淺析高速公路邊坡綠化恢復(fù)

滿偉德 李廷山

(1.中鐵二十一局集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州 730000；2.中鐵科學(xué)研究院有限公司成都分公司，四川 成都 610000)

城市化建設(shè)是人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然結(jié)果，而城市化水平的提高總是受到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、交通運(yùn)輸?shù)纫蛩氐闹萍s，城市化水平同時(shí)也體現(xiàn)著社會(huì)發(fā)達(dá)程度。以快速、安全、土地利用效率和通行能力高為主要特征的高速公路的出現(xiàn)使得“小時(shí)或數(shù)小時(shí)交通圈”規(guī)劃目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，由此而產(chǎn)生的物流運(yùn)輸不僅改變了制造業(yè)和流通領(lǐng)域的經(jīng)營(yíng)方式，而且對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與發(fā)展具有深遠(yuǎn)的社會(huì)效益。我國(guó)正處于社會(huì)經(jīng)濟(jì)改革關(guān)鍵時(shí)期，高速公路的發(fā)展在城市化發(fā)展進(jìn)程中扮演著重要角色。交通運(yùn)輸是國(guó)民經(jīng)濟(jì)先導(dǎo)性的基本產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前，我國(guó)正朝著全面建成小康社會(huì)邁進(jìn)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，對(duì)公路交通的保障能力和服務(wù)水平提出了更高要求。高速公路的快速發(fā)展影響城市群空間結(jié)構(gòu)的演化，可促進(jìn)城鎮(zhèn)和城鄉(xiāng)之間經(jīng)濟(jì)文化的交流，調(diào)整城市布局，改善運(yùn)輸結(jié)構(gòu)，提升人們的生活質(zhì)量，高速公路的快速發(fā)展在一定程度上體現(xiàn)了國(guó)家綜合實(shí)力的穩(wěn)步提升。高速公路在建設(shè)過(guò)程中特別是在山區(qū)，破壞生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致植被覆蓋層消失，邊坡裸露在大氣中，遇到極端天氣，由于會(huì)引起水土流失導(dǎo)致滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，危及行車安全及生命財(cái)產(chǎn)安全。邊坡作為一種裸露的土壤或巖石基質(zhì)，其土壤肥力、固土性、保 水性、保肥性差，極易發(fā)生自然災(zāi)害，破壞當(dāng)?shù)鼐坝^與生態(tài)系統(tǒng)，僅依靠自然修復(fù)則需很長(zhǎng)時(shí)間且效益不高，因此需要進(jìn)行人工的邊坡綠化來(lái)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)[1]。植物能夠涵養(yǎng)水源、凈化空氣，在邊坡綠化過(guò)程中能夠攔截雨水、減緩徑流和固結(jié)土壤，有利于水土保持，增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性[2]。然而常見公路邊坡治理措施往往在邊坡穩(wěn)定性方面滿足相關(guān)要求，但邊坡表層的穩(wěn)定往往被忽略[3-4]。為有效避免經(jīng)濟(jì)損失及生命財(cái)產(chǎn)損失，促進(jìn)公路邊坡綠化施工建 設(shè)，是當(dāng)前道路綠化建設(shè)的主要問(wèn)題之一。

1 公路邊坡綠化的作用

1.1 水土保持、邊坡穩(wěn)定

公路建設(shè)不可避免地對(duì)沿線生態(tài)造成一定程度的破壞，由于一些裸露邊坡在沒有防護(hù)的情況下受自然條件的影響可能會(huì)引起譬如滑坡、崩塌等自然災(zāi)害。因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中穩(wěn)定的邊坡不僅應(yīng)考慮邊坡自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，還應(yīng)結(jié)合生態(tài)防護(hù)措施，綜合種植使邊坡得以綠化，在植物發(fā)達(dá)根系的作用下可有效提升坡體土壤的固著能力，在抗擊沖擊、腐蝕，減小地表徑流方面起到重要作用[5]。植物的垂直根系穿過(guò)坡體淺層的松散分化層，錨固到深處較穩(wěn)定的巖土層上，起到深根的錨固作用；植物的根系在土體中盤根錯(cuò)節(jié)，使邊坡土體與根成為復(fù)合材料，有效提高土體強(qiáng)度；植物通過(guò)吸收和蒸騰坡體內(nèi)水分，降低土體的孔隙水壓力，提高土體的抗剪強(qiáng)度，有利于邊坡土體的穩(wěn)定。

1.2 引導(dǎo)視線、降低事故發(fā)生率

邊坡綠化后的一個(gè)重要作用在于可對(duì)駕駛員視線進(jìn)行引導(dǎo)，有效緩解駕駛員視覺疲勞，綠化植物一般以灌木為主，灌木叢具有柔韌性強(qiáng)和耐沖擊的作用，能夠作為失控車輛的一個(gè)重要緩沖帶，大幅度降低交通事故損傷的程度。交通工程應(yīng)用植被護(hù)坡，因植被能吸收刺耳的聲音，多方位反射太陽(yáng)光線及車輛光線，而降低噪聲、強(qiáng)光對(duì)行人及駕駛員的輻射干擾，減輕和消除大腦及眼鏡的疲勞，提高路標(biāo)、警示牌的可見度，讓駕駛者輕松愉快的駕車，保證行車安全。

1.3 美化環(huán)境

通過(guò)合理規(guī)劃，在公路邊坡種植植物可以給人在視覺上產(chǎn)生宜人的體驗(yàn)，充分發(fā)揮美化環(huán)境的作用，在種植植物選擇上運(yùn)用層次較為分明且色彩斑斕的植被對(duì)路邊不雅的景觀進(jìn)行適當(dāng)遮蔽，可有效發(fā)揮美化路容的作用。人類的眼睛看到的最舒適的顏色是綠色，應(yīng)用植被護(hù)坡能讓我們體驗(yàn)到清新、涼爽、潔凈、安定的美感，心胸開放、感情奔放、陶冶知趣，把美傳到人的內(nèi)心。

2 公路邊坡綠化植物選擇依據(jù)

公路邊坡具有其特殊性，在植物選擇上以耐干旱、耐瘠薄，根系發(fā)達(dá)、覆蓋度好，抗污染、易成活、適應(yīng)性強(qiáng)、便于管理、綠化見效快、景觀效果好的草本或木本植物進(jìn)行綠化。根據(jù)不同的地段、土質(zhì)，采用不同的綠化模式，灌、花、草相互搭配，形成不同景觀的植物群落[6]。

2.1 立地條件

土壤質(zhì)地、肥力、坡度、結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)等都會(huì)影響植物的生長(zhǎng)，立地條件的不同導(dǎo)致各個(gè)地域在邊坡綠化植物選擇方面存在巨大差異。一般情況下，邊坡坡度大、土壤有機(jī)質(zhì)含量少的條件下，植物生存的難度較大；石質(zhì)邊坡由于邊坡坡度大、植物生長(zhǎng)所需團(tuán)粒結(jié)構(gòu)少、活化養(yǎng)分低等原因，導(dǎo)致植物在石質(zhì)邊坡很難存活[7]。

2.2 氣候因素

影響植物生長(zhǎng)的氣候因子眾多，主要有以下幾類：溫度、水分、光照、空氣、土壤、地理因素等。一般說(shuō)來(lái)，隨著溫度的增高而加快生長(zhǎng)發(fā)育。但當(dāng)溫度超過(guò)所要求的最高或最低溫度的限度時(shí)，生長(zhǎng)就會(huì)停止，或者死亡。只有在最適的溫度條件下，才能迅速而健壯的生長(zhǎng)發(fā)育、開花結(jié)果。水分是決定樹木生存、影響分布與生長(zhǎng)發(fā)育的重要條件之一。不同樹種對(duì)水分的需要與適應(yīng)不同[8]。光是植物生長(zhǎng)發(fā)育的必要條件等等。

2.3 植物本身的特性

裸露邊坡本身存在有機(jī)質(zhì)含量低的缺點(diǎn)，在植物選擇的時(shí)候應(yīng)盡可能考慮植物本身具有的耐干旱、易養(yǎng)護(hù)、易成活、價(jià)格低廉的植物進(jìn)行邊坡綠化。

3 邊坡綠化的主要形式與特殊邊坡綠化的主要方法

3.1 邊坡綠化的主要形式

3.1.1 全植物防護(hù)

全植物防護(hù)適用于邊坡土質(zhì)較好的地段，通過(guò)人工種植、噴播方式進(jìn)行綠化，通過(guò)播撒草籽、鋪設(shè)草皮、種植灌木等方式進(jìn)行坡面防護(hù)。

3.1.2 三維植被網(wǎng)墊防護(hù)

三維植被網(wǎng)墊是以熱塑性樹脂(聚乙烯)為原料，經(jīng)擠出、拉伸、點(diǎn)焊等工序精制而成，成凹凸泡狀的多層三維網(wǎng)結(jié)構(gòu)，它無(wú)腐蝕性、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)大氣、土壤、微生物呈惰性。

在生長(zhǎng)的過(guò)程中植物的根系與三維植被網(wǎng)交織纏繞形成一層保護(hù)層，對(duì)坡面產(chǎn)生較永久的保護(hù)層，避免雨水直接沖刷，植物根系深入到土體中與三維網(wǎng)墊、泥土三者形成一個(gè)牢固的復(fù)合整體，起到保持水土的目的。具有工程造價(jià)低、環(huán)境效果好、工程效果好的特點(diǎn)。

3.1.3 掛網(wǎng)式坡面防護(hù)

掛網(wǎng)式坡面防護(hù)具有見效快、種植當(dāng)年效果好的優(yōu)點(diǎn)，多用于巖石邊坡綠化，缺點(diǎn)在于植物易被邊坡泥土覆蓋，不能良好生長(zhǎng)[6]。

3.1.4 鋪植草皮

鋪植草皮優(yōu)點(diǎn)在于可快速綠化，見效快，效果好，通過(guò)自身的繁殖可再生。后期養(yǎng)護(hù)成本較高，草皮自身退化較快，經(jīng)濟(jì)性能差，適用的邊坡范圍小，在一些土壤環(huán)境較差的區(qū)域，植物得不到生長(zhǎng)所需的養(yǎng)料，成活率低，影響邊坡的穩(wěn)定性和美觀度。

3.2 特殊邊坡綠化處理方法

3.2.1 全巖石邊坡綠化

陡峭的巖石邊坡綠化在高速公路邊坡綠化方面較為常見，由于土壤較少、有機(jī)質(zhì)不充分，導(dǎo)致植物很難自然生長(zhǎng)，在陡峭巖石邊坡綠化過(guò)程中需備客土。在邊坡坡底或者邊坡臺(tái)階上置土，使植物有易于生長(zhǎng)的環(huán)境，然后種植藤木植物，增設(shè)引線，增加覆蓋面積以保證巖石邊坡綠化效果[9]。

3.2.2 土石混合巖坡綠化

易發(fā)生土石滾落現(xiàn)象是土石混合巖坡最明顯的特征，這是由于土石混合巖坡穩(wěn)定性極差的特點(diǎn)決定的。在施工過(guò)程中應(yīng)先進(jìn)掛網(wǎng)式坡面基礎(chǔ)防護(hù)，然后種植植物根系發(fā)達(dá)的多年生草本植物為首選。護(hù)坡方式一般采用客土噴播或骨架植物方式，達(dá)到坡面綠化防護(hù)的目的[10]。

3.2.3 高硬度土質(zhì)邊坡綠化

植物根系能否正常生長(zhǎng)與土壤抗壓強(qiáng)度密切相關(guān)，研究表明，當(dāng)土壤抗壓強(qiáng)度大于15kg/cm2時(shí)，植物根系生長(zhǎng)易受阻礙。為了使植物生長(zhǎng)發(fā)育正常在高硬度土質(zhì)邊坡綠化時(shí)可采用水平鉆孔、開溝等方式改良土壤硬度，將低矮灌木分穴種植，靠崖壁側(cè)種植藤本植物，將坡面有效覆蓋，以實(shí)現(xiàn)高硬度土質(zhì)邊坡綠化。

4 目前邊坡綠化存在的問(wèn)題與解決方法

公路邊坡綠化主要存在基礎(chǔ)理論研究尚不足、植物基礎(chǔ)條件方面、植物種的選擇與配置、生態(tài)景觀效果不佳、高質(zhì)量的生態(tài)恢復(fù)成本高、養(yǎng)護(hù)管理困難等問(wèn)題[11]。

雖然學(xué)者們對(duì)高速公路邊坡綠化方面做了眾多研究，但目前邊坡綠化恢復(fù)大多為定性研究或者經(jīng)驗(yàn)性研究，而定量研究較少。加之我國(guó)地貌廣闊，自然條件差異巨大，給邊坡綠化恢復(fù)研究帶來(lái)了一定困難。目前所采用的的綠化措施效果較為短暫，僅靠后期養(yǎng)護(hù)很難滿足植物生長(zhǎng)的需要；由于出于對(duì)邊坡穩(wěn)定方面的考慮以及片面追求水土保持功能，忽略了邊坡的景觀功能，導(dǎo)致邊坡恢復(fù)后美化環(huán)境功能較差；后期養(yǎng)護(hù)困難等[12-13]。

為了更好地解決邊坡綠化恢復(fù)方面遇到的瓶頸，學(xué)者們應(yīng)將基本理論研究置于首要位置，在扎實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行有針對(duì)性研究方能取得更好效果，因地制宜通過(guò)現(xiàn)代高科技技術(shù)手段培育出抗干旱能力強(qiáng)、成活率高、適用于復(fù)雜氣候環(huán)境的植物以保證成活率，盡量使用機(jī)械代替人工方法，降低養(yǎng)護(hù)成本等。

5 展望

植被護(hù)坡是一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的護(hù)坡方式，在提高坡面抗沖刷能力的同時(shí)也起到美化環(huán)境和水土保持作用，植被保護(hù)以穩(wěn)定作為前提條件，綜合當(dāng)?shù)靥赜械臍夂颦h(huán)境，選擇更適宜于當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境的植物類別，將坡面綠化防護(hù)功能發(fā)揮到極致。將高速公路綠化景觀設(shè)計(jì)與人文環(huán)境、地理環(huán)境有機(jī)結(jié)合，以此促進(jìn)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。