高速公路绿化植物配置研究及其实践

5 讨论1 绪论1.1 引言20世纪90年代以来，高等级公路建设已成为中国基础设施的投资热点和重点，其中高速公路的建设是其中的重要内容之一。高速公路是专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入的干线公路。在未来20年里，依靠科学技术，建成“五纵七横”国道主千线，提高公路交通运输能力是中国交通发展战略的主要内容之一。我国高速公路建设正以每年1000-2000km的速度递增。高速公路的迅猛发展，在给人们生活带来了极大方便的同时，也在一定程度上加剧了资源、环境和人口之间的矛盾。公路建设对原有景观和生态环境破坏极为严重，施工期间大量的开挖取土破坏了土体原有的自然结构和水的循环路径，改变了生物的生存环境，影响其生长、活动的规律，阻碍了生态系统的蔓延;公路运营后，路体分割了生物的生存空间，产生噪音、汽车尾气，使生物栖息的生态环境(空气、水、土壤)也逐渐恶化，路域生态环境恶劣。在这样的背景下，高速公路的环境建设和环境绿化被重新提出并加以了重视。在自然环境条件较差的地区，生态恢复仍是摆在公路绿化目的中第一任务，对此国内外学者进行了大量研究，以快速绿化公路建设破坏区域。到90年代末，随着绿化技术的进步，在条件恶劣的坡面恢复植被也己成为可能。同时，在一些自然条件或管护条件较好的地区，人们对高速公路绿化建设也提出了更高要求，全社会对“生态环境改善”的关注程度逐步增加。尤其是随着经济的增长与生活观念的改变，人们出游的机会逐步增加，对交通环境艺术性的需求愈来愈高。高速公路作为联结地方物质和信息的纽带，作为提升地方形象、体现地方文明程度的表现形式，其绿化在安全、生态、景观方面的要求也越来越高，绿化己经发展成为体现多种功能的综合园林工程。但在早期的公路绿化中，往往只注重生态效益，道路绿化停留在粗放的“初级阶段”，一条路两行树，主要解决绿量的问题，公路绿化状况缺乏专业的设计，绿化植树只是在立地条件较好地段简单地种植乔灌木，树种选择少，种植形式单一，各路段绿化方式大同小异，形成的面貌相差无几，没有特色。这种单一的植物配置手法，很难在路段中创造出变化丰富的植物景观。阻碍高速公路绿化建设向前发展的主要问题在于:目前我国尚缺乏结合高速公路本身的特殊条件及功能对绿化植物选择及其布局的系统研究，对高速公路不同地段绿化的限制因子和主导因子认识不足;缺乏对道路周围生态环境的变化规律和生态、景观生、园林、道路工程技术以及造林等方面相关因素对绿化设计在布局形式、植物选择的影晌和限定作用的综合分析与深入研究;高速公路绿化形式与其环境效益之间的关系尚不明确，植物配置设计原理大多套用城市园林绿化或其它学科的研究成果，或仅处于主观分析的阶段，认识模糊，缺乏系统和科学的研究体系。从而导致绿化形式僵化，配置方式不能得到大胆运用，严重影响了高速公路绿化综合效益的提高。因此，开展高速公路绿化的植物配置研究，明确配置形式与其功能之间的关系，帮助认识不同绿化植物配置在绿化效果上的差异，保障设计的最终成效，并以此作为.探讨绿化设计的基础是很有必要的。1.2 国内外高速公路绿化研究概况1.2.1 国外高速公路绿化概况国外高速公路绿化经历了较长的发展时间，己由以往的普通绿化发展到目前的生态公路或景观生态绿化。它强调公路绿化应综合考虑生态功能、景观美化功能、同周边环境协调功能、交通附属设施功能等多方面的完美结合，使公路建设与大自然融为一体。美国和加拿大等国家非常重视人与自然的和谐统一，尤其重视湿地的保护，并采用多种机制奖励对公路绿化做出贡献的团体。西欧的发达国家非常重视动物的保护问题，为动物修建了特殊通道，并把弃土场建成动物栖息地。日本对高速公路生态环境的保护、恢复研究也走在世界的前列，并十分注重人与景观的融合，在绿化区栽植与周围环境相同的树种;为使人与大自然融合，设置了散步的人行道，休息长凳等设施;设置了接近于大自然形态的停车带等。在公路绿化技术方面，各国也己经进行了深入的研究。美国和日本等国家在这方面的研究最具代表性。经过长期的实践，这些国家己拥有一套完善的生物防护种植工艺，可以根据不同的边坡条件和气候条件选用不同的种植方法。日本极为重视公路的坡面绿化工作，在上世纪五十年代，学者仓田宜二郎首次提出“绿化工程”的概念，绿化工程经常是结合公路边坡坡面的综合治理工作同时进行，达到了坡面治理、保护公路、减少水土流失和美化环境、改造景观等综合目的。在公路绿化美化方面，美国除要求公路建设部门重视外，还鼓励全社会的参与，各个方面共同努力来实现高速公路生态环境的保护与建设。而且在近年来对于乡土植物和野花的引种驯化和选择运用技术方面己经达到了非常成熟的水平。在我国，中央分隔带的宽度基本上不超过3m。在美国，1967年各州高速公路工作者协会(AASHO)出版的高速公路设计和运行实践与高速公路安全的关系中提出，中央带最理想的宽度是19.29- 24.38m。美国现行标准(1994年版绿皮书)规定，中央带最小宽度为巧1530m，这样在景观建造、减弱噪声和交通气浪以及夜间行车眩光影响等方面都会起到良好的作用。1.2.2 国内高速公路绿化概况我国的高速公路建设情况与国外有所不同。受用地限制，中央分隔带一般采用窄中间带形式，边坡情况更为复杂。公路绿化在八十年代才开始起步，经历的时间较短，但发展较快。与国外相比，我国高速公路边坡绿化阵线长、面积大，对生态环境的影响也相应较大。因此在80年代高速公路建设的初期，绿化工程研究主要集中在边坡绿化方面。开始时主要应用外来草本植物，以快速绿化公路建设破坏区域，但效果不佳，主要表现为水土保持能力差、防护效果低、持续时间短、景观和周围自然环境不协调等问题。在对国外技术引进和消化的基础上，通过近十年的研究和工程实践，高速公路生态恢复的技术逐渐成熟，湿法喷播技术和客土喷播技术得到普及和推广。同时高速公路生态恢复工程也趋于市场化。在理论上，也从十年前的“单一种草理论”演变到目前的“灌木为主、草本为辅”理念，从而开始研究使用本地植物种类进行绿化，并且从单纯使用草本植物到尝试应用多种乔木、灌木及藤本植物。到90年代末，随着绿化技术的进步，即使在条件恶劣的坡面恢复植被也已成为可能，全社会对“生态环境保护”的关口注程度也逐步增加，出现了以在裸地上迅速营造乔灌草复层群落为绿化目的的要求。刘秀峰等(1999)提出将所有边坡区别开来，分别对待。在进入绿化施工之前，必须对特定地域的边坡结构、土壤概况、气候条件进行调查分析，在此基础上来选择物种，并充分考虑乔、灌、藤、草的有机结合，进行合理的规划栽植，使之形成错落有致的特定路域景观。张阳等(2001)提出对于边坡挡土墙的景观设计，要从路桥工程中挡土墙的功能性、经济性及视觉效果等方面综合分析与归纳，要特别注重安全性、生态性和景观方面的要求。许文年 (2000)等提出边坡绿化作为一种环保技术，必须坚持以下原则:安全性原则、协调性原则、永久性原则、经济性原则。蔡志洲等(2002)根据对北京一石家庄高速公路边坡的考察，结合在云南、安徽等省高速公路绿化的经验确定:以适宜的技术、方法在边坡上选择合适的灌木为主搭配草本植物绿化公路坡面，能够较好地达到防护、生态、景观一举三得的效果。我国的高速公路绿化植物配置虽因自然环境、社会经济状况的不同其具体形式千差万别，但从植物配置的结构来看，主要表现为几种相对固定的形式。通过对我国主要高速公路绿化资料的收集、整理，归纳出中央分隔带绿化植物配置与边坡绿化植物配置的典型模式。以下通过典型实例的形式来进行归结与分析。(l)中央分隔带绿化植物配置1京开高速公路中央分隔带植物配置及效果分析京开高速公路中央分隔带采用桧柏、蜀桧经修剪成整齐的1.sm高绿篱状栽植，每7kxn更换一次植物品种或者改变株形、改变栽植方式来丰富景观的变化。配置图示及实景见图1-1，图1-2。图1-1京开高速公路中分带植物配置图示 图1-2京开高速公路中央分隔带绿篱型栽植此类配置为灌木绿篱型，一般用于窄中央分隔带。典型的配置形式通常是选择2-3种常绿灌木规则等距栽植，植物每5一8km作一变换，选择适应性强、生长慢、分枝多、耐修剪的各种常绿植物为主。它经济易管护，适用于行车速度较快、位于郊区的直线路段。应用连续的绿篱式栽植可以大大增加行车的安全感。每隔5一8kin变化栽植植物种类，一方面可以增强景观效果，同时还能增加物种多样性，防止病虫害蔓延。这一类型在我国北方地区运用较多，主要受常绿植物选择范围小的限制。其绿化后植物种类较为单一，景观效果较差，实际配置中可以通过变化植株的栽植结构、修剪出不同的外形加以改善。2南京机场高速公路中央分隔带植物配置及效果分析机场高速公路中央分隔带宽3m，防眩树种选择了抗逆性强、枝叶浓密、常绿的蜀桧，高度控制在1.6m，单行株距23m，蓬径50cm。地表选用了高羊茅进行满铺，防止土污染路面达到保湿效果;为减少蜀桧的单调感，增强美化效果，间植了多种花灌木，种类有:矮生大花美人蕉、月季、丝兰、桅子等。配置图示及实景见图1-3，图1-4。图1-3南京机场高速公路中分带植物配置图示 图1-4南京机场高速公路中央分隔带植物实景图3宁杭高速公路中央分隔带植物配置及效果分析中央分隔带宽3m，植物配置方案一为:以三株棕搁与一株红继木作交替栽植，株距1.sm，地面以葱兰覆盖。其中棕桐分两种规格，中间一棵高2m，两侧高1.5m，交错栽植以防眩。葱兰呈“品”字形布置，在中分带两边以10x10cm的株行距栽植三行，中间则以15x15cm的株行距栽植。配置图示及实景见图1-5，图1-6。图1-5宁杭高速公路中分带植物配置图示 图1-6宁杭高速公路中央分隔带植物实景图植物配置方案二为:以丛植桂花作为防眩树种，紫薇及低矮常绿的丝兰作为配置，株距1.5m，其中桂花每丛4棵，每棵2-3分枝，高2m，绿化带两侧以三行金叶女贞按15X30cm的株行距呈“品”字形栽植，形成色叶灌木篱。配置图示及实景见图1-7，图1-8。图1-7宁杭高速公路中分带植物配置方案二图示 图1-8宁杭高速公路中央分隔带方案二实景图植物配置方案三为:以观花夹竹桃为基调，间植了观果的火棘与观花观叶兼俱的丝兰，地面以葱兰覆盖，各植株间距1.5m，葱兰以15x15cm的株行距呈“品”字形栽植。配置图示及实景见图1-9，图1-10。图1-9宁杭高速公路中分带植物配置方案三图示 图1-10宁杭高速公路中央分隔带方案三实景图由于中央分隔带宽度得以放宽，以上三种方案植物配置采用了较为复杂的乔灌草型，其中主要以乔木作为防眩树种，一般选择生长较慢的常绿小乔木类型，通过合理的高低错落布局或多株丛植来发挥其防眩的功能。这一配置形式使得防眩植株的选择范围由灌木向小乔木得到拓展，增加了中分带植物的多样性和空间的利用程度，具有较好的景观及生态效益。为增强景观效果以上方案选择了具有异域风情，观赏效果较好的棕桐;丰富秋冬季景观的观果类植物;大胆选用了树形优美而且是极佳的香化植物桂花，使得乔灌草型具有较高的观赏观赏价植及环境效益。其缺点在于这一模式中由于小乔木耐修剪程度不如灌木，随同日后植株的高生长，其防眩效果可能下降。如设计中考虑了棕搁强干性树种的特性，通过高矮间植使植株簇生叶之间在某一高度互相叠合，能起到较好防眩作用。但棕搁8-10年生后高生长迅速，由于叶全部簇生于干顶，枝叶间留有较大空隙，防眩效果必然受到影响。植物配置方案四为:以4种常绿植物大叶黄杨、蜀桧、桂花、棕搁为骨干树种，其中前三种株距均为1.5m，棕搁分两排以1.5x0.8m的株行距呈“品”字形栽植于中央，大小轮流交替，每组共20棵。大叶黄杨两侧植有三排金叶女贞，以30x15cm的株行距呈“品”字形布置，棕搁下部栽有常绿植物毛叶杜鹃，所有裸露地表以葱兰覆盖。配置图示及实景见图1-11，图1-12。图1-11宁杭高速公路中分带植物配置方案四图示 图1-12宁杭高速公路中央分隔带方案四实景图4小结A以上实例表明:目前，我国高速公路中央分隔带绿化植物配置主要有灌木绿篱型、灌木+花草型、灌木+观赏小乔木型、乔灌草型、乔灌草复层型等几种类型，各种类型的运用受中央分隔带宽度、当地经济条件、管护水平以及自然环境的限制。各类型的植物配置在安全、生态、景观及经济方面有所差异。B随着立地条件的改善和景观要求的提高，中央分隔带植物选择的范围大大增加，乔、灌、藤、地被等均有应用。并大胆向香化、特色化、季相化作尝试。各个地区依据自身的自然条件、经济状况，对多种植物的运用及其配置形式进行了探索。C防眩模式有新的突破。通过对防眩要求的明确认识，以各类植株间的合理错落配置基本解决了主要的防眩问题，放宽了防眩植物的选择要求，使植株种类及在空间结构的组合上更趋多样和丰富。防眩模式更加灵活，由灌木绿篱型拓展到更多其它类型。(2)边坡植物配置现状边坡绿化的情况极为复杂，受高速公路环境的特殊性，绿化的功能性，管护的可操作性，地形、地质、气候的差异等因素的影响，其绿化的综合性和专业性极强。主要有以下典型植物配置形式。典型石质边坡的植物配置及效果分析A成雅高速公路石质挡土墙植物配置及效果分析上边坡一级2m高实体护面墙平台上种植络石，使其下垂，对挡土墙进行绿化覆盖。挡土墙底部及顶部挖种植坑或砌种植槽，槽内换肥沃的砂壤土和基肥，按50cm左右的间距植爬山虎。考虑与公路景观的一致性及快速行车的视觉特征，绿化植物景观以大尺度规则式为主，每3km作一变换，形成宏伟的景观特征。配置图示及实景见图1-13，图1-14。图1-13成雅高速公路石质挡土墙植物配置图示 图1-14成雅高速公路石质挡土墙实景图该配置为藤蔓覆盖绿化型，为目前较多采用的植物配置类型。为柔化路堑挡土墙生硬的外观，通常选用藤蔓类植物对墙面进行绿化覆盖。路堑挡土墙缺乏植物生存的基本条件，故在坡顶或坡脚栽种植物，选用悬垂型或攀援型藤蔓植物。为加快覆盖速度，可于坡顶与坡脚同时种植。这种栽植方式，可以大面积改善边坡护面墙单调、灰质的水泥景观，使道路的人工痕迹与自然景观尽可能地取得和谐统一。在该植物配置设计时考虑爬山虎属落叶植物，其冬季景观较差，因此选择了常绿的络石、常春藤与之伍配。兼顾了季相感与常绿的矛盾统一。藤蔓覆盖绿化型的植物配置可根据当地经济条件、管护水平、自然环境状况选择本地或野生的常绿种或观赏种进行配置。B重庆至遂宁高速公路路堑挡土墙植物配置设计及效果分析该段路堑挡土墙采用方格式预制硅挡护设计，将结构外移，在墙前设置绿化槽，种植紫薇、沙棘等，同一植物呈行状布局。配置图示及实景见图1-15，图1-16。图1-15重庆至遂宁高速公路石质挡 图1-16重庆至遂宁高速公路石质土墙植物配置图示 挡土墙实景图 该路堑墙体的设计综合考虑了绿化与工程在结构上的统一，使挡土墙本身的景观质量有所改善，同时又便利于植物垂直绿化的空间布局。由于种植槽结构统一规整，使其与公路本身规整的人工景观相互呼应，植物配置点缀柔化了石质景观，突破了传统绿化的空间形式，结构新颖，景观及生态效果均较显著。与之类似的还有窗孔式预制硅等形式，均有较好的景观及生态效果。但这一方式增加了工程的开挖量，建设成本相对较高，适宜于经济条件较好的地段。典型土质边坡植物配置及效果分析A云南楚大高速公路土质边坡植物配置及效果分析绿化方式为在部分路段土质上边坡，在草坪绿化的基础上配置地被白三叶、红花醉浆草、扁竹兰等，为3- 5株/丛或3-5球/丛，以15-20cm的穴距成穴栽植或以25-30cm的穴距成穴栽植，栽植时呈“品”字形布局，以减少垂直径流。该配置一到开花季节公路两侧都是花的海洋，景观效果十分优美。配置实景见图1-17，图1-18。图1-17地被覆盖护坡景观 图1-18地被覆盖护坡景观该处植物配置采用地被覆盖护坡类型，有利于利用它们快速强健的分生能力迅速覆盖坡面，从而保证稳定的防护功能。适当添加草花可以改善公路景观效果，在景观要求较高或气候条件较好的地区，可以采用。但在一些自然条件较差的路段采用地被覆盖类型的配置方式，由于养分供给不足，往往绿化难度大，景观不稳定，需要较高的管护水平。B成南高速公路土质边坡植物配置坡率为1:1，采用土工网植草防护，喷播矮生狗牙根，其上打孔500mmx500mm，间距4m，品字形排列方式见平面图，孔内种植火棘。下边坡方形骨架护坡内喷播矮生狗牙根，框内植红花夹竹桃，品字形排列。配置实景见图1-19，图1-20。图1-19草灌结合护坡景观 图1-20草亚乔木护坡景观该类型为草灌结合方式。采用灌木、草本混栽，可以提高绿化的生态效益并有助于丰富景观。矮生狗牙根能很尽快覆盖坡面，减少地表冲蚀，但其持续能力较弱，受其生长状况的影响较大。火棘品字形栽植可以有效拦蓄斜面地表径流，减免侵蚀，栽植初期虽比狗牙根生长慢，覆盖地表能力差，但其抗性强，持久护坡能力好，在后期能为草本提供良好的生长环境。同时，栽植火棘增加了边坡的景观元素，火棘秋冬红果鲜艳夺目，可增加边坡景观的季相感，丰富秋冬植物景观。与之类似的植物配置形式为草十亚乔木的配置形式，在山区高速公路路堑边坡较陡的情况下，坡面大多培了薄层客土，乔木型植物难以生长，即使偶有成活，受风、雨影响，对坡面土壤也有翻撬作用，会增加边坡的不稳定性，可选择亚乔木来丰富边坡的植物类型。该配置与草灌配置类型效果相近。C山东青黄高速公路边坡绿化植物配置以常春藤进行坡面的覆盖，以减少雨水冲刷对边坡的影响，同时绿化坡面改善景观。配置实景见图1-21，图1-22。图1-21藤蔓覆盖边坡 图1-22藤蔓覆盖边坡该类型为藤蔓覆盖类型。其植物配置形式除可用于石质边坡外，也可用于土质边坡的防护。此种护坡方式其种植形式及方法与石质坡的绿化方式一样，于坡顶或坡脚种植爬藤植物，以覆盖坡面。但由于是土质边坡，初期为避免雨水冲刷，可于坡面同时种植爬藤植物，种植行数视坡长而定或与植草方式伍配，以兼顾近期与远期的防护效果。D重庆机场高速公路上边坡及平台绿化植物配置及效果分析土质边坡共开挖成三级平台，每级平台覆土植草绿化。同时种植常春藤进行垂直绿化。一级平台处植观赏性小乔木黄花槐，单株列植，株距5m，二级平台植广玉兰，与一级平台植株错落栽植，株距5m，三级平台面积较宽，种植灌木雀舌黄杨，株距3m，每两株灌木间间植紫薇一株。绿化实景见图1-23图1-24。图1-23重庆机场高速公路边坡及平台绿化 图1-24乔灌草复层型植物景观该植物配置方式为乔灌草复层型，在这一设计中对坡面进行了全面的绿化覆盖，选择了三种观花小乔木，充分考虑了季相感，一般用于分级多阶挡土墙型的边坡绿化。分级多阶挡土墙型的边坡由于可以很好的保持边坡的坡形，方便施工、减轻压力，利于边坡的稳定、减缓雨水冲刷的强度，因而绿化条件也更为有利。可以在台阶的种植池中栽植多种乔灌木及藤本植物，在近路处栽植低矮灌木、地被植物及草本，在距路较远的地段种植大灌木、小乔木等形成复层的群落结构，从而发挥最大的安全、生态和景观效益。但这一类型绿化要求边坡较为平坦和稳定，在实际施工中若为多山地区将增加工程开挖量，增加工程成本，而且有的路段受环境用地局限，不能形成平缓的斜坡或平坡，在实际运用中还不能得到大面积推广，只在一些地理环境条件较好或景观要求较高的路段中运用。小结A边坡绿化的主要任务是保持水土，恢复植被，改善环境。但由于边坡情况复杂，一般按沿线气候、边坡类型、地形、地貌和位置，将边坡划分成不同区段进行设计。按位置分为上边坡、下边坡、挡墙顶花台和平台;按坡向分为阳坡和阴坡;根据重要性分为重点边坡及非重点边坡。充分考虑不同边坡对防护功能和景观效果的要求进行植物配置。B随着边坡绿化技术的进步以及人们对边坡绿化综合功能的重视，边坡的植物配置类型逐步由单一的草坪绿化向地被型、灌草型、藤本型发展，甚至出现了结构更为复杂的乔灌草型。边坡的植物配置必须是在认识植物生长自然规律的基础上来实现。在此归结为表1-1。表1-1坡度与植物生长情形1.3 存在问题1.3.1 中央分隔带植物配置方面防眩是中央分隔带绿化的首要任务，目前对我国中央分隔带植物防眩的研究还不够充分。为确保防眩效果，植物配置多采用常绿绿篱单一栽植的方式，但这种只注重于防眩效果的配置方式，在一定程度上影响了植物选择及布局的多样。缺乏对山区修建的高速公路防眩植株高度的研究。山区修建的高速公路中央分隔带较窄，道路凹曲路段较多，与直线路段相比，在凹曲线路段上车辆前照灯光束与防眩植株顶部之间的空间关系有所改变。为确保防眩效果，需要对该地段防眩植株的高度进行必要的调整。但在具体的绿化设计及施工中，对需增加的高度认识较为模糊，多是以道路下凹路段适当提高防眩高度10-20cm等较为主观随意的方式来处理，与实际情况结合不紧，导致在实际运用中，不能充分满足各类使用者对防眩的要求。1.3.2 土质边坡配置方面缺乏对土质边坡不同植物配置绿化效果差异的比较研究。土质边坡的绿化形式相对较多，条件适宜时可采用单一植草、草灌结合、草乔结合、藤本覆盖等形式，通常认为在相同条件下多种植物的配置形式较单一形式具有更大的总体效益。但高速公路边坡绿地不同于其它园林绿地，受坡度、土壤、植物种类、配置形式等多个因素的影响，边坡植物配置绿化效果的发挥不能完全套用城市园林绿化的研究结论，而目前的研究尚限于部分草种的配比研究方面。在灌木及乔木在高速公路边坡绿化中是否能够有效增加绿化的环境效益方面，尚缺乏深入的研究，仅仅停留在宏观归纳及主观分析上，理论依据不足，说服力不强。2 研究的目的和意义高速公路绿化不同于一般的绿化，它是在高速公路这一特定环境下进行的植树种草，以充分发挥绿化保障和改善交通安全状况、保护和改善生态环境、美化公路景观、提升环境质量的综合功能。高速公路绿化在植物配置上首先要求满足的是交通安全性。高速公路行车速度快，一旦发生事故其损失会非常严重，因此绿化首先必须保证安全行车。对于高速公路的安全性来说，不同部位的绿化具体要求各不相同。对中央分隔带绿化而言，安全性体现在防眩和保障道路的通畅上;对边坡而言，交通安全性则体现在维护路基的稳定及保障坡面的稳定等方面。同时，生态性是与交通安全性处于同等重要地位的基本要求，是实现其它功能的基础与根本，对高速公路这一环境破坏严重，生态条件恶劣的区域，绿化的目的不仅仅是单纯的栽植成活了事，而是应该追求最大程度的发挥其保护与改善生态环境的功能，使得具体的绿化形式能在高速公路粗放的管理条件下保持长久，从而持续地发挥绿化的生态功能，并避免重复建设及高投入养护。在满足了安全性与生态性基础上同时应注重绿化的景观功能，通过对中央分隔带、重要的迎面坡进行植物造景，有利于创造优美的行车环境，改善行车舒适度，符合近年来人们提出建设“景观大道”的心理需求。因此，高速公路绿化植物配置是在交通安全性、生态适应性基础上景观性的综合统一，但在不同的绿化部位其功能又各有侧重。科学合理的植物配置就是针对具体绿化地段，选择适宜的绿化形式，使植物配置的结构更好地为其功能服务，从而达到最佳效果。防眩是中央分隔带绿化的主要功能，对安全行车具有重要作用，是摆在中央分隔带绿化设计中的首要考虑因素。由于地理条件的限制，沈阳省高速公路大多处于山区和丘陵地区，山区公路纵坡较多，而绿化设计在其高度的调整上尚没有一个明确可行的标准，防眩高度的确定显得较为随意，使得在一些路段中央分隔带的防眩效果受到影响，尤其是随着交通量的逐步增大，道路夜间使用者增多和对交通安全性与舒适性要求的提高，对防眩需求的满足显得尤其紧迫。因此有必要通过专门的研究，科学地确定各路段适宜的防眩高度，保障道路使用者的交通安全需求。边坡绿化的功能主要体现在护坡上，在此基础上考虑生态效益及景观效果。对一些土质边坡，同一地段在条件许可的情况下往往可以采用多种绿化植物配置形式，但不同绿化形式在对边坡水土保持及对土壤的改良以及对坡面的防护方面孰优孰劣?到底哪种形式更适宜并能发挥更大的环境效益?高速公路边坡绿化植物配置的成效是否与园林绿地已有的研究结论相一致?对此尚缺乏研究或仅处于主观分析的阶段。由于多种因素的影响与作用，高速公路绿化不能完全照搬其它绿化体系的经验。因此，有必要开展对高速公路边坡绿化植物配置形式与其功能之间的研究，通过不同绿化形式及其绿化效果的比较分析，明确不同植物配置形式间环境效益的差异，并以此作为指导绿化设计的基础是很有必要的。3 研究内容与方法3.1 相关概念3.1.1 高速公路绿化的概念1高速公路的概念高速公路是一种专供汽车高速、安全、顺畅行驶的现代化类型公路。在公路上由于采用了限制出入、分隔行驶、汽车专用、全部立交以及高标准的交通设施等措施，从而为汽车大量、快速、安全、舒适、连续地运行提供了必要的物质保证(张廷楷、1991)。高速公路在公路工程技术标准中是这样规定的按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量为25000辆以上，并且专供汽车分道行驶、全部控制出入的公路为高速公路(张廷楷、1991)。它具备以下特点:有4个以上的车道，在道路的中央设有隔离带，双向分隔行驶，全封闭，道路两旁设有防护栏，严禁产生横向干扰，完全控制出入口，并且全部采用立体交叉。除此之外，还设有专用的自动化交通监控系统和必要的沿线服务设施等。值得一提的是，高等级公路和高速公路是完全不同的两个概念。按1997年以前的公路工程技术标准的规定，道路分为汽车专用公路和一般公路两类，汽车专用公路又包括高速公路、一级公路、二级公路三类，一般公路包括三级公路和四级公路(高速公路丛书编委、1998)。而我国1997年的公路工程技术标准(JTJ001-97)改变了这种分类方式，将道路等级分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五大类。根据对应的技术标准，定为高等级公路为二级以上的公路，包括高速公路，一级公路和二级公路，其中又以高速公路为其核心内容(吴海燕、1998)。现行标准中仍采用这种分类方式。修订在高速公路表中取消了60km/h;一级公路增加了80km/h;二级公路调整为80km/h、60km/h;三级公路调整为40km/h、30km/h;四级公路调整为20km/h一档。2高速公路绿化的概念1991年交通部发布的国省干线GBM工程实施标准中规定为:高速公路绿化是指在可绿化的路段以绿色植物合理覆盖公路两侧边坡、分隔带及公路用地范围内的一切可绿化空地，也就是指在高速公路占地范围内不影响交通安全的前提下，栽植绿色植物覆盖裸地及构筑物，以实现恢复自然生态，发挥积极的环境效益的手段和过程。在我国，一般的高速公路断面形式中可以看出，高速公路绿地的组成主要包括:中央分车带、路肩、边坡、隔离栏、林带以及其附属设施用的绿化，如管理站、互通和服务区等主要部分。广义上的绿化范围包括公路沿线的一切绿色覆盖，即公路周围的大环境绿化，它使公路与所经山丘、水体、农田、城镇相协调，形成公路绿化的总体布局。高速公路绿化的概念具有发展性，是随着环境科学及人类认识的发展而发展的。就目前 来讲，高速公路绿化的发展主要集中向环保和景观两个方向深化。环保绿化以恢复和保护高速公路沿线的自然环境为主要目的，表现为:防止水土流失，保护边坡，减少边坡冲刷与边坡损坏;减少由于高速公路交通所带来的粉尘，减少高速公路汽车尾气的污染，降低交通噪声，净化空气;减少高速公路路面地表水对高速公路沿线土壤的污染。景观绿化以提供优美舒适的交通环境为目的，表现为:提高环境景观质量，改善高速公路交通运输环境与条件;提高公路的服务质量等。环保与景观是绿化作用的体现，景观是在环保基础上的深化和提高。无论如何，高速公路的绿化已经不仅仅是单纯意义上的植树种草，而是包含并容纳了多学科多功能的涉及设计、施工、管护等多项工作的综合性绿化工程体系，其概念涵盖极广。在本文研究中主要以中央分隔带和边坡作为研究对象。3.1.2 高速公路植物配置的概念高速公路植物配置目前学术界对此尚无明确定义，为便于对概念的理解，引入景观及景观设计的概念。参照此作为高速公路植物配置概念归结的依据。1景观景观最初是地理学名词。辞海中对景观的解释是:“一般的概念:泛指地表的自然景色。特定区域的概念:专指自然地理区划中起始的或基本的区域单位，是发生上相对一致和形态结构同一的区域，即自然地理区。类型的概念:类型单位的通称，指相互隔离的地段，按其外部的特征的相似性，归为同一类型单位，如草原景观、森林景观等”。在景观学中，主要指特定区域的概念。可见，地理学对景观采取了一种客观的态度，强调了它的物质意义，景观在这里被当作一种自然界的客观物体来看待。如今，景观一词可以在许多领域接触到，但它己经背离了景观原初的、在地理学科中的含义，它常常指涉的是经过人的行为处理过的景象，也即人化的自然。“景观”一词包含了三个方面:形式、功能和意义。但强调的是形式的视觉特性。目前，大多数风景园林学者所理解的景观，也主要侧重于视觉意义。景观设计就是通过对土地及其土地上的物体和空间的安排，来协调和完善景观的各种功能，使人、建筑物、社区、城市以及人类的生活同生命的地球和谐相处。参照对设计过程的理解，一个完整的景观设计过程包括:(l)陈述模型:对景观现象和结构的描述及分析;(2)过程模型:对景观功能的分析;(3)评价模型:对现存的景观的结构与功能关系做出评价，以找出所应解决的问题;(4)改变模型:提出解决各种途径和办法，使景观的现有结构和功能得以改变;(5)影响模型:预测所提出的解决办法将会造成的后果;(6)决策模型:选择一个较优的解决方案，并努力将其付之实施。其中前三个阶段着重于如何认识问题和分析问题，而后三个阶段着重于如何解决问题。在某种意义上讲，前者决定了后者。2高速公路植物配置通过以上分述，可以对高速公路绿化的植物配置进行这样的归结:在高速公路这一特定环境下，通过对植物及其组合所产生的功能的分析，确定符合某些绿化效果的植物材料及种植结构形式，使绿化形成相对稳定的景观，体现景观的内在功能，达到预期效果的过程。3.2 铁阜高速公路土质下边坡不同植物配置绿化效果的对比试验研究3.2.1 研究地概括1 铁岭地理铁岭地处辽宁省北部，松辽平原中段。南与沈阳市毗邻，北与吉林省四平市相连，东与抚顺市为邻，西与内蒙古自治区接壤。铁岭市的地形主要为半丘陵地带。山脉 铁岭市在植被区划上位于暖温带落叶阔叶林区和温带针阔混交林区交汇处，森林植物种类比较丰富，约有1400余种。其中，乔灌木树种300余种。全市森林面积46万多公顷，占全市总面积的24.8，人均森林面积0.18公顷，森林覆盖率3 25 8，森林蓄积量为175O多万立方米，人均森林蓄积量7.0立方米。树木种类以阔叶，落叶树为主。在阔叶树种中柞树为优势树种，另有杨，柳，桦，刺槐，榆，水曲柳，胡桃秋，黄菠萝等珍贵树种。针叶树多为人工营造林，以落叶松为最多，其次为油松，红松，樟子松和云冷杉。年可生产4万多立方米木材。铁岭市西丰县、开原市及铁岭县的东部山区地处长白山支脉，东高西低，雨量充沛，土层深厚肥沃，发展林业具有得天独厚的优越条件。这里群山绵亘，树木参天，林海茫茫，松涛阵阵，置身其中，犹如在原始森林。中西部丘陵平原地区人工防护林带纵横交错。公路两旁垂杨婆娑，水渠两岸绿柳依依，方田林网，构成了庞大的人工平原林区。水文铁岭水资源丰富。以辽河为主包括87条大小支流在内的辽河水系，水资源总量3141亿立方米，可利用量2115亿立方米，不仅满足了铁岭城乡人民生活用水，而且为全市及其下游工农业生产提供了必要条件。建国以来，经过50多年的努力，全市初步形成比较完整的具有蓄水、拦洪、泄洪、排灌、发电、养殖多项功能的水库工程配套体系。清河、柴河、南城子、榛子岭4座大型水库犹如4面硕大明镜，78座中小型水库宛如耀眼明珠，镶嵌在辽北大地上。水库总控制面积616395平方公里，总库容量2202亿立方米，一改过去无雨河见底，暴雨水成灾状况。全省著名的清河水库融防洪、灌溉、工业用水、养鱼、旅游为一体，控制流域面积2376平方公里，最大库容量为971亿立方米，不仅为沈阳、铁岭、鞍山、盘锦4市10个县的5.2万公顷稻田提供灌溉用水，同时每年还为东北最大的火力发电厂清河电厂提供8亿立方米发电用水。库容量为636亿立方米的柴河水库是著名的旅游胜地，不仅保证铁岭市区生活用水，而且每年为国家“八五重点建设项目铁岭电厂提供2500万立方米发电用水。气候铁岭属温带季风型大陆性气候。全年日照为2700小时左右，年平均降雨量为700毫米左右，年平均气温63，最低气温一31，最高气温34.4，封冻期150天左右，无霜期127162天。全年四季分明，雨量适中，适宜多种农作物生长。2 阜新地形地貌阜新市是内蒙古高原和辽河平原的中间过渡带，属辽宁西部的低山丘陵区。全区是长矩形，中轴斜交于北纬42.l0和东经122.0交点上，斜卧方向是东北一西南向。全境东西长170公里，南北宽84公里，总面积10355平方公里。地势西北高，东南低；西南高，东北低。海拔最高点为西北部的乌兰木头山，831.4米；海拔最低点为东南部的十家子乡南甸子村，48.5米。地势由西南向东北延伸，西南部的医巫间山从其构造体系看延伸较远，尾部形成剥蚀平原，在绕阳河西岸匿迹。小松岭从西南向阜新地区延伸，在锦州地区为高丘陵状态，到阜新地区后即成尾部。努鲁儿虎山山脉也是从西部向本区延伸，该山多阴山向构造(即纬向构造)，到阜新地区亦成尾部。由于这些山地的尾部在阜新地区相会，地形骨架构造形成错综复杂的格局。地势高差阜新地区地势纵横方向有明显高差。长矩形区域内西南高，东北低。阜新蒙古族自治县化石戈乡地势基线在海拔250米左右，由此往东北，过务欢池乡以后地势明显下降，到建设乡一带地势为海拔150米左右，到柳河东侧的彰武县前福兴地乡，海拔高度只有100米左右，此高差线形成矩形的中轴，西南和东北高差150米左右。西北高，东南低：全地区西北一东南向距离较长，大体上有3个高差段。地处西北的阜新蒙古族自治县旧庙乡，地势基线在海拔300米左右；地处东南的富荣镇基线在海拔100米以下，高差超过200米。阜新地区中部的平安地乡和+家子乡也呈西北一东南走向，西北的海拔高度为250米，东南的海拔高度为48.5米。两地高差201.5米。阜新地区东部的柳河，呈西北一东南流向流经阜新地区的最北端海拔为200米以上，最南端海拔高度为54.5米，两地高相差为145.5米。地形差异阜新地区西南和东北两个地区，地形类型有明显的差异。以绕阳河干流和其东北的彰武县哈尔套镇、四堡子乡为界。此界西南是连续的丘陵，过阜新蒙古族自治县务欢池(西北一东南划线)线以西，有形态各异集中和分散的低山。此界东北(彰武县境内)则以水积和风积的平原和沙地、沙丘为主，只有彰武县境的东南有小面积的火山岩丘陵。地势微升迹象 阜新地区西北部地势有微升迹象。从阜新地区东北部向西北侧延伸的柳河流域可见3级阶地：彰武县境的哈尔套镇丘陵黄土状的亚粘土冲沟中，沟壁高达20米左右；阜新蒙古族自治县大五家子乡哈尔套街一带在黄土冲沟中，沟壁亦高达10米左右；阜新蒙古族自治县的于寺乡和化石戈乡交界处的黄土状亚粘土的冲沟，并行而生，沟深壁陡。这些特点都是地壳上升的迹象。气候阜新市“夏至太阳高度角是“冬至的3倍，“夏至的昼长比“冬至多6小时14分。“夏至太阳辐射值是“冬至的3倍多。日平均气温“复至比“冬至高32； “秋分比“春分高15。阜新市高空处于西风环流带中，常有气旋(低气压)和反气旋(高气压)由西向东移动。特别是春季，气旋和反气旋常呈追逐式移动，导致西南与西北大风交替出现，气温因之忽高忽低。夏季季风来自南部海上，阜新市在副热带高压(或其边缘)控制下，高温高湿，多阴雨天气。冬季季风来自西伯利亚，受大陆冷高压控制，阜新市气温低而多晴。阜新市地势由西北向东南呈阶梯式下降，山丘多由西南向东北伸展，对来自西方的气流有下沉作用。西来气流含水汽较少。所以西来系统过境雨水稀少；南来系统因地形抬升作用降水有所加强。阜新市的四季是以候平均气温高于20为夏季，低于3为冬季(全国标准：高于22为夏季，低于10为冬季)。介于二者之间的气温分别为春、秋季。冬季 冬季是四季中最长的季节，从11月6日至翌年3月13日，为146天(闰年为147天)，基本上是结冻期。根据气温变化，冬季可分为初冬(11月初至11月底)，候平均气温由3降到一5。土壤开始结冻，蛰伏，人着棉装，城市供暖。隆冬(12月初至翌年2月底)，候平均气温降至一5以下，冬至到立春问候平均气温低一10； 日最低气温的极值就出现在这个时期，是一年最冷的时候，降水稀少，空气干燥，有时风雪袭人，户外活动艰难。晚冬(2月底至3月下旬)，候平均气温由一5升到3，虽是微寒结冰期，但人们在户外活动增多，备耕开始繁忙。春季 春季从4月1日至6月10日，为71天。4月初候平均气温回升到3以上，西南风增强，野草吐绿，树木萌动，河流融水，土壤渐渐解冻，水稻、蔬菜和春小麦开始育苗播种。早春时候，时有冷空气侵入，气温变化大。4月下旬气温升至10以上，河流解冻，终雪，可闻雷声，大田作物播种进入高潮。到5月初，终霜，花开叶绿，春意盎然。夏季 夏季从6月11日至9月5日，为87天。6月中旬候平均气温升至20以上，雨水增多，农作物生长旺盛。7月中旬到8月中旬为盛夏，降雨集中，高温高湿。从7月下旬到8月上旬，易出现洪涝灾害。但个别年份，盛夏时一旦受副热带太平洋高压控制，则久晴无雨，可出现3 5以上的酷热天气，如1952年6月18日至217日连续10天无降水，2225日有3天最高气温达35以上。秋季 秋季从9月6日至11月5日，为61天。9月上旬(白露前后)候平均气温降至20左右，由暖转凉，是秋收大忙时节。从9月末至10月初，秋风劲，树叶落，初霜，初结冰。10月上旬，青蛙绝迹，燕南归，霜降前后气温骤降，草枯树秃，花卉凋零。3.2.2 研究内容及方法1 试验设计铁阜高速公路土质下边坡绿化设计有三种基本模式:单一植草、丁香+草、金叶榆+草，植草方式为草种无茫雀麦。选择具有单一植草，丁香+草，金叶榆+草三种绿化形式的边坡作为研究对象，按路段不同设为三个重复，尽量保证重复间在海拔、气候、坡度、坡向、土壤情况等因素的一致。进行不同植物配置类型之间的对比:草木结合方式与单一植草方式绿化效果的对比;同一类型不同配置种类之间的对比:丁香+草与金叶榆+草之间绿化效果的对比。2绿化效果对照内容及项目对土质边坡而言，绿化效果反映在护坡有效性、生态适应性及景观性方面。有关研究表明植被保持水土的有效性主要通过以下方面来反映:植被上层结构，植被覆盖度，地表枯落物以及植被根系等。受场地和时间限制，本研究选择植被覆盖度、根系情况、植物保存率、植株平均株高、植株平均冠幅、植株平均胸径、土壤容重、土壤抗蚀性、土壤有机质含量作为不同植物配置的绿化效果对比项目，比较铁阜高速公路下边坡单一植草、金叶榆十草、丁香+草三种植物配置方式绿化效果各自的差异。对比内容见表3-1。表3-1 绿化效果对照及内容3指标及对比项目的观测方法(l)植被覆盖状况调查植被覆盖度、根系情况、植物保存率、平均株高、平均冠幅、平均胸径等通过外业查获得。由于高速公路绿地的带状性，标准地的设置参照胡冬香(2003)的研究方法，以沿道路分别在各类栽植模式内设置带状分布的宽lm，长27m的标准地。测量树木的株高，冠幅，胸径，计算平均株高、平均冠幅、平均胸径，同时调查保存率。观测植株土壤情况及植株的根系情况，直接测量其根系深度。草本盖度测定方法为:采用针刺法进行盖度测定。先确定一个lm2的样方，共取5个，然后用一根细钢针在每个样方内插100次，若针与植物接触即算一次有，若针与植物不接触则算一次无，最后统计出有植物刺点的次数，求出总盖度。总盖度=(有植物刺点总数/500)x100%(2)土壤调查对土壤容重、土壤抗蚀性、土壤有机质含量等通过实验测定方法获得。土壤采样由于高速公路绿化方式以规则列植方式布局，不能郁闭成林，立木对土壤的影响不如林地明显。为加强对照性，充分说明草、乔不同绿化模式对土壤的作用差别，设置树冠投影内土壤为乔木影响下的土壤样本，毗邻树冠外围草地为单一植草对照土壤样本，采样点对照设置详见表3-2。表3-1 土壤采样点设置植物配置采样点丁香+草丁香+草苗木树冠投影内立地对照单-植草毗邻丁香+草苗木树冠投影外围立地金叶榆+草金叶榆+草苗木树冠投影内立地对照单-植草毗邻金叶榆+草苗木树冠投影外围立地在各标准地选择株龄6年，栽植时间均为4年三株有代表性植株，在其冠径投影内以离主根的远近及不同方位三角形法)选择三点，挖掘剖面，观测根的深度及分布情况，进行总体描述记载，分别采集剖面层土样，按0-15cm，和15一30cm采集(由于高速公路边坡土层较薄，故土样深度较森林土壤的调查深度浅)。同一标准地不同样点的同层次样品经均匀混合后，取Ikg，带回实验室分析。在各标准地植株冠径投影外毗邻植草处，以不同方位、离树冠不同远近选择三处草地，挖掘三处土壤剖面，观测根的深度及分布情况，进行总体描述记载。按0-15cm，和15-30cm采集土样。同一标准地不同样点的同层次样品经均匀混合后，取1kg，带回实验室分析。土样的测定A土壤容重测定。采用烘千法。每样品3次重复，取平均值。B土壤有机质:重铬酸钾容量法(外加热法)，土壤速效养分与全量养分受人工施肥影响较大，在此不列入研究。每样品3次重复，取平均值。C土壤抗蚀性测定。每样品3次重复，取平均值。方法为:将土样编号后带回实验室风干，然后将土进行筛分，选取直径7-10mm的土粒50粒，均匀放在孔径为5mm的金属网格上，然后置于静水中进行观测。以一分钟为间隔，分别记录分散土粒的数量，连续观测10分钟内完成的土粒总数(包括半分散数)o并采用校正系数校正，计算出其水稳性指数。校正系数如下:3.3 高速公路中央分隔带防眩植株高度的研究根据中华人民共和国行业标准JTJ074一94