以表层土壤作为客土喷播基材的公路边坡绿化初期效果研究

曹子龙，陈 兵

（交通运输部科学研究院，北京100029）

0 引言

公路建设清表施工产生的表层土壤中，含有大量的腐殖质、有机质、氮、磷、钾等养分，除此之外往往还含有丰富的乡土植物种子资源和土壤微生物资源。因此，表层土壤是可以重复再利用的宝贵资源。表土资源的利用在公路建设植被恢复中越来越得到重视，并且在部分公路建设过程中进行了简单的利用，如对公路扰动区域利用剥离的表土进行覆盖或回填复垦利用等[1-3]。客土喷播技术自20世纪90年代引入我国，现已成为比较成熟的边坡绿化技术[4-6]。本研究以在建的广州至乐昌高速公路工程为依托，以表层土壤作为主要客土基材，结合客土喷播施工工艺，通过开展对比试验研究，为进一步探索表土利用技术在高速公路边坡绿化中的应用进行了有益的尝试。

1 研究区概况

研究区位于广东省英德市黎溪镇，处于南亚热带向中亚热带的过渡地区，属亚热带季风气候;该区域平均降水量为2 400mm，蒸发量为1 718mm，年平均日照时数为1 631.7h，年平均气温为21.1℃；土壤类型主要为赤红壤。

2 研究方法

2.1 试验边坡设置

本研究以在建的广州至乐昌高速公路（桩号为K206+143～K206+250）右侧边坡作为试验边坡，并以该路段相对应的左侧边坡作为对照边坡。试验边坡高度为7m，坡比为1∶1，属于土质边坡；对照边坡高度为11m，坡比为1∶1，属于土质边坡。

2.2 试验材料

本研究试验边坡客土基材所用土壤材料为附近路段路基清表施工过程中收集的表层土壤，对照边坡客土基材所用土壤材料为非表层土壤。

2.3 试验方案

2.3.1 施工工艺

本次试验所选定的试验边坡及对照边坡均采用客土喷播施工工艺进行施工。

2.3.2 材料配比方案

为增强试验边坡与对照边坡的对比性，试验边坡客土基材土壤完全为表层土壤，对照边坡客土基材土壤完全为非表层土壤，配比方案见表1。

表1 试验边坡及对照边坡客土喷播基材中表层土壤与非表层土壤配比方案

2.3.3 植物种配比方案

为增加试验边坡与对照边坡的可比性，试验边坡与对照边坡喷播植物种选择相同的配比方案，植物种配比方案见表2。

表2 试验边坡及对照边坡客土喷播植物种配比方案

2.3.4 施工时间

试验边坡施工时间为2011 年12 月22 日开始，12月23日完工；对照边坡施工时间为2011年12月15 日开始，12 月16 日完工。施工时间基本相同，均为2011年12月中下旬。

2.4 边坡植物观测

2.4.1 样方设置

采用随机抽取样方，然后固定样方的观测方法。试验边坡和对照边坡各随机设置3个固定观测样方，每个样方的规格为1m×1m，四角用小木桩固定，用细绳形成四边。

2.4.2 观测时间和观测内容

客土喷播施工完毕后，对试验边坡和自然边坡所设置的固定观测样方每月观测一次，观测内容包括植物种类、株数、盖度、高度、生长情况等。

3 结果与分析

3.1 试验边坡绿化效果整体评价

试验边坡于2011年12月22日开始进行客土喷播施工，于12 月23 日施工完毕。至2013 年8 月下旬，试验边坡坡面稳定，无水土流失情况发生，坡面植被已形成以蕨类植物铁芒萁为主，伴生有当地野生杂草的乡土植物群落景观，边坡植被覆盖率为91%，植被覆盖度较高，边坡整体绿化效果较好。

3.2 试验边坡与对照边坡绿化效果对比分析

图1、图2 分别为2012 年4 月下旬及2013 年8月下旬试验边坡及对照边坡植被平均盖度对比土。从图1和图2可看出，客土喷播绿化初期，试验边坡和对照边坡植被平均盖度较为相似。至2012年4月下旬，试验边坡和对照边坡植被平均盖度分别为72%和70%。经过一个生长季后，试验边坡和对照边坡植被平均盖度发生了较明显的变化。至2013 年8 月下旬，试验边坡和对照边坡植被平均盖度分别为91%和80%，前者明显高于后者。

图1 边坡植被平均盖度（2012年4月下旬）

图2 边坡植被平均盖度（2013年8月下旬）

图3 边坡植物种相对盖度（2012年4月下旬）

图4 边坡植物种相对盖度（2013年8月下旬）

图3、图4 分别为边坡植物种相对盖度对比图。从图3和图4可看出，客土喷播绿化初期，试验边坡与对照边坡植被群落组成相似。至2012年4月下旬，试验边坡和对照边坡植被均以狗牙根群落为主，伴生有多花木兰、盐肤木、多花胡枝子等植物种的人工草本植物群落。经过一个植物生长季后，试验边坡植被群落开始逐渐发生演替。群落中植被盖度最大的植物种狗牙根，逐渐被乡土植物种铁芒箕代替。至2013 年8 月下旬，试验边坡植被群落已演替成为以蕨类植物铁芒萁为主，伴生有当地野生杂草的乡土植物群落。而对照边坡经过一个植物生长季后，植物群落未发生明显的群落演替。至2013 年8 月下旬，对照边坡植被群落仍为以狗牙根群落为主，伴生有多花木兰、盐肤木、多花胡枝子和极少量野生杂草种的人工草本植物群落。

上述研究结果表明，采用表层土壤作为主要客土基材进行客土喷播绿化，可有效促进边坡植被向着乡土化植物群落演替。

3.3 试验边坡绿化效果与自然边坡植被效果对比分析

截止2013 年8 月下旬，通过对试验边坡绿化效果与附近地段以蕨类植物为主的自然边坡植被进行对比发现，试验边坡经过一个生长季后，其植被群落特征与自然边坡已经较为相似，均表现为以蕨类植物铁芒萁为绝对优势植物种的乡土植物群落。从图5和图6可看出，试验边坡和自然边坡植被平均盖度和优势植物种相对盖度均较为相似，试验边坡和自然边坡植被平均盖度分别为90%和98%，前者略低于后者；作为群落绝对优势植物种的乡土植物种铁芒萁的相对盖度分别为91%和95%，前者略低于后者。

图5 边坡植被平均盖度（2013.08.20）

图6 边坡植物种相对盖度（2013.08.20）

另外，截止2013 年8 月下旬，试验边坡和自然边坡植被平均高度分别为21cm和44cm。试验边坡经过一个生长季后，其植被平均高度明显低于自然边坡。这说明试验边坡客土喷播绿化后，在短时间内，边坡植被在生长高度上同自然边坡尚有一定的差距。

上述研究结果表明，公路边坡采用表层土壤作为主要客土基材进行客土喷播，可显著促进边坡植被向着乡土化植物群落演替，并使边坡植被逐渐与周边自然边坡植被群落趋同。

4 结论

（1）通过试验边坡与对照边坡对比研究表明，采用表层土壤作为主要客土基材进行客土喷播，可有效地促进边坡植被向乡土化植物群落演替，且植被盖度明显高于采用非表层土壤作为主要客土基材进行客土喷播的对照边坡。

（2）试验边坡经过一个植物生长季后，边坡植被特征与以蕨类植物为主的自然边坡已较为相似，表明采用表层土壤作为主要客土基材进行客土喷播，可显著促进边坡植被向着乡土化植物群落演替，并使边坡植被逐渐与周边自然边坡植被群落趋同。

[1] 汪伟刚，张乾峰，李能.清表土在公路景观工程中的应用实践[J]. 公路交通科技：应用技术版，2012（12）：358-361.

[2] 吴风.以依宝公路为例对路基剥离表土进行规划利用的探索[J].黑龙江交通科技，2009（8）：87-88.

[3] 陈基灿.浅谈表土集中堆放利用在韶赣高速公路的工程实践[J].广东科技，2009（12）：271-272.

[4] 曹子龙，陈兵.基于腐殖酸为基材成分的道路边坡客土喷播效果研究[J].交通标准化，2011（7）：64-68.

[5] 金建红，叶圣绿，金家国.客土喷播技术在公路边坡生态恢复中的应用[J]. 山西建筑，2008，34（21）：343-344.

[6] 陈志敏. 客土喷播施工法的应用及发展[J]. 交通世界,2007（2）：117-118.