十堰地区护坡植物适应性评价探究

汤旻烨 董治军 金勤胜 肖衡林 祝俊 万娟

（1.中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，湖北 武汉 430071；2.湖北工业大学生态道路工程研究中心,湖北 武汉 430068）

一、样地概况

十堰市位于湖北省西北部，海拔在87m～2740.2m之间，相对高差2653.2m，地形特征复杂。为了全面了解十堰地区山坡植物，研究人员对样地武神公路沿线展开了详细的调查。调查采用现场随机取样的方法选取了16个典型样地，两个时节样地选取地点无重复。通过高精度GPS定位16个样地，同时测量海拔高度。此外，研究小组还采用了坡度仪测量样地的坡度，采用钢钎测量样地土壤覆盖层厚度，并随机选取3处样地测量覆盖层厚度，取平均值作为最终厚度。样地基本情况，如表1所示。

表1 典型调查样地基本情况一览表

调查山坡样地海拔在529m～2116m之间。土壤覆盖层最小厚度为6.2cm，最大厚度为28.7cm。坡度在17.0°～60.0°之间，其中30°左右居多。在此环境背景下，研究小组对样地区域内的草、灌、藤、乔植物种类和植物群落展开调查。

二、调查结果与分析

（一）调查结果

经调查整理发现，公路沿线山坡样地的常见植物共有263种，分属82科，其中以蔷薇科种类最多，有23种。此外，乔木、灌木、藤本、草本的植物种类数量与占总数的比例，如图1所示。其中，草本植物种类最多，共计132种，占总数的50%。藤本植物种类最少，共计15种，占总数的5.8%。各植物类别中常绿种类数量与落叶植物数量占总数的比例，如图2所示。其中大部分为落叶植物，共计219种，占总数的83.6%；常绿物种总共有43种，占总数的16.4%。由此可以得出结论：植物种类的排序表现为草本＞灌木＞乔木＞藤本。落叶植物的种类远大于常绿植物的种类。常绿植物中，灌木所占比例最高。

（二）护坡植物初选

图1 乔、灌、草、藤本植物占比图

图2 乔、灌、草、藤常绿植物与落叶植物占比图

由于乔木高大、自重大，容易对边坡的稳定性产生不利影响，所以公路边坡不推荐使用乔木。灌、草、藤等常见植物根系发达程度、覆盖度、繁殖方法、抗逆性能等方面未必能满足防护要求，所以常见植物并非都是优良防护植物，需要筛选。根据十堰地区气候特点，遵循生态学的生态位原理、生态适应性原理、生物多样性原理及群落演替理论形成筛选条件，最后筛选出了26种灌木，9种草本和8种藤本植物。初步筛选确定的植物种类，如表2所示。

表2 初选的护坡植物种类

三、植物生态适应性评价

（一）护坡植物生态适应性评价体系

为评价植物生态适应性，此处引入生态功能指数计算公式（1）：

式中，δ为植物的生δ态功能指数；Xi为影响植物生态功能因子的量化分值（1～10）；n为影响植物生态功能因子的个数。

根据山区护坡植物群落的要求，选取耐寒耐贫瘠能力、根系固土能力、改良土壤能力、生物量、景观功能、自然更新能力与共生能力7个生态功能因子，每个生态功能因子采用专家系统量化分级赋值的方法打分。每个生态功能因子分为1级、2级、3级、4级四个等级，对应的分值分别为9分、7分、4分、1分。

表3 护坡植物生态功能指数的分级与生态功能评价

最后根据护坡植物生态功能指数的计算结果，护坡植物的生态功能划分，如表3所示。

（二）十堰山区武神公路沿线植物生态功能评价

根据现场调查打分，评价初选26种灌木的生态功能。结果表明，除了卫矛（6.5）之外，其余均＞6.5。生态功能指数≥7.9的灌木依次有美丽胡枝子（8.7），平枝栒子（8.5），盐肤木（8.5），火棘（8.5），多花木兰（8.5），胡颓子（8.2），皱叶荚 、荚 、毛黄栌（7.9），生态功能指数最优。

评价初选的9种草本植物生态功能，结果表明：最优草本植物包括野菊、野艾蒿、麦冬及芒4种，生态功能指数为7.6，具有良好的生态功能。较优的草本植物包括落新妇（7.3）、白茅（7.1）及蒲公英（7.0）。

评价初选的8种藤本植物生态功能，结果表明：最优护坡植物包括金银花、淡红忍冬及络石3种，生态功能指数为7.0，具有良好的生态功能。较优护坡植物为三叶木通，生态功能指数为6.6。

四、结语

护坡植物的选择是山区公路防护的关键技术之一。通过分析调查结果，研究小组初步筛选出了适合十堰地区的护坡植物种类。采用专家系统量化分级赋值的方法，对初筛的灌木、草本、藤本三类植物开展了植物的生态适应性评价，计算出每种植物的生态功能指数，并按照生态功能指数的大小排序。优质的护坡灌木植物包括美丽胡枝子、火棘、盐肤木、多花木兰、平枝栒子、皱叶荚、胡颓子、荚、毛黄栌；草本植物包括野菊、野艾蒿、麦冬、芒；藤本植物包括金银花、淡红忍冬、络石。