高速公路边坡植被恢复研究进展

朱亚丽　刘彦清

摘 要：我国高速公路边坡植被恢复研究严重滞后于高速公路建设，极大地制约了高速公路生态型绿色通道的建设。通过回顾国内高速公路边坡植被恢复的主要研究成果，指出了我国植被恢复研究落后的现状和不足之处，为未来公路边坡植被恢复发展提供了明确的研究方向。

关键词：高速公路；植被恢复；研究进展

中图分类号 U418 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）21-0099-03

Research Progress of Vegetation Restoration on Expressway Side Slope

Zhu Yali et al.

（Yinhe Forest Farm of Saihanba Mechanized Forestry of Hebei Province，Weichang 068456，China）

Abstract：The highway construction lags behind the research of vegetation restoration of expressway Slope in China，which greatly restricts the development of expressway construction. By reviewing the main contents of the domestic highway slope vegetation restoration，the status quo of the research on vegetation restoration in China is clarified，and the shortcomings of our country are pointed out，which provide a clear direction for the future study of slope vegetation restoration.

Key words：Expressway；Vegetation restoration；Research progress

高速公路建设是现代社会主要建设项目之一，极大地促进了社会经济的发展，同时也造成了大量的裸露地面，破坏了原有的植被，导致严重的水土流失和生态环境的失衡。为了解决这个问题，保持社会和谐稳定的发展，高速公路裸露坡面植被恢复技术应运而生。

高速公路裸露地面恢复研究是从护坡开始的。护坡指用植物或者植物与土木工程和非生命的植物材料相结合以减轻地面的不稳定性和侵蚀，最初主要用于河堤护岸及荒山的治理。20世纪30、40年代，美国首先认识到了生态平衡和环境治理的重要性，在河堤护岸及荒山治理的基础上，率先进行了草皮恢复路边植被的试验，取得了一系列的成功，并将新建公路必须进行生态恢复写入法律[1-4]。20世纪60年代，日美及欧洲一些发达国家和地区将生态保护和恢复措施纳入了高速公路建设之中。现在，高速公路边坡植被建设已由简单的绿化工程发展为通过多种生物工程措施营造生态景观，最大程度地减少对环境的破坏，使高速公路建设与自然环境达到和谐的状态。例如，为了防止高速公路斜坡的土壤侵蚀[5]，用椰壳纤维和植物结合建造“土壤电梯”。所有受损生态系统的恢复总是以植被恢复为前提的，即植被恢复是退化生态系统重建的第一步，这一过程有利于促进土壤发育，改善土壤特性，提高土壤肥力。近年来，随着高等级公路建设的快速发展和对生态环境的日益重视，我国开始围绕生态公路植被恢复技术开展相关研究[6-14]，取得了一系列成果。本文从高速公路边坡生态恢复的植物选择、生态恢复群落建成、恢复工程措施等3个方面综述我国高速公路边坡生态恢复技术的发展现状，并提出了今后的研究重点和方向。

1 边坡生态恢复的植物种类选择

我国的高速公路生态恢复建设起比较晚，通过10多年的技术研究和工程试验，我国高速公路生态建设恢复取得了巨大的进展，从‘单一种草理论演变为目前的‘灌木为主，草本为辅理论，从以前‘人工种植植被演变为现在的‘尊重自然，恢复自然理论，从以前的盲目引种到现在的重视乡土植物等等。

为了能够较好地适应当地环境，防止种间过度竞争，现在多趋向选择乡土植物。很多高速公路景观营造比较成功的均是乡土植物应用比较多的。例如，在粤北地区高速公路的植物配置中，乡土植物种类都在8种以上，景观效果较好的植物配置方式中，以乡土植物单独种植或者乡土植物与非乡土植物配置成多层次景观的形式为主，且乡土植物在配置植物中占据主要层次或多个层次[15]。在邢汾高速公路中，乡土植物所占比例90.4%[16]。在京珠高速公路的衡阳段中，筛选出50余种乡土植物[17]，极大地稳定了生态系统，保持了景观的稳定性。不成功的案例往往是乡土植物应用的少，例如在滇西北的高速公路绿化中，乡土树种仅占16.7%，因此生态效益低，景观效果不稳定[18]，不利于生态公路的发展。

高速公路边坡回填时大多是用保水、保肥性差的沙石砾或建筑废料进行填充。土质贫瘠且保水性差，而且路边有车辆排放的废气，所以边坡绿化植物除了乡土种类外，还应选择耐干旱、根系发达、生长速度快、枝叶茂盛且抗污染能力较强的种类进行栽植。例如，紫穗槐抗旱性非常强，栽植后可以保持良好的生命力，是边坡植被恢复的优良树种之一[19]。豆科（Leguminosae sp.）与蔷薇科（Rosaceae）是边坡自然恢复的优势科[20-24]。经过多年研究，各地生态恢复植物种类已经明晰。例如，在温州，檵木（Loropetalum chinensis（R.Br.）Oliv）、麻叶绣线菊（Spiraea cantoniensis Lour.）、白花龙（Styrax faberi）、大叶胡枝子（Lespedeza davidii）、复盆子（Rubus idaeus）、细梗络石（Trachelospermum gracilipes Hook. f.）、藤黄檀（Dalbergia hancei Benth.）等植物，可作为今后边坡生态恢复的重点植物[20]。马棘（Indigofera pseudotinctoria）成为浙江省内的生态恢复的优势种，其他种类如胡枝子（Lespedeza bicolor Turcz）、马棘、银合欢（Leucaena glauca（L.）Benth.）、白三叶（Trifolium repens L）、紫花苜蓿（Medicago sativa L.）等均生長较好。在黑龙江，马蔺（Iris lactea Pall. var）、月见草（Oenothera erythrosepala Borb.）、麦瓶草（Silene conoidea L.）、草地早熟禾（poapretensis）、野苜蓿（Medicago falcata L.）、平车前（Plantago depressa Willd.）、冰草（Agropyron cristatum（Linn.）Gaertn.）、飞蓬（Conyza canadensis（L.）Cronq.）、紫花地丁（Viola yedoensis Makino）、无芒雀麦（Bromus inermis Leyss.）、野火球（Trifolium lupinaster）共11种可作为生态恢复植物[25]。珍珠梅（Sorbaria sorbifolia（L.）A.Br）、胡枝子、兴安杜鹃（Rhododendron dauricum L.）、樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica Litv.）生长势和成活率都表现较好，是适合岩石边坡的植物种类[23]。endprint

在重金属污染的地区，蒙古栎（Xylosma racemosum（Sieb. et Zucc.）Miq.）、白桦（Betula platyphylla Suk.）、臭松（S.foetidus（L.）Salisb.）等树种可以作为公路旁侧防治重金属污染林带的骨干树种推广使用，春榆（Ulmus davidiana Planch. var. japonica（Rehd.） Nakai）、裂叶榆（Ulmus laciniata（Trautv.）Mayr.）、毛赤杨（Alnus sibirica）、东北山梅花（Philadelphus schrenkii Rupr.）、珍珠梅、金银忍冬（Lonicera maackii（Rupr.）Maxim.）等树种可作为重金属污染区绿化重点选用树种[24]。

2 植物生态群落研究

随着高速公路植被的栽植以及生长演替，公路边坡植被群落也成为重要的研究项目之一。通过对弗吉尼亚高速公路边坡现存植物中未来入侵种的蔓延、分布进行了研究，美国学者指出公路边坡不同位置的土壤养分之间差异极小，植物群落组成没有明显差异，植物群落不因公路建设的类型和地型而变化，但不同公路的植被有明显差异，根据以上研究结果提出了对競争力强于本地植物的入侵种生长的限制措施，为公路边坡植被恢复中限制恶性杂灌草的入侵提供了科学的指导方法[26]，这具有里程碑的意义。世界各国相继开展了此类研究。中国亦开展了边坡植物种类组成与物种多样性特征的分析，同时筛选出了不同坡度条件下最适植物种类[24、14、27]以适应不同时期的群落要求，共6大类：第一类为先锋植物和建群种，第二类为建群种，第三类为风化沿边坡的建群种，第四类为保护种与伴生种，第五类为辅助植物，第六类为前期覆盖地面的种类[22]。除了种类不同外，不同乔灌草的结合也可以形成不同的群落，利用草灌间生长习性差异可以实现群落的建成。灌木适宜性差异小的种类间易于形成协调平衡的混交群落，反之则易形成单一化群落。草灌组合群落综合质量均优于普通草本组合，通过草灌竞争调节、组合模式设计、时空间隔种植等实现稳定的群落系统[11]。例如，在吉怀高速的植被恢复中，前期以豆科紫穗槐、马棘等速生灌木为主，再加上紫花苜蓿、高羊茅（Festuca elata Keng ex E.Alexeev）、狗牙根（Cynodondactylon（Linn.）Pers.）等草本先锋植物为辅，灌草型植物可以实现成坪，植被全覆盖，随着时间推移，盐肤木（Rhus chinensis Mill.）、胡枝子、马尾松（Pinus massoniana Lamb.）等乔灌木取代先锋草本植物，这样多层次、多品种合理搭配乔灌木、草本植物的比例，建成乔灌草相结合稳定的群落结构[28]。坡面生态恢复中，“草本”十“木本”混合群落具有组合优势和可持续性，并可加快促进受损生态系统的恢复[29]。无芒雀麦草、早熟禾和无芒雀麦、多年生黑麦草（Lolium perenne L.）、草地早熟禾两种组合的固土效果比较好，共生性较好[30]。除了不同组合外，不同类型的坡面具有不同的适应物种，即斜坡应当以灌木为主，草本为辅，陡坡主要由一些具有一定抗性的物种组成，急坡类主要考虑使用草本植被，同时搭配适量的藤本和灌木[31]。

3 植被恢复措施研究

灌、草植物采用直接播种、移植等方法难以及时有效地完成大规模的植被恢复工程，因此，一些生物护坡工程技术应运而生。生物护坡技术是指对边坡进行植被恢复，建立全新的植物群落，以达到恢复生态环境、治理水土流失的目的。现在常用的是植草护坡、灌木护坡、草灌混栽护坡等3种方式，在此基础上又衍生出了一系列的护坡方式。日本采取喷附绿化、袋筋绿化、岩盘绿化等许多针对不同路堑和路堤形式的坡面绿化方法来恢复高速公路的生态环境。我国根据不同的坡面类型，已建立了多种综合技术体系，主要有开沟植草法、三维植被网施工技术、厚层基材喷播技术、土工格室护坡技术、种子袋护坡技术等，可基本满足我国公路建设中植被恢复的需要。

现代研究表明，采用植物纤维毯和植生带生态护坡模式的边坡人工植被恢复质量为优；液压喷播样地的植被恢复质量为良；采用拱形骨架植草护坡的边坡植被恢复质量为中；撒播样地的植被恢复质量较差[31]。此外，移植草皮的边坡防护技术在发芽效果、成坪效果、改良土壤等方面都取得了良好效果[32]。地理环境不同，边坡植被恢复技术也不同。在高寒冻土地区，适宜的种植方式主要有生态袋技术、三维网植草、铺草皮[14]等，效果良好。随着技术的发展，恢复技术也越来越环保，例如大呼高速公路（大同至右玉段）部分边坡采用秸秆育苗钵技术进行植被恢复，结果表明植被恢复状况良好[33]。高次团粒植被恢复技术是新兴的技术，与传统绿化技术相比，在边坡保稳、抗雨水冲刷、植被恢复、景观营造和生态维持方面的优势比较明显[34]：（1）能够实现岩质边坡的快速绿化；（2）可用于高陡边坡的坡面植被建植，适用边坡率范围为1∶（0.2～1）∶1.0，可以成功解决75°以上石质边坡的植被恢复难题；（3）所用添加材料为环保、可自然降解材料，对环境无污染、无破坏。

4 结语

目前高速公路坡面植被恢复研究较少，理论基础不够成熟，不同气候条件、不同区域的植被恢复的生态限制因子不明确，特定条件下的植物材料、植物群落设计、野生植被护坡植物的开发利用、恢复模式没有系统研究，不利于我国高速公路的迅猛发展，所以尚待继续研究。

参考文献

[1]张栋樑.公路边坡植物防护和绿化的研究[D].哈尔滨：东北林业大学，2005.

[2]Tsunklkawa k，Hoban C.Roads and the environment-A Handbook[J].Washington D C：The world Bank，1997：60-65.

[3]Slgsby J E.Volatile organic compound emission from 46 In-use passenger cars[J].Environment Science Technology.1987，21（5）：466-475.endprint

[4]Wu J S，Holman R E，Dorney J R.Systematic evaluations of pollutant removal by Urban Wet Detention Ponds.J. of Engrg[J]. ASCE，1996，122（11）：983-988.

[5]Santha C R.Coir products for soil enneefing[J].Journal of Water and Soil Conservation，2006，61（3）：88-93.

[6]赵毓璋.宝天高速公路红砂岩边坡生态植被恢复技术研究[J].环境工程，2009（11）：204-207.

[7]刘龙，钱东升.从生态学角度恢复公路征地范围的植被[J].公路交通科技，1999，16（1）：79-83.

[8]何新雨.高速公路吉怀段沿线植被类型及护坡乡土树种的优选[J].防护林科技，2015（12）：87-89.

[9]张展.黄延高速公路边坡防护模式对植被恢复的影响[D].杨凌：西北农林科技大学，2009：44.

[10]石琼林.黄塔桃高速公路岩质边坡生态恢复的技术研究[D].成都：成都理工大学，2008，51-55.

[11]陈学平.湖北沪蓉西高速公路护坡植被重建研究[D].北京：北京林业大学，2009：119.

[12]陶岩，韩继国，殷秀琴，等.吉林省东部高速公路岩质边坡植被恢复效果研究[J].中国水土保持科学，2008（6）：104-110.

[13]盛杰，朱楚艳，冯果，等.垄茶高速公路边坡生态恢复中先锋植物的选择研究[J].绿色科技，2014（7）：39-42.

[14]付咪咪.青海玉树G214公路护坡植被恢复技术研究[D].西安：长安大学，2014：79-80.

[15]黄少雄，罗强，陈捷，等.粤北地区高速公路绿化中乡土植物的选择与应用[J].安徽农业科学，2016，44（11）：186-189.

[16]何蓉蓉，刘东明，王丙兴，等.乡土植物资源在邢汾高速公路边坡生态恢复中的选择与应用[J].河北林业科技，2015（4）：54-60.

[17]谢振华，李红，陈志阳.京珠高速公路（衡阳段）乡土植物数量分类及其在生态绿化中的应用[J].中国农学通报，2011，27（31）：310-316.

[18]蔡思翔，王丹，孙聪，等.滇西北高速公路绿化植物应用现状与展望[J].公路交通科技，2015（5）：290-292.

[19]梁爱学，沈毅，高捍忠，等.紫穗槐在华北地区高速公路边坡绿化中的应用[J].公路环保，2007（1）：36-39.

[20]金建红.边坡生态恢复植物调查与适应性研究[D].杭州：浙江大学，2012：42-45.

[21]李海芬.北亚热带高速公路边坡防护植物适应性及混播植被的综合评价[D].北京：北京林业大学，49-50.

[22]韓丽君.公路护坡草本植物与防治重金属一污染林带树种筛选研究[D].哈尔滨：东北林业大学，2008：36，45.

[23]盛杰，朱楚艳，冯果，等.垄茶高速公路边坡生态恢复中先锋植物的选择研究[J].绿色科技，2014（7）：39-42.

[24]许大为.寒区高等级公路生态恢复模式与景观评价研究[D].哈尔滨：东北林业大学，2013：99.

[25]Rentch J S，Fortney R H，Stephenson S L，Adams H S，Grafton W N，Anderson J T.Vegetation—site relationships of roadside plant communitiesin West Virginia，USA[J].Journal ofApplied Ecology，2005，42：129-138.

[26]李成俊，孙琦，陈璋，等.成南高速公路边坡植被恢复模式[J].植物分类与资源学报，2013，35（2）：187-194.

[27]盛雷，沈守云，廖秋林.湖南吉怀高速边坡生态恢复植物选择与配置[J].现代园艺，2013（3）：52-53.

[28]陶岩，韩继国，殷秀琴，等.吉林省东部高速公路岩质边坡植被恢复效果研究[C].工程绿化理论与技术进展-全国工程绿化技术交流研讨会论文集，2008：212-221.

[29]苏东凯.锦阜高速公路边坡植被生态恢复研究[D].沈阳：沈阳农业大学，2007：37.

[30]李成俊，孙琦，陈璋，等.成南高速公路边坡植被恢复模式[J].植物分类与资源学报，2013，35（2）：187-194.

[31]杨阳.晚西大别山区高速公路边坡人工植被恢复特征及其质量评价[D].北京：北京林业大学，2016：112.

[32]万芳.四川生态型公路边坡植被恢复技术应用研究-以映日路为例[D].成都：四川农业大学，2009：49.

[33]李沛沛.高速公路边坡植被恢复景观效益评价[J].山西交通科技，2013（3）：92-91.

[34]翱翔宇.CS高次团粒植被恢复技术在丰都县产业大道的应用[D].重庆：重庆交通大学，2013：57. （责编：徐焕斗）endprint