公路路域邊坡植被生態(tài)恢復(fù)及影響因子研究

張小明 任海艷 侯雪妮

【摘 要】本文研究主要從銅黃高速公路路域邊坡的生態(tài)恢復(fù)著手，通過對國內(nèi)外高速公路邊坡植被恢復(fù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析、歸納、總結(jié)，指出高速公路路域邊坡植被生態(tài)恢復(fù)情況及影響因子，為進(jìn)一步開展銅黃高速公路路域邊坡的生態(tài)恢復(fù)相關(guān)研究提供科學(xué)依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】公路邊坡；植被；生態(tài)恢復(fù)；影響因子

高速公路的快速發(fā)展，在促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時，也給沿線的生態(tài)環(huán)境帶來了一定的破壞，造成大量巖土裸露，引發(fā)嚴(yán)重的生態(tài)問題。在公路運(yùn)營開始后，車輛產(chǎn)生廢氣等會影響植物生長，導(dǎo)致生長繁殖機(jī)能減退，抗病能力逐漸下降，最終引起植被的退化甚至死亡，且在后期由于邊坡剝落病害嚴(yán)重，需要不斷的進(jìn)行人工維護(hù)，耗費(fèi)大量的人力物力，公路邊坡植被恢復(fù)問題的科學(xué)認(rèn)識的缺乏導(dǎo)致公路邊坡植被恢復(fù)研究嚴(yán)重滯后于高速公路建設(shè)，引起邊坡再次裸露等一系列問題[1，2]。植被在防治水土流失方面的作用早已是眾所周知，它們在保持公路邊坡的穩(wěn)定性上也是必不可少。邊坡植被的作用主要體現(xiàn)在減少水土流失、增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性、凈化大氣、降低噪聲及光污染等方面，保障行車安全、促進(jìn)有機(jī)污染物的降解等方面。因此，高速公路邊坡植被恢復(fù)應(yīng)引起人們的重視。

1.研究方法

1.1 研究區(qū)概況

本區(qū)歷經(jīng)多次黃土堆積和侵蝕作用，形成塬、梁、峁眾布、溝壑縱橫的黃土地貌特征，地形地貌條件相對復(fù)雜。屬暖溫帶大陸季風(fēng)氣候區(qū)，四季溫差大。由于沿線地勢地貌的影響，氣候差異明顯。多年平均氣溫10～12℃，一月份最冷，平均氣溫為-5～-1℃，7月份氣溫最高，平均氣溫為22～26℃。多年平均降水量為550～700mm，7、8、9三個月為降雨集中期，降水量約占全年降水量的50%以上，年最大降雨量可達(dá)987。33mm，最小降雨量為496。5mm。研究區(qū)域初霜期約在10月中下旬，終霜期為翌年的3月中上旬，凍土深度一般為50～60cm。

1.2 研究內(nèi)容

受長期人類活動干擾和氣候變化的擾動，目前黃土高原絕大部分地區(qū)植被及其生存環(huán)境處于深度退化狀態(tài)，退化植被的恢復(fù)及其產(chǎn)生的水土流失問題已經(jīng)成為該區(qū)域?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展面臨的重要問題之一。本研究主要從銅黃高速公路路域邊坡的生態(tài)恢復(fù)著手，通過對國內(nèi)外高速公路邊坡植被恢復(fù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析、歸納、總結(jié)，指出高速公路路域邊坡植被生態(tài)恢復(fù)情況及影響因子，為進(jìn)一步開展銅黃高速公路路域邊坡的生態(tài)恢復(fù)相關(guān)研究提供科學(xué)依據(jù)。

2.國內(nèi)對邊坡植被生態(tài)恢復(fù)的研究進(jìn)展

國內(nèi)關(guān)于植被退化研究方面，主要是從土壤、水分、鹽分等對植物生長有植被聯(lián)系的因素著手。1999年，劉秉正研究認(rèn)為，死亡的根系可以提高土壤中K、Mg、P的含量，并對土壤理化性質(zhì)有正面的促進(jìn)效應(yīng)，這些功能對于土壤相對貧瘠的退化草地而言更富有積極意義。2005年，沈有信等人從滇東喀斯特山地植被土壤進(jìn)行研究，對該地區(qū)的退化程度進(jìn)行分等級，提出對退化植被進(jìn)行恢復(fù)應(yīng)考慮退化階段性，根據(jù)各階段的特點(diǎn)進(jìn)行恢復(fù)。同年，常兆豐等人研究了五種地貌類型植被退化與水分和土壤性質(zhì)的關(guān)系，討論了土壤與水分的聯(lián)系導(dǎo)致的植被退化的原因。2007年，王志敏研究了水分子對植被退化的影響，主要從地表水和地下水的時空演變來分析。2008年，白福等人在闡述了黑河流域植被退化的分布以及特征后，從該流域的包氣帶水分、鹽分、巖性以及水分補(bǔ)給方面著手分析了植被退化的原因，并提出了植被退化與土壤退化的惡性循環(huán)，表明植被恢復(fù)的重要性。同年，陳維等人闡述了瓜州綠洲地區(qū)的退化現(xiàn)狀后，從自然原因和人為原因方面分析了該地區(qū)植被退化的原因，并提出了植被退化的保護(hù)對策。

3.公路路域邊坡植被生態(tài)恢復(fù)研究

3.1銅黃高速公路邊坡植被生態(tài)恢復(fù)進(jìn)展

為了保護(hù)公路生態(tài)環(huán)境和美化、優(yōu)化道路景觀的需要，陜西省高速公路管理局于1999年10月和2000年5月～11月在銅黃高速高速公路上進(jìn)行了初試、中試試驗(yàn)。其研究的基本步驟如下：

（1）物種調(diào)查：包括銅黃沿線物種的生態(tài)調(diào)查、國內(nèi)護(hù)坡常用優(yōu)良品種調(diào)查，提出物種目錄；

（2）預(yù)選：從物種調(diào)查名錄中選擇耐旱護(hù)坡物種（含花草、灌木）；

（3） 初選：通過預(yù)選物種在高陡邊坡的初試結(jié)果進(jìn)一步選擇耐旱護(hù)坡植物；

（4）優(yōu)選：對初試物種在中試的結(jié)果中選擇耐旱護(hù)坡植物；

（5）最后對篩選的物種在銅黃路高陡邊坡上大面積播種應(yīng)用。

通過初試和中試的結(jié)果表明，在路域邊坡植被建植的初期，各種生態(tài)防護(hù)類型均取得了預(yù)期的效果，當(dāng)時邊坡植被覆蓋率均能達(dá)到50%以上，不僅有效的防止了水土流失和減小了暴雨對邊坡的沖刷作用，而且還對周圍的景觀效果有了很大的提升。

3.2 公路路域邊坡植被恢復(fù)研究熱點(diǎn)及發(fā)展方向

根據(jù)國內(nèi)外研究概況，銅黃高速公路邊坡植被恢復(fù)的研究大致可概括為以下幾方面：（1）植物選擇與配置的研究；（2）恢復(fù)后植被群落的研究；（3）路域生態(tài)環(huán)境的研究。

植物選擇與配置，包括植物種類選擇、配置、種植密度，以及野生鄉(xiāng)土護(hù)坡植物的開發(fā)利用等研究?；謴?fù)后植被群落的研究包括不同邊坡類型植被群落的抗蝕性、穩(wěn)定性、多樣性、演替等的研究。國外在抗徑流侵蝕方面研究較多，國內(nèi)研究均較少?；謴?fù)后植被群落的穩(wěn)定與否是對前期植被建植的肯定，因此群落研究也是植被恢復(fù)研究的重要內(nèi)容。

路域生態(tài)環(huán)境的研究主要指高速公路對生態(tài)環(huán)境，包括植物、動物、微生物等的影響。國內(nèi)己經(jīng)開展了此類研究，但研究較淺，目前對路域生態(tài)環(huán)境還缺乏正確的科學(xué)認(rèn)識。因此，為了保證未來二三十年即將修建的4萬多km高速公路邊坡植被恢復(fù)的成功實(shí)施，應(yīng)該加快在以上這些方面的研究進(jìn)程，使我國高速公路邊坡植被恢復(fù)的研究與工程建設(shè)同步發(fā)展，促進(jìn)我國高速公路生態(tài)型綠色通道的建設(shè)。

4.公路路域邊坡植被生態(tài)恢復(fù)影響因子研究

公路路域邊坡植被生態(tài)恢復(fù)受各種環(huán)境要素的影響，如土壤養(yǎng)分、土壤有機(jī)質(zhì)、植被覆蓋度、水分、坡度坡向和其他相關(guān)環(huán)境因子等，各種因子彼此聯(lián)系、相互制約、相互促進(jìn)、植物的生存和繁殖都依賴于各種因子的綜合作用。

氮、磷是自然生態(tài)系統(tǒng)中主要的限制性養(yǎng)分。氮、磷可利用性養(yǎng)分在數(shù)量和組成上的變化，都將對植物群落的物種組成和群落演替產(chǎn)生顯著性的影響。因?yàn)橥寥览砘再|(zhì)和生物學(xué)特性具有微域特異性，土壤養(yǎng)分的空間異質(zhì)性對種的分布格局以及干擾下的群落物種多樣性的維持至關(guān)重要。土壤有機(jī)質(zhì)小尺度的空間異質(zhì)性可強(qiáng)烈地影響土壤的生物化學(xué)過程和植物種群動態(tài)。

水是植被生長關(guān)鍵因素，在大氣降水供應(yīng)有限并且降水分布在時間上與植被需水關(guān)鍵時期不同步的情況下，土壤的持水力（保水性）是保障植被恢復(fù)的重要條件。

在坡地水土流失研究和坡地植被建設(shè)研究中，坡向和坡位是兩個重要的方面。許多研究表明：坡位對土壤養(yǎng)分的剖面分布有著重要影響，且不同坡位土壤養(yǎng)分剖面分布的差異主要是由坡面土壤性質(zhì)和坡面養(yǎng)分在降雨侵蝕過程中的再分配所造成的。

5.結(jié)語

高速公路植被恢復(fù)在我國剛剛起步，己取得了很大的成績，可以基本解決我國現(xiàn)存高速公路裸露邊坡的植被恢復(fù)問題。與國外同類技術(shù)相比，缺乏相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、研究嚴(yán)重滯后、技術(shù)的科學(xué)性較差等，都是我國現(xiàn)存的問題。總之，高速公路生態(tài)環(huán)境的研究有利于科學(xué)引導(dǎo)公路邊坡植被恢復(fù)，揚(yáng)長避短，使高速公路成為真正意義上的生態(tài)型綠色通道。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙志剛.高速公路發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2009

[2] 高速公路叢書編委員會.高速公路環(huán)境保護(hù)與綠化[M].北京：人民交通出版社.2001.

[3]AppelboomTW， CheschierGM， SkaggsRW， etal. Man-agement practices for sediment reduction from forest roads in the coastal plain [J].Transaction of the ASAE， 2002， 45（2）：337-344.

[4] 劉春霞， 韓烈保. 高速公路邊坡植被恢復(fù)研究進(jìn)展[J]. 生態(tài)學(xué)報，2007，27（5）：2090-2095

[5] 陳維， 段生燕， 彭愛加. 瓜州綠洲植被退化原因及保護(hù)對策[J]. 甘肅林業(yè)科技，2008，33（2）：46-50

[6] 趙德志，張?zhí)m軍，魏 濤. 貴州喀斯特地區(qū)公路邊坡生態(tài)恢復(fù)的環(huán)境影響因子研究[J]. 公路交通技術(shù)，2005，10（5）：130-133