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岩石边坡植被护坡各大难点以及解决方法

新闻来源:鑫淼森 发布时间:[16-12-01]

在铁路、公路、水电等工程建设中,经常要开挖大量边坡,而破坏原有的植被覆盖层 ,导致出现大量的次生裸地 ,产生严重的水土流失现象,加剧了生态系统的退化,这种现象在我国北方的黄土、南方的花岗岩风化类红土等生态环境脆弱区尤为明显。岩石边坡植被护坡的研究进展是岩石边坡生态恢复的关键,所面临和需要解决的问题是所有其他绿化所不能比拟的。

植被护坡是指“用活的植物,单独用植物或者植物与土木工程和非生命植物材料相结合,以减轻坡面的不稳定性和侵蚀 ”,植被护坡已成为一门学科,但直至现在还没有一个很贴切的术语,国内也有植被护坡 、植物固坡 、坡面生态工程 、边坡 绿化等称法。日本在植被护坡方面的研究远远领先于欧美国家。而我国在这方面的研究起步较晚。

       1 岩石边坡特殊立地条件
         1.1无植物生长所需的土壤环境

         岩石边坡表面没有植 被生长所需的土壤结 构 (一定的水分、养 分、有机质等组成的团粒结构),无法直接采用种子撤播,沟播,条播等常规简 易的绿化方法,即使采用铺草皮方法或目前国内广泛应用的液压喷播技术,都无法实现岩石边坡良好的绿化效果。同时,岩体保水功能差 ,含有的活化养 分低 ,植被很难从边坡岩石中吸收水分及养分。

1.2坡度大

         公路工程、铁路工程的岩石边坡 ,一般设计坡度都在 1:0.75以上 ,有的可达 1:0.3。坡面陡则雨水径流速度快 ,在高降雨地区极易形成冲刷侵蚀 ,而坡面自然风化的土壤颗粒很难留存。在干旱地区,公路、铁路车流量大等导致水份难滞留,水分蒸发或顺坡流走。据研究 ,裸露公路边坡风速比林地大15倍 ,比草地大8倍。

1.3 管理粗放

        由于大量的岩石边坡多位于公路、铁路两侧 ,一旦通车后很难有条件组织类似于其他绿地 (如公园、居住小区 )的养护管理 。坡面植物必须耐粗放管理 ,甚至不进行管理。

2 护坡植物选择现状及存在问题

         21世纪的绿化应是 “通过播种工程形成早期树林化的绿化技术”。目前国内岩石边坡植被恢 复多采用厚层基材喷射新方法 (喷射的基材具有抗侵蚀、保水、保肥等优点,一般喷射的厚度 为 8~1Ocm )。护坡植物常选用大量从国外进口的草坪或牧草草种和少量的灌木种子,按一定的比例混合。

        北方寒温带和部分温带地区多选用冷季型草种 ,如黑麦草 (Lolium Perenne)、紫花苜蓿 (Medicago sativa J、高羊茅(FeStuc8 arundinacea)、草地早熟禾(Poa pratensis)和木紫穗槐 (Amorpha uticeosa)、沙棘以及胡枝子等 ;而中部和南方部分温带、亚热带和热带地区多选用暖季型草种如狗牙根 (Cynodon dactylon)、百喜草(Paspalum notatum )、假俭草(Eremochloa ophiuroides)、结缕草(Zoysia japonica)和灌木紫穗槐、胡枝子、合欢(Albizzia ulibrissim )以及火棘等。植物种子能在喷射的基材上生长,对于实现岩石边坡快速绿化迈出了决定性的一步。但通过近4年岩石边坡植被护坡方面有关研究和近3年的护坡工程实践,在植被护坡技术中暴露出植物选择上的许多问题。

  2.1坡面植物单一 
        目前,所有植被护坡技术的植被选择均较单一地采用牧草或草坪植物,导致常常出现黄化、裸斑、滑坡等现象,其抗侵蚀能力较差,呈现较单一的景观效果 ,或多或少受到冬季低温和夏季高温干旱的限制。如在成都地区的夏季,即使选择高羊茅的抗旱、耐热品种“猎狗“、“交战”作为岩石边坡护坡植物的优势种,但由于高温、高湿的气候条件,使高羊茅出现了严重的锈病、倒伏和死亡现象。灌木种子(如合欢 、火棘、紫穗槐、胡枝子等)在坡面的发芽、生长效果相当不佳,正常发芽率不足 10%。

2.2基材能否长期有效

 3 植物选择原则

         岩石边坡恶劣 的生境 条件 无疑对护坡植物的选择提出了很高的要求。为避免植物选择上常常出现的主观性和盲目性,为真正解决岩石边坡长久持效的稳定 绿化效果,应遵循以下原则
        (1)紧扣绿化 目的,充分发挥护坡植物在“稳定边坡“和 “绿化美化”两方面 的作用。
        (2)选择适合 当地气候和立地 (坡度、坡向、岩型、周围环境相协调 )条件的植被 ,至少包含3种以上的植物组合。收集当地5年以上的气象资料,主要包括降雨量 、最 高(低 )温度、年均温以及最长干旱天数。

        (3)选择灌、草为主的水土保持植物作为“先锋植物”。让这些 “先锋植物”迅速覆盖坡面,防止水土流失,使边坡坡面与周边的自然环境协调,使其与自然融为一体”。 地面覆盖是水土保持植被的显著特征,灌草由于根茎处分枝、串根以及匍匐生长,生长发育良好的灌、草植被,以其个体优势一般易形成紧贴地面的完全覆盖。而乔木林一般不会以高密度的个体优势维持其 水土保持作用,即使有一定程度的盖度 ,但由于存在一定枝下高,还需要贴地面覆盖物如灌木、草本植物或者枯枝落叶,甚至苔藓、地衣的配合才能发挥作用,否则其防蚀效果与裸地类同。高大乔木的重量和对风的抵抗不利于边坡 的稳定。

(4)选择抗逆性强 ,尤其是抗旱、耐瘠薄、抗病能力强的多年生植物。

4 解决途径

        为了让坡面植被恢复 的生态效果和景观效果可持续,必须投入更多的人力、物力和财力,虽然植被护坡,尤其是岩石边坡的植被恢复还存在问题 ,但可从 以下途径解决
         (1)必须开拓新的研究突破点——野生岩生植物。解决现在仅依靠进口草种直接用于坡面带来的许多不适问题,加速人工植物群落向天然植物群落的过渡 ,加快坡面生态恢复与重建。野生岩生植物能直接生长在陡峭岩石、浆砌片石上,其 自然生长的土层不足1cm,根系发达,致密的根盘紧紧地吸附在岩石表面或部分根系渗透到岩石缝隙中。经过试验,岩生植物在岩石坡面上所具有的抗旱、耐瘠薄性是其他所有草种所不能比拟的。这对于缺水的地区和节水具有突出的意义。虽然日本在植被护坡方面技术领先,但我们不能照搬。因为日本的气候温暖湿润,有利于植物生长,同时每平方米的工程造价是我国目前国情难以承受的。因此中国的植被护坡应走自己的路,从国内丰富的野生岩生植物资源中寻找突破。
         (2)植被护坡 是一门边缘学科,它涉及到岩土工程、植被恢复、生态学、园林学、土壤学、肥料学等学科。因此应加大各学科之间、农林院校与工科院校的合作。从施工工艺 、基材配比研究和植物组合筛选等 方面进行全方位的研究和应用。

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