半干旱地区高速公路边坡绿化难点分析

摘要:本文从边坡土质,半干旱地区自然概况,边坡角度及坡向,植被草种的选择及使用,对于养护的理念等方面对半干旱地区高速公路路堑边坡生态恢复难点进行综合分析,以提出相关问题的一些解决办法。
关键词:边坡 半干旱地区 路堑边坡

国家“十五”规划的西部开发总体规划明确指出,交通建设是西部开发的基础设施建设第一要务。同时,环境保护工作也成为西部经济结构战略性调整的重要组成部分。在这种情况下,除了要保证工程质量外,如何处理好公路建设与生态环境保护的关系,使公路建设与生态环境协调发展,是摆在西部地区交通部门面前的重大课题。 

高速公路建设对环境的破坏主要有,道路的高挖低填造成的上下边坡裸露,施工中在道路沿线随意设置取料取弃土场和材料堆放场地,施工车辆任意碾压草场等。半干旱地区的自然条件恶劣,生态环境一旦遭到破坏,很难自然恢复。例如挖方形成的边坡,多年后依然无法生长任何植被,如果不加以防护,不仅影响道路景观还会危及行车安全。在传统观点中,边坡作为道路景观最为直接的载体,是高速公路四大绿化(中央分隔带绿化、立交区绿化、边坡绿化、防护带绿化)部分之一,也是道路绿化的难点。

本文结合丹东至拉萨国道主干线老爷庙至集宁段高速公路工程建设边坡生态恢复项目,对半干旱地区边坡生态恢复难点进行了分析。

一、研究区域自然概况及工程介绍

1、研究区域自然概况

工程所在兴和地区的气候属温带性季风半干旱气候,冬季、夏季分别受蒙古高原和低气压控制,气候呈明显的性,具有寒暑剧变的特点。年均降水量397mm,极端最高降雨量630mm,极端最低降雨量237mm,年蒸发量为2036.8mm,是年降雨量的5倍。年降水分布不平衡,冬春雨雪少。年均日照2872小时,年平均气温4.2℃,有效积温2100-2600℃,通常11月上中旬开始封冻,冻土层深度一般在110-140cm,次年3月下旬或4月上旬解冻。无霜期95-130d。该地区风速较大,大风日多,年平均风速3.7m/s,大风日数年平均45d,多发生在冬春季节,导致土壤风蚀沙化。

该地区地带性土壤主要是栗钙土。当地植被属于以针茅和冷蒿为代表的典型草原植被类型,自然覆盖度均在60%左右,其代表自然过程以物理和化学过程为主,生物过程微弱,结构简单,物质能量传输较弱,对环境的依赖性极强。使它们对环境变化的抗逆性极差,对人类活动的承受力较低,系统本身的恢复能力较弱,这些都构成了内蒙古生态环境脆弱的基础和前提,是生态环境退化的重要原因。

据当地退耕还草还林工程调查,每年移栽的一年生山杏苗的成活虑只有30%左右,受当地区气候条件限制,进行生态恢复尤其对边坡绿化和恢复来说存在较大难度。

2、工程介绍:

本工程路段为第1合同段和第2合同段k273+680-k294+943标段(起于内蒙古自治区与河北省交界的老爷庙,止于内蒙古乌兰察布盟兴和县城南),采用厚层基质喷附技术实施生态防护施工,第一期施工为2004年5月1日至2004年8月10日,共23个坡面;第三期施工为2005年5月1至2005年8月11日,共计38个坡面。工程施工本着恢复与重建植物根系生长发育层的目的,为植物生长发育提供可持续的养分和水分保障,从而恢复与重建边坡植被。工程施工后一个月植物完全覆盖坡面,施工两年后建植的坡面植物群落与周边自然植被相互融合。

二、难点分析

1、边坡土质

该施工路段全程长约21km,道路上的路堑边坡走向主要为南向坡和北向坡,坡面总计61个,坡度约50o~65o,最大坡高约40m。坡面物质组成为岩石、砂砾石、黄土、红粘土等。硬度大于30mm。原始边坡在降雨、融雪、冻胀,及形式的风化等作用下,不同程度上存在着冲刷、落石、滑坡、流动崩坍等现象。

采样点

位置

pH

有机质(%)

全氮(%)

速效钾(mg/kg)

速效磷(mg/kg)

1

表层自然土

7.5

9.50

0.1093

124.76

6.7

2

坡上部母质

7.8

0.22

0.0055

3.00

5.4

3

坡面石质土

7.4

0.70

0.0327

39.26

5.7

4

坡脚母质

7.5

0.11

0.0051

41.26

6.6

表1土样分析结果

  路堑边坡均为开挖山体裸露出的原始母质,表1是在施工边坡不同位置上采土样化验的结果。

从表1可以看出,边坡土壤的营养物质含量尤其有机质含量均较低,不具备植被自然恢复的基本条件,根据对与高速平行的110国道边坡调查得知,在道路建成15年之后,边坡自然恢复的植被覆盖度不足10%,恢复植被基本以一年生植物灰绿藜和蒿属植物为主,只在土质较好,坡度较缓的的坡面生有多年生草本植物如赖草、百里香等,坡面冲刷现象明显,可见,单靠自然恢复是很难完成坡面覆盖,防止水土流失的。

草本植物的根系一般集中分布在地表以下30cm范围内,植物生长所需的水肥大部分要从这里获得。因此,如何在坡面上恢复植物生长的载体——植生层是坡面生态恢复的首要问题,也是坡面生态恢复的难点之一。植生层要求有一定的保水保肥功能,为植物提供充分的营养需要,尽量接近自然土壤。

在半干旱地区,植生层基本上是由草炭加当地耕层土壤构成,理论厚度一般在5-15cm范围内。植生层附着坡面的过程需要专业机械完成。