生態(tài)學(xué)理念在平羅高速邊坡綠化中的應(yīng)用探討

王志強，向華浩，姚 軍，劉倩鈺，何金金，鄧甜甜

(1.湖南芷蘭生態(tài)環(huán)境建有限公司，湖南 長沙 410000；2.中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長沙 410004)

1 生態(tài)學(xué)理念的內(nèi)容及其對公路邊坡綠化的意義

生態(tài)學(xué)理念指的是在可持續(xù)發(fā)展理念的深入貫徹下，通過人為因素創(chuàng)建和維護生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生態(tài)平衡，實現(xiàn)人與自然的共生共處[1]。生態(tài)學(xué)的目標(biāo)是以較低的成本獲得最大的收益[2]。對于生態(tài)學(xué)理論的理解隨著學(xué)科的發(fā)展不斷地發(fā)生變化，其核心有以下幾點：一是生態(tài)學(xué)理論的核心是在處理人與自然的過程中做低成本，以低成本取得較大的收益；二是要維護生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；三是促進生態(tài)系統(tǒng)的正向演替。高速公路在修建過程中不可避免會對環(huán)境造成破壞，并形成大量的邊坡，因而必需對邊坡進行綠化以減少對環(huán)境的影響[3]。邊坡綠化作為道路設(shè)計中的重要一環(huán)起到加固土壤和防止水土流失的作用，并形成一定的景觀效果。

高速公路邊坡綠化由最初以剛性物理防護為主變?yōu)樯鷳B(tài)立體綠化。具體由初期采用噴射混凝土、漿砌石塊等方法進行防護，逐漸發(fā)展為在剛性防護結(jié)構(gòu)表層種植攀援性植物和垂吊植物的綠化模式。隨著邊坡防護技術(shù)的不斷進步，生態(tài)學(xué)理念的發(fā)展和生態(tài)護坡概念的提出，邊坡綠化發(fā)展延伸為去剛性化。由初步階段側(cè)重于應(yīng)用草本植物進行綠化發(fā)展到喬灌地被相結(jié)合的群落式邊坡綠化模式，采用植物防護或植物防護結(jié)合必要剛性防護的綜合防護模式，以期與自然形成一個和諧統(tǒng)一體。因而生態(tài)學(xué)理念對于高速公路邊坡綠化具有重要的意義。

2 生態(tài)學(xué)理念在邊坡綠化的應(yīng)用

2.1 在邊坡地形處理中的應(yīng)用

依據(jù)生態(tài)學(xué)理念，在對邊坡處理時應(yīng)充分結(jié)合場地原有的生態(tài)環(huán)境，因時就勢。對于石質(zhì)邊坡，只需要清理不穩(wěn)定的石塊；對于土質(zhì)邊坡，如果坡度較大，需要削減坡度，以減少山體滑坡的危險。同時，盡量少用工程防護手段。結(jié)合邊坡景觀與原有的地質(zhì)地貌、氣候條件，減少土方作業(yè)，使道路上下邊坡區(qū)域內(nèi)具備足夠的穩(wěn)定性。

2.2 在邊坡土壤培育中的應(yīng)用

土壤是植物生長的基礎(chǔ)，也為植物提供營養(yǎng)和固定植物，有利于生態(tài)系統(tǒng)的迅速恢復(fù)。生態(tài)學(xué)思想在土壤培育中的應(yīng)用表現(xiàn)在以下幾個方面：一是盡可能保留表層土壤以增加土壤的肥力；二是合理構(gòu)建人工土壤，在噴播等方法中以低成本合理增厚土壤以利于植物生長，同時合理加入肥料；三是選用落葉量大的植物以加速改良和增加土壤；四選固氮植物快速改良土壤。

2.3 在植物選擇中的應(yīng)用

邊坡綠化的主要目的是固土護坡，防治水土流失和美化沿線生態(tài)環(huán)境的作用[4]。在生態(tài)學(xué)理念的指導(dǎo)下，植物的選擇應(yīng)滿足以下幾個方面的要求：一是盡量選用觀賞性的鄉(xiāng)土植物[5]；二是選擇根系發(fā)達的植物，起到固土護坡效果；三是優(yōu)先考慮具有固氮功能的植物；四是以灌木為主，配置少量的喬木；五是要求植物具有耐干旱瘠薄、耐修剪、易養(yǎng)護；六是考慮植物的觀賞性和生物多樣性。

2.4 在植物群落構(gòu)建中的應(yīng)用

高速公邊綠化中群落的構(gòu)建依不同坡度有較大的選擇，生態(tài)學(xué)理念在植物群落構(gòu)建中體現(xiàn)在以下幾個方面：一是坡度小于45°的緩坡地段優(yōu)先考慮喬木植物群落，不僅綠量大而且群落穩(wěn)定，不會對高速公路構(gòu)成安全隱患；二是坡度45°～60°的中等坡度地段，適合構(gòu)建灌木+少量小喬木的植物群落，不僅能護坡保土，而且能形成群落景觀，逐步與周邊景觀相融；三是坡度大于60°的陡坡，適合構(gòu)建低矮灌木植物群落，通過植物根系固定土壤并快速形成穩(wěn)定的植物群落，或者藤本植物+灌木的方式，快速形成植物群落。

2.5 在景觀設(shè)計中的應(yīng)用

生態(tài)學(xué)理論在景觀設(shè)計中應(yīng)注重自然景觀的設(shè)計，避免過多的硬質(zhì)景觀，同時注意植物景觀與周邊景觀的相融，注意各景觀要素之間的協(xié)調(diào)，并且發(fā)揮自身具有的區(qū)域生態(tài)屬性優(yōu)勢。邊坡綠化設(shè)計時平面上可以采用線狀和帶狀形式布置，縱向布局上可以通過喬灌草搭配種植，結(jié)合色彩搭配、季相變化，營造生態(tài)多樣符合區(qū)域特色的植物景觀。

2.6 在恢復(fù)過程中建設(shè)成本中應(yīng)用

設(shè)計施工過程中將對周圍環(huán)境的破壞控制在最小范圍內(nèi)，對已造成的破壞采取最大可能的恢復(fù)措施。注重本土材料的運用，將建設(shè)過程中產(chǎn)生的大量廢棄土石、木材、邊角資源再利用，減少對其他物質(zhì)和資源的破壞和浪費，達到環(huán)境效益、經(jīng)濟效益、社會效益的統(tǒng)一。

3 生態(tài)學(xué)理念在平羅高速二標(biāo)邊坡綠化工程中的應(yīng)用

3.1 項目概況

項目區(qū)域位于貴州省平塘縣、羅甸縣，屬于貴州省高速公路規(guī)劃(“678”網(wǎng))中的第六橫——余慶至安龍高速公路的重要組成部分，工程主要內(nèi)容有路基挖方邊坡綠化，碎落臺，路側(cè)下邊坡等綠化，長約24.006 km。

3.2 總體目標(biāo)

在生態(tài)學(xué)理念指導(dǎo)下，堅持安全性、協(xié)調(diào)性、經(jīng)濟性、景觀化的原則，合理利用場地現(xiàn)有資源，解決原有場地缺乏高性能土壤基質(zhì)的難題，實現(xiàn)基質(zhì)和邊坡點、面的有效結(jié)合，提高邊坡穩(wěn)定性。促進脆弱生態(tài)區(qū)域植被恢復(fù)，形成鄉(xiāng)土植物群落，達到自然化的演替，協(xié)調(diào)植物景觀和周邊環(huán)境，從而形成穩(wěn)定的生態(tài)群落環(huán)境[6]。

3.3 邊坡生態(tài)恢復(fù)方案

3.3.1 因地就勢進行邊坡處理

平羅高速邊坡綠化在考慮邊坡安全性的前提下，根據(jù)原有的生態(tài)環(huán)境，針對不同區(qū)域的地形情況，制定出“因地制宜，因路制宜”的地形處理方案。對有條件邊坡密挖植生坑，植生坑有利于噴播時基材、種子的著附以及后期植物生長坑內(nèi)能保證基材相對厚度和濕度，防止基材流失；對已經(jīng)采取骨架或錨桿框架梁防護的路埑邊坡，在骨架內(nèi)碼砌裝有綠化基材的植生袋，為灌木提供正常的生長基質(zhì)；對陡峭巖石邊坡則采用植被混凝土生態(tài)護坡，通過坡面加筋減少水泥用量來提高基材的穩(wěn)定性和抗沖刷能力以及種植土中加入草精保證基材的疏松透氣，利于植物扎根生長，如圖1。

(a)植生坑開挖 (b)植被混凝土生態(tài)護坡 (c)植生袋裝砌

3.3.2 施用有機肥改良邊坡土壤

合理的施用有機肥可以改良土壤，提供植物各生長時期所需的養(yǎng)分，從而增強植物的抗旱性、抗寒性、脫鹽、耐鹽作用，抗病、抗倒伏及耐鋁性等，促進植物的生長。平羅高速邊坡綠化結(jié)合以往經(jīng)驗，在施工過程中，將混合好有機肥的育苗基質(zhì)均勻噴播在邊坡上，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的穩(wěn)定性；日常養(yǎng)護中，用菜枯(油菜，花生，茶籽，芝麻等餅肥)制作液肥，稀釋后使用，做到薄肥勤施。施工過程中通過蘑菇廢料、羊糞、雞糞等有機廢棄物的再度利用為植物補充大量有機質(zhì)基礎(chǔ)，解決農(nóng)業(yè)廢棄物的處理問題的同時減少化肥投入，保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)的目的，如圖2。

(a)堆肥 (b)施肥

3.3.3 因地制宜選擇植物

植物選擇以草本及灌木為主，優(yōu)先選擇容易生長且觀賞性相對更高的植被。根據(jù)邊坡的生態(tài)環(huán)境，坡面綠化通過速生草種或本地先鋒草種形成早期底層覆蓋，用灌木種形成后期中層先鋒群落。草灌配比中，用速生灌木種進行蔭庇設(shè)計，速生種對下層生長萌芽較慢的草灌可形成早期的微觀蔭庇環(huán)境，減少地表水分蒸發(fā)，提升成苗率，使種植的植物能夠長期穩(wěn)定生長。草種選擇上有適應(yīng)過冬常綠的冷季草白三葉、高羊茅，也有適應(yīng)盛夏的狗牙根和百喜草，形成互補，保證四季常綠；喬灌木選擇豆科的多花木蘭、刺槐、紫穗槐、黃花槐、云實等，根系可固氮，可以改良提高地力，同時，大量的落葉生物量可以形成腐殖有機質(zhì)層，為后續(xù)群落中植物生長打下基礎(chǔ)，形成良好的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。

3.3.4 合理配置營造景觀

根據(jù)設(shè)計及現(xiàn)場實際情況，在充分考慮生態(tài)性的原則下，在碎落臺內(nèi)則種植一些常綠樹或者是花灌木，形成多變的景觀效果。項目中土質(zhì)碎落臺綠化植物選用雞爪槭+金葉女貞、山茶+紅葉石楠交替種植，石質(zhì)碎落臺植物選用灌木海桐、金葉女貞，固土護坡的同時形成多層次的小型群落景觀，觀花、觀色葉植物的應(yīng)用，豐富季相變化，空間立體綠化形式多樣化。填方路基路側(cè)坡度較緩處，綠化植物則以喬木為主，選用復(fù)羽葉欒樹、杜英交替使用，保證綠量，使其達到長效穩(wěn)定的景觀效果。在喬灌木其余區(qū)域則滿播白三葉，避免黃土裸露，與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。部分路段還種植觀賞價值較高的速生花灌木銀合歡，豬屎豆以及宿根花卉金雞菊，觀花品種波斯菊，保證通車時邊坡觀感效果，如圖3。

圖3 邊坡植物景觀

3.3.5 經(jīng)濟科學(xué)的施工

考慮到經(jīng)濟性原則，平羅高速邊坡綠化主要采用三維網(wǎng)噴播植草、T型植生板灌木護坡、植生袋護坡、植被混凝土生態(tài)護坡等手段進行邊坡綠化。在地形處理上，因地就勢選用施工方案，減少土方作業(yè)，對緩型邊坡采用三維網(wǎng)噴播植草或T型植生板灌木護坡的景觀綠化模式，形成簡潔、自然的邊坡景觀；高陡邊坡主要通過植生袋或是植被混凝土進行植草、灌木栽植等方式恢復(fù)自然生態(tài)景觀，有效降低施工成本。在施工細節(jié)上，在噴射完基質(zhì)后迅速用無紡布覆蓋坡面，可以防止雨水沖刷，防止土壤干燥，起一定的遮陰效果，進一步提高種子發(fā)芽率，減少后期補苗費用。土壤改良上，通過農(nóng)業(yè)有機廢棄物的再利用，變廢為寶同時有效提高土壤肥力。在植物應(yīng)用上，植物的選擇多為低維護的綠化植物，以減少日后人工維護和管理費用，項目施工前將所需草籽經(jīng)純度檢驗和種子試驗，在噴播前做好催芽準(zhǔn)備，種子成活率高且持久性好，從而達到經(jīng)濟快速的景觀效果。

4 結(jié)論

平羅高速二標(biāo)邊坡綠化工程規(guī)劃建設(shè)，充分融入了生態(tài)學(xué)理念，采用經(jīng)濟合理的邊坡綠化方式，先進環(huán)保的施工工藝，減少工程施工對周圍環(huán)境的破壞。通過施用有機肥培育土壤，將種子提前進行發(fā)芽率實驗，加速植被的恢復(fù)，結(jié)合合理的植物配比，將道路建設(shè)同周圍的自然環(huán)境、地形地勢、動植物有機地融為一體，形成一條低成本、重養(yǎng)護、美觀長效的生態(tài)高速道路。

生態(tài)學(xué)理念指導(dǎo)下的平羅高速邊坡綠化工程通過經(jīng)濟合理的施工方式、因地就勢的邊坡處理、高效的有機肥施用、因地制宜的植物選擇、合理的植物配比等方式取得了良好的生態(tài)成效。為了達到更加卓越的效果，未來的邊坡綠化工程的規(guī)劃與研究應(yīng)進一步聚焦于邊坡處理、土壤培育、植物選擇、植物群落構(gòu)建、成本考慮及景觀變化上來，加強對生態(tài)學(xué)的認識，在科學(xué)合理的基礎(chǔ)上進行生態(tài)設(shè)計，促使其真正發(fā)揮其功能，達到人工景觀與自然的和諧共存。