新銀合歡在四川盆地高速公路邊坡防護(hù)中的應(yīng)用

唐 亞，謝 瑤，喬 雪

(1.四川大學(xué) 建筑與環(huán)境學(xué)院 環(huán)境系，四川 成都 610065；2.四川大學(xué) 新能源與低碳技術(shù)研究院，四川 成都 610065)

改革開放40多年來，特別是近20年，我國公路建設(shè)突飛猛進(jìn)，建設(shè)成就世界矚目。在公路建設(shè)中，利用植物綠化和美化公路沿線是一項被廣泛認(rèn)可和普遍實施的措施。在山區(qū)和丘陵地區(qū)，公路建設(shè)破壞地貌，改變地形結(jié)構(gòu)，在公路兩邊形成大量裸露邊坡。因此，公路邊坡的穩(wěn)定和綠化是公路建設(shè)和運營必須面對的一個現(xiàn)實問題。除利用土木工程措施對公路邊坡進(jìn)行穩(wěn)定護(hù)坡處理外，植物護(hù)坡綠化也是公路邊坡管理的一個必要措施，而護(hù)坡綠化的效果主要取決于植物物種的選擇。一些研究者提出了用于公路邊坡綠化的物種選擇原則，也有研究者提出了適用于不同區(qū)域的植物種類，為實施公路邊坡綠化提供了重要指導(dǎo)，但尚無將植物特性與公路邊坡綠化相結(jié)合的研究。筆者基于多年研究與觀察，總結(jié)了新銀合歡用于四川盆地高速公路邊坡綠化的情況，以期為新銀合歡在公路邊坡防護(hù)中的應(yīng)用提供參考。

1 新銀合歡在國內(nèi)的應(yīng)用現(xiàn)狀

新銀合歡〔Leucaenaleucocephala(Lam.) de Wit〕是原產(chǎn)中美洲熱帶地區(qū)的一種豆科植物，大約20世紀(jì)初引入中國。由于其具有繁殖容易、生長迅速、適應(yīng)性廣、嫩葉粗蛋白含量高等特性，20世紀(jì)60—80年代在我國南亞熱帶的廣東、廣西、福建等省(區(qū))開展了主要作為用材林或為緩解農(nóng)村燃料、肥料、飼料和木料缺乏問題的引種栽培試驗，顯示了很好的適應(yīng)性；幾乎與此同時，在浙江、湖北等中亞熱帶少數(shù)地區(qū)也開展了新銀合歡引種栽培試驗，盡管冬季其地上部分或幼嫩枝條會死亡，但翌年能夠重新萌發(fā)新枝，顯示其在中亞熱帶也能生長，只是生長較慢，且高生長明顯受到抑制，說明其不是該區(qū)域用材林的適宜樹種；此外，西南地區(qū)的云南、四川和貴州也在熱量較高區(qū)域進(jìn)行了引種試驗，新銀合歡生長正常。截至20世紀(jì)末期，新銀合歡大面積栽培主要在廣東、廣西、福建及云南和四川的南亞熱帶氣候區(qū)域，主要作為造林樹種用于植樹造林和荒山荒坡綠化；另外，新銀合歡也是四川和云南干熱河谷地區(qū)綠化造林及退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)中最重要的樹種。1990年至21世紀(jì)初，我們在四川省金沙江干熱河谷坡耕地水土流失植物治理技術(shù)研究與示范中，將新銀合歡作為構(gòu)建等高固氮植物籬的關(guān)鍵物種，發(fā)現(xiàn)該物種不僅在防治坡耕地水土流失方面極其有效，還具備一些常用于邊坡治理和綠化的植物所不具備的獨特優(yōu)勢，在公路邊坡治理和綠化中具有極大的優(yōu)勢。

2 高速公路邊坡綠化植物選擇要點及新銀合歡的主要優(yōu)勢

植物措施是高速公路邊坡水土流失治理、綠化和高速公路景觀美化中最重要的組成部分，用于高速公路邊坡治理的植物種類與其他類型的水土流失治理及常規(guī)景觀美化工程中的植物措施所用種類有不同的要求，有關(guān)的物種選擇原則等已有較多研究[1-2]。筆者根據(jù)實踐和觀察，對新銀合歡的特點及其在四川盆地的應(yīng)用進(jìn)行討論。

第一，喬木不宜選用。喬木對高速公路邊坡的水土流失治理和綠化不是一個很好選擇，特別是公路的上邊坡，因為高速公路邊坡坡面土層薄或幾無土壤，許多喬木的根系常常難以深入，而且坡面常不穩(wěn)定，隨喬木長大長高，樹木自身質(zhì)量增加，容易倒伏，甚至引發(fā)不同規(guī)模的坡面坍塌。喬木應(yīng)該用在堆積物較多和土壤較厚的下邊坡，但應(yīng)避免選用淺根系樹種。公路邊坡綠化應(yīng)以灌木種類為主，以減輕植物體本身質(zhì)量造成的坡面坍塌風(fēng)險。新銀合歡在南亞熱帶生境中通常能夠生長成喬木，即使天然更新密度大的林分，通過自然稀疏過程降低密度，也會長成近15 m高的喬木。但在四川盆地，每年冬季較低的溫度會使栽培初年的新銀合歡地上部分凍死，次年萌發(fā)枝生長較好，之后主要是嫩枝在冬季凍死，形成枯梢，限制了其高生長，因此近20年來用于高速公路邊坡固坡和綠化的新銀合歡少見長成喬木。

第二，木本植物應(yīng)選用深根系物種。植物固坡的效果在很大程度上取決于所用植物的根系深度，應(yīng)該以深根系植物為主體，配合一些淺根系植物，不宜以后者為主。研究表明，在山區(qū)，選用淺根系樹木綠化或固坡，不但其護(hù)坡固土作用有限，而且會增加滑坡風(fēng)險[3]。新銀合歡是深根系樹種，其根系十分發(fā)達(dá)，主根粗壯，能穿透土壤下層，錨固土壤；側(cè)根發(fā)達(dá)，密集種植時能夠形成強大的根網(wǎng)，固土作用十分突出，這是新銀合歡一個非常獨特的優(yōu)勢。我們在四川西南干旱河谷的實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，新銀合歡根系深可達(dá)4 m，而國外報道其根系深超過5 m[4]，這對于公路邊坡的穩(wěn)定和水土流失的防治十分有利。

第三，盡量選用可在高密度條件下生長的植物。研究和實踐都證明，植被蓋度是影響植物固坡和水土保持效益的一個關(guān)鍵因素，只有足夠高的蓋度才能起到好的防護(hù)效果。我們早期的工作證實，將新銀合歡種植成密度極高的植物籬時，新銀合歡也生長得很好，這是目前在水土流失治理方面新銀合歡的另一個獨特優(yōu)勢。高密度種植的新銀合歡，每株植物對生長所需水分的競爭會促進(jìn)其主根向深處生長，因而主根發(fā)育良好；為爭奪土壤表層水分和養(yǎng)分，側(cè)根也十分發(fā)育。此外，密集生長的新銀合歡能夠充分抑制側(cè)枝的發(fā)育及生長，使其側(cè)枝不發(fā)達(dá)，但其主枝還能夠在高密度情況下以直立方式生長，這對于高速公路邊坡的水土流失治理、防護(hù)和綠化有很好的作用。

第四，宜選用繁殖容易、栽培成本低的物種。據(jù)交通運輸部公布的信息，截至2020年底，全國公路總里程達(dá)519.81萬km，位居世界前列，其中高速公路通車?yán)锍踢_(dá)16.1萬km，居世界第一，公路邊坡量巨大。公路邊坡的防護(hù)和綠化宜選擇繁殖容易、栽培成本低的植物。新銀合歡在我國南亞熱帶地區(qū)生長迅速，自然條件下結(jié)實量大，能夠滿足需求；其種子表層的蠟質(zhì)雖然影響種子吸水和發(fā)芽，但只需用熱水浸泡處理，次日即可直接撒播，不需育苗。實踐表明，直播新銀合歡種子不僅發(fā)芽率高，而且生長好，即使在貧瘠裸土上撒播的新銀合歡種子也能正常生長。新銀合歡的這些特點，降低了植物栽培的難度和成本。

第五，壽命長、生長迅速、管理成本低的植物種類應(yīng)優(yōu)先選用。與其他生態(tài)修復(fù)和水土流失治理中的植物措施不同，用于公路邊坡治理綠化的植物常需要進(jìn)行澆水和修剪等日常管理，選用壽命長、澆水和修剪需求低的植物，不僅能夠有效降低管理成本，而且能夠減少對公路通行的影響。實踐表明，新銀合歡生長迅速、根系深，能夠利用其生境深層水分，度過金沙江干熱河谷長達(dá)半年的旱季，在濕潤的四川盆地完全不需要澆水灌溉；此外，冬季低溫限制了其生長高度，而且側(cè)枝少而短，多數(shù)情況下不需要修剪或修剪頻率低，維護(hù)成本低。

3 新銀合歡在四川盆地高速公路邊坡治理中的應(yīng)用

新銀合歡規(guī)?；糜谒拇ㄅ璧馗咚俟愤吰轮卫碇饕菑?1世紀(jì)初成南(成都到南充)高速開始，并顯示了其獨特優(yōu)勢，之后逐漸受到高速公路建設(shè)單位的重視。目前，在四川的高速公路中，四川盆地區(qū)域?qū)π裸y合歡基本都有成規(guī)模的應(yīng)用，如成自瀘高速、成安渝高速、成巴高速、成資渝高速、成雅高速等，新銀合歡的固坡、綠化和景觀美化效果突出。此外，四川一些出省的高速公路(四川到貴州、四川到重慶、四川到云南)中的川外段，新銀合歡應(yīng)用也較普遍，成為四川盆地高速公路邊坡一道獨特的風(fēng)景線。

如前所述，新銀合歡是喬木，在南亞熱帶生境中常見高10 m以上的林分，但當(dāng)密集栽培時，基本上是灌木。在對四川盆地主要高速公路沿線調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，因冬季低溫，新銀合歡的高度都得到了較好的控制，大部分高度在2～4 m，而且從南向北，新銀合歡的高度呈逐漸降低的趨勢。

新銀合歡是一個常綠樹種，但在地處中亞熱帶的四川盆地大部分區(qū)域為了度過溫度較低的冬季而在冬季落葉，這一特性一方面能夠有效地控制新銀合歡在四川盆地的高生長，另一方面其枯枝落葉還能對改善邊坡生境發(fā)揮積極作用。此外，新銀合歡是非常突出的先鋒物種，即使在非常貧瘠的土壤上也能夠生長發(fā)育；還是一種固氮植物，其固氮特性能夠在生長過程中為其他物種特別是本地物種的生長創(chuàng)造良好的條件，這對公路建設(shè)開挖形成的貧瘠邊坡的植被恢復(fù)具有重要意義。

4 新銀合歡在其他區(qū)域的應(yīng)用潛力及生態(tài)入侵問題

目前新銀合歡在高速公路邊坡綠化上成規(guī)模的應(yīng)用主要見于四川盆地。基于在四川盆地的實踐，新銀合歡在中亞熱帶及其以南地區(qū)的應(yīng)用應(yīng)該沒有問題；在南亞熱帶，可以通過確保高種植密度抑制其高生長；在北亞熱帶也有大的潛力，可能其高度及生長速率比中亞熱帶低，但對邊坡綠化應(yīng)該能夠起到很好的作用。

新銀合歡結(jié)實早、產(chǎn)種量高、根系發(fā)達(dá)，國外有些地區(qū)將其作為入侵物種處理。國內(nèi)半個多世紀(jì)以來的實踐證明，新銀合歡成為入侵物種的風(fēng)險不高。這一方面是因為其種子較大，自主遠(yuǎn)距離傳播有限；另一方面是因為低溫能控制其在中亞熱帶及以北地區(qū)的擴張。