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道路边坡创面绿化植物群落结构空间配置研究

发表时间：2020/12/29 来源：《基层建设》2020年第24期作者：范海军①② 吕国军①② 刘恒源② 张雨姮② 龙舟②

[导读] 摘要：在道路基础设施建设的过程中，高陡裸岩、砼喷坡面、高陡挡墙等结构创面绿化景观修复较为困难。

        ①重庆交通大学土木工程学院重庆 400074；②重庆路投科技有限公司重庆 400023
        摘要：在道路基础设施建设的过程中，高陡裸岩、砼喷坡面、高陡挡墙等结构创面绿化景观修复较为困难。植物是边坡创面生态恢复的主体，边坡创面生态恢复最终目的是形成稳定的植物群落。在选择植物进行空间搭配时应充分考虑各草本植物、灌木及乔木类植物和藤本植物的植物学特征和生物学性状，按照自然性、安全性、生物多样性、观赏性原则，对草本型植物群落、灌草型植物群落、乔灌草型植物群落藤本植物群落、特殊型植物群落合理进行科学、有序种植，提升道路两侧边坡的生态价值和社会价值。
        关键词：城市创面；植物群落；结构配置；
        引言
        在城市基础设施建设的过程中，难免出现高陡裸岩、砼喷坡面、高陡挡墙等结构创面，植物是边坡创面生态恢复的主体，边坡创面生态恢复最终目的是形成稳定的植物群落，即自养型生态系统。植物应优先选用本土物种，适当引用驯化良好的外来物种，且选用的植物应生长迅速，抗逆性强，适应性好，粗放易于管理。应根据边坡实际情况，选择多种植物，提高边坡生态系统内的物种多样性。但不是植物种类越多越好，盲目混播，植物间的竞争可能造成不良后果。因此，道路边坡植物群落应遵循自然、多样性、景观性原则，进行植物空间搭配，形成错落有致的植物群落。
        1.边道路坡植物群落概述
        道路边坡植物群落是指到道路两侧的边坡中相互之间具有直接或间接关系的所有植物的总和。道路边坡是群落植物生活的空间，不同植物占据着边坡中不同的生境，而相互之间又存在着关系。
        1.1群落植物的配置原则
        1.自然性原则
        边坡生态修复的所选的植物类型要符合周围的自然环境，尽量做到边坡植被与周围原有植被相协调。
        2.安全性原则
        所选物种不应对边坡稳定和周边环境构成威胁，在物种选择上要尽量选择本地植物物种，避免造成物种入侵。
        3.生物多样性原则
        单一的物种难以形成稳定的植物群落，在植物群落类型设计时应注意多种物种在垂直结构、水平结构和时间结构上的合理搭配，构建物种丰富、稳定的植物群落。如，以喜阳的乔木组成上木，以耐荫灌木或小乔木组成下木，以耐荫的草本植物组成地被，并搭配选择冷季型和暖季型植物物种。
        4.观赏性原则
        植物群落类型设计时，还应考虑植物的景观效果。在满足护坡功能要求的基础上尽量选择具有较高景观价值的物种，能形成与周围环境协调一致的景观效果。
        1.2.植物品种选取
        1.草本植物
        草本植物是边坡生态恢复的先锋植物，其生长快，对土壤的要求不高，对于防止初期土壤侵蚀效果较好，有利于初期表层土的形成，也为中后期其他植物的生长、入侵提供良好稳定的生态环境基础。
        禾本科草本植物一般生长较快，根须大，护坡效果好，但需肥较多，可用于边坡生态恢复的禾本科草本植物包括高羊茅、黑麦草、狗牙根、早熟禾、狼尾草、百喜草等。而豆科草本植物苗期虽生长较慢，但由于其地下部分的根瘤固氮作用，有利于其他非豆科类植物的生长，如白三叶等。
        单一草种的抗逆性差，故可将多种草本植物结合进行混播，并将冷季型和暖季型草种混播，不仅能强化绿化效果，提高边坡的整体适应性，还能延长边坡草坪的使用年限。出于景观考虑，还可采用一些开花的多年生草本，如波斯菊、紫花苜宿等，进行混播。
        2.灌木及乔木类植物
        在坡度较缓、稳定性、植物生长条件较好的边坡上适当采用灌木或乔木是可行的，可以适当选择一些深根性、小冠幅的小灌木小乔木作为边坡植物群落的合理组成，如紫穗槐、胡枝子、檵木、红花檵木等。
        种植初期的灌木由于不具备根系或根系脆弱，很难固定住土壤，故初期仍需生长迅速的草本植物帮助其生长，待灌木生长稳定后，繁茂的茎叶及密集的根系会抑制草本植物的生长，形成灌木林。需注意的是，初期草本植物的生长若过于旺盛，应进行人为控制，或移栽灌木成品苗木，以免与灌木争夺生长空间，影响灌木生长。乔木与灌木相比，根系更发达，固土护坡效果更好，但其自重较大，在较抖的边坡上栽植容易栽植容易增大坡面负荷，造成边坡失稳，反而不利于坡面稳定。因此乔灌型植物适用于平缓坡面。
        3.藤本植物
        藤本植物是边坡植物群落的重要组成和补充，可用于坚硬岩石边坡或土石混合边坡的垂直绿化，用地少，美化效果好，但其完全覆盖边坡所需的时间较长。在不采取辅助攀援错的的情况下，近垂直、质地坚硬且光滑的边坡宜选用的具吸盘的藤本植物如爬山虎等，中等坡度边坡（30°～60°）具表面粗糙或有裂缝的边坡可选用具不定根的络石、凌霄等；低缓边坡可选用具卷须或缠绕攀援植物，如木通。
        2.边坡植物的植物学特征和生物学性状
        2.1草本植物
        1.高羊茅
        多年生禾本科优良绿化草种，株高90～12cm，叶片线状披针形，先端长渐尖，具发达的须根系和根茎。3月初返青开始正常生长，5～6月中旬开花结实，7～8月进入半休眠阶段，9～12月恢复正常生长，1～2月再次进入半休眠状态。
        高羊茅可保持四季青绿，均匀性好，生长快，对气候、土壤有较强的适应性，抗旱性和抗病虫害能力强。可用于瘦瘠、缓坡地段的边坡绿化。
        2.黑麦草
        多年生禾本科草种，株高60～80cm，叶色深绿、柔软，光滑无毛。秋季10月返青，至次年4月为营养生长期，5～6月开花结实，7月进入半休眠阶段。
        黑麦草生长迅速，均匀性好，在边坡绿化中能够达到较快恢复植被的目的。可用于缓坡地段的边坡绿化。
        3.波斯菊
        一年生或多年生菊科草本植物，株高1～2m，叶二次羽状深裂，裂片线形或丝状线形；花紫红色，粉红色或白色。花期6～8月，果期9～10月。
        波斯菊喜光喜光，耐贫瘠土壤，忌肥，土壤过分肥沃，忌炎热，忌积水，对夏季高温不适应，不耐寒，有一定的自繁能力。
        4.紫花苜宿
        多年生豆科草本植物，根粗壮，深入土层，根颈发达株高30～100cm。花序总状或头状；花冠各色，淡黄、深蓝至暗紫色，花瓣均具长瓣柄，旗瓣长圆形，先端微凹，明显较翼瓣和龙骨瓣长，翼瓣较龙骨瓣稍长。花期5～7月，果期6～8月。
        紫花苜蓿适应性广，喜欢温暖、半湿润的气候条件，对土壤要求不严，除太粘重的土壤、极瘠薄的沙土及过酸或过碱的土壤外都能生长，最适宜在土层深厚疏松且富含钙的壤土中生长。
        2.2灌木和乔木类植物
        1.紫穗槐
        灌木，丛生，高1～4米。奇数羽状复叶互生。小叶卵形或椭圆形，先端圆形，锐尖或微凹。小叶基部宽楔形或圆形。小托叶线形。小叶对生或近对生。叶轴密被短绒毛。小叶下面有白色短柔毛。叶具托叶，线形。穗状花序常1至数个顶生和枝端腋生，密被短柔毛；花有短梗。荚果下垂，长6～10毫米，微弯曲，顶端具小尖，表面有凸起的疣状腺点。花、果期5～10月。紫穗槐喜欢干冷气候，耐寒性强，耐干旱能力也很强，也具有一定的耐淹能力。对光线要求充足。对土壤要求不严。
        2.红花檵木
        金缕梅科常绿灌木或小乔木。树皮暗灰或浅灰褐色，多分枝，嫩枝红褐色，密被星状毛。叶革质互生，卵圆形或椭圆形，两面均有星状毛，全缘，暗红色。花瓣4枚，蒴果褐色，近卵形。花期4～5月，花3～8朵簇生在总梗上呈顶生头状花序，紫红色。果期8月。
        红花檵木喜光，稍耐阴，但阴时叶色容易变绿。适应性强，耐旱。喜温暖，耐寒冷。萌芽力和发枝力强，耐修剪。耐瘠薄，但适宜在肥沃、湿润的微酸性土壤中生长。
        3.红叶石楠
        蔷薇科常绿小乔木或灌木，乔木高6～15米，灌木高1.5～2米。叶片为革质，且叶片表面的角质层非常厚。红叶石楠幼枝呈棕色，贴生短毛。后呈紫褐色．最后呈灰色无毛。树干及枝条上有刺。叶片长圆形至例卵状，披针形，叶端渐尖而有短尖头，叶基楔形，叶缘有带腺的锯齿。花多而密，呈顶生复伞房花序。花白色。梨果黄红色。径7～10毫米。花期5～7月，果期9～10月。
        3.植物的空间配置类型
        按建群种类型和层次，边坡的植物空间配置可分为草本型物群落、灌草型植物群落、乔灌型植物群落和藤本植物群落。如下图所示。

        3.1草本型植物群落
        草本型植物群落是以草本植物为建群种的植物群落类型，也是目前边坡生态修复中应用最多的群落类型。
        作为植物群落构建的先锋物种，草本植物前期生长快，易成活，能够在短期内覆盖坡面，起到较好的坡面防护效果，且能改善土壤环境，使其更有利于植物生长，为当地物种的入侵、生长创造更加有利的条件，从而逐步实现群落的自然演替，最终达到稳定状态。草本植物种子混播时，每平方米播种量为30g左右。
        3.2.灌草型植物群落
        灌草型植物群落是以灌木为建群种、草本植物为伴生种的多样性群落类型。
        在生态修复初期，草本植物生长较快，可以充分发挥其前期护坡效果，并且草本植物的枯枝落叶可以为灌木的生长提供营养。
        灌木的发芽条件比较严格，前期生长速度较慢，所以灌木一般宜采用栽植的方式。栽植灌木间距视边坡的坡度、坡高等而定，但不可过密，最短间距为10～15cm。栽植灌木大小应与边坡相符，有一定坡度的边坡不可栽种过大的灌木植株，避免加重边坡负荷。若采用与草本植物混播的方式，播种时一定要合理控制草本植物的密度，使草本植物和灌木有相对均等的生长空间。
        灌木的根系较草本植物发达，且不易退化，能够起到很好的固坡作用，可以加快群落自然演替的进程，使其最终形成稳定、高效的植物群落。灌草型植物群落适用于平缓坡面的生态修复。
        3.3乔灌草型植物群落
        乔灌草型植物群落是以乔木为主要建群种，辅以草灌的群落类型。乔灌型植物群落较草本型植物群落和灌草型植物群落物种更丰富、群落更稳定，是最接近自然群落的群落类型。
        乔木与灌木相似，前期生长速度较慢，更宜采用栽植的方式，栽植密度视边坡实际情况而定，不可过密，所栽植的乔木大小英语边坡实际情况相符。
        乔木和灌木相比，根系更发达，固土护坡作用更好，但因其自重较大，在较陡的边坡上栽植容易增大坡面负荷，造成边坡失稳，反而不利于坡面稳定。因此，乔灌型植物群落适用于平缓坡面的生态修复，但不适用于高陡边坡。
        3.4藤本植物群落
        对于高陡岩石边坡，草灌乔难以生长，可选择藤本植物进行生态修复。由于藤本植物的蔓生特性，在坡下或坡顶种植即可达到绿化效果，但藤本植物的完全覆盖所需时间较长。
        藤本植物也是其他植物群类类型的重要补充。其他类型的边坡底部或边坡各级台阶均可种植藤本植物进行丰富。
        3.5特殊型植物群落
        特殊型植物群落主要是针对景观要求较高的地段而设让的以观赏型植物为主要建群种的群落类型。一些特殊场所，对景观要求较高，在进行边坡生态修复时除了考虑边坡防护的要求外，还要根据周围的环境建立合适的植物群落类型。在选择物种时要着重考虑景观效果好、观赏价值高的花卉、灌木以及一些有特殊寓意的植物，注意在形状、颜色造型上的搭配。观赏型植物群落是相对稳定的群落，不要求演替进程，更注重其健康稳定。
        4.结论
        道路边坡创面坡陡、地力贫瘠，保水保肥能力低，且热容量小，治理难度大，技术要求高，创面绿化生态修复的重点是构造基材和优选植物。通过对各草本植物、灌木及乔木类植物和藤本植物的植物学特征和生物学性状，按照自然性、安全性、生物多样性、观赏性原则，对草本型植物群落、灌草型植物群落、乔灌草型植物群落、藤本植物群落、特殊型植物群落进行合理、科学、有序种植，提升了道路两侧边坡的生态价值和社会价值。
        参考文献：
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        作者简介：范海军（1981-），男，博士生，教授级高工，主要从事道路工程生态治理、生态修复等研究。
        项目基金：重庆市建设科技计划项目（城科字2018第1-3-3号）：山地城市创面绿化生态修复关键技术研究与应用；重庆市渝北区科技计划项目：山地城市坡坎崖生态修复关键技术研究与应用