zāi)難,在生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中,如果單一選擇大量使用外來(lái)植物,減少人為管護(hù)后有可能帶來(lái)災(zāi)難性的結(jié)果。邊坡特殊的立地條件需要多種類的護(hù)坡植物。對(duì)于許多草種來(lái)說(shuō),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(hù)是很重要的,但事實(shí)上,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,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(xiàng)技術(shù)的綜合應(yīng)用在我國(guó)公路護(hù)坡方面還是一個(gè)空白,而這種綜合措施建植起來(lái)的立體的生態(tài)植物群落,不論對(duì)公路坡面的固定,還是就群落本身都是相當(dāng)穩(wěn)定的。(2)在栽種草本植物時(shí),過(guò)多地把注意力放在國(guó)外草種的引進(jìn)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(hù)坡的效果不持久。在目前采用廣泛的厚層基材噴射方法護(hù)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(zhǎng),形成較好的植被護(hù)坡效果。但是隨著時(shí)間的推移,基材的養(yǎng)分必然會(huì)因?yàn)橹参镂铡⑵旅鎻搅饕约扒治g而損失,使許多草本植物生長(zhǎng)受到抑制或被淘汰,在邊坡植物群落中競(jìng)爭(zhēng)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(huì)被高大雜草掩沒(méi)甚至吞噬,不但影響景觀,還給邊坡養(yǎng)護(hù)工作帶來(lái)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(hù)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(fēng)化坡面植物邊坡在開挖出來(lái)后首先要考慮其穩(wěn)定性。對(duì)于穩(wěn)定性較差的邊坡需采取工程防護(hù)措施進(jìn)行固定后才可考慮植被恢復(fù)措施。對(duì)于穩(wěn)定邊坡首先要分析坡面的巖性條件,對(duì)于風(fēng)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(gè)坡面。對(duì)于弱風(fēng)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(huì)嚴(yán)重退化,對(duì)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(zhǎng)的重要因素。根據(jù)以往的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn):(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(jìn)行植物防護(hù),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(jìn)行建植時(shí)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(jì)由于植被對(duì)邊坡的防護(hù)更多的是體現(xiàn)在植物枝葉對(duì)侵蝕的防治作用和植物根系對(duì)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(jì)更符合半干旱地區(qū)的邊坡防護(hù)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(hù)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(diǎn),以及公路邊坡植被要求建植快、覆蓋地面迅速、固土護(hù)坡效果好且能長(zhǎng)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(biāo)準(zhǔn)是:(1)以高速公路建設(shè)對(duì)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(qiáng)、繁殖力強(qiáng)、根系深、固坡持水力高的植物,同時(shí)公路路面寬闊,輻射強(qiáng)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(qiáng)等一系列特點(diǎn)。(2)以恢復(fù)生態(tài)學(xué)群落演替理論為指導(dǎo)。高速公路的綠化更應(yīng)該是一個(gè)生態(tài)恢復(fù)的過(guò)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(gè)階段包含著植物種類的更迭,即由先鋒種的入侵、優(yōu)勢(shì)種的更替最后形成穩(wěn)定群落,則準(zhǔn)確識(shí)別自然系統(tǒng)中各個(gè)群落所處的演替階段及其相應(yīng)的植物組成,就可以針對(duì)高速公路沿線的現(xiàn)有植被基礎(chǔ)和遠(yuǎn)期目標(biāo)篩選出合適的植物用于群落建成,達(dá)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(biāo)。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(biāo)。一個(gè)地區(qū)以其地帶性植物群落為頂級(jí)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(dāng)?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(dāng);在時(shí)間結(jié)構(gòu)上,要考慮到植物的生長(zhǎng)期,群落演替時(shí)間等。初步營(yíng)建出一個(gè)基本的植物群落,再通過(guò)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(duì)赤通高速公路區(qū)的氣候特征,護(hù)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(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)亦是在較低的溫度下進(jìn)行的,適合高寒地區(qū)生長(zhǎng)。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(diǎn)要求按照中國(guó)草坪生態(tài)氣候區(qū)劃和國(guó)內(nèi)常用冷季型草種的根系狀況、地上部高度及其對(duì)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(hù)坡的植被先鋒型物種如表1所示。實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中應(yīng)考慮豆科