高速公路是现代城市的主动脉,它不仅是促进城市经济发展和加强联系的枢纽,更是城市形象和景观的代言人和展示城市文化底蕴的艺术长廊。当您乘车或驾车在高速公路上行驶时,您或许曾被高速公路那优美而舒适的行车环境所陶醉,那些由水泥或沥青构成的单调生硬的线条已被路边花、草和树木那轻柔的枝条及温馨、和谐的色彩所柔化,使您仿佛置身于真正的大自然当中。但是您可曾想过,在高速公路陡峭的边坡上是如何创造出那些开朗明快、清新自然、而又能有效保护边坡稳定,保证行车安全的植被景观的呢?一种新型的植被建植技术——湿式喷播技术会给您答案。
湿式喷播技术是从国外引进的一种先进的植被建植技术。该项技术目前在欧洲、北美和日本使用较为普遍,我国于1995年由交通部科学研究院环境保护研究室从瑞士引进,并迅速在全国公路绿化行业推广使用,现已成为高速公路边坡植被保护,河堤生物防护以及大规模绿地建植的一种行之有效的植被建植方法。
湿式喷播技术是以水为载体,把事先经过合理配比和适当预处理的各种花、草、灌木、乔木、种子与适量、适当配方的肥料、覆盖料、黏合剂、保水剂等混合在一起,通过可调压的喷头均匀地喷播在基质的表面而达到快速建立植被群落的一种先进的植被建植和恢复技术。湿式喷播技术有如下优点:
由于有了水作为载体和溶剂,播种、施肥、覆盖可以在一次操作中完成,达到了传统干式播种方法中三次才能完成的效果,大大缩短了植被建植的工艺流程,节约了大量的人力和财力,这一点对于大规模的施工来说,意义更为巨大。
采用高压设备,可以把配好的喷播材料喷到几十米甚至上百米高的高速公路边坡上,解决了高边坡、尤其是陡峭高边坡植被建植的难题。这一点是人工播种或常规播种都无法比拟的,在工程上具有重要的意义。
喷播材料中配有一定比例和数量的黏合剂和稳定剂,可以使喷播的种子稳固在边坡的表面,不致于被雨水冲掉,这就解决了常规手工播种和一般播种机在坡面上难以有效播种的困难。
喷播材料中配有适量的保水剂和经过合理配比的Ⅱ巴料,可以保证植物在坡面上前期生长和发育的需要。
覆盖材料中的纤维、麦秸、纸浆等可以为植物的前期生长提供良好的覆盖条件,大大提高种子的出苗率和成活率。
与常规播种方法相比,喷播后形成的草皮质地更加均匀致密,能够更有效地保护边坡的稳定性,防止水土流失。
与常规播种方法相比,喷播的工作效率更高,在天气和其它条件允许的情况下,可日喷播一万平方米,大大减少了人力的使用,降低了成本。
操作简单,稍懂机械常识的人经过短时间的训练就可以熟练操作。
正是由于湿式喷播技术的上述优点,该项技术迅速在全国广泛应用,在云南昆曲、楚大、玉元和大保高速公路,海南环岛东线高速公路,沪宁高速公路,陕西铜黄高速公路,广西钦北高速公路,青藏公路,北京首都国际机场等等许多地方都取得了良好的效果,并且在国内科技人员的努力研究下,经过对国外先进技术的消化吸收,研制出了一大批可替代进口产品的喷播材料,改变了单一依靠进口喷播材料的局面,为国家节约了大量的外汇。
尽管目前国内关于喷播技术的研究已经取得了一些成果,但是由于我国地域辽阔,各地气候、土壤、地形差异大,喷播技术在应用时应根据当地的具体情况(土壤状况、降雨状况、植被状况等等)采用因地制宜的原则。像草种的选择、配比和用量,肥料的配比和用量,覆盖材料和黏合剂以及保水剂的用量等,都要根据当地的立地条件和生态条件加以选择和调整,才能达到预期的效果。
总之,湿式喷播技术是一种先进的植被建植技术,在我国有广阔的发展前景。
一、定植材料的标准和挖苗前的处理
(一)芽接桩:必须在定植前15~20天按锯砧要求切干,待芽眼萌动后挖苗,以萌动芽长1~3厘米为宜,一般不宜超过5厘米。
(二)袋装芽接苗:苗长到1~2蓬叶时上山为宜。定植前1~2天应修剪叶片,中下部叶蓬,每片剪去1/3,顶蓬叶全部保留。
二、掌握好定植适期
(一)定植季节以在雨季初、中期为主。当雨季来临,穴土湿透,即应抓紧定植,宜早不宜迟,最迟不得超过七月上旬结束,争取当年苗长到3蓬叶以上越冬。
(二)定植时间以透雨后期的阴天或小雨天最好。晴天宜早晚(上午11时前,下午4时后)定植,切忌在烈日下或大风大雨天定植。
三、定植必须抓好以下环节
(一)护芽和护苗
1.芽接桩苗:芽片萌动芽长1~3厘米,符合出圃定植标准时,在挖苗前一天绑好护芽盖(用小竹筒对剖即可),以备挖取。
2.袋装苗在出圃前两天逐株检查,若袋破损者,及时包扎加固,并按要求修剪叶片。
(二)苗和起苗 1.各种定植材料保留主根长度均不得小于50厘米,保留侧根长度不得小于20厘米。 2.做到不伤芽,不伤皮,不伤根,不伤及近邻苗木。挖出的苗木严格按不同品种分开放置。 3.袋装苗起苗时,先将苗床四周培土扒开,再细心切断伸入土中的主根,注意防止塑料袋破损。 4.未捆护芽盖的芽接桩或未经修剪叶片的全苗均不得挖取,待达到定植要求标准后,再挖取定植。 1.修剪及分级:苗木挖起后,对其主、侧根进行修剪,保持应有的长度和剪去裂根,伤根,使切口平滑。按苗木粗度大小分级分放,便于分别定植用。 2.淘汰不合格苗木:修剪分级过程中,对不符合要求的苗木,如主根过短、断芽、伤皮、根病等坚决淘汰,根病苗木集中烧毁。 3.分级后的苗木,随即分别浆根(用牛粪1份、黄泥2份,水7份拌成泥浆)。 (四)植 1.掌握定植深度;定植芽接桩苗,使根茎交界处略低于穴口1~2厘米,主根垂直于植穴中央,定位后开始填土。复土过程中注意使侧根舒展,根不弯曲,不伤根,分层压实。袋装苗要保持土团完整,可先将整袋苗置于穴中央,定植深浅调整好后,再剖袋取袋,四周填土。 填土压实后,整个穴面覆以2厘米松土并盖草,有条件的可盖塑料薄膜,以保水防旱。芽接桩苗取去护芽盖。 2.芽接位方向:在风害不严重地段,以防西晒为主;在常风较大地段或风口,要向主风方向。
(三) 分级、装根
谈到杨树造林方式,无非是人们常说的3根2干大苗造林、2根1干大鞭杆造林、1根1干苗造林、母根造林四种造林方式,但对杨树扦插造林方式,多年来一直没有被人们所认同。随着国家六大林业生态工程建设的逐步实施,不同地域多种造林方式、多种机制造林正不断得到应用和发展,在造林生产实践中发挥重要作用。经过多年的造林生产实践,杨树扦插造林“三步成林”法,在杨树造林方式中正显现出特有的技术和经济优势,已成为平原区造林、半山区造林、私有造林机制中备受关注的焦点。
所谓杨树扦插造林“三步成林”法,即是利用杨树插穗作为造林苗木,经过3年时间过程成林的一种造林方法。其扦插造林前的基础工作,应选择适宜的造林地。豆茬、玉米茬、高粮茬、菜茬原垅的二洼地土壤较好,经过铁滚镇压器原垅(茬子不动)镇压两次,平坦岗地扦插后进行两次垅灌,保持土壤湿润,确保成活。
第一步。成林前第一年4月20日左右,土壤解冻25厘米时即可扦插,每米扦插3—4穗,公顷扦插200—207穗,田间管理要及时做好除草松土、防治病虫害、抹芽、施肥等工作。
第二步。成林前的第二年春季平茬,将种条自行扩大扦插造林或销售。
第三步。造林的第三年春天,将留有树冠的大鞭杆苗按株行距2米x2米(隔两垅)留林,其余苗掘出后销售或供造林用。5月上旬将留林白子苗下半部芽叶全部抹掉。人们形象地称“坐地留林”或“坐地成林”。同时春季起苗的空垅可播大豆或在3米株距间空地播种大豆。要及时除草,防止草荒,防治病虫害。
采用杨树扦插造林“三步成林”法,具有简便易行、经济实惠、成林快等特点:一是造林成活率高,与杨树大苗和大鞭杆苗造林方式比较成活率可达100%;二是成林率高,从第一年扦插造林开始,经过第二年到第三年坐地留林(成林),可一步成林达100%;三是造林成本低,第三年坐地留林(成林)时当年成本为零,间种大豆收入可收回造林(成林)成本,与杨大苗和大鞭杆苗造林方式成本比较降到零;四是造林效益快,第二年到第三年春季留林(成林)时就有收入。第二年春季平茬条和第三年春季掘出的鞭杆苗两年公顷收入185.6元。而杨大苗和大鞭杆苗造林方式5年成林前无收入。因此,杨树扦插造林“三步成林”法是今后在杨树造林方式中值得提倡的一种造林方式。
一、高速公路边坡植物布置原则和选择
1.边坡绿化布置原则
边坡植物防护的主要目的是固土护坡、防止冲刷,兼有美化环境的功能。一般应选择干旱、瘠薄、根系发达、覆盖度好、易于成活、便于管理、同时兼顾景观效果的草本或木本植物。边坡生态防护植物配置技术原则是采用以水土保持为主,兼具生态景观效果边坡防护要考虑对整个植被进行逐步恢复,应以林草植物为主进行生态模式配置,有利于固土护坡,防止水土流失,改善高速公路边坡景观和行车效果,有利行车安全。以适应生态学理论为依据,尊重自然、正视自然、保护自然、恢复自然,兼顾生态效益、经济效益和社会效益,以达到四季常绿并可体现有当地特色的景观效果;同时在选择植物种类时要坚持生物多样性,多科属结合,乔、灌、草结合,营建乔、灌、草结合的多树种、多结构、多功能的复层生态景观群落,有效增加绿量和绿叶面积,挖掘单位面积上的潜在生态力,提高叶面积指数,整个绿化沿线注意立体空间上的线条变化和节奏感。但应在考虑气候、土壤、立地类型的基础上,优先选择耐干旱、耐瘠薄、抗污染、观赏性强的树种及草坪地被植物,既能适应当地土地条件,又能满足公路绿化的要求,达到功能、艺术、科学的统一。在路堑边坡(上边坡)应考虑采用不同草种或草灌混栽技术,一年生革本(或越年生)与多年生草本搭配,再混栽一定比例的灌木或小型乔木。起初一年生草本迅速生长。固土护坡、防止冲刷效果明显。
2.边坡绿化植物选择
边坡绿化主要目的是防止流水冲刷、风蚀、保护路基、降低噪音、吸收有害气体、创造优美的行车环境。路堤边坡的绿化,由于土质和保水性能很差,应尽量不破坏自然地形地貌和植被,采用抗逆性强、根系发达、易于成活、便于管理、兼顾景观效果的多年生草本或木本植物。
二、边坡绿化工程中的难点问题
1.边坡植草的退化
在公路、铁路等工程建设中,其边坡绿化防护上投入的资金比例较低,在低投入、低养护或无养护情况下,边坡草坪处于自生自养状态,极易退化、死亡。因为人工种植草种生长较弱、品种单一,随着时间的增长,在养分水分供应较差的边坡上都会呈现不同程度的草坡退化现象,这是一个十分突出和严重的问题,若草被退化得不到解决,不仅造成重复建设、资金浪费,而且起不到边坡绿化防护效果,最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多不良后果。
2.喷播时的植物种子配比与最终植物状态
在较短的时间内把开挖的边坡恢复到自然状态,施工者将面临:①植物种子的配比如何确定;②如何考虑当地自生优势群落的结构特点进行种子配比;③如何确定喷播时的植物配比与最终形成的植物群落之问的动态关系。
3.干旱对土体很薄的坡面植物构成威胁
开挖后的岩石边坡,岩石层厚、整体性好,坡体高陡,对边坡进行植物绿化后,随着时间的增长,秋冬季干旱、夏伏季炎热,土体养分逐渐流失,土壤肥力降低,如何解决边坡呈现的无土、缺水、缺肥的状态及边坡植被面临的干、热威胁,这将直接影响到边坡最终的绿化效果和生态效益。
三、边坡绿化工程可持续发展的着眼点
可持续发展,是指在人类与自然和谐的前提下,不断提高人类的生活质量和环境承载能力,满足当代人的需求又不损害对子孙后代的需求;满足一个区域或一个国家的需求面又不损害其他区域或国家的需求。根据可持续发展内涵的要求,边坡绿化工程中应着眼于与自然环境(生态系统)的协调性和环保生态功能,结合目前国内边坡绿化防护工程现状及问题,提出以下对策与建议。
1.注重边坡生态防护的设计与资金投入
在公路、铁路设计与建设中,人们常将设计重点和大量资金放在它的工程功能及安全功能上。而生态功能的设计与投资力度不足,生态防护工程往往采取低价中标的方式,这种低投入、低质量的恶性循环,使边坡生态环境发展不够好,抗灾能力不强等。
2.边坡植草退化的防治技术
防治边坡草被退化的重要措施就是乔灌草相结合,尽量模拟出当地的植物群落结构,走向本地化。实际上国外已经开始流行以乔灌木为主的绿化方式。天然植被一般都是草木混生的,在较高的贫瘠土质或石质边坡上,采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工,可以将草种和灌木树种进行混播,早期以草坪防护为主,后期以灌木防护为主,构建乔灌草立体防护生态体系,达到恢复自然植被的目的。植物种子的选择及配置应走本地化的道路,以地带性植被、乡土植物为基调,适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物。同时也应考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物与非豆科植物的结合,还要尽可能配置抗逆性强的植物和水、肥、光、热利用率高的植物,这样才能使植物更能适应当地气候与自然植被融为一体,建设一个具有生物多样性的稳定的、生命力强的立体生态群落。
3.积极引进开发边坡生态防护新技术
边坡绿化工程中的难点问题,是对边坡生态防护可持续发展和环境科学技术的挑战,边坡生态防护技术涉及到工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科,必须不断在这些理论领域有所突破,积极引进开发新材料、新工艺及配套施工机械设备,充分吸收新的科研成果、先进技术和工程施工经验,注重国际和行业间的技术交流与合作。总之,提高边坡生态防护技术的科技含量,是边坡绿化防护工程成败的重要环节。