农学园艺系论文高速公路边坡绿化技术

正文 0农学园艺系论文高速公路边坡绿化技术绪论高速公路边坡绿化是公路景观设计的一个方面，也是国土绿化的重要组成部分，其目的及意义一般可概括为：固坡、减少污染、降低噪音、视线诱导、防眩、美化、环境保护；使用路者产生赏心悦目、心情舒畅的感觉，减轻行驶中的视觉污染、精神疲劳，预防和控制交通事故发生；并能弥补由于公路修建而破坏的自然景观，使之与周围环境相谐调或有所改善；特殊条件下还具有防风、防沙、防雪、防水害的作用。随着我国公路建设的飞速发展，边坡绿化已经成为高速公路景观设计的重要内容之一。在高速公路边坡绿化设计中需根据降雨强度、地下水、地形、土质等情况综合考虑，合理布局。因地制宜地选择实用、合理、经济、美观的工程措施，确保高速公路的稳定和高速行车安全。同时达到与周围环境的协调，保持生态环境的相对平衡，美化高等级公路的效果。因此，高速公路边坡绿化技术和研究日渐引起公路部门的高度重视。环境保护和生态建设是 21 世纪人类共同关注的热门话题，也是世界各国政府和人民为之不懈努力解决的焦点问题。进入 20 世纪 90 年代以来，如何将快速发展基本建设与生态环境保护协调起来，在工程建设中合理利用资源、保护资源、美化环境是摆在我们面前的重大课题。在高速公路等基础设施建设中，不可避免地要进行开挖与回填，从而形成大量土石裸露边坡，导致原有的表土层和原生植物群落损毁殆尽，景观严重破坏，并伴随着大量的水土流失，给周边环境带来很多危害。过去边坡绿化没有得到足够重视，其防护常采用水泥墙护坡、挡土墙、喷射混凝土及喷锚支护等，破坏了自然生态的和谐性和自然美，产生了一系列的环境和工程问题。近年来，建设生态高速公路边坡问题受到了政府、工程建设和设计部门以及有关科研部门的高度重视。目前，高速公路生态护坡技术已经在许多大中型建设项目中得到广泛应用，收到了良好的效果。1 高速公路边坡绿化的发展现状和意义正文 11.1 高速公路边坡绿化的发展现状1.1.1 国内发展现状我国的高速公路建设从 20 世纪 80 年代起步，由于受到国情和发展速度的限制，早期的公路建设对绿化的投入很小，众多被公路破坏的自然环境任其退化，或简单地使用工程技术加以防护 1。20 世纪 90 年代以后，高速公路的绿化开始受到重视，交通部先后制定了公路建设项目环境评价规范(试行)和公路环境保护设计规范等行业标准。 公路绿化规范也正在报批修改之中，这些规范对高速公路建设的生态环境保护、景观与绿化设计等做了原则性的规定。例如， “应充分调查沿线的工程地质、地形地貌、气候条件、植被种类及覆盖率、水土保持现状等，综合采用生物防护和工程防护措施，做好水土保持工作” 、 “应重视高速公路绿化设计，选用适合当地生长的花草、灌木、乔木等植物，对路堤边坡、弃土等进行绿化，防止水土流失”等。同时一些研究机构和大专院校的研究人员也展开了大量高速公路绿化环保和生物防护等方面的研究，例如：被誉为我国“客土喷播第一人”的交通部科学研究院绿化环保专家杜鹃于 20 世纪 90 年代初便参与了从瑞士引进普通喷播技术，并成功运用于云南昆曲高速公路全线边坡，此后又致力于研究、推广该项技术和公路绿化环保的多方面课题 2。我国公路边坡最初是采用单纯的工程护坡，到 20 世纪 90 年代才采用植被护坡, 近几年开始采用护坡生态防护技术，现有边坡绿化模式主要为岩石型边坡、壤土型边坡、土石混合型边坡。1.1.2 国外发展现状发达国家十分重视公路沿线生态环境的保护与公路的绿化工作。早在 20 世纪 30年代，美国等发达国家就开始在公路边坡和机场空地进行植草恢复技术研究。如在公路建设中强调保存自然与历史遗迹，沿公路建立生物通道，保持自然及生物的连续性，公路建设中明确规定了公路与自然区域要保持一定距离，将交通对环境的负面影响降到最低。日本的高速公路建设起步虽晚但在生态恢复技术水平上却处于世界领先地位。英国、意大利等国将加筋土技术与植被防护技术相结合，在高速公路边坡修建了包裹正文 2式的加筋土挡土墙。国内外实践表明，利用植物进行护坡既能达到防护目的同时又能改善生态环境 3。在高速公路建设相关的法规制定中，国外很早就开始重视公路的景观和绿化设计。1965 年，美国制定了公路美化规定 。1975 年，前苏联制定了公路建筑和景观设计规范 。日本于 1965 年颁布了日本干线公路环境保护法规 ，又在 1976 年制定了公路绿化技术基准 。自 20 世纪 70 年代起，各国的公路绿化又逐渐开始以生态恢复为目标。70 年代以后，国际道路会议将道路和环境问题作为一项重要议题来讨论；自 2001 年开始举行的国际生态和道路会议，每两年一次集中讨论与道路相关的各种生态问题。与此同时，道路生态学也在欧美各国蓬勃发展，2002 年以 RT TForman 教授为首的景观生态学家们在多年研究的基础上出版了道路生态学：科学与解答一书，为公路的生态恢复提供了科学的理论与方法 4。1.2 高速公路边坡绿化的意义1.2.1 固土护坡功能高速公路边坡绿化植物的根系具有固土作用，植物的叶冠具有截流、涵养水源的作用，能有效的阻止或减少地表径流, 降低和减弱雨水冲刷边坡的力度避免水土流失。1.2.2 景观功能高速公路边坡绿化能使本来生硬的公路线条变得柔和起来，并能降低对周围环境景观的负面影响。尤其是它能使公路两侧的自然及人文景观与环境景观有机的结合起来，使公路景观巧妙地融入到周围环境当中，体现了和谐之美，并给司机和乘客创造了舒适的行车环境。1.2.3 环保功能绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，使公路沿线保持空气清新。同正文 3时植物还能吸收汽车尾气中的有害气体，并有效地阻滞烟尘、飘尘和交通噪声，减轻污染、净化和改善大气的环境质量。据相关实验表明：夏季沥青混凝土路面，温度高达 4050，比草地和林荫处高 114，绿地气温较非绿地一般低 35。由此可知，边坡的绿化可以降低路面温度，改善小气候 5。1.2.4 引导安全行车功能高速公路边坡的绿化植物是司机和乘客视野范围内的主要对象之一，整齐亮丽的花草树木，不仅可以给人优美、舒适的享受，并且可以提示高速公路路线线形的变化，使行车更加安全舒适。2 高速公路边坡绿化的原则和模式2.1 高速公路边坡绿化的原则2.1.1 行车安全原则行车安全是交通运输的第一关键，尤其是高速公路，一旦发生安全事故，所带来的将是直接经济损失和人员伤亡。因此，在进行高速公路绿化景观改造设计时，必须注意行车安全问题，绿化景观不能影响到高速公路的行驶安全，不能影响到司乘人员的视线，要保证高速公路的畅通。2.1.2 生态环保原则高速公路是经济发展的重要动脉，在我国经济建设和国民生活中起着极为重要的作用。但自然环境是人类赖以生存的根本，不管是因为什么理由都不能以破坏自然环境作为代价，在进行高速公路绿化景观改造设计时，必须以保护环境和恢复生态作为基础，在改善高速公路景观绿化质量、缓解驾驶人员疲劳的同时，实现景观绿化与自然环境的协调 6。2.1.3 易养护原则正文 4高速公路交通运输负荷极大，保障高速公路的正常运行有着极大的经济效益和社会效益，尤其是我国现有的交通运输格局，高速公路是主要的远距离公路运输渠道。因此，在进行景观绿化改造设计时，要充分考虑绿化物种的选择，要选择抗病虫害能力强、耐干旱植物，以免因养护问题影响高速公路的正常运行。2.1.4 可持续发展原则高速公路边坡的绿化工程必须注意对沿线生态资源、自然景观及人文景观的永久利用, 从时间和空间上对其进行规划设计, 使高速公路边坡绿化景观资源建设保持稳定的、持续的、前进的态势 7。2.1.5 因地制宜原则不同的地区具有其独特的地理位置、地形、地貌、气候气象特征等，且不同地区的人们拥有不同的文化传统和风俗习惯，而不同的绿化植物又有其不同的环境要求。因此在对公路边坡的绿化设计过程中应使植物与地区相互统一，使其在生物特性、防护功能和景观效果上做到因地制宜。2.1.6 因时制宜原则高速公路边坡绿化景观不同于道路的其他景观、它是有生命的，随着时间的推移，植物的色彩、形态不断变化发展。因此在高速公路边坡绿化植物选择中，应充分考虑季相、色相、时效的变化。2.1.7 整体性原则高速公路的边坡绿化防护是一个线形工程, 其纵向跨度大。在公路边坡景观环境规划和设计中应根据其地形、地貌、生态特征以及其他自然和人文景观的特点来进行规划设计, 使其成为一个有机统一的整体 8。正文 52.2 高速公路边坡绿化的模式2.2.1 高速公路岩石型边坡绿化模式高速公路岩石型边坡在公路、铁路、水利、矿山等工程中是十分常见的边坡。这种边坡一般是陡峭的，靠自然力量很难恢复原有生态平衡。裸露的岩石边坡会带来一系列问题，如食物链的破坏，局部小气候的恶化和夏天的热岛效应。公路、铁路沿线的岩石边坡还会因为边坡表面颜色灰暗、单调而造成视觉污染。采取工程措施，在保证边坡稳定的前提下，尽快让岩石边坡披上绿装，是减轻生态恶化，美化环境的需要，也是水土保持法所要求的。岩石型边坡一般都用浆砌片石满铺，并可采用垂直绿化形式，在碎石坠落台种植藤本植物，使其沿坡面爬行生长，从而减少对构造物的压迫感和粗糙感，起到从视觉上软化岩石坡面的目的 9。2.2.2 高速公路壤土型边坡绿化模式高速公路壤土型边坡主要由壤土构成，对这样的边坡处理首要任务是对边坡进行护坡，在保证边坡稳定的情况下，用机械喷草防护，在一些特殊景观用途的边坡可以以草坪为底，用花灌木或硬质材料造景。在挖方边坡碎落台上种植与中央分隔带相衬的灌木，且在第一级边坡面上砌槽种植垂枝植物，打破单调的格局，营造丰富景观 10。2.2.3 高速公路土石混合型边坡绿化模式土石混合型边坡是指由碎砂、岩石、壤土等混杂构成的边坡，可采用拱形、菱形网格形成“人”字形浆砌片石骨架加三维网植草形成坡面绿化。3 高速公路边坡绿化植物的选择高速公路的边坡绿化防护是一个线形工程, 其纵向跨度大。在公路边坡景观环境规划和设计中应根据其地形、地貌、生态特征以及其他自然和人文景观的特点来进行规正文 6划设计，使其成为一个有机统一的整体。不同的地区具有其独特的地理位置、地形、地貌、气候气象特征等，且不同地区的人们拥有不同的文化传统和风俗习惯，而不同的绿化植物又有其不同的环境要求。因此在对公路边坡的绿化设计过程中应使植物与地区相互统一，使其在生物特性、防护功能和景观效果上做到因地制宜，所以在高速公路边坡绿化的过程中要根据实地情况选择适宜的绿化植物。根据植物对光照强度要求的不同程度，可以将植物分为阳性植物、阴性植物和耐荫植物。由于高速公路的垂直切割，将山体分为阳坡和阴坡，阳坡和阴坡的光照时间和光照强度存在很大的差异。为了保证高速公路边坡上的植物良好地生长，应根据坡面的光照时间和光照强度合理地选用植物品种。阴坡光照时间短，光照强度弱，应选用阴性植物或耐阴性植物，如胡枝子、黄花槐、木荷、常春藤、枸骨、杜鹃花，该类型的植物在此环境中能良好生长。阳坡的光照时间长，光照强度强，尤其在夏季高温天气，其光照强度更强，在此环境中应种植阳性植物，如多花木兰、黄花决明、猪屎豆、荆条, 该类植物喜光耐干旱，不会被炎炎夏日灼伤。如果所有坡面全部用阳性植物或阴性植物，甚至植物生长所需光照条件与实地环境条件完全相反，将会影响植物的正常生长，严重的甚至枯萎、死亡。所以，根据实地光照强度及光照时间长短，合理地选择植物品种是保证边坡绿化质量的关键所在。在植被物种的选择上，边坡不能栽种高大乔木以免造成边坡不稳，通常以旱生喜阳类小型灌木和草本植物搭配组成植物群。同时不同的地域、岩土、时间、工艺和不同的施工队伍选用的绿化种子有所区别,尤其在当地没有种子站的情况下, 必须认真选择,反复试验,方可以取得好的效果。比如黄山上的松树、沙漠中的仙人掌、戈壁滩的骆驼刺,它们充分体现了不同的草木适应不同的环境，只有认真选择绿化植物方有好的绿化效果。3.1 乔木树种乔木是指树身高大的树木，由根部发生独立的主干，树干和树冠有明显区分。有一个直立主干木本植物称为乔木。其往往树体高大，具有明显的高大主干。对于乔木来说，由于其具有深根性，所以在贫瘠干旱的上边坡和高陡坡不易栽植和存活，而且乔木的种植会增加坡面承载，土体下滑力和正滑力会显著增加，给边坡的稳定性带来不利影响。因此，高速公路高陡坡绿化不适宜种植乔木树种。但是对于正文 7高陡边坡的平台来说，乔木树种的应用却十分广泛。3.2 草本植物草本植物的植物体木质部较不发达至不发达，茎多汁，较柔软。早期，上边坡生态防护植物以单纯的草坪模式为主，通过研究，大多数学者认为草本根系的主要作用是保持水土，能对边坡起到防护作用。赵明坤、刘秀峰等从野生和引种草本植物中筛选出高羊茅、百喜草、白三叶等适合高速公路边坡绿化的草本植物。通过栽培，这些草本植物表现出以下特征：分蘖能力强、根系发达，适应性好，具有较强的侵占性和再生能力，耐旱、耐瘠薄。而且植株高度适中，形成的植被均匀、观感较好，具有较好的绿化和水土保持效果。陈宏荣、徐朋在高速公路边坡进行了百喜草、狗牙根保护上边坡的试验，试验证明这两种草有明显的护坡效果 10。它们根系发达、生长迅速、耐瘠、耐旱，是护坡植物选择中首先应该考虑的植物。这样草本植物的种植，既可以起到绿化边坡、美化环境的效果，也可以不增加公路建设的成本。高速公路边坡绿化过程中草本植物的应用比较广泛，草本植物较耐瘠薄，可以粗放管理，有比较好的景观效果。为了克服单一草种退化的问题，舒翔、杜鹃等提出了构建灌木为主的灌草生态和以草本为主的草灌生态；而从植物群落自身演替规律考虑，江玉林又提出了植物组合时应考虑先锋植物、中期植物和目标植物的搭配 11。3.3 灌木灌木是指那些没有明显的主干，呈丛生状态的树木。许多国家对在护坡上种植灌木进行了大量的研究，而且其成果在实践中得到了大量推广。而我国高速公路上边坡种植灌木的却非常少，这点应该引起我们的高度重视，注重发现和推广这方面可以马上转化为生产力的成果。酸枣主根较弱，侧根发达分级较多，横向延伸能力强，是涵养水源、保持水土的良好树种，用于公路上边坡绿化，可以降低雨水冲刷强度，保护路肩及上边坡。草本植物与灌木相比，根系固持力比较弱，比灌木覆盖的坡面稳定性弱，比较容易发生坡面崩塌。草本植物根系细且比较短，对土壤的固持力将逐年减弱，既不利于早期生态系统的恢复，又不可能使自然恢复进程持续进行，即使是采用先锋树种也不能加速恢复荒废的生态系统，不能改善和美化周围的环境，而且植被的维护管理作业正文 8量明显增多。由于灌木引种后不仅不易衰退，而且灌木覆盖的坡面不易滑落。因此，灌木作为地势缓和的边坡和边坡下平台的绿化和防护植物是切实可行的。3.4 藤本植物3.4.1 高速公路边坡绿化中藤本植物的应用藤本植物是指植物体细长，不能直立，只能依附别地植物或支持物，缠绕或攀援向上生长地植物。随着我国高速公路事业的飞速发展，相应的绿化植物的选择和搭配显得越来越重要。但据调查，目前高速公路绿化植物的筛选具有很大的随意性，而且应用时也不太注重植物的相互配置。藤本植物是一类很好的绿化植物，可利用它们的枝条、叶蔓绿化高速公路边坡，既可覆盖裸露地表，美化坡地，又可防止水土流失，减少洪涝灾害。在高速公路边坡的山石上覆以藤本植物，能使山石与周围环境很好地协调在一起，避免山石的过分暴露而显生硬，几块散石配以攀援植物已成为园林造景最简洁的手法之一。利用藤本植物对高速公路边坡进行绿化能使本来生硬的公路线条变得柔和起来，并能降低对周围环境景观的负面影响。尤其是它能使公路两侧的自然及人文景观与环境景观有机的结合起来，使公路景观巧妙地融入到周围环境当中，体现了和谐之美。利用藤本植物对城市的各种相关设施（如天桥、高架桥、交通护栏等）加以绿化，可充分利用和发挥每寸土地的效益，提高绿化面积和绿化覆盖率，从而可大大开拓城市新型绿色空间，改善城市生态环境 12。黄启堂、郑建平等提出在我国南方可利用藤本植物作为覆盖上边坡生境植物，并对多种藤本植物资源进行综合评价，筛选出了一些藤本植物（如爬山虎、美国地锦异叶爬山虎等），为南方石质上边坡生态防护的植被选择提供了依据。3.4.2 高速公路边坡绿化中藤本植物的选择在选择攀援植物时，不仅着眼于其攀援习性或攀援能力的不同，而且还应考虑到其生态特性、观赏特性及绿化效果，充分注意到植物材料与被绿化物在色彩、形态等方面的协调，并充分运用对比和调和、层次和背景、起伏和韵律、意境表现、衬托等艺术手法。正文 9根据墙面材料选择适宜的植物。这是墙面绿化成功与否的关键。我国常见的墙面材料多为水泥墙面或拉毛清水砖墙、石灰粉刷墙面，以及其它涂料墙面或磁砖墙面等。在选择植物时，最