摘要:指出了高速公路的建设对环境具有较强的破坏作用,不仅影响景观,还影响植被的生长。为了能尽快恢复植被的生长,对高速公路边坡生态恢复中先锋树种的选择进行了研究。阐述了边坡绿化的功能,提出了高速公路边坡先锋植物的选择原则和习性要求,分析了垄茶高速公路边坡的环境特点,并探讨了其边坡绿化的有效措施,特别是就先锋树种选择、植物的文化内涵和植物配置等方面进行了研究。提出了应用植物35种,其中包括豆科、蔷薇科、杜鹃花科、胡颓子科、桦木科、鼠李科等。其结果对国内高速公路边坡植被恢复具有较强的参考价值。
关键词:论文发表代理,垄茶高速,先锋植物,边坡,生态恢复
1引言
高速公路是现代化交通网络的重要组成部分,对促进人员和物质的流动起着十分重要的作用,也是衡量一个地区经济发展水平的标志之一。但高速公路建设过程中会对周边环境造成破坏,引发系列环境问题,也导致了与周围景观的不协调。因而高速公路在建设过程中,边坡的生态恢复是高速公路建设的重要内容[1],其目标是实现高速公路边坡植被的生态恢复和植物景观的美化。高速公路边坡由于表层土壤被破坏,土壤十分瘠薄,土层薄,甚至部分区域无土壤而只有石块,因而在恢复过程中,植物的选择十分重要。在所有的植物种类中,除了观赏强的植物种类,还有一类对土壤和环境起到改良的先锋植物种类,它们不仅适应性强,而且能与当地的景观相融[2]。垄茶高速公路地处湖南东部,其边坡的土壤贫瘠,为了能形成特色的植物景观,加快边坡的绿化和群落的形成,本文研究和总结了边坡绿化中先锋植物的种类及其应用,为其它高速公路边坡绿化提供参考。
2高速公路边坡绿化的功能
边坡绿化是高速公路绿化的重要组成部分。边坡绿化通过植被覆盖,能形成特色景观并减少水土的流失,其功能如下。
(1)边坡绿化能够有效稳定边坡。植物在生长过程中通过根系和枯枝落叶能固定表层土壤,增强边坡的稳定性。同时,植物枯枝落叶覆盖在表面,能减少落水对表层的冲击作用,并且叶片能拦截雨水,根部能吸收部分水,有效减少地表径流,防止因雨水冲刷造成水土流失和山体滑坡。
(2)边坡绿化能改善土壤的理化性质,增加土壤肥力。植物在生长过程中通过根部的代谢,不断风化岩石,同时根、枯枝落叶的腐烂能增加土壤中的有机质含量。另一方面,部分植物具有根瘤细菌或菌根,具有很强的固氮能力,能将氮气合成为含氮化合物,不仅能满足自身生长需要,还能为其它植物的生长提供氮肥。随着土壤理化性质的改变,为其它植物的生长创造了条件[3]。
(3)边坡绿化还具有美化作用,能丰富景观层次,减轻驾驶员的视觉疲劳[4]。边坡绿化能净化空气,吸滞粉尘,减弱噪音,降低路面温度等。可以说,边坡绿化具有实用功能和美化功能,对高速公路建设具有重要意义。
3高速公路边坡先锋植物的选择
3.1植物选择原则
高速公路的建设使得边坡原有植物被破坏,边坡稳定性不高,原有的生态平衡被破坏,裸露的少量土壤十分贫瘠,没有肥力,甚至有些开挖裸露处全是岩石,无土壤覆盖。因此,高速公路宜选用以豆科植物为主的先锋树种和其他植物种类相结合,合理配置,促进边坡的快速复绿,形成特殊的景观。
3.1.1遵循适地适树原则
进行边坡绿化设计时,首先要考虑栽植地点的立地条件,因地制宜,充分了解边坡与植物的特性,深入分析树种与立地因子的关系,根据立地条件选择最适宜的树种,即“适地适树”原则。其次要了解栽植地区的大气候与地貌特征,特别是温度与降水情况。还应分析绿地类型及其对树木的功能要求,调查栽植地点的小气候、土壤理化性质及环境污染情况和生物因子,确定最主要的限制因子,筛选适宜的树种。进行种植设计时,应根据植物的生态学特性,选择适宜植物生长的生境,使之与栽植地条件相适应,充分发挥所选树种在相应环境上的最大生长潜力、生态效应与观赏功能。
3.1.2遵循乡土植物优先原则
乡土树种是本地区原有天然分布的树种,它是在当地自然条件和栽培条件下长期形成的,因此对当地具有高度的适应性和抗逆性,能突出地方特色,取材方便。种植后,植物成活率高,生长旺盛,能有效节约和控制成本。为了景观的需求,可以少量选择外来树种。
3.1.3考虑景观效果
边坡绿化的好坏直接影响高速公路绿化的整体景观效果,因此,植物选择必须考虑景观的要求。部分先锋植物虽然适应性强,但是大部分的观赏性较差,因而在考虑景观效果时,还应当选择一些观赏性的植物种类,包括观花、观果、观秋色叶的植物种类,且这些植物要求管理粗放,基本不需要养护。
3.1.4考虑地域文化在景观中的体现
植物是景观中的重要元素之一,不同地方植物景观所呈现的风格有显著差异,植物景观很大程度上决定了景观的风格和地域特色。因此,进行植物选择时应考虑地域文化在景观中的体现,在乡村营造景观时,多选用禾本科植物,禾本科的多数种类丛植,呈现出乡野独有的野趣和粗犷美,与城市景观的精致美截然不同。任何一处植物景观都是以地域为基础,以植物为载体,通过二者相结合,营造出适宜的景观。
3.2高速公路边坡先锋植物的习性要求
边坡绿化由于其土层厚度和土壤肥力均不理想,植物选择适当与否是边坡绿化成败的关键之一。树种选择恰当,立地条件或生境条件能够满足它的生态要求,树木就能旺盛生长,发育正常,稳定长寿,不断发挥其功能效益。反之,如果树种选择不当,植株不会成活或成活率不高,即使成活也会生长不良,甚至死亡。先锋树种能在裸地或无林地上生长,具有以下习性。
(1)更新能力强,竞争适应性强,能在裸露边坡环境中生长。边坡的环境是干旱、强光、土壤瘠薄,植物必需有较强的适应性、竞争能力才能生长[5~9]。
(2)深根性、须根发达,耐干旱贫瘠。边坡土壤薄或非常少,植物需将根系扎进岩石中才能固定,同时也对边坡起到稳定的作用。 (3)自我繁殖能力强,萌蘖性强,能自然生长成林。植物要成林,需要更多的植物生长,因而植株具有较强的自我繁殖能力和萌蘖性。
(4)具有根瘤细菌或者菌根。具有根瘤菌的植物可固定空气中游离的氮,将其还原成含氮化合物,供植物生长。同时,通过它们对土壤的改良作用,为其它植物的入侵和生长创造条件[5]。
(5)适应性广。高速公路边坡的条件复杂,特别是土壤条件,因而植物适应性越强,其成活率越高,恢复也就越快。
4垄茶高速公路边坡植物选择
湖南省垄茶高速公路是福建泉州至广西南宁国家高速公路的重要路段,也是湖南省“五纵七横”高速公路网的组成部分。路线起自茶陵县界化垄(湘赣界),接江西省吉安至莲花(湘赣界)高速公路,止于孟塘村,接衡阳至炎陵高速公路,主线长45.2km。该公路的完成将大量减少湘中地区前往湘西的车程,成为通往珠三角地区的重要通道[10]。
垄茶高速走廊带位于向东茶永红层盆地丘陵、低山地区,地势总体东高西低,属亚热带季风性湿润气候类型,在高温多湿条件下,其地带性土壤属红壤,所有土壤类型中红壤占50%以上,山地土壤主要是黄壤、黄棕壤和山地草甸土等。与其他高速公路相比,该区域边坡的岩类质地松散,透水性差,易风化,且风化层极薄,抗冲刷能力低,易流失而产生面蚀,风化与冲刷交替进行,使浅薄的土层难以保存,从而出现裸露的光山头,导致植被恢复困难,治理难度大。
边坡绿化秉承“红色之旅,彩色大道”的设计理念,在植物景观营造时,采用多层次配置方式,既提高了生态效益,又能增加景观的层次。
4.1垄茶高速公路周围的植物资源
垄茶高速公路位于茶陵。该县气候温和;雨量充沛;冬天冷的时间短。年平均温度为17.9℃,最低温度是1月,5.9℃平均,最高的是7月,平均 29.2℃,超过10℃温度的天数是233d。积温为5509℃,平均初霜日为12月3日,终霜日为2月10日,无霜期294d。结果表明,近20年来,极端最低气温是4.2℃(1991,持续时间较短的)。
该区域裸子植物丰富,有75种,其中裸子植物的科、属、种分别为中国总数的 90.9%、76.0%和30.9%。公路边坡土壤有普通的红黄壤,特殊的红色和黄色的土壤,煤矸石土壤。湖南植物区系的复杂性,源于其不同的地理分布类型。主要的原因是因为在湖南东南部的过渡区的地理位置,北方的冷空气质量和南方暖湿空气质量连接在这里,这导致植物区系具有明显的过渡性和邻近地区的联系。使得该区域生长了一些特有的物种,包括中国和湖南省特有物种,例如银杏属、观光、银杉、水杉、杜仲等。以及湖南省特有的物种,包括长果秤锤树,湖南参,喜雨草。
4.2垄茶高速公路边坡植物的选择
垄茶高速全线位于湖南茶陵县,茶陵是一座历史文化名城,其中以“红色文化”、 “稻作文化”、“书院文化”、“宗教文化”最具特色。茶陵是井冈山革命根据地的一部分,垄茶高速是一条修建在红色土地之上的高速公路,毗邻井冈山,守望韶山,构筑起一条红色旅游线。因此,边坡植物绿化要符合“红色之旅,彩色大道”的设计理念,故而选择适合高速公路生长的观花、观秋色叶植物进行合理配置,季相变化显著,观赏效果好。根据其景观和生态功能的定位,推荐以下植物。
4.2.1豆科植物
豆科约650属,18000种,分布广泛,生长环境各异[10]。常有能固氮的根瘤植物,具有很高的观赏价值,花色多样,有红、粉红、黄、橙黄、白、紫、黄白等,花形丰富。少数种类的花具有芳香,而且,秋天到来,落叶植物的叶色变黄,成为秋季绝佳的美景,以弥补秋季花少,色彩单一的不足。
4.2.3其他植物
除了有豆科、蔷薇科等,其他科属中也有大量能够改良土壤或观赏性较强的先锋树种,如桦木科、鼠李科、杜鹃花科、胡颓子科等[11]。如杜鹃花,在远古时代即被誉为“花中西施”,是我国传统的十大名花之一。其形秀美端庄,神态自若,花开繁密,色彩丰富,颜色艳丽,其花瓣薄,富于变化。松科中的马尾松,本地乡土树种之一,喜光、喜温,不耐庇荫。根系发达,有根菌。对土壤要求不严格,在石砾土、沙质土、粘土、山脊和阳坡的冲刷薄地上,以及陡峭的石山岩缝里都能生长。能在杂草丛中生长,3~4年后穿出杂草逐渐郁闭成林,为我省重要的荒山造林先锋树种树种,也是江南及华南自然风景区和普遍绿化及造林的重要树种。
5结语
随着我国高速公路建设进程的加快,对环境具有重要影响,高速公路边坡面积较大,植被恢复缓慢。本文对边坡生态恢复中先锋树种种类选择进行了探究,这还远远不够,种类选择只是植物景观设计中众多步骤中的一个,因此,日后还应从不同先锋树种对土壤理化性质改良程度、所需时间长短、植物群落的演替等方面进行深入研究。
参考文献:
[1] 闫兴富,杜茜.银川绕城高速公路边坡绿化的建议[J].北方园艺,2008(2):133~136.
[2] 廖飞勇,谢瑛,覃事妮,等.常吉高速公路边坡绿化的植物选择[J].北方园艺,2010,(2):142~144.
[3] 闫兴富,周立彪.银川绕城高速公路边坡绿化的若干生态学问题[J].山西农业科学,2008,36(12):101~103.
[4] 单雪琴,单雪琴.豆科和非豆科植物的结瘤和固氮作用[J].科技导报,1994(6):30~31.
[5] 闫双喜,金红.河南野生豆科植物的多样性及在园林中应用的研究[J].河南科学,2008(9):1042~ 1045.
[6] 王世兰,李英华,于水亮.流动沙丘的先锋树种――沙柳[J].河北林业科技,2012(2):149.
[7] 邓化虹.柳杉――桂北高寒山区造林绿化先锋树种[J].农业与科技,2012(9):104~105.
[8] 曹跃进.冶金企业园林绿化先锋树种――女贞[J].国土绿化,2011(11):46.