周樹良，段 煉，曾崇奇，曾 臻，胡 蔚

(衡陽市林業(yè)局，湖南 衡陽 421000)

紫色頁巖吸熱性強，晝夜溫差大，易受熱脹冷縮影響而物理分解，剝落形成碎屑狀物質，分化成紫色土，尤其在高溫多雨季節(jié)，物理風化更為強烈[1-4]。以紫色頁巖為主要類型的裸露邊坡植被恢復難度大、成活率低，嚴重影響城市綠化景觀和城市品位，同時存在安全隱患。

自20世紀90年代以來，各級政府在衡陽紫色頁巖地區(qū)進行生態(tài)恢復，經(jīng)多年檢驗，保留了一些生態(tài)恢復模式[5]。植被恢復是生態(tài)恢復的重要環(huán)節(jié)，退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復與重建是以植被恢復為前提[6]。紫色頁巖自然恢復模式下，植被生長主要受制于土壤條件，草地、灌草、灌叢和喬灌模式長期作用可改善區(qū)域環(huán)境，促進新物種增加，對植被恢復有積極作用[7]。本研究采用目前效果比較明顯的“三維植被網(wǎng)護坡噴植技術”[8-10]進行紫色頁巖路塹邊坡綠化，對衡陽地區(qū)裸露邊坡自然覆綠植被和紫色頁巖植被進行調查和分析，結合測土配方查詢結果，篩選幾種常見的綠化草本和鄉(xiāng)土樹種進行邊坡噴播試驗，然后對邊坡綠化植物生長情況進行調查研究，根據(jù)綠化植物生長情況結合植物根系固坡分析，構建最優(yōu)化的紫色頁巖邊坡綠化植物組合模式。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地選擇衡陽市城區(qū)蔡倫大道、蒸陽北路、蒸湘北路、吉興垃圾場、松木工業(yè)園區(qū)，是典型的紫色頁巖地貌，邊坡紫色頁巖分化紫色土容易脫離不穩(wěn)定，無土層覆蓋，自然覆綠難度大，長期裸露。平均降雨量1346.7mm，年平均溫度為17.2～18.6℃，無霜期281～297d。

1.2 試驗設置

本研究選用草灌喬植物品種：狗牙根Cynodondactylon(Linn.)Pers.、黑麥草LoliumperenneL.、車軸草TrifoliumrepensLinn.、高羊茅FestucaelataKeng ex E. Alexeev (Gramineae)、紫穗槐AmorphafruticosaLinn.、馬尾松PinusmassonianaLamb.、刺槐RobiniapseudoacaciaLinn.、構樹Broussonetiapapyrifera(Linn.) L′Her.ex Vent.、馬棘IndigoferapseudotinctoriaMatsum.。

根據(jù)邊坡坡度、邊坡高度、邊坡穩(wěn)定性，分別對各試驗路段裸露邊坡進行邊坡綠化試驗(見表1)。

表1 邊坡綠化噴播試驗Tab.1 Spray seeding test of slope greening 地點坡度/(°)地類設計植物綠化模式蔡倫大道30～80紫色頁巖紫穗槐、狗牙根鐵絲網(wǎng)噴播綠化蒸陽北路35～50紫色頁巖紫穗槐、馬棘、高羊茅、狗牙根鐵絲網(wǎng)噴播綠化吉興垃圾場50紫色頁巖馬尾松鐵絲網(wǎng)噴播綠化蒸湘北路35～50紫色頁巖車軸草、黑麥草、狗牙根、刺槐、馬棘、紫穗槐鐵絲網(wǎng)噴播綠化松木工業(yè)園35～45紫色頁巖構樹鐵絲網(wǎng)噴播綠化

1.3 試驗方法和指標調查

1.3.1 外業(yè)觀察 2016年春季2～3月實施邊坡綠化，定期進行邊坡綠化植物生長情況觀察并及時做好表征性指標的觀測，且做好記錄。

1.3.2 調查統(tǒng)計 分路段分小班進行外業(yè)調查統(tǒng)計，主要統(tǒng)計邊坡綠化植物平均地徑(木本)、高度、根系長度、須根或側根(大于5 cm的一級側根)數(shù)、綠期、抗病性、固坡性。

1.3.3 相關指標

(1)綠期：目標植物葉片綠期，為了間接表征目標植物耐寒性、耐旱性，分別于2016年7月、8月、9月、12月和2017年1月、2月中旬分6次集中觀測各試驗點標準地各目標植物保持黃綠以上綠度的天數(shù)(考慮各目標草本種群個體差異，以種群中群體75%為核定標準)。

(2)抗病性：選取1m2大小的單位面積樣方，根據(jù)單個標準地內(nèi)每個目標草本類別的個體與種群抗細菌性或真菌性病害情況(以發(fā)病病癥有無為界定標準)，分為優(yōu)(未感病植株數(shù)量占該草本種群整體百分數(shù)，簡稱“未感病”≥90%)、良(60%≤未感病<90%)、差(未感病>60%)3個等級。每個目標植物同一試驗點觀測3個標準地，確定樣本株，取平均值，確定抗病性等級，同時注意各個目標植物生命周期的長短差異。2016年夏秋兩季各觀測2次。

(3)固坡性：根據(jù)植物根系分布特點進行邊坡綠化植物根系固坡分析。

1.4 數(shù)據(jù)采集與統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)采集：采用標準地對角線五點取樣法，根據(jù)需要確定樣本株5～13株，每個試驗點取3個樣。2016年7月、12月和2017年7月中旬分3次測量目標植物地徑(木本)、高度、根系長度、須根或側根數(shù)。

統(tǒng)計分析采用描述分級統(tǒng)計法和算術平均值統(tǒng)計法。

2 結果與分析

2.1 邊坡綠化草本植物生長情況

根據(jù)邊坡綠化植物生長情況調查統(tǒng)計進行綜合分析，幾種草本植物都比較耐瘠薄、覆綠快、抗病性都強，根系都比較發(fā)達，狗牙根單株須根數(shù)比較少，但是稈下部匍匐地面蔓延，節(jié)上常生不定根，根系分布廣而深，可形成致密的草皮，再生力很強。車軸草綠期最長，黑麥草綠期較短，夏季高溫季節(jié)地上部分基本枯萎。邊坡草本植物生長情況見表2。

表2 邊坡草本植物生長情況Tab.2 Growth of herbaceous plants on slope植物品種平均高度/cm根系平均長度/cm單株側、須根數(shù)根系類型綠期/d抗病性狗牙根481614須根系270優(yōu)車軸草261320直根系330優(yōu)黑麥草272020須根系240優(yōu)高羊茅221424須根系270優(yōu)

2.2 邊坡綠化木本植物生長情況

對邊坡綠化木本植物生長情況綜合分析，發(fā)現(xiàn)紫穗槐和馬棘長勢最快，根系為主直根型，一年生苗最大根系可達0.5m，可以深入紫色頁巖邊坡縫隙。馬尾松、構樹和刺槐根系為水平根型，主要著生在邊坡表層。馬尾松長勢比較慢，因馬尾松喜光、喜溫，越是與草本植物混播的越受草本植物影響。馬尾松是常綠針葉樹，其他樹種均為落葉樹。

由于紫色頁巖邊坡坡度比較陡，為了通道安全考慮，防止邊坡植物倒伏帶來安全隱患，優(yōu)先選用抗風的主直根型灌木植物。因此，紫穗槐和馬棘是一種邊坡綠化的優(yōu)勢灌木樹種，固坡抗風效果較好；刺槐和構樹雖然適合紫色頁巖生長環(huán)境，但是因為根系淺，樹形高大，抗風性差，不適宜作為邊坡綠化樹種，詳見表3。

表3 邊坡木本植物生長情況Tab.3 Growth of woody plants on cut slope植物品種平均地徑/mm平均高度/cm根系平均長度/cm單株側、須根數(shù)根系特點綠期/d抗病性紫穗槐8.0794515主直根型270好馬尾松2.0191217水平根型365好刺槐2.8192720水平根型270好構樹4.6191416水平根型270好馬棘11.51154415主直根型270好

2.3 邊坡綠化植物組合模式構建

對照灌草綠化植物生長習性，本研究構建幾組最優(yōu)化的紫色頁巖邊坡植物組合綠化模式。研究發(fā)現(xiàn)灌草植物組合綠化模式在紫色頁巖路塹邊坡綠化效果較好，覆蓋度90%以上。植物組合綠化優(yōu)于單一草種和單一樹種綠化，灌草植物正好優(yōu)勢互補，早期草本植物作為地被植物迅速覆綠，減少徑流，保持水土，為灌木生長保水、保肥；后期灌木生長，可以深層固坡，美化邊坡，構建灌草立體生態(tài)防護體系，達到恢復自然植被的目的，適合各種紫色頁巖路塹邊坡綠化，具體見表4。

表4 邊坡綠化植物組合模式分析Tab.4 Analysis on the combination model of slope greening plants模式地段植物組合邊坡地類景觀效果覆蓋度/%根系固坡特性1蒸湘北路紫穗槐+車軸草 紫色頁巖草灌立體景觀100草灌綜合固坡2蔡倫大道紫穗槐+狗牙根紫色頁巖草灌立體景觀95草灌綜合固坡3蒸湘北路馬棘+狗牙根紫色頁巖草灌立體景觀100草灌綜合固坡4蒸陽北路馬棘+高羊茅紫色頁巖草灌立體景觀90草灌綜合固坡

3 結論與討論

紫色頁巖裸露邊坡的治理不是簡單的土建工程，也不是單純的種草復綠，而是需要進行系統(tǒng)的生態(tài)修復[11]。植被恢復不僅可以構建退化生態(tài)系統(tǒng)的初始植被，還可有效改善土壤結構、養(yǎng)分狀況和微生物環(huán)境，從而促進整個生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的恢復，因此，植被恢復是退化生態(tài)系統(tǒng)恢復與重建最重要、最有意義和最根本的技術措施[12-15]。草本易退化，并且根系較淺，護坡及抗旱等效果較差，后期澆水、防火等養(yǎng)護工作難度大，因此，邊坡綠化通常以灌木為最終目標植物[16-17]。實踐證明，先種草后植灌建立的灌草帶在調水、保土、聚土、調肥方面效果明顯[18]。因此選擇和配置合適的植物并保證施工質量是邊坡綠化的關鍵所在[19-20]。

本研究表明，邊坡綠化植物以鄉(xiāng)土樹種灌木紫穗槐、馬棘為主，搭配優(yōu)勢草本狗牙根、車軸草和高羊茅，構建灌草植物組合綠化模式，創(chuàng)建一個模擬生態(tài)系統(tǒng)，有利于防止水土流失、保持邊坡的穩(wěn)定性、提高紫色頁巖路塹邊坡生態(tài)效益和社會效益，對湘中丘陵地區(qū)紫色頁巖路塹邊坡綠化具有重要的指導意義。有些偏遠地方裸露邊坡立地條件復雜，施工不便，需要因地制宜創(chuàng)新施工模式、更換綠化植物品種，還可以試著引入一些耐瘠薄的花卉和藤本植物，增強邊坡綠化植物的觀賞性。