贵州国省干道公路边坡植物生态防护技术探讨

刘健宇 祝小科 冯建林 罗群星

(1.贵州省公路建设养护集团有限公司 贵阳 550014；2.贵州大学林学院 贵阳 550025；3.贵州省凯里公路管理局 凯里 556000)

1 引言

近年来，贵州公路交通建设快速发展，随着今后交通强国战略的推进、贵州省旅游产业的快速发展以及公众出行服务需求的提升，在公路建设中对打造公路的“畅、安、舒、美”提出了更高的要求。截至2018年底，全省通车公路总里程达19.69万公里，大量公路边坡亟需采取有效防护措施。提高公路植物防护效果，对改善普通公路沿线区域的生态环境，实现绿色低碳环保建设公路交通基础设施和“公路交通建设与自然协调”极为重要，因此，研究植物生态防护技术对公路边坡进行防护及美化意义重大。

由于贵州山区国省干道公路规模大，区域内地质环境条件复杂，山高坡陡，在国省干道公路改造过程中形成的边坡坡面组成物质结构松散，多由土壤母质、土砾、砂粒、碎石、块石组成，缺水、少土和少肥，植被恢复较困难。

欧美、日本等发达国家早在20世纪就进行了公路边坡防护技术的研究。20世纪60年代以后，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[1]。

我国于20世纪90年代以来从日本、欧美等国外引进边坡生态防护技术，经过多年的应用和研究开发，也陆续研发出了适合全国各地实际情况的边坡生物防护技术，如高速公路边坡植生基质生态防护技术、喷混植生护坡技术、液压喷播技术、厚层基材喷射护坡技术、植被混凝土护坡绿化技术、生态袋等现代工程绿化护坡技术等[2]～[5]。实施这些工程绿化护坡技术成本高，投资额较大，目前仅在高速公路边坡防护中应用。而对国省干道公路边坡植被恢复技术研究仍处于初期探索阶段。

国省干道公路改造建设资金投入相对较高速公路少，若单一采取工程防护措施不仅投资额巨大，且有时防护效果有限。而采取植物生态护坡技术措施可一定程度上稳固边坡，符合工程项目投资实际，并具有绿化和美化的生态效果。因此，如何采用较为经济的植物生态护坡技术解决边坡防护问题，将是公路建设管理部门面临的一个重要问题，本文在黔东南国省干线公路示范边坡植物生态防护课题研究的基础上探索贵州国省干道公路边坡植物生态防护技术，具有十分重要的现实意义。

2 贵州国省干线公路边坡类型

通过对贵州国省干线公路边坡调查，依据边坡的稳定性、边坡高度、边坡坡度和边坡坡面物质组成等因子对边坡类型进行划分。主要边坡类型有：不稳定高陡土夹石边坡、不稳定缓矮土夹石边坡、不稳定土质边坡和不稳定下边坡以及相对稳定石质边坡、相对稳定土夹石边坡、相对稳定土质边坡和相对稳定复合型边坡[6]。

公路边坡类型划分标准见下表1.

表1 国省干线公路边坡类型划分标准表

3 边坡植物生态防护原则

3.1 安全与稳定性原则

采取植物生态防护措施除要确保边坡的稳定，发挥生态功能外。还应营造安全的公路运营环境，边坡恢复的植被不能影响公路视距、视线诱导、标识等功能的发挥。

3.2 因地制宜，适地适植物原则

根据区域自然条件和公路边坡特点，因地制宜地选择护坡植物。应以本土植物、根系发达、生长速度快、耐干旱瘠薄、适应性强的种类为宜。

3.3 分类指导原则

由于国省干线公路边坡类型多样，要根据不同边坡类型特点，采取适宜的植物生态防护技术恢复植被。

3.4 经济适用原则

结合国省干线工程投资实际情况，选用当地乡土植物及科学合理、经济适用、可操作性强的种植技术方法，可降低边坡绿化护坡工程造价，节约管理和养护资金，还能起到较好的防护效果。

3.5 近自然景观协调原则

公路周边原有的自然植被是长期生态适应的结果，因此要求采取植物生态防护措施恢复的人工植被，要与公路周边的原有植被相融合、相协调而趋近自然。

4 边坡植物配置模式

4.1 灌、草配置模式

适用于稳定的土质边坡和不稳定缓矮土夹石边坡。以灌木为主，草本为辅。草本植物虽然生长迅速，覆盖坡面效果好，但其根系在坡面土壤母质中分布较浅，固土能力较弱。而灌木根系能向土壤母质深处延伸，网络固结土壤能力较强，能增强边坡的稳定性。对坡面小环境的改善作用也明显，且易养护管理。

4.2 乔、灌、草配置模式

适用于不稳定的高陡土夹石边坡和土质边坡。符合“近自然恢复”理念，具有近自然的层次结构和生态功能，由此形成的坡面植被生物量大、稳定性高、水土保持功能强，并能与周边的自然植被融为一体。

4.3 乔、灌配置模式

适用于坡面大、坡度陡、水土流失严重的下边坡。充分利用乔、灌木地下部分根系生长和地上部分枝叶覆盖坡面，可以最大限度发挥坡面植被的护坡作用，防止坡面水土流失，增强坡面稳定性，减少滑坡、塌方对公路路基的破坏。

4.4 藤本植物模式

适用于相对稳定的石质边坡和土夹石边坡。通过种植上爬、下垂藤本植物可起到快速绿化的目的。

4.5 乔、灌、草、藤、花共同配置的立体防护模式

对于已经在边坡下部采取工程措施护坡、相对稳定的大面积土质边坡和土夹石边坡，可采用乔、灌、草、藤、花不同植物多层次立体配置，除能够充分发挥植被固坡、防止水土流失的作用外，还可形成优美、协调、稳定的景观效果。

5 边坡植物生态防护技术

5.1 插干种植技术

适用于土质边坡或土夹石边坡下部，省工省力、成本低、固土护坡效果好。

5.1.1 插干材料要求

插干种植的植物应选择茎干生根能力强的树种，本区域内主要有垂柳(Salixbabylonica)和刺槐(Robiniapseudoacacia)。插干效果取决于插干条年龄、规格、健壮程度和采集时间。一般采用2～4年生，直径3cm～6cm，长0.5 m ～1.0m的枝干条进行插干种植。

5.1.2 施工技术要点

在春季或雨季扦插，要求随采随插。扦插前先把插干条底端削成45°斜口，在浓度为200mg/l的生根剂水溶液(IBA)或奈乙酸水溶液(NNA)中浸泡30分钟～60分钟后取出，然后按株行距50 cm×50 cm呈三角形形插入坡面上(4个插干条/m2)。插干时应掌握深埋、踩实、少露头的技术要领，插干种植后插干条露出地面0.2 m～0.3m。

5.2 种植乔灌木裸根苗和容器苗技术

适用于不稳定高陡土夹石边坡、土质边坡和下边坡。

5.2.1 苗木要求

苗木应根系发达，生长健壮，无病虫害，规格及形态应符合设计要求。

①苗木种类

乔木选择马尾松(Pinusmassoniana)、杉木(Cunninghamialanceolata)、刺槐(R.pseudoacacia)、盐肤木(Rhuschinensis)、构树(Broussonetiapapyrigera)、女贞(Ligustrumlucidum)、枫香(Liquidambarformosa)、栾树(Koelreuteriapaniculata)、苦楝(Meliaazedarach)等苗木。

灌木选择紫珠(Callicarpabodinieri)、木槿(Hibiscussyriacus)、水麻(Debregeasiaorientalis)、小果南烛(Vacciniumbracteatum)、杜鹃(Rhododendronsimsii)、尖萼毛柃(Euryaacutisepala)、双荚决明(Cassiabicapsularis)、夹竹桃(Neriumindicum)、木槿(Hibiscussyriacus)、小果蔷薇(Rosacymosa)、迎春花(Jasminumnudiflorum)等苗木。

竹类选择凤尾竹(Bambusmultiplex)、水竹(Phyllostachysheteroclada)、箬竹(Indocalamuslatifolius)等苗木。

②裸根苗木要求苗木生长健壮，通直，无损伤，无病虫害。针叶树采用1年生苗木；其他阔叶树乔木用1～3年生苗木，也可采用小规格苗(地径2 cm ～4cm)；灌木苗木要求高度50 cm ～100 cm，全冠幅。

③容器苗(营养袋苗)为1～2年生或2年生以上(地径﹥1.5 cm)苗木，要求袋子完好无损。

④散生竹小母竹为1～2年生，具完整竹鞭，实生苗每丛3～5杆。丛生竹每丛5～10杆，高度视竹种而定。

5.2.2 施工技术要点

(1)定点挖坑

根据植物护坡目的，乔、灌木种植以“适当密植”为原则，乔木按株行距1m×1m(1株/m2)在坡面上以品字型放线定点挖坑，灌木按3株/m2定点挖坑。种植坑大小应根据苗木规格、容器苗土球大小、坡面土壤和地形状况等因素确定，一般为30cm×30cm×20cm。

种植坑开挖时间与苗木种植同时进行，宜在阴雨天、降雨前后挖坑。

(2)种植苗木

①种植苗木应根据当地气象条件，选择阴雨天、降雨前后植苗。

②要求做到随起随栽，尽量缩短苗木根部暴露时间。

③种植前，每坑施10g复合肥、5g保水剂，以保证苗木成活、生长。

④裸根苗苗木种植前，根系要保持良好湿润状态，必须打泥浆后再种植，以利成活。种植时将苗木放入坑内，逐层填土踏实，注意不要损伤根系，适当深栽。

⑤容器苗(营养袋苗)放入种植坑前，应将容器袋划破取出土球苗后再种植，种植时不能踩破土球，回填土应比苗木原根颈线高1 cm～2cm。

⑥种植时要求苗木扶正，根系舒展，切忌窝根，覆土打紧，栽植后要浇1次透水作为定根水，以利苗木成活。

5.3 点播或撒播乔灌草种子技术

适用于相对稳定土夹石边坡和土质边坡，以及复合型边坡。

5.3.1 种子要求

种子应有产地、生产单位、采收年份、纯净度及发芽率，引进种子应有检疫合格证，发芽率达85%以上。

选择马尾松(P.massoniana)、刺槐(R.pseudoacacia)、合欢(Albiziajulibrissin)、多花木兰(Indigoferaamblyatha)、双荚决明(C.bicapsularis)、车桑子(Dodonaeaviscosa)、紫穗槐(Amorphafruiticosa)、小果南烛(V.bracteatum)、尖萼毛柃(E.acutisepala)、胡枝子(Lespedezabicolor)、狗牙根(Cynodondactylon)、白三叶(Trifoliumrepens)、高羊茅(Festucaarundinacea)、紫花苜蓿(Medicagosativa)、黑麦草(Loliumperenne)、波斯菊(Cosmosbipinnatus)等乔灌草种子。

5.3.2 施工技术要点

(1)坡面整理

清理坡面上松动碎石、松散层，使坡面尽量平整，便于播种。

(2)点播或撒播种子

播种时宜选择无风阴雨天、降雨前后播种，避免干旱大风和暴雨天气播种，一般在春季、雨季播种。

①点播：在坡面上按照一定的行距(40 cm)和穴距(30 cm)挖穴播种，每平方米播8穴。点播时用锄头或小花铲在坡面上挖直径5cm、深3cm～5cm的穴位(小坑或小洞)，播入5粒～10粒灌木种子，播后覆盖松土，覆土厚度1cm～2 cm。

②撒播：乔灌木种子混合搅拌后在坡面上均匀撒播，撒播种子量30g～50g/m2。草本植物撒播种子量30g/m2。为使种子均匀分布，撒播时还应掺加适量的细砂或细土，与种子搅拌均匀后播撒并覆土。

(3)覆盖无纺布

播种后及时覆盖无纺布，以防止雨水冲刷并保持坡面水分。

5.4 种植藤本植物垂直绿化技术

适用于相对稳定的陡峭石质边坡、陡峭土夹石边坡和复合型边坡。

5.4.1 苗木要求

选择生态适应性强、耐干旱瘠薄和景观效果好的油麻藤(Mucunasempervirens)、葛藤(Puerarialobata)、爬山虎(Parthenocissustricuspidata)、常春藤(Hederanepalensis)、凌霄(Campsisgrandiflora)、厚果崖豆藤(Millettiapachycarpa)、香花崖豆藤(Millettiadielsiana)、紫藤(Wisteriasinensis)和蔓长春花(Vinacamajor)等植物的1～2年生容器苗或裸根苗。

5.4.2 施工技术要点

(1)铺挂植物攀爬网

在边坡表面铺挂塑钢植物攀爬网，并用锚钉锚固。

(2)放线定点

先在边坡底部与路面排水沟外缘之间回填种植土，然后按株距30cm～50cm分别在边坡底部和顶部确定种植点，种植点做到自然流畅，疏密适当。

(3)藤本植物种植点位置确定后，根据各种苗木根系大小确定挖坑规格，一般为40cm×40cm×30cm。坑内回填种植土时还应每坑施10g复合肥、5g保水剂，以保证苗木成活、生长。

5.5 客土挂网喷播技术

适用于不稳定高陡土夹石边坡和相对稳定的石质边坡。

客土挂网喷播技术是先在坡面上铺设铁丝网，利用喷射机械将含有乔灌草种子、有机质、肥料、保水剂、土壤等混合基质材料喷射到坡面上的绿化方法。

5.5.1 喷播种子要求

种子应有产地、生产单位、采收年份、纯净度及发芽率，引进种子应有检疫合格证，发芽率达85%以上。

乔、灌、草植物种子选择马尾松(P.massoniana)、刺槐(R.pseudoacacia)、盐肤木(R.chinensis)、合欢(A.julibrissin)、多花木兰(I.amblyatha)、车桑子(D.viscosa)、黑麦草(L.perenne)、狗牙根(C.dactylon)、白三叶(T.repens)和波斯菊(C.bipinnatus)等。

5.5.2 施工技术要点

(1)施工准备

配备满足工程施工的各种材料，包括机具设备(粉碎机、搅拌机、空压机、喷射机等)、植物种子和工程技术人员及施工人员。

(2)坡面清理

清除坡面危石、碎石及边坡上不稳定的杂物，边坡边缘向外清理约100cm。坡面清理时尽可能将坡面平整，以利于施工。

(3)铺挂铁丝网

选用丝径Φ2.0mm、菱形孔径5cm×5cm的镀锌铁丝网。

铺挂铁丝网时：从坡面自上而下铺挂，相临两卷镀锌网分别用Φ1.0mm铁丝连接，至少每隔2m间距须用主锚杆与坡面固定，每隔1m间距用次锚杆与坡面固定，要保证坡面全部覆盖，不能形成活动空心网。

(4)拌合基质材料

喷播的基质材料由种植土(壤土)、有机质、保水剂、粘合剂、肥料和各种乔灌草种子等混合材料组成，各种材料按设计配方要求拌合而成。

(5)喷射基质材料

客土挂网喷播可采用干喷或湿喷。

喷射时要求喷枪口距坡面1m左右，干喷时加入的水量应保持基质材料不流不散。并分基层和面层两次喷射，基层不加入植物种子，喷射厚度为6cm～8cm，在喷射过程中，应注意第二次找平；面层拌料时加入混合乔、灌、草本植物种子，喷射厚度2cm～4cm，两层厚度需达到10cm以上。湿喷厚度达到10cm以上。

(6)覆盖无纺布或遮阳网

喷播后应及时进行坡面覆盖，可选用无纺布或遮阳网覆盖坡面，覆盖无纺布或遮阳网时要顺坡从上而下进行覆盖，无纺布或遮阳网之间要重叠10cm左右，并用绳子或竹木签固定。

6 结束语

(1)公路边坡防护措施包括工程措施和植物生态防护措施。植物生态防护措施只能起到防止坡面侵蚀，减少水土流失，改善边坡土壤水分状况，从而增加坡面稳定性，防止坡面冲蚀和滑塌，但不能完全解决边坡稳定性问题。尤其对于存在较大安全隐患的不稳定高陡边坡，首先应该采取工程措施(修筑挡土墙和截水沟)进行边坡加固，然后在此基础上再进行植物生态防护。因此，进行边坡防护时，不应只单纯考虑工程护坡或植物护坡，而应该是两者有机结合，以发挥各自长处，优势互补，这样既节省投资，又可取得较好效果。

(2)适用于贵州省国省干道公路边坡植物生态防护的技术有插干种植技术、种植乔灌木裸根苗和容器苗技术、点播撒播乔灌草种子技术、种植藤本植物垂直绿化技术和客土喷播技术。在实践中应结合边坡实际情况、边坡类型及特点，有针对性地选用某种植物生态防护技术，或在同一坡面上综合采用多项技术，才能取得良好的护坡效果。

(3)国省干道公路边坡采用植物生态防护时应尽量选用乡土植物，乡土植物对当地环境适应性强、成活率高，恢复的植被与公路原来的地域环境景观协调，可以真实地反应公路沿线区域的生态特色，养护成本低。

(4)坡面植物根系生长直接关系到固土护坡能力，由于乔、灌、草植物根系的深浅存在差异，从而具有不同固土能力，草本植物根系较浅，固土能力较差，但是能迅速生长覆盖坡面；而乔、灌植物根系相对较深，固土能力较草本强，但初期生长速度较草本慢。因此，采用草、灌、乔相结合配置模式，可取得较好的固土护坡效果。