綏正高速公路植被混凝土護(hù)坡綠化植物生長(zhǎng)特征研究

唐建超 陳巍 黎志權(quán)

摘 要：文章研究了綏正高速公路植被混凝土護(hù)坡綠化植物的生長(zhǎng)特征。研究結(jié)果表明，植株存活率均達(dá)到60%以上，草類(lèi)植株株高在生長(zhǎng)前期增率較灌木大，生長(zhǎng)趨勢(shì)為“上凸型”；灌木在生長(zhǎng)后期株高生長(zhǎng)增率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于草，生長(zhǎng)趨勢(shì)為“下凹型”。植株根系的生長(zhǎng)特征可直接表明植株的護(hù)坡作用，根系隨時(shí)間周期的增加，逐漸形成主根、側(cè)根根系和邊坡交結(jié)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，草類(lèi)植物根系在前期生長(zhǎng)特征變化較灌木顯著。植被混凝土綠化技術(shù)在該地區(qū)生長(zhǎng)情況較好，在達(dá)到具有自然生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)目標(biāo)的同時(shí)，并能較好的發(fā)揮護(hù)坡作用。

關(guān)鍵詞：植被混凝土護(hù)坡綠化；生長(zhǎng)特征；邊坡生態(tài)修復(fù)；綏正高速公路

中圖分類(lèi)號(hào)：U417.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）33-0011-04

Abstract： In this paper， the growth characteristics of vegetation concrete greening plants on the slope of Suiyang-Zheng'an Expressway are studied. The results showed that the plant survival rate was above 60%， the growth rate of grass plant height was higher than that of shrub at early growth stage， and the growth trend of shrub was "convex"， and the growth rate of shrub at late growth stage was much higher than that of grass， and the growth trend of shrub was "concave". The growth characteristics of plant roots can directly indicate the slope protection effect of plants. With the increase of periods of time， roots gradually form a network structure of taproot， lateral roots and the intersection of the slope. The growth characteristics of grass roots change more significantly than shrubs in the early stage. The vegetation concrete greening technology grows well in this area， and can achieve the goal of natural ecosystem structure； at the same time， it can play a better role in slope protection.

Keywords： vegetation concrete slope protection greening； growth characteristics； slope ecological restoration； Suiyang-Zheng'an Expressway

引言

隨著我國(guó)西部地區(qū)交通、水利及房建項(xiàng)目的大力度開(kāi)發(fā)，大量山體需要開(kāi)挖，根據(jù)地質(zhì)特點(diǎn)，山體開(kāi)挖后坡面85%為巖石坡面，巖質(zhì)大多為灰?guī)r和泥巖，巖體形態(tài)為完整石質(zhì)、破碎石質(zhì)和土夾石等形態(tài)。植被混凝土綠化技術(shù)的應(yīng)用能在進(jìn)行坡面淺層防護(hù)的同時(shí)起到生態(tài)恢復(fù)的作用，其基質(zhì)強(qiáng)度0.3MP，能抗100MM/H暴雨沖刷，年流失率低于1%[1]。在高速公路施工中，為保證進(jìn)度，通常是全年施工，植被混凝土綠化技術(shù)中的植物草種和灌木生長(zhǎng)是有周期性的，特別是在邊坡上生長(zhǎng)的植物，受到養(yǎng)護(hù)手段少的影響，生長(zhǎng)更接近原生態(tài)。植物根系的生長(zhǎng)情況對(duì)植被邊坡的護(hù)坡作用和生態(tài)景觀(guān)效果有顯著影響[2]。為保證護(hù)坡作用、綠化和景觀(guān)效果，不同生長(zhǎng)時(shí)期植被在不同石質(zhì)下植物根系生長(zhǎng)特征顯得尤為重要。

在邊坡綠化工程中，保證綠化效果的長(zhǎng)久性是基本目標(biāo)，營(yíng)造坡面景觀(guān)效果是最優(yōu)目標(biāo)。植被混凝土綠化基質(zhì)的力學(xué)強(qiáng)度保證了其長(zhǎng)久性，注重景觀(guān)效果打造最美高速則顯得尤為重要[3-6]。坡面植物大體為草、灌木，在生長(zhǎng)過(guò)程中草、灌木出芽率、生長(zhǎng)特性和根系生長(zhǎng)情況也更重要[7]。本文通過(guò)研究草（狗牙根、高羊茅和黑麥草）和灌木（多花木蘭、刺槐和黃花槐）在邊坡植被混凝土中種植后，不同時(shí)期和不同石質(zhì)邊坡下，根系的生長(zhǎng)特征研究，以期為植被混凝土綠化技術(shù)的發(fā)展和研究提供科學(xué)依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域

綏正高速公路是《貴州省高速公路網(wǎng)規(guī)劃》678中遵義至綏陽(yáng)高速公路與道真至甕安高速公路的重要聯(lián)絡(luò)線(xiàn)，也是貴州省高速公路重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一。場(chǎng)區(qū)位于貴州中北部黔北山地高原地帶，屬綏陽(yáng)縣溫泉鎮(zhèn)所轄，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候濕潤(rùn)地區(qū)，四季分明，雨熱同季，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，年平均氣溫13-18攝氏度，無(wú)霜期280-320天，年降雨量1200毫米左右，日照1200小時(shí)左右，雨量充沛，日照充足。綏正高速開(kāi)挖邊坡石質(zhì)邊坡為主。設(shè)計(jì)坡比1：0.75-1：1之間，石質(zhì)大多為灰?guī)r和砂巖，開(kāi)挖邊坡面積20萬(wàn)平方米左右。

本文研究為原位實(shí)驗(yàn)研究，選擇54個(gè)5m×5m的樣方區(qū)域，其中坡面植物分別為草（狗牙根、高羊茅和黑麥草）和灌木（多花木蘭、刺槐和黃花槐），坡面石質(zhì)為完整石質(zhì)、破碎石質(zhì)和土夾石，為了試驗(yàn)分析的精確性，分別設(shè)置三個(gè)樣品取平均值。監(jiān)測(cè)時(shí)間分別為植被混凝土施工后1個(gè)月、3個(gè)月、6個(gè)月、9個(gè)月和12個(gè)月。對(duì)樣方內(nèi)植被根系和生長(zhǎng)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析。

1.2 數(shù)據(jù)處理

采用Excel2010進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析，并且進(jìn)行相關(guān)的圖表繪制和整理。

2 結(jié)果與分析

2.1 植被存活率

植被混凝土綠化施工后，根據(jù)研究對(duì)象的正常生長(zhǎng)規(guī)律，狗牙根、高羊茅、黑麥草、多花木蘭、刺槐和黃花槐于1個(gè)月的生長(zhǎng)期后，觀(guān)察樣方中各研究對(duì)象的存活率，詳見(jiàn)圖1。

從圖1可以看出，不同植物在1月生長(zhǎng)期后，植株的存活率均在60%以上，不同植株在相同的石質(zhì)邊坡中存活率有所差別，其中草種的存活率都略高于灌木，即狗牙根、高羊茅和黑麥草在相同石質(zhì)下的存活率，高于多花木蘭、刺槐和黃花槐。相同植物在不同石質(zhì)邊坡情況下，植株存活率也有相應(yīng)的差別，存活率：完整石質(zhì)<破碎石質(zhì)<土夾石。

2.2 植株株高不同時(shí)期生長(zhǎng)特征

植物生長(zhǎng)特征的指標(biāo)之一為植株株高。不同植物在不同時(shí)期的生產(chǎn)特征有較大的區(qū)別，尤其草和灌木的生產(chǎn)狀況。除此之外，護(hù)坡基質(zhì)的不同也直接影響植株株高的生長(zhǎng)，詳見(jiàn)圖2和圖3。

圖2為三種典型植物草種在施工后12月的株高生長(zhǎng)情況以及不同時(shí)期株高增量，由株高隨時(shí)間增長(zhǎng)趨勢(shì)可知，三種草的增長(zhǎng)趨勢(shì)為“上凸型”，結(jié)合每個(gè)時(shí)期植株增量可知三種草類(lèi)的生長(zhǎng)期主要集中在前9個(gè)月，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)量呈下降趨勢(shì)，并逐漸趨于平穩(wěn)。由圖2a、b、c可知三種草類(lèi)植株在施工后12月后相比，高羊茅株高>黑麥草>狗牙根。不同石質(zhì)邊坡條件下，植株的生長(zhǎng)情況也有顯著差異，經(jīng)數(shù)據(jù)顯示，土夾石邊坡較適宜三種草類(lèi)生長(zhǎng)，破碎石質(zhì)次之，完整石質(zhì)生長(zhǎng)效率最低。

圖3為三種典型植被混凝土護(hù)坡的灌木生長(zhǎng)情況。由圖3可知施工后12月的灌木株高生長(zhǎng)情況和草類(lèi)有較大的區(qū)別，灌木增長(zhǎng)趨勢(shì)為“下凹型”，即灌木隨著生長(zhǎng)期的增加，前期株高增長(zhǎng)量較生長(zhǎng)后期株高增長(zhǎng)量低。石質(zhì)邊坡對(duì)灌木的影響趨勢(shì)和草類(lèi)相似。

2.3 不同生長(zhǎng)時(shí)期植株根系的生長(zhǎng)情況

植株根系的生長(zhǎng)特征直接影響植株的存活率和植株的生長(zhǎng)情況。本文分別對(duì)典型植株（狗牙根、高羊茅、多花木蘭和黃花槐）不同生長(zhǎng)時(shí)期的根系情況進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表1。

草和灌木的根系生長(zhǎng)特征有較大區(qū)別，在1～6月生長(zhǎng)初期，草的根系生長(zhǎng)速率較灌木較快，草的根系復(fù)雜程度在前期高于灌木。隨著生長(zhǎng)時(shí)間的增長(zhǎng)，生長(zhǎng)后期灌木根系生長(zhǎng)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于草，灌木根系復(fù)雜程度逐漸增加且根系錯(cuò)綜復(fù)雜。邊坡石質(zhì)對(duì)草和灌木的根系生長(zhǎng)在6個(gè)月后開(kāi)始影響，到12月后發(fā)現(xiàn)完整石質(zhì)的根系生長(zhǎng)方向發(fā)生偏移，而土夾石和破碎石質(zhì)的根系生長(zhǎng)沿邊坡細(xì)縫，且逐漸形成根系網(wǎng)絡(luò)。

根系生長(zhǎng)特征對(duì)植被混凝土護(hù)坡來(lái)說(shuō)顯得尤為重要，本研究表明在6個(gè)月生長(zhǎng)期，植被根系逐漸與邊坡石質(zhì)形成根系結(jié)構(gòu)，既能保證植株護(hù)坡作用，又可保證植株的正常生長(zhǎng)。根據(jù)植株存活率、植株株高以及根系生長(zhǎng)特征數(shù)據(jù)表明，植株在1年生長(zhǎng)期內(nèi)，已經(jīng)完全適應(yīng)該區(qū)域環(huán)境特征，且能發(fā)揮生態(tài)景觀(guān)及護(hù)坡作用。護(hù)坡作用可增加植被混凝土邊坡的一體化，真正起到植被混凝土綠化技術(shù)的實(shí)際效益。

3 結(jié)論

植被混凝土護(hù)坡綠化植株存活率均達(dá)到60%以上，草類(lèi)植株株高在生長(zhǎng)前期增率較灌木大，生長(zhǎng)趨勢(shì)為“上凸型”；灌木在生長(zhǎng)后期株高生長(zhǎng)增率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于草，生長(zhǎng)趨勢(shì)為“下凹型”。表明草類(lèi)的生長(zhǎng)周期集中于前6個(gè)月的生長(zhǎng)期，在這段時(shí)間內(nèi)，草類(lèi)植株可以對(duì)高速公路邊坡起到護(hù)坡作用，能發(fā)揮該技術(shù)的生態(tài)景觀(guān)效益和護(hù)坡作用；而灌木的生長(zhǎng)周期主要集中在6個(gè)月之后，隨后對(duì)護(hù)坡的作用逐漸見(jiàn)效。

植株根系的生長(zhǎng)特征可直接表明植株的護(hù)坡作用，根系隨時(shí)間周期增加越來(lái)越復(fù)雜，逐漸形成根系和邊坡交結(jié)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，說(shuō)明該植被混凝土綠化技術(shù)在該地區(qū)生長(zhǎng)情況較好，并能發(fā)揮護(hù)坡作用。

植被混凝土護(hù)坡綠化植物生長(zhǎng)過(guò)程中，草類(lèi)和灌木隨時(shí)間周期變化的生長(zhǎng)特征，結(jié)合該區(qū)域環(huán)境特征，為達(dá)到邊坡生態(tài)修復(fù)、景觀(guān)效果和護(hù)坡作用，可為植被混凝土施工草、花、灌木的合適配比提供依據(jù)。植株根系生長(zhǎng)特征起到的護(hù)坡作用在以后的研究中可結(jié)合力學(xué)分析，為植被混凝土護(hù)坡綠化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

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