粵東高速公路互通區(qū)綠地植物多樣性及應(yīng)用的調(diào)查分析

石長磊　洪文君　吳永彬

摘要：通過調(diào)查粵東地區(qū)兩條高速公路內(nèi)的互通立交區(qū)綠地的植物多樣性和應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)果表明：在6個1200 m²的樣方中有維管植物112種及變種，隸屬45科96屬，較豐富的種類有禾本科、菊科、大戟科等。綠地的物種多樣性不高，各層多樣性指數(shù)表現(xiàn)為草本層>灌木層>喬木層，綠化形式簡單粗陋，養(yǎng)護(hù)管理有待加強(qiáng)。建議推廣優(yōu)良鄉(xiāng)土植物，促進(jìn)綠地植物的多樣性和生態(tài)效益的提高。

關(guān)鍵詞：互通區(qū)綠地；植物多樣性；應(yīng)用現(xiàn)狀；粵東；高速公路 文章編號：1671—2641（2016）01—0082—04

中圖分類號：S688 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

在我國高速公路建設(shè)進(jìn)入高峰的同時，環(huán)保綠化工作也越來越受到各級政府及建設(shè)者的重視。高速公路互通綠地占地面積大，工程的建設(shè)使原有的地貌與環(huán)境發(fā)生了很大的變化，對周圍環(huán)境造成了很大破壞，互通綠地人工林對區(qū)域植被恢復(fù)具有重要意義。改革開放以來，粵東地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展取得顯著成績，經(jīng)濟(jì)實力明顯增強(qiáng)，高速公路網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速，而對高速公路互通區(qū)綠化的需求也日益得到重視。

互通式立體交叉是兩條或多條道路在不同平面上互相交叉并用匝道連接起來的人工構(gòu)造物。高速公路互通區(qū)一般由主線、匝道、跨越構(gòu)造物、附屬部分組成?；ネ⒔粎^(qū)是高速公路綠化中場地最大、立地條件最好、景觀可塑性最強(qiáng)的部位，是道路的標(biāo)志性景觀。

目前國內(nèi)對高速公路立交綠地的研究，主要集中在綠化設(shè)計和樹種選擇方面，也有研究者運用植物生態(tài)群落學(xué)研究方法對寧杭高速公路沿線互通與服務(wù)區(qū)綠地展開調(diào)查，但是對于高速公路互通立交綠地的植物多樣性的研究尚不多見。本文對粵東高速公路部分互通立交區(qū)綠地的植物進(jìn)行調(diào)查，定量分析立交綠地植物種類組成及其植物應(yīng)用情況，篩選適宜該地區(qū)氣候類型的互通綠化植物，研究鄉(xiāng)土植物在自然演替中的重要意義，探索適應(yīng)粵東地區(qū)高速公路互通立交區(qū)特殊生境下能夠加速植物群落正向演替的植被配置模式，為粵東地區(qū)高速公路互通綠地的建設(shè)和管理提供參考。

1調(diào)查地點及研究方法

1.1調(diào)查地點的自然概況

粵東地區(qū)背靠南嶺，面臨南海，多為低山和丘陵，兼有濱海平原和盆地。總面積32263km²，地處114°54′～117°10′E，22°37′～24°91′N，屬東亞季風(fēng)氣候區(qū)南部，且南臨熱帶海洋，具有亞熱帶海洋性氣候特點。光照充足，輻射量大，雨熱同期?；洊|為全國多雨地區(qū)，年降雨量1400-2400 mm，土壤類型主要為地帶性的紅壤和赤紅壤。

粵東的主要植被類型為亞熱帶常綠闊葉林、灌叢和草地，人工栽培群落主要有各種桉樹林、臺灣相思林和木麻黃林。20世紀(jì)60年代森林被破壞后，先后有芒萁Dicranopteris pedata、里白Hicriopteris glauca、五節(jié)芒Miscanthusfloridulus、黑莎草Gahnia tristis等草本植物，以及馬尾松Pinus massoniana、山烏桕Triadica cochinchinensis、山雞椒Litsea cubeba等先鋒小喬木和灌木自然生長，粵東大部分地區(qū)處于這類演化階段。沈海高速和潮惠高速公路位于粵東的南部和東部，穿越了粵東大部分地區(qū)，具備粵東地區(qū)典型的自然狀況。

1.2樣方選擇及調(diào)查方法

本研究選定沈海高速和潮惠高速公路互通綠地作為調(diào)查研究對象，調(diào)查于2014年8-10月進(jìn)行。沈海高速（粵東段）全長147.9 km，潮惠高速公路全長87 km，各有8個互通。前期對選定高速公路進(jìn)行現(xiàn)場查勘，在保證生境盡可能一致的前提下，根據(jù)不同的配置模式和恢復(fù)年限確定采樣點位置。每條高速各挑選3個互通區(qū)樣地，記錄地理位置、海拔、坡度、坡向、坡位和土壤類型。每個互通區(qū)分別設(shè)置了1個面積為1200m²樣地，將每個調(diào)查樣地劃分為3個面積為400m²樣方。在每個400m²樣方內(nèi)，記錄所有胸徑≥2.0 cm的樹種名稱、株數(shù)和高度；同時再分別設(shè)置1個面積為5 m×5 m的灌木層樣方和面積為1 m×1 m的草本層樣方，分別調(diào)查并記錄灌木層和草本層的種類及數(shù)量或蓋度?？偣餐瓿烧{(diào)查樣方18個，總面積7200 m²。

1.3數(shù)據(jù)分析

1.3.1物種豐富度指數(shù)

1）Patrick指數(shù)（s）

S=該樣方內(nèi)的物種數(shù)目

2）Margalet指數(shù)（F）

F=（S-1）/lnN

式中：S為物種數(shù)，N為個體總數(shù)。

1.3.2多樣性指數(shù)

1）Simpson指數(shù)（D）=1-∑Pi2

2）Shannon指數(shù)（H）=-∑PilnPi

式中Pi為物種i的個體數(shù)占群落中全部個體數(shù)的比例。

1.3.3均勻度指數(shù)

1）均勻度指數(shù)（J）=（H）/lnS

式中H為Shannon指數(shù)，S為物種數(shù)，即物種豐富度指數(shù)。

數(shù)據(jù)處理運用Excel軟件完成。

2結(jié)果與分析

2.1粵東地區(qū)高速公路互通立交區(qū)的綠化植物及其應(yīng)用

在7200 m²的調(diào)查樣方中，共記錄有維管植物112個種及變種，隸屬45個科96個屬（表1），其中被子植物有105種，蕨類植物有6種，裸子植物只有1種。在種子植物中，木本植物有50種（包括喬木27種，灌木23種），占種子植物數(shù)的49%，草本植物有52種，藤本植物10種。在50種木本植物中，常綠植物有43種，落葉植物7種，兩者之比接近6：1；外來種有27個，其余23個為鄉(xiāng)土植物。種類較豐富的有禾本科、菊科、大戟科、蝶形花科、?？坪秃卟菘疲?種以上的植物。使用頻率最高的喬木種類有馬占相思Acacia mangium、臺灣相思Acacia confusa、木麻黃Casuarina equisetifolia等，灌木有假地豆Desmodium heterocarpon、馬纓丹Lantana camara、土蜜樹Bridelia tomentosa等，草本植物有白茅Imperata cylindrica、南美蟛蜞菊Sphagneticola trilobata和白花鬼針草Bidens alba（表2）。這些植物生長適應(yīng)性強(qiáng)，長勢良好，大都能較好地適應(yīng)粵東地區(qū)高速公路立交互通區(qū)域特殊的立地條件和氣候，但是馬占相思受臺風(fēng)影響倒伏嚴(yán)重，在應(yīng)用中要加強(qiáng)其抗風(fēng)性或減少其種植數(shù)量。endprint

然而，也有一些種類生長表現(xiàn)不佳，如雞冠刺桐Erythrina crista-galli、苦楝Mdia azedarach、秋楓Bischofia javanica、印度橡膠榕Ficus elastica和蒲葵Livisto-na chinensis等生長不良甚至枯死。這一方面反映了粵東地區(qū)高速公路互通區(qū)的環(huán)境條件比較差，對這些植物的影響較大，另一方面表明對這些植物的養(yǎng)護(hù)管理還存在較多的不足。

2.2物種多樣性

高速公路互通立交區(qū)綠地植物的物種多樣性受人為因素的影響。通過比較粵東兩條高速公路互通立交區(qū)綠地植物群落的物種多樣性，結(jié)果表明，潮惠高速公路在物種豐富度、多樣性和均勻度方面均高于沈海高速公路。從群落不同層次的植物多樣性平均水平看，灌木層和草本層的物種多樣性和均勻度均高于喬木層；喬木層的物種豐富度不大，物種多樣性均較貧乏。各層的物種多樣性差異很大，如喬木層平均物種豐富度為6種（2～10），平均Shalmon指數(shù)為0.94（0.30～2.04），平均S～son指數(shù)為0.43（0.16～0.85），平均均勻度指數(shù)為0.55（0.32～0.89）；灌木層平均物種豐富度為11種（7～17）；平均Shannon指數(shù)為1 77（1.53～2.02），平均Simpson指數(shù)為0.76（0.68～0.85），平均均勻度指數(shù)為0.77（0.63～0.92）；草本層平均物種豐富度為16種（8～21），平均Sh～on指數(shù)為1.93（1.48～2.23），平均Smapson指數(shù)為0.79（0.71～0.87），平均均勻度指數(shù)為0.71（0.64～0.85）。群落的灌木層和草本層未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。與粵東地區(qū)天然次生林相比，高速公路立交綠地的植物多樣性較低（表3）。

2.3植物配置特點

高速公路互通區(qū)在建成后通常留有大面積的綠化用地，即主干道和匝道間圍合的互通綠島，由于這些綠島周圍交通頻繁，人為撫育和干擾均較少，因此在植物配置上有其特殊性。目前，粵東地區(qū)高速公路互通立交區(qū)的植物配置包括了喬+灌+草、喬+草、灌+草和草多種方式，第一種立體綠化方式很少見，多為后三種配置方式，且整體的配置形式不夠成熟。復(fù)層綠化形式極少看到，綠化形式大都粗放簡陋，平整場地簡單甚至根本不平整，有的就栽上幾株樹木。如沈海高速海門互通綠地為單一的臺灣相思人工林，沈海高速內(nèi)湖互通綠地僅簡單種植幾棵灌木，并出現(xiàn)了大面積的野草，沒有觀賞價值及綠化效果?；ネ⒔粎^(qū)的功能性設(shè)計也應(yīng)放在首要位置。中心綠地注意構(gòu)圖的整體性，可用基調(diào)樹和低矮花灌木配置成美觀大方、簡潔有序的綠化圖案；小塊綠地可以疏林草地的形式群植一些常綠樹和秋色葉樹，以豐富季相變化、反映地方特色；在匝道兩側(cè)綠地的角部適當(dāng)種植一些低矮的樹叢、樹球及三五株小喬木以增強(qiáng)出入口的導(dǎo)向性；彎道外側(cè)可適當(dāng)種植高大的喬灌木作行道樹，以誘導(dǎo)行車方向，并使司乘人員有心理安全感，彎道內(nèi)側(cè)綠化應(yīng)保證視線通暢，不宜種植遮擋視線的喬灌木。然而在實地的調(diào)研中，各互通綠化并沒突出指示栽植、緩沖栽植、誘導(dǎo)栽植、防護(hù)栽植、線形預(yù)告等安全性栽植。

3結(jié)論與討論

人工林下植物多樣性的發(fā)展與其自然條件、目的樹種、植物種源及造林管理都有著直接的聯(lián)系。潮惠高速公路互通綠地恢復(fù)時間段，林齡較小，但它的植物豐富度和多樣性比沈海高速公路互通綠地高，說明高速公路互通造林早期的撫育管理措施對植物多樣性的發(fā)展有較大影響。鄉(xiāng)土野生草本極易在受到人工干擾的裸地先入為主，進(jìn)而影響許多具較強(qiáng)傳播能力的先鋒樹種如山烏桕、山雞椒、變?nèi)~榕Ficus variolosa、鴨腳木Schefflera heptaphylla等進(jìn)入人工林中，因此不利于互通綠地生物多樣性發(fā)展。此外，造林密度也是直接影響互通綠地植物多樣性發(fā)展的因素之一。林分密度過大，不僅會抑制目的樹種本身的生長，而且導(dǎo)致林下透光度下降，從而限制了許多陽性樹種的進(jìn)入和生存。如海門互通的造林密度過大，樹種單一，不僅不利于植物群落穩(wěn)定性和豐富物種多樣性，而且純林純草特別容易引發(fā)病蟲害大面積肆虐。因此，需要對初植較密的人工林進(jìn)行適度適時的間伐。

總體來看，粵東高速公路互通現(xiàn)有的綠化區(qū)域植物群落穩(wěn)定性較差，大都物種單一，結(jié)構(gòu)簡單，植物多樣性發(fā)展較慢。研究刮表明：人工促進(jìn)恢復(fù)和重建近自然鄉(xiāng)土闊葉林后，群落的物種豐富度和植物多樣性指數(shù)有較大提高。因此可從粵東天然林中篩選的一些鄉(xiāng)土植物種類，如殼斗科、樟科和山茶科等，應(yīng)用到互通綠地的營建中。此外，在應(yīng)用鄉(xiāng)土樹種造林時，采用速生鄉(xiāng)土樹種套種少量具較高生態(tài)價值或經(jīng)濟(jì)價值的珍稀植物種類的模式，對當(dāng)?shù)刈匀毁Y源和珍稀物種的保育有著積極的促進(jìn)作用。

從植物配置來看，粵東高速公路互通綠地多以單一的喬、灌、草品種成片栽植，人工痕跡較明顯。應(yīng)該模擬地帶性植被進(jìn)行近自然的植物群落設(shè)計。貫徹以喬木為主體，灌、草、藤相結(jié)合的原則。注意植物生長習(xí)性，花期、花色以及樹形合理搭配，力求設(shè)計精致，創(chuàng)造具有時代感、反映風(fēng)土人情以及具較高藝術(shù)水平的景觀。另外，在互通區(qū)匝道邊坡要巧妙地利用匍匐和纏繞藤本植物進(jìn)行立體綠化，粵東地區(qū)常用的藤本植物有五爪金龍、異葉爬墻虎Parthenocissus dalzielii、薜荔Ficus pumila、炮仗花Pyrostegia venusta、忍冬Lonicera japonica等，但當(dāng)?shù)亟^大多數(shù)野生藤蔓植物未得到開發(fā)和利用。因此應(yīng)當(dāng)積極篩選和馴化鄉(xiāng)土的垂直綠化植物，以豐富互通區(qū)綠地中垂直綠化植物的種類。

互通綠化建設(shè)后期的養(yǎng)護(hù)投入較少，造成通車兩三年后高速公路綠化處于失養(yǎng)狀態(tài)，建設(shè)初期景觀較好的綠地樹木死亡，荒地雜草叢生，這些都影響了環(huán)境質(zhì)量。在高速公路環(huán)境條件特殊、惡劣的情況下，為了保證綠化植物的正常生長，實現(xiàn)良好的綠化效果，應(yīng)將加強(qiáng)綠化養(yǎng)護(hù)管理作為一項日常工作，建立一套行之有效的綠化養(yǎng)護(hù)方案，開展宣傳和教育，提高沿線廣大人民的綠化意識。endprint