高速公路边坡绿化与生态防护

[摘要]文章从绿色生态保护的角度出发,提倡以植物护坡的方法来进行边坡防护,对多种防护模式与防护方法进行初步探讨和比较。

[关键词]高速公路;边坡;植被防护

[作者简介]丁占生,韶赣高速公路粤境段管理处工程师,研究方向:高速公路施工管理,广东韶关,512023

[中图分类号] TU985.18[文献标识码] A[文章编号] 1007-7723(2010)02-0113-0002

一 、前言

高速公路的绿化和生态学、环境学、生物学、美学、自然地理学和路桥工程及历史、文学、艺术等科学领域都有密切的联系。它的主要作用是分隔交通、保持水土、美化环境,为司乘人员创造一个安全、舒适、丰富多彩的旅途环境。对于防止水土流失、减轻污染、稳固路基、保障行车安全等有着极为重要的意义。沿路边坡是对路面起支持保护作用的有一定坡度的区域。随着人们对植被和侵蚀之间的因果关系以及对植被坡面保护作用的认识不断加强,植被越来越成为控制侵蚀和稳定斜坡的一个有效途径。

二、 边坡植物防护的紧迫性和生态效益

高速公路中不论是填方路基还是挖方路基都具有较长的边坡, 坡面为自然状态, 表层活,易受冲刷,水土流失严重,如何进行边坡的防护是迫切需要解决的问题。采用浆砌片石或水泥混凝土等构造物进行防护处理,包括水泥网格防护、浆砌片石防护,不但造价高,应用范围有限,而且影响公路生态环境和自然景观。采用绿化植物栽植对边坡进行防护,不但可以保持水土,稳定边坡,而且恢复了因修路而破坏的路域生态, 创造出很多优美的公路景观,大大降低边坡的防护成本。随着植物的生长,植物越来越茂盛,防护作用越来越大, 可节约大量的养护经费。综合来说,边坡绿化的功能主要表现在以下三个方面:首先,边坡绿化起到的作用是固土护坡,提高边坡的稳定性; 其次,边坡绿化起到的作用是恢复植被,保护公路环境; 再次,边坡绿化起到的作用是美化环境,改善公路景观。

三、 边坡防护植物配置的特点及选择的原则

(一)边坡植物配置的特点

自然界中,乔、灌、草的植物群落是稳定群落,因为它具有与周边植物群落相适,与周边环境和谐,不易自毁,且不需多加管理的特点。切方边坡在护坡植物材料选择上, 宜采用草、灌、花合理配置。草本植物具有生长速度快,覆盖率高的优点; 而灌木具有生长周期长,根系发达的优点。草本护坡在初期因有较高的覆盖率,能减缓雨水对坡面造成的面蚀及沟蚀。然而单纯草本护坡,养护成本较高, 难以维持四季常绿的景观效果,且生态群落单一,层次结构简单,对于恶劣气候抵抗能力差,容易引起大面积退化,不适合边坡生物防护的可持续发展。灌木护坡,植株充分发育后,灌幅扩张,能达到有效的坡面覆盖,根系深入坡面土层或岩石缝隙中,起到生物锚杆的作用,且用豆科灌木护坡,其根瘤菌具有固氮作用,能逐步增加坡面土壤肥力,从而逐步改善坡面土壤结构,有利于其他植物生长。灌草结合的护坡形式,充分利用草本植物速生、覆盖率高及灌木植株较高、灌幅大、根系深的优点,形成灌草结合的混合植物护坡结构。

(二)防护植物选择的原则

边坡植物种类的选择遵循以下三个原则: 一是以乡土树种为主。乡土树种是在长期的系统演化过程中,经过了严格的自然选择的优胜者,它们与当地的气候、土壤相适应,具有适应性广、抗病虫害能力高、抗逆性强等特点。在高速公路的山区地段,最好选用优良的当地树种,可以使公路绿化与自然生态系统相协调,使公路融于林木之中。在选用乡土树种的基础上,也可以引用少量经过驯化的外来树种,以丰富绿化效果。二是树种要耐瘠薄、耐干早、适应性强。由于高速公路挖、填方路段较多,土壤结构受到破坏,土壤肥力不高,同时路面宽阔,辐射强烈,小气候气温较高,因而要求绿化树种要具有良好的保持水土的作用,并要达到易生长、易成活、抗病虫、繁殖易、耐干旱、耐瘠薄、耐粗放管理等要求。乔木树种应根系发达、抗风力强,以免产生风拔或被风吹折的现象。花灌木应高矮适中,花色艳丽,花期错落,增加绿化的层次感和美感。此外,对石质挖方路段和部分浆砌边坡,设计考虑在坡脚处栽植一些藤本植物,如爬山虎、凌霄、紫藤等,其栽植间距可采用1.0 m,以减少路堑边坡地表给司乘人员造成的不舒适、压抑、紧张的感觉。三是要注重生物多样性原则和生态位原则。生物多样性高的生态系统内,为能量流动提供可选择的多种途径,各营养水平间的能量流动趋于稳定; 高的多样性增强生态系统被干扰后对来自系统外种类入侵的抵抗能力; 多样性高增加了系统内某一个种类所有个体间的距离,降低了植物病体的扩散; 多样性高的生态系统内,各个种类充分占据已分化的生态位,从而提高系统对资源利用的效率。因此,在高速公路生态恢复工程中应最大限度地采取技术措施,配置好初始种类组成、肥水管理等,加快建设与原有生态系统相似的生态系统。生态位主要指在自然生态学中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。在植物品种选择工作中,要避免引进生态位相同的物种,尽可能使各物种的生态位错开,使各种群在群落中具有各自的生态位,避免种群之间的直接竞争,保证群落的稳定。

四、植物护坡的主要模式与防护方法

以欧美为典型的高养护型——湿式喷播快速植草技术和以日本为典型的高投入型——客土及厚层生长基础喷播技术是目前高速公路切方边坡防护的两类主要模式。此外,还存在植草皮防护等的传统模式。综合起来说,目前高速公路切方边坡的植物防护方法主要采用以下七种进行,分别是: 铺草皮防护、植生带、三维土工网、液压喷播植草护坡、客土喷播技术护坡、植生袋、藤蔓植物护坡。其中,液压喷播植草护坡与客土喷播技术护坡主要在工艺流程与基质配备方面表现出各自不同的特点。

(一) 液压喷播植草护坡

工艺流程: 一般地,切方边坡液压喷播植物防护方法工艺通过如下流程实现:

基质配备: 由植物种子、土壤稳定剂、肥料、保水剂等与水等按一定的比例混合而成。

(二)客土喷播技术护坡

工艺流程: 切方边坡客土喷播(包括普通客土喷播、厚层基材喷射护坡、CS 高次团粒喷射护坡)植物防护方法工艺通过如下流程实现:

五、边坡植物防护效益

生态防护技术可以恢复被破坏的生态环境。植被的存在为各种小动物、微生物的生存繁殖提供了有利的环境,完整的生物链又逐渐形成,被破坏的环境也慢慢地恢复到原始的自然环境状态。生态防护技术可以降低噪音、强光污染,保证行车安全。交通工程应用植被护坡,因植被能吸收刺耳的声音,漫反射太阳光线及车辆光线,而降低噪音、强光对行人及司机的辐射的干扰,减轻和消除大脑及眼睛的疲劳,提高路标、警示牌的可见度,让驾驶者轻松愉快的驾车,保证行车安全。同时,据北京园林科学园研究所测定,20m的草坪就可减少噪音, 而常吉高速公路植被因重视乔灌木群落的构建,其降噪效果更为突出,这样就能为沿途居民创造出公路两侧相对低噪音的生存环境。生态防护技术也为促进有机污染物的降解、净化大气、调节小气候方面发挥着重要的作用。

植物防护措施在保证高速公路正常营运、发展旅游业及延长使用寿命等方面产生直接的经济效益; 生态护坡中,岩石边坡客土工程喷射护坡造价是相对较高的。但岩石边坡客土工程喷射护坡工程技术与传统的浆砌片石拱型骨架护坡技术相比,则具有一定的价格优势,一般可节省投资20%~30%。以厚层基材喷射植被护坡为例,当护坡高度小于8 m时,其工程造价比浆砌片石拱型骨架护坡造价高7.0~43.0元/m2, 工程造价为浆砌片石护墙的110%~220%; 随着护坡高度的增加,厚层基材喷射植被护坡的价格优势逐渐体现出来,护坡高度从10 m增加到20m时,其工程造价比浆砌片石护墙造价低19~23元/m2,为浆砌片石76.5%～80.6%。

六、结论

植物防护技术在高速公路边坡防护中,是受一定场地条件限制的,它需要在多专业的配合下才能展开工作。也就是说,只有公路设计多专业的通力配合工作,才能真正快速实现边坡生态系统的恢复。相信随着人们对环境质量的日益重视,随着大多数专业设计人员在发展生态防护技术方面付出更多的努力,组合的生态防护形式将在高速公路边坡防护中占据越来越重要的地位,并在创造良好的经济效益和恢复持续发展的生态系统方面取得显著的成绩。组合的边坡植物防护模式由于提倡乔、灌、草立体绿化,注重“目标群落”概念,多样化的物种有效抵抗了病虫害,无需施肥洒药,且在材料生产、施工和后期生长等多个环节,对环境和资源均无二次污染,整个过程无需人工干预,实现了零养护、降低了成本,使生态效益、社会效益和经济效益高度统一,有着十分广阔的发展前景。

推荐访问:化与 高速公路 防护 生态 边坡绿