高寒高原草原地區高速公路邊坡綠化技術研究與應用

王 勇

（甘肅省遠大路業集團有限公司，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

高速公路邊坡綠化技術是應用生態學基本原理，綜合規劃使用現有工程技術和先進生物技術，在受損工程破壞面及新建路基邊坡上重新構造一處完整的土壤環境，加以人為生態修復，實現高速公路邊坡生態系統再生，完善其服務系統，優化使用功能[1]，最終達到交通安全、景觀效應、生態效應與環保效應相結合的目的[2]。近年來，隨著全新的生態環保理念不斷涌現，生態環保的重要程度持續攀升，以及當下公路建設者和使用者對高速公路綠化的要求不斷提高，邊坡綠化已經成為綠色公路建設的一種重要技術模式，以往的圬工防護及簡單的綠化施工已經無法滿足當下高速公路建設要求，尤其是在草原地區修建高速公路，對邊坡綠化的要求更高、更嚴[3]。

S10卓合高速公路一期工程建設項目位于青藏高原東北邊緣與黃土高原西部過渡地段的甘南高寒高原草原地區，路線穿越合作市、臨潭縣及卓尼縣，屬高寒濕潤及溫帶半濕潤向高寒濕潤氣候過渡帶，常年氣候寒冷、陰濕、四季不分明，長冬天、夏春秋相連，春季回暖慢、秋季降溫快，入冬早、解凍遲，極端最高氣溫28 ℃，極端最低氣溫-23 ℃，凍融循環現象突出。項目沿線降水東北多西南少，年均降水量545 mm，主要集中于7—9月；平均無霜期為48～65 d。當地霜凍、寒潮、強降溫、大雪、冰雹等自然災害頻繁，植物生長季短、生態系統脆弱及非原生物種成活率低等特點極為明顯，導致在該地區高速公路邊坡綠化時，植物品種選擇、物種組合配置必須具有更顯著的地域、氣候特色，腐殖土的二次利用、綠化施工技術、過程管控及工后養護顯得尤為重要。

1 路域土壤、植被勘查

項目區屬甘南高原草甸土亞區和灌叢草甸土山地棕壤亞區。沿線表層土壤類型大多為高山草甸土、沼澤土、泥炭土、黑土、黃土、紅土。其中，臨潭及卓尼境內多為黃土和紅土，局部存在沼澤土及泥炭土，土壤養分不足，保水性較差；合作境內路段地表多為黑土和高原草甸土，黑土覆蓋層厚50～180 cm不等，土壤養分充足，后期綠化施工采取土壤調配的方式，充分利用合作境內清表黑土，提升邊坡綠化植物成活率。臨潭及卓尼境內公路沿線植被多為人工林地，以柏樹、針葉松為主，荒山地表長有稀疏雜草，近水區域灘涂荒地雜草叢生；合作境內公路沿線區內植被主要為草原植被，以寒生植物占優勢，并伴隨有相當數量的雜草或灌叢。項目所在地區每年5 月份左右植被復綠，至9 月底植物成熟枯黃，植被生長周期普遍較短。同時甘南高原草原生態系統脆弱，尤其是半山腰以上位置，牛羊過度啃食或人為破壞后自然修復難度極大，隨處可見的小區域土基外露。

2 綠化植物品種選擇

甘南高原高寒地區氣候條件復雜，植物生長周期短。項目邊坡綠化應當選用初期生長快、對惡劣的氣候環境有較強的抗性和適應性、根系發達及抗病蟲能力強的物種；同時所選植物應體現高速公路融合自然的景觀原則。在植物種類及配置方面充分考慮自然植被的構成，在與自然植被充分協調的基礎上可以適當考慮一些有色葉和開花的商品化植物，營造既融入自然又賞心悅目的高速公路邊坡景觀。同時，通過對多種植物的有效組合配置，以適應當地的土壤和氣候條件，提高高速公路綠化施工效果。植物品種選擇應遵循以下原則：

2.1 原生系原則

應當選擇該地區大量生長且成活率高的植物品種，以適應當地的自然環境，盡量使得邊坡綠化與原有植被相協調。

2.2 結構性原則

在物種選擇時應注重梯度結構設計，盡量避免單一物種的選擇，要綜合考慮多種物種合理組配降低競爭性，努力達到生態多樣性。

2.3 功能性原則

物種選擇必須兼顧高速公路邊坡綠化的景觀效果及植物生長期的保土護坡功能。

通過調查研究、試種等方式有針對性地選用了草地早熟禾、結縷草、高羊茅、紫羊茅、中華羊茅、沙打旺、黃花草木樨、小冠花、無芒雀麥、垂穗披堿草、扁穗冰草、狗牙根、冷地早熟禾、沙棘、金露梅等能夠適應項目區址高寒高原氣候的物種，并針對不同綠化區域、不同綠化技術，優化草種組合及其配比，在保證成活率的同時，提升高速公路綠化美觀度。

3 綠化技術選擇應用

研究項目路基邊坡類型多樣，挖方高邊坡、土質、石質邊坡沿線交替分布，邊坡防護類型豐富。因此，在綠化技術選用上，需充分考慮項目路基邊坡實際及當地氣候特點，以便達到草原地區高速公路綠化施工的預期。

在現階段常用坡面綠化技術中，植草綠化、平鋪草皮及植生袋的技術經濟優勢明顯，尤其是植生袋技術，具有運輸方便、重量輕、造價低、鋪設簡單的優勢，是高速公路挖方邊坡綠化中重要施工方法[4]；但客土噴播技術機械化程度較高、專業性更強。鑒于卓合項目沿線生態系統脆弱，草皮移植后原處修復難度大，因此平鋪草皮技術不予選用。文章針對卓合高速一期工程特殊的自然地理環境、植被條件和工程防護措施，經綜合比選，總體認為挖方邊坡結合現有工程防護措施采用植生袋技術+噴播技術，填方邊坡則可以在現有植草綠化技術的基礎上，適當考慮使用噴播技術，該綠化技術對于甘南地區施工季節短、植物生長周期短等特點具有明顯的技術優勢。

3.1 植草綠化施工技術

植草綠化技術施工方便、快捷，與拱形骨架護坡和混凝土框格梁護坡相比較，減少了混凝土圬工使用量，更加趨向于草原地區高速公路路域綠化；一般在草種播后5～7 d出芽，10～15 d左右出苗，2個月左右坡面覆蓋率可達85%以上。該技術主要用于低矮填（挖）方路基緩坡、施工便道、臨建區域等大面積平緩地段綠化施工。

植草綠化施工技術需先清除坡面碎泥塊等突出物及多余土壤，清理至拱形骨架外沿以下10 cm處，整平坡面并均勻培植10 cm 厚清表土，撒播草種、耙平坡面后立即使用無紡布覆蓋，覆蓋時按坡面長度，裁剪好無紡布，上下邊用土埋實，并在每條無紡布搭接處用U形卡每隔100～150 cm固定。無紡布鋪好后及時澆水，澆水時盡量使用霧化噴頭，或采用可調水壓的噴頭澆水，以防對坡面造成沖刷。

植草綠化草種組合配置比例宜為草地早熟禾：結縷草：高羊茅：狗牙根=2∶1∶1∶1，草籽的播種量為25 g/m2；施工便道、臨建區域適當配合沙棘、金露梅兩種小型灌木點栽措施，沙棘苗高宜為0.8 m，金露梅苗高宜為0.5 m。

3.2 植生袋技術

植生袋綠化施工簡便，省工省時。植生帶能夠使種子保持在相同的土壤上，故而植物出苗率高、出苗齊、成坪快，并且植生帶可以適當保溫，減少水分蒸發，因而種子出芽率高。該技術主要用于挖方路基邊坡配合框格梁及孔窗式護面墻進行邊坡綠化，如圖1所示。

圖1 液壓噴播

3.2.1 工藝流程及施工過程控制要點

（1）坡面清理：施工前需清除坡面巖石、碎泥塊垃圾等突出物，保持坡面平整。

（2）覆土：在較深框格梁內培覆種植土，使各個框格梁內坡面大面平整。坡面較陡邊坡覆土時設置橫向木條，確保覆土效果。

（3）裝袋：將清表土運至施工現場與適量的復合肥、微生物和保水劑拌和均勻后進行裝袋，每個植生袋所裝土量保持一致，大小飽滿程度一致。

（4）碼砌：植生帶碼砌前將基面灑水潤濕，碼砌時應嚴格對照框格梁作為碼砌平面參考線，從下至上每20 cm一層；植生袋必須碼砌平整，有草籽的一面放在外面，層與層之間“品字形”錯縫碼砌；每一層碼砌完成后將植生袋與坡面、植生袋與植生袋之間的縫隙用土填嚴實，起到土壤保墑的作用；每層植生袋碼砌完成之后須踩踏密實。每個框格碼砌完成后，植生袋整體應在一個平面，不得凹凸不平。

（5）覆蓋養護：采用無紡布覆蓋植生帶，采用可調水壓的噴頭平均2～3 d 澆水養護一次。結合坡面植物生長狀況，適時進行追肥，追肥以氮肥、鉀肥為主，2‰濃度配合澆水施肥。在澆水過程，注意防止坡面水土流失，不得采用大水高壓猛沖猛澆，造成綠化區域水分浪費和坡面損壞。待植物基本成坪，應適當控水，促其根系向深土層伸展，提高抗寒抗旱性。

3.2.2 植物組合配置比例

垂穗披堿草、中華羊茅、草地早熟禾及紫羊茅等比例混勻后裝入袋中，按50 g/m2的草籽比例裝袋。

3.3 噴播技術

噴播技術是一種強制綠化手段，根據草種生長的特點，利用噴灌技術原理，采用機械化作業，是水土保持、護坡綠化、美化環境的一種有效措施和方法。通過人工作用，縮短自然演替環節，促使其快速形成與周圍自然景觀相協調的人工生態景觀。主要用于削竹式隧道洞門回填區域及部分路段邊坡配合拱形骨架進行綠化施工。

3.3.1 工藝流程及施工過程控制要點

（1）坡面清理。施工前需清除坡面巖石、碎泥塊垃圾等突出物，有條件處以適當覆蓋13～15 cm厚疏松的清表土為宜。

（2）掛網。掛網時要求網面緊貼坡面不能有鼓起，并用U形卡按丁字型行間距50 cm×50 cm固定，網間搭接寬度不小于5 cm，在搭接處每隔100～150 cm用U形卡固定。

（3）調制基材?；呐浔软樞驗椋核纠w維—泥炭土—復合肥—種子—黏合劑、保水劑，加黏合劑拌合前攪拌3～5 min。配置好的待噴材料必須保持養分均勻充足、酸堿適中、結構合理、保水性強。

（4）分層噴播。噴播從正面進行，盡量保持噴射厚度均勻，基材厚度4～6 cm，然后噴播1～2 cm含種子的基材覆蓋層。噴播從上而下，確保均勻噴射到每個角落，加入的水量應保持混合物料基質不流不散，濕度為手握成團，落地開花，在其噴射過程中，應注意第2次找平。坡面平均噴播厚度為6～8 cm。

（5）覆蓋養護。坡面噴播完成后，考慮到該高速公路所處區域雨水較多，為避免雨水對草種的沖刷作用[5]，使用裁剪好的無紡布進行覆蓋養護，如圖2所示。無紡布上下邊用土埋實，在每條無紡布搭接處用U形卡每隔100～150 cm固定。

圖2 無紡布覆蓋養護

（6）噴播后及時澆水，澆水時必須使用霧化噴頭，防止對坡面造成沖刷。草種發芽后，對草種未發芽區和植物稀疏區進行二次種草。植物生長期間，定期噴灑防蟲藥劑防治病蟲害，并適時根據植物生長情況進行追肥。

3.3.2 植物組合配置比例

選擇純度高、發芽率高、抗逆性強的沙打旺、黃花草木樨、小冠花、無芒雀麥、垂穗披堿草、扁穗冰草、中華羊茅、冷地早熟禾等草種，以質量比為5∶1∶2∶3∶6∶3∶3∶3的比例進行混播。

4 工后養護

（1）植物種子從播種至發芽出土期間，必須結合當地降水情況適當進行霧化澆水養護，保證植物生長前期所需要的土壤濕潤度。隨后根據植物的生長狀況可逐步減少澆水次數，并結合當地降水情況調整澆水頻率。養護人員根據植物需水特征、土壤含水量及天氣情況，按需按量于早晚進行灌溉養護，并配合澆水進行病蟲害防治和追肥，使其順利進入生長旺盛期。

（2）養護人員必須經常檢查綠化區域，尤其是種草、噴播區域，如發現存在水土流失現象時，必須立刻采取措施以填土堵漏，對土壤流失區域盡早安排二次補種。

（3）綠化植物生長期間，工作人員可依據植株生長狀況配合邊坡土壤肥力測試等結果，采用復合肥合理施肥。施肥方法可以在植物根系周圍挖穴點施，也可溶于水中與澆水同時進行[6]。當處于不利環境因素時，應少施氮肥，增加磷肥、鉀肥的用量，以提高植物的抗逆性，補充植物生長所需營養，促進綠化植物成長[7]。

（4）邊坡綠化植物病蟲害防治以預防為主[8]。工作人員適時檢查植物有無遭遇蟲害，并將檢查情況如實記錄，定期收集、整理并作出病蟲害預測預報，切實通過預防將綠化植物的病蟲害控制在最低范圍內。當發現病蟲害時，及時定次定量噴灑除蟲藥。

（5）甘南冬季較長，入冬較早，應結合植物生長狀況在入冬植物停止生長時澆足“封凍”水，并有針對性地進行覆蓋草簾或無紡布，減少坡面水分散失；春季植物萌芽前可視具體情況適量澆注“返青水”，提高植物返青率。

5 結束語

通過對S10卓合高速一期工程建設項目邊坡綠化的工程實踐，經過項目綠化參建人員認真施工與科學養護，項目邊坡種草、植生袋及噴播植物經過2個冬季的實踐檢驗，邊坡綠化植物成活率達到了92%以上。因此文章敘述的幾種綠化方式在高寒高原草原地區高速公路邊坡綠化施工中切實可行，具備推廣應用價值。