多样性生物复合护坡技术及其效果

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简介： 对草灌结合的多样性生物复合固坡技术进行了探索和研究，旨在为公路、铁路等生物护坡技术改进提供理论依据。
关键字：多样性生物 复合 护坡 绿化

甘肃省近几年已建成高速公路六条约1000多km，由于甘肃省是一个多山的省区，公路多穿越梁峁与冲沟交错的黄土丘陵沟壑区，公路所经路段地质条件复杂，土壤多以失陷性黄绵土为主，加之公路建设过程中土石方的挖掘移动较大，形成许多挖方和填方坡面，虽然在坡面进行了投资巨大的工程护坡措施，但是，单一的工程护坡措施不但造价高，而且坡面压力大，天长日久易滑坡或塌方。为克服单纯工程护坡技术之不足，本文对多样性生物复合护坡技术进行了探索，旨在为公路、铁路等生物护坡技术改进提供理论依据。

　　1、实验材料与方法

　　1.1 试验地自然概况

　　1.1.1 自然概况试验于起至时间为2002年3月～2003年11月，实验地选在甘肃省第一条按照国际通用规范菲迪克条款执行的国道312线兰州柳沟河至忠和高等级公路高边坡上进行，坡面10～45o，海拔1514～1752m，年平均气温7～8.4℃，年平均降水量350㎜，无霜期160d，气候春季干旱少雨多风沙，夏秋炎热降水量大，冬季降水量小而寒冷，降水量年际变化悬殊，丰、枯水年出现的频率相当大。

　　1.1.2 地质概况绿化带土壤中存在施工过程中留下的石灰、砾石等杂质使得绿化用地受到严重污染，肥力大大降低。种植前土为未耕作的生土，土壤结构性差，肥力低，盐分含量高，盐碱度大。

　　1.2 实验设计采用预制块菱形框架（1.5m×1.5m）或浆砌石拱形骨架（3.0m×3.0m）+生物地被复合护坡技术，取阳坡坡面处理好后在其内移栽或种植多种草类和灌木混交，对照为单一的草类和灌木；三种栽植方式间隔一排菱形块栽植。

　　1.3 实验方法2002年3月上旬改良土壤，4月上旬建植混播草坪，4月中旬栽植小灌木，建植后按常规技术管理，观察记录出苗、成坪速度、高度、盖度等，分析评价防护效果。

　　2、生物物种选择与施工技术

　　2.1 多样性生物物种选择供试验的生物植被选择时应以抗旱、耐瘠、耐盐碱等抗性较强、耐粗放管理的草种和小灌木为主，最佳草种为紫花苜蓿（Medicago sativa L.），灌木为一年生紫穗槐（Amorpha fruticosa L.），建植前用小铲疏松土壤，菱形框架施石膏10g、复合肥100g左右，拱形骨架施施石膏40g、复合肥400g左右。

　　试验采用种子直播、苗木栽植的建植方法：①种子直播法：试验区Ⅰ每个菱形框架内沿等高线开沟沟宽5㎝，沟间距5㎝，播种20g，播后覆土2～3㎝，保持苗床低于工程防护块3～4㎝②苗木栽植法：试验区Ⅱ每个菱形框架内沿等高线50×50cm行间距挖鱼鳞坑，每坑内栽植紫穗槐2～3株③草灌混播法：先按照苗木栽植法挖鱼鳞坑栽植紫穗槐，空地再按种子直播法进行草坪建植。

　　2.2 多样性生物复合护坡施工技术小灌木紫穗槐移栽前3h进行截干截干长20㎝，0.5h前紫穗槐按0.02%的生根粉水溶液侵根，然后按0.5%保水剂、10%的复合肥拌泥浆蘸根；鱼鳞坑开挖为“品”形栽植。草坪建植后用细孔喷头连续喷水，保持苗床湿润，出苗后按常规管理技术管理；小灌木采用小口径软管“少量多次”逐坑灌溉。

　　3、结果与分析

　　3.1 绿化美化效果紫花苜蓿播后10d全绿，播种后22d幼苗高度达3～5㎝,已完全现绿（表1）。因浇水冲刷，种子及幼苗偏向坪床或鱼鳞坑下边缘分布。比较而言，草灌混播具有建坪块、覆盖度大等优点，但具有出苗层次不齐的缺点。

　　表1 菱形块内草灌地被建植效果

建植方法建植时间（月、日）出苗期或发芽期（月、日）成坪时间或成活时间（月、日）盖度（%）株高（㎝）均一性种子直播4.5～4.74.105.15～5.2548.612.0均匀苗木栽植4.15～4.175.25.20～6.542.022.6均匀草灌混播4.5～4.17 5.15～6.564.821.2较均匀

　　注：盖度、株高、均一性为多次调查结果平均值

　　3.2 保持水土能力由于草类涵养水源、树冠截留、苗根蓄水、林地渗透的作用，从而减少了地径流量和减缓了径流速度，减轻了土壤侵蚀。三种建植方式比较而言，在保持水土能力方面依次为：草灌混播>种子直播>苗木栽植（降水量多、持续时间长、雨强小情况下）。

　　表2 菱形块内草灌地被地径流泥沙量测定

雨量（㎜）历时（时：分）平均雨强（㎜/h）径流量（m3/km2）土壤侵蚀量（t/ km2）种子直播苗木栽植草灌混播种子直播苗木栽植草灌混播75.67:439.8430.4435.9364.325.3021.2114.3636.50:4054.75415.32413.26306.149.4110.916.2640.14:159.442876.42768.81865.45.243.322.14

　　3.3 改良土壤作用所选用试验草灌均为豆科植物，根系具有根瘤，对改良土壤物理性状和增加土壤养分状况效果明显。据测定三种建植方式，在改良土壤方面能力大小依次为：草灌混播>种子直播>苗木栽植。

　　表3 栽植前后菱形块内土壤理化性测定

栽植前后全氮N%全磷P%有机质%PH值全盐%备注种子直播地前0.170.222.907.801.04 后0.240.173.027.680.96 苗木栽植地前0.180.222.897.851.06 后0.230.183.007.700.94 草灌混播地前0.180.212.907.881.03 后0.300.153.227.600.87 

　　注：栽植前土壤施肥后测定，土层均以厚度30㎝以内测定

　　4、小结

　　根据试验过程中单个种植草坪边坡、单个灌木边坡与草灌木边坡绿化防护效果来看，草灌结合的生物固坡技术，一方面比较具有建坪块、覆盖度大的特点。另一方面能很快形成比较稳定的保持水土、降低地表径流的植群落；草、灌木结合的方式是行之有效的边坡生物防护方式。我们力求采取草、木本相结合使用的防护结构；灌木、草类固坡的方式，即结合草类、灌木护坡各自优点，通过人工的方式诱导，加速植物的生长、演替，使绿化后的植物群落与相邻地区相互吻合，以达到边坡形成保持水土、降低地表径流的自然生态系统。

　　参考文献：

　　[1]孙吉雄，草坪学[M]。中国农业出版社，1998，10

　　[2]李银 、刘存琦，草坪绿地规划设计与建植管理技术。甘肃民族出版社，1994，7

　　[3]赵金融、孙立达、朱金兆，黄土高原水土保持灌木。中国林业出版社，1988，10

　　[4]王玉太、王维平，浅谈公路建设的水土流失原因及其防治措施[J]。水土保持通报，1991.19（1）：61-62

　　[5]刘建宁、阎柳松等，工程—生物复合防护技术及其效果。草业科学，1998.105期