铁路沿线植被景观建设方法探讨

霍俊芳，张 菊

（1.鹿泉金隅鼎鑫水泥有限公司二分公司，河北 鹿泉 050200；2.唐山市丰南区林业局，河北 丰南 063300）

铁路沿线植被景观建设方法探讨

霍俊芳1，张 菊2

（1.鹿泉金隅鼎鑫水泥有限公司二分公司，河北 鹿泉 050200；2.唐山市丰南区林业局，河北 丰南 063300）

铁路建设会导致通过区地层或山体不稳定、植物覆盖率降低、风化作用加强、水土流失加剧等问题，铁路沿线生态环境保护受到了前所未有的重视，植被景观建设是铁路沿线生态环境建设的重点和难点。该文根据铁路沿线的环境情况，总结了铁路沿线植被景观建设原则，植被景观建设技术方法，铁路沿线植被景观建设过程存在的问题及解决途径，为生态恢复技术在铁路沿线的产业化推广应用提供参考依据。

铁路沿线；景观建设；生态环境保护；生态恢复

铁路工程建设通常会对通过区地表结构产生较大改变，通过加载、卸载、渗流、热流等多种作用形式对沿线生态环境产生扰动，导致区域地层或山体不稳定，植物覆盖率降低、风化作用加强、水土流失加剧等后果[1]。铁路对沿线环境的影响一般在线路两侧300m以内。当扰动强度超过环境的承载力时，造成环境的不可逆破坏，进而可能产生次生灾害；由此导致滑坡、泥石流等严重地质灾害，并对交通线路形成损坏。一般来说，线路越长，通过区地质环境越复杂，其影响和破坏的程度就越大。据不完全统计，世界上75%以上滑坡灾害与人类工程活动有关；中国铁路沿线由于人为原因形成的泥石流沟就有170多条[2]。

1 铁路建设对环境的影响

1.1 征占用地、破坏植被

工程建设中路基填筑、桥遂建设、取弃土作业、施工便道、仓储等不可避免要占用土地、铲挖植被，或者压实地面、踏踩地表覆盖层，从而改变地表结构。在戈壁荒漠、山地等生态脆弱地带，这种活动会因扰动地表“结皮”或“砾幂”，破坏土壤和植被结构，促进沙漠化或石漠化的发展。

1.2 加速沿线水土流失

铁路建设将对沿线土壤产生压踏和损毁，导致土壤和植被结构破坏，土壤微生物消失，土壤毛管水消失，进而导致土壤贫瘠化，无法提供水分和营养物质供植物生长。建设工程对区域环境产生带状切割和斑状切割，过多的裸露地面，地表水流冲刷严重，加速水土流失状态，并可能诱发严重生态环境问题，如：滑坡、泥石流等。

1.3 阻隔野生动物活动

铁路工程为线型工程，工程建设将会对整体生态环境产生线性切割，将原有生境一分为二，使区域生态系统的物流、能流、物种流被迫发生改变，尤其是会对野生动物的活动形成阻隔。此外，工程建设占用大量土地将会使原来栖息于这些地区的野生动物失去部分自然栖息、繁殖的场所及食物基地[3]。一些敏感的、对栖息环境要求较高的野生动物将会受到铁路建设的影响。

1.4 生态型用水的阻隔

生态型用水是指保证恢复和维持生态系统健康发展所需的水量，即提供一定质量和数量的水给自然生境，以求最小化地改变自然生态系统的过程，并保护物种多样性和生态完整性[4]。生态型用水在人类的建设开发活动中往往被忽视。由于原有地貌甚至地质结构的改变，原有的地表水和地下水径流方向被迫改变，有时会引起局部生态用水产生严重短缺的问题。

2 铁路沿线景观植被选择原则

植被选择是铁路沿线植被恢复成功和区域良好景观建立的关键因素，在植物种类选择上需要考虑多方面的因素，如土壤条件对植物的制约性、植物与周围景观的融合性、植物的生态效应、植被的自然演替规律等。

2.1 以土壤条件为基础

铁路建设过程中大量的开山挖石使原有的土壤条件产生了较大的改变，表现为土壤缺损程度高、稳定性差、土壤水肥分布不均匀、土壤硬度大、过高或过低的pH值等，为了保证植物栽培的成功，建立长久的、自然的景观格局，在选择植被类型上应充分考虑其对贫瘠土壤的适应性。

2.2 从景观融合的角度考虑

景观是指土地及土地上的空间和物质所构成的综合体。它是复杂的自然过程和人类活动的烙印。景观具有经济、生态和文化的多重价值，已成为表达社会和自然空间特征的常用方法。而景观格局特征在维护生物多样性，保护物种，完善整体结构和功能，促进景观结构自然演替以及抗干扰能力等方面是不同的[5]。现在，人类对景观结构的影响将随着人类历史的延长和技术的发展而越发强烈，随着人类活动范围的日益扩大，正在有越来越多的自然景观被人工景观所逐渐代替[6]。

根据黄土高原地区以往盲目改造林相和追求植树造林面积导致生态建设失败的教训说明，对景观生态价值的认识与区域生态安全评价，需要考虑区域生态承载力[7]与景观生态服务功能的持续性[8]等多方面因素。Ludwing等[9]在4种不同景观结果中的研究表明：景观中的灌丛斑块对景观功能有重要影响。没有灌丛斑块的景观其径流损失比有斑块的景观多25%，条纹状和线状灌丛镶嵌格局比点状灌丛镶嵌格局截获径流的能力高8%且生产力提高10%。而且灌木与乔木有利于路域景观与周围景观的相互融合。

铁路沿线景观的再造需要充分考虑区域原有景观的协调性和人工景观的稳定性。由于铁路沿线工程建设对环境的高强度破坏，建议在平原采用以乔木为主的风景防护林景观，在山区则采用以灌丛、灌草丛为主的生态和风景兼顾的地表保护景观。

2.3 从生态效应考虑

2.3.1 稳定边坡结构 植物对增强铁路沿线边坡的稳定性有一定的贡献。据孟庆华等[8]报道，在地形梯度上设立灌丛缓冲带和减少斑块面积，建立镶嵌景观格局，相当于减少了坡长和坡度，增加了边坡的稳定。众多学者（张洪江、许岳飞、石礼培、邓辅唐等）[10-13]均认为栽植多种植物类型，有利于增加坡面粗糙度、削弱径流动能以及雨滴势能、降低水蚀对坡面的破坏。因此，草、灌、藤相结合的多种形式的植被类型更有利于边坡的稳定，在边坡的植物选择上应尽量丰富植被类型。

2.3.2 增加土壤保水保肥能力 土壤中养分和水分的含量对植物的生长有一定作用，而植物对土壤的水肥能力也有一定的反作用。许岳飞等人[11]将豆科灌木（Cajanus cajan）、银合欢（Leucaena leucocephala）、禾本科牧草非洲狗尾草（Setaria sphacelata）、高羊茅（Festuca arundinacea）以及豆科藤本牧草大翼豆（Macroptilium atropureum）、豆科草本白三叶 （Trifoli um repens） 和杂三叶（Trifolium hydridum）进行组合，以测定不同组合方式的水土保护效果，最后通过水土保持功能的多项测定分析，“灌+草+藤”复合型模式——“木豆+非洲狗尾草+高羊茅+大翼豆+白三叶+杂三叶”模式优于其他模式。究其原因，可能是因为灌草藤地有效的改变了毛管孔隙度与非毛管孔隙度比值。另外凋落物增加地表覆盖度，降低地下水分蒸发。还有豆科植物有着很强的固氮能力，增加了土壤中的养分。据Lal R[14]报道，合欢等高等植物篱—农作物系统中径流携带的NO3—N、PO4—P养分损失较篱耕坡地为少，但径流中盐基离子（Ca、K、Mg、Na）却比较高，他认为是由灌木植物篱的深根系扩大了养分循环的范围，将下层土壤中盐基离子吸收到地上部分而进入表土所致。而Mittal S P et al[15]的研究表明，豆科树种银合欢修剪的枝叶作为绿肥，在化肥昂贵地区可以替代部分化肥，尤其氮肥的作用。这些都说明了适当的植物搭配可以减少水土流失、改善甚至增加土壤肥力，特别是豆科植物在边坡土壤水肥不足的情况下具有重要的意义，在植物选择时应多加考虑。

3 铁路沿线植被景观建设存在的问题及解决途径

一般来说，植被的重建与恢复应遵循所处地区的经济与自然环境条件。通常有3种途径：第一种是使其自然恢复，不作人为干扰，恢复过程需要很长的时间；第二种是在人类的帮助下，恢复到初始状态，如果成功就成为真正的恢复，如果不成功可能就恢复到某一阶段；第三种是直接建立人工植被[16]。铁路沿线情况特殊，因其土壤养分、水分等受限制，自然恢复通常难以进行，而建立人工植被这种途径被广泛应用，但是实践证明这种方法也是不理想的。很多边坡植物在栽植初期生长旺盛，覆盖率高，水土保持效果也不错，然而随着时间的推移，植物就会出现衰退现象，难以形成稳定的植物群落。

究其原因，一是在生态修复过程中较多采用草本植物，对灌木、藤本植物的应用较少，植物群落缺乏多样性；二是生境基材的适应性和可持续性不够；三是建植植物覆盖率过高不利于乡土植物侵入。因此在建立人工植被的同时给予空间让其能够自己进行恢复的方式成了我们的最优选择。边坡植物防护的最终目的是建立一个稳定健康的植物群落，恢复其原有的生态功能，因此在边坡防护中不仅要考虑近期控制水土流失、泥石流等自然灾害的需求，同时更应考虑未来群落演替的类型，根据不同的防护方法和植物群落的演替规律，对目标植物群落进行合理的设计。在进行目标植物群落类型设计时应找出不同坡面生态修复的限制因子，针对不同的限制因子，设计不同的群落类型，选择不同的物种。此外，还应注意选择不同生态位的物种，尽量用生态适宜性强的本地植物。确定可能恢复的目标植物群落，据此来构建坡面先锋植物群落，改善坡面土壤，小气候条件以便为最终演替的目标植物群落创造有利条件[17]。卓慕宁等[18]认为，草本植物可作为先锋植物，豆科植物可改良边坡贫瘠的土壤环境，有利于当地乡土植物的自然繁衍演替，从而达到人造植被向自然植被方向演替的目的。

4 小结

铁路沿线植被景观建设不仅要求考虑景观效果，还要考虑其生态功能、植被演替规律和地质安全性。因铁路沿线土壤条件的特异性，在植物配置时不仅要考虑景观与环境的融合，土壤条件和植被的正常生长和演替也是关键因素。选择适宜的植物种类和创造良好的群落结构是植被恢复成功的保障；草本植物早期生长快，对防止初期的土壤侵蚀、减少水土流失效果好；豆科灌木植物具有固氮作用，改良土壤效果好，乡土灌木适应性强，能促进群落顺向演替；乔木可防风固沙、保持水土、维持边坡的稳固，对边坡生态恢复的作用明显；乔灌草群落保持水土的能力要强于灌草群落和草本植物群落，故在铁路沿线植被景观建设过程中，应营造合理的乔灌草植物群落。

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U418.9

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2012-08-15