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高等级公路边坡生物防护方式浅析

| 更新时间:2010.02.23    查看次数:6910
摘  要:江苏省在高等级公路边坡防护中发现,传统铺贴草皮的方式具有草种单一、投资大、效果欠佳等弊端。通过引用液压喷播技术,在南京长江二桥高速公路边坡生物防护试验工程以及沪宁高速公路边坡植被改造试验工程中,建植了较为满意的边坡植被。建议以后在高等级公路边坡生物防护中,改传统的铺贴草皮方式为种子喷播方式。
关键词:高等级公路  边坡  生物防护
    以生物防护为主的高等级公路边坡防护正逐步得到人们的重视。在裸露的边坡上营建植被是边坡生物防护的主体。而如何快速有效地营建边坡植被是一个值得探讨的问题。
1传统方式的弊端
    江苏省位于华东沿海中心地带,长江、淮河的下游,气候温和,雨量适宜。境内平原辽阔,地势平坦,公路边坡多以路堤的形式出现。近年来高级公路边坡的绿化多以铺贴草皮的方式进行,虽然满足了“即时绿”的要求,但随着时间的推移,暴露出的弊端较多。
1.1草种单一,缺乏竞争力
    近年来我省在高等级公路边坡绿化中应用较多的是铺贴杂交狗牙根草皮或马尼拉草皮。它们虽具生长低矮、匍匐性好、抗虫抗旱等优点,但在公路边坡植物群落中竞争力较差,铺贴初期如不经常除杂,以确保成活率与覆盖度,往往在1年后便会被高大杂草掩没甚至吞噬。不但影响路容景观,还给边坡养护工作带来极大的不便。沪宁高速公路大部分边坡表现得较为典型。在其它已建成和在建的几条高速公路边坡中也存在类似的情况。
1.2投入大,效果欠佳
    在公路边坡上铺贴草皮,虽然满足了即铺即绿的短期景观效果,但由于公路边坡结构特殊,持水性差,浇灌不便,铺贴后草皮很容易枯死,返青成活率较低。因为在草皮移植过程中,根系损伤较大,在新的环境中重新扎根之前,草皮将渡过一个萎蔫休克期。在此期间要求始终保持湿润状态,若水分供给不及时,势必导致草皮枯死。在少雨季节大面积铺贴草皮后仅靠不时地人工喷水往往无济于事,这是公路边坡铺贴草皮绿化效果欠佳的主要原因。另外,在铺贴草皮前往往还需要对边坡进行换土改良,平整地表和清除表层石块等杂物,费时费工,效率低而投入大。再者,草皮多出自于附近农田,移植时不仅带走了表层肥土,使农田土层变薄,肥力下降,于后作不利,同时还不可避免地带进了生命力极强的农田杂草,尤其是高大旱生植物蒿类的种子与根茎,这给本无杂草的生土边坡带来了无穷的后期养护隐患。
    一些地方靠采集附近山坡上或道路边的野生自然草皮用于公路边坡绿化,虽然成本低廉,暂时满足了公路护坡的局部要求,但其行为本身就是对自然生态环境的一种破坏。这种以破坏自然生态环境为代价来满足公路护坡暂时需要的现象必须予以杜绝。
    因此,铺贴草皮在城镇小区绿化中不失为一种理想的快速绿化方式,但是否适宜大面积在公路边坡绿化中进一步推广,当需慎重考虑。
2  喷播技术的引用
    1998-1999年度在进行南京长江二桥高速和宁马高速公路边坡生物防护试验工程以及沪宁高速公路边坡植被改造试验工程中,引用了液压喷播技术,取得了较为满意的效果。液压喷播技术是以水为载体的植被建植技术:将配制好的种子、肥料、覆盖料、土壤稳定剂等与水充分混合后,再用高压喷枪均匀地喷射到需绿化表面。喷播后的混合物在土壤表面形成一层膜状结构,能有效地防止冲刷,并能在较短时间内萌芽长成植株迅速覆盖地面,以达到稳固边坡和绿化美化路容之目的。与传统铺贴草皮方式相比,其优势在于:
(1)由于使用覆盖料、土壤稳定剂和专用肥料等材料,加之喷播设备的喷射功能和加接软管等,喷播方法适用范围广,不但可在地势平缓、土质好的地带使用,更适用于高陡边坡及贫瘠地带的强制绿化,不需进行大面积换土。
(2)对绿化地的平整度无严格要求,特别适合于不平整和含石块较多的土壤地带。由于喷播前不需进行换土处理和清除地表石块等杂物,省工省时,又不至于人为带进田间杂草,便于后期管理。
(3)覆盖料和土壤稳定剂的共同作用,能有效防止雨水冲刷,避免种子流失。因此,建植的植被均匀整齐,防护和绿化效果显著。
(4)喷播施工效率高,每台设备每天可喷播万余平方米,可满足大面积绿化工程需要。
(5)草种配比灵活多变,可根据不同地域和不同播种季节选用不同的草种组合。这种组合注重群体优势,先锋种与优势种、耐热型与抗寒型草种相结合,避免了单一草种绿色期短、竞争力弱等缺陷,建植后只需适当加以养护,便可形成绿期较长、至少几年之内不会出现退化现象的优良边坡植被。
2.1在新建公路边坡的应用
    经过在南京长江二桥高速和宁马高速公路边坡绿化的试验观察,认为无论是高大陡峭、缺土少肥的路堑边坡,还是贫瘠干旱的路堤边坡,或是路边回填的平台地段,无论在施工易操作性方面,还是在种后管养强度和最终绿化效果方面,均显示出液压喷播的优越实用性。最典型的实例当属于二桥高速东入口处高大陡峭的杨坊山边坡。该边坡东西长320m,从路面到山顶最短距离超过100m,垂直高度超过69m。30m以内共设三级种植平台,平台之间用浆砌片石砌成众多衬砌拱,拱内回填种植土。30m以外为自然整修成型的泥质风化岩土或微风化岩石主边坡。边坡裸露面积近24000㎡。四月初对衬砌拱内实施了铺贴白三叶草皮,但因当年天气异常,春季干旱,上防护又不便浇水,因此草皮成活率较低,到六月初成片死亡率在40%以上。整个春夏季节,边坡衬砌拱内几乎全被草皮带进的一年生农田杂草所占据。夏末秋初杂草枯黄后边坡一片荒芜,此时成活的白三叶植株已所剩无几。由于在十月底要进行试通车典礼,经考虑决定采用液压喷播技术进行强制性绿化。通过割除表层枯萎的杂草和开挖鱼鳞坑等地面处理后,选用以白三叶、高羊茅、狗牙根和黑麦草组成的混合草种,于9月16日实施了高剂量喷播(指单位面积内覆盖料和喷水量加大而种子量不变)。喷后3-10d内白三叶、黑麦草和高羊茅陆续萌发。半个月后苗已出得相当整齐,一个月后坡面覆盖度已达80%以上,完全达到了预期的效果。第二年的五月中旬对高大的主边坡采用系安全绳、接消防水带的方式进行了喷播施工。草种选配上,以普通狗牙根、画眉草、草坪型高羊茅为主,白三叶、紫花苜蓿、黑麦草和小灌木地盘松为辅,并在右侧显要位置添加少量散花鸡冠花。喷播后经过一个夏季,秋季绿化状况良好。尤其是从大边坡右侧望去,在以普通狗牙根和画眉草为边坡主体植被的绿色背景中,黄色、粉色和大红色的草花星罗棋布,甚为壮观。不足之处是由于喷播前未对地盘松种子进行催芽处理以及草本植物密度大等原因,边坡植被中缺乏木本植物。
    秋播段选用白三叶、高羊芽、狗牙根和黑麦草组成的混合草种喷播后,整个冬春季节一直为以黑麦草为主导植物的绿色景观。但春季出现了黑麦草疯长的现象,抑制了高羊茅和白三叶的生长。但随着气温的升高和对黑麦草实施刈割处理后,下层幼小的高羊茅和白三叶逐渐占据优势。可见,混播中先锋植物黑麦草比例不宜过高,品种上也最好选用低矮的草坪型黑麦草替代一年生速生黑麦草。于九月底播种的高填方段,播种后出苗整齐,冬春季节绿化效果良好,与邻近同期铺贴草皮的区域形成了鲜明的对比。据四月下旬调查,播种段植被覆盖率为100%,上层为黑麦草,株高60-80cm,下层为高羊茅和白三叶,无任何杂草。而邻近同期铺贴草皮的地方,铺贴后很快进入枯黄期,整个冬季一片荒芜,春季返青成活率不足20%。能够见绿的基本上是从草皮块中萌生的蒿类植物等农田杂草,密度多在20-50株/㎡,盖度在40%左右,若不及时进行处理,可以想象这类边坡的未来植被状况。而未经任何种植的对照区,杂草密度仅0-5株/㎡,盖度低于5%。可见,铺贴草皮是边坡杂草的主要来源。
2.2在已建公路边坡植被改造中的应用
    沪宁高速公路江苏段全长258.46km,设计车速120km/h,双向4车道,全封闭,全立交,于1996年9月建成。建设阶段,为防止边坡水土流失,多以铺贴草皮的形式进行防护,较少考虑景观效果。一年后边坡植被起来了,但植被构成多为绿期短、季节性强、参差不齐的农田杂草,最初铺植的目标植物极少,影响路容景观。为了寻求控制边坡杂草的有效办法,于1998年春季引用了液压喷播技术。
    喷播前对边坡进行了两种不同方式的地面处理。常州北段(K113-K114)采取全部铲除地表植物,苏州东桥段(K182-K183)采取拔除地表高大杂草、保留稀疏低矮植株。地面处理后用狗牙根、白三叶、高羊茅和多年生黑麦草混合草种于五月中旬实施喷播。苏州东桥段在喷播草种萌发过程中,在喷播液的肥效促动下,被保留的稀疏低矮植株如狗牙根等迅速生长而覆盖坡面,抑制了其它杂草的萌发生长,最终形成了以普通狗牙根为主体的优良坡面植被。而常州北段在喷播草种萌发的同时,也促进了狗尾草等一年生杂草的萌发生长。进入夏季,整个边坡便成了狗尾草的天下,抑制了喷播植物的生长。秋季通过割除已枯黄的狗尾草等上层植被后,再适当进行补播施肥,最终形成了以白三叶为主的优良边坡植被。由此可见,除草种选择和播种方式外,地面处理方式和播种时间的选择是成功改造已建公路边坡植被的两大技术关键。
3  工程实践的反思
    通过上述工程实践不难看出,传统铺贴草皮的方式在高等级公路边坡生物防护中具有极大的局限性,而液压喷播技术的先进实用性已逐渐被人们所接受。
摘自河北交通科技信息