石秀英

在公路、鐵路、水利、礦山等基礎(chǔ)設(shè)施的施工過(guò)程中,棄土、棄石、開挖等會(huì)給自然環(huán)境留下大量的裸露邊坡。根據(jù)恢復(fù)生態(tài)學(xué)原理,土質(zhì)邊坡有自我修復(fù)的能力,但這是個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程,隨著環(huán)境的變化有很多不確定性。巖質(zhì)邊坡因缺乏植被生長(zhǎng)的條件,難以自我恢復(fù)。近10多年來(lái),人們開發(fā)出了多種邊坡植物防護(hù)新技術(shù),主要靠植物根系與土壤之間的附著力以及根系之間的相互纏繞來(lái)達(dá)到加固邊坡的目的。邊坡生態(tài)防護(hù)可以涵養(yǎng)水源、減少水土流失,還可以有效地凈化空氣、保護(hù)生態(tài)、美化環(huán)境。邊坡生態(tài)防護(hù)的主體是植物,目前采用最多的是豆科、禾本科等草本植物。筆者通過(guò)分析草本、木本植物在邊坡生態(tài)防護(hù)中的作用,著重研究灌木的應(yīng)用前景。

一、生態(tài)防護(hù)的理論體系

生態(tài)防護(hù)的目標(biāo)之一是使植物存活并正常生長(zhǎng)。人們?cè)谠耘喾矫娅@得了很大成功,形成了一系列在不同條件下的施工工藝或技術(shù),如植生帶、土工網(wǎng)、三維網(wǎng)、草袋、保水劑、生根粉等?，F(xiàn)代生態(tài)防護(hù)工程則不能僅以植物存活為研究目的。大量的施工實(shí)踐證明,邊坡防護(hù)施工后,植物之間的惡性競(jìng)爭(zhēng)或外界環(huán)境不能滿足植物生態(tài)習(xí)性的要求,致使植物生長(zhǎng)勢(shì)逐漸減弱,群落開始逆行演替,剛剛恢復(fù)植被覆蓋的土地又會(huì)退化為裸地,形成水土流失現(xiàn)象。

為發(fā)揮植物持續(xù)永久的綜合生態(tài)功能,應(yīng)運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理構(gòu)建一個(gè)和諧有序、穩(wěn)定的植物群落,其關(guān)鍵是護(hù)坡植物的選擇。下面研究在不同的邊坡上制定物種配方應(yīng)遵循的原則。

1.遵從植物生態(tài)習(xí)性,因地制宜

植物的生態(tài)習(xí)性是指植物生長(zhǎng)對(duì)環(huán)境條件的要求,包括氣候生態(tài)條件、土壤生態(tài)條件、生物生態(tài)條件等。如果外界環(huán)境不能滿足植物的生態(tài)習(xí)性,植物生長(zhǎng)就要受到阻礙甚至發(fā)生退化。因此,在選配植物時(shí)應(yīng)綜合考慮環(huán)境條件,因地制宜合理種植。

2.保持物種多樣性,建立自然群落結(jié)構(gòu)

物種多樣性是群落穩(wěn)定的一個(gè)重要尺度,物種多樣性指數(shù)高的群落,物種之間往往形成比較復(fù)雜的關(guān)系,植物鏈或植物網(wǎng)更加趨于復(fù)雜,當(dāng)面對(duì)來(lái)自外界環(huán)境的變化或群落內(nèi)部種群的波動(dòng)時(shí),群落有一個(gè)較強(qiáng)的反饋系統(tǒng),可以緩沖干擾。植物的自然群落結(jié)構(gòu)是草、灌、喬三位一體的多層次的復(fù)雜結(jié)構(gòu),物種多樣性指數(shù)高,在一般的情況下抗外界干擾的能力強(qiáng)。

3.遵從生態(tài)位原則,優(yōu)化植物配置

基于物種多樣性的考慮,在利用植物進(jìn)行邊坡防護(hù)時(shí)采用的植物種類較多,這就要求擬定一個(gè)合理的配方,因自然群落中的物種、種群不是偶然的組合,而是生態(tài)上的協(xié)調(diào)與組合。因此,在選配植物時(shí),應(yīng)充分考慮植物在群落中的生態(tài)位特征,從空間、時(shí)間和資源生態(tài)位上的分異來(lái)合理選配植物種類,使所選擇植物生態(tài)位盡量錯(cuò)開,從而避免種間的直接競(jìng)爭(zhēng)。

4. 遵從互惠共生的原理,協(xié)同植物之間的關(guān)系

在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,根系作為植物和土壤的重要界面,不僅是重要的吸收和代謝器官,而且是重要的分泌器官,它一方面從生長(zhǎng)介質(zhì)中攝取養(yǎng)分和水分,另一方面也向生長(zhǎng)介質(zhì)中分泌離子和大量的有機(jī)物質(zhì)。群落中植物的分泌物對(duì)其他植物的生長(zhǎng)發(fā)育有很大的影響,在選配植物種時(shí)應(yīng)高度重視。

二、灌木在生態(tài)護(hù)坡中的作用

我國(guó)的邊坡坡度一般為45°,有的甚至達(dá)到60°以上,單純用草本植物雖然覆蓋度大、美觀,初期植被均勻整齊,但防護(hù)效果不太理想,而栽植喬木又會(huì)提高坡面負(fù)載,在風(fēng)力作用下極易造成坡面的不穩(wěn)定或坍塌。灌木不僅具有良好的抗旱、保水、保土、防風(fēng)沙、降塵土、抗鹽堿等優(yōu)點(diǎn),而且生長(zhǎng)快、耐貧瘠、對(duì)土壤環(huán)境要求不高,和草本植物相比,優(yōu)勢(shì)相當(dāng)明顯:一是灌木類木本植物根系能夠固持風(fēng)化土層,增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。二是維護(hù)管理作業(yè)量小,灌木對(duì)水、肥的需求少,適應(yīng)性強(qiáng)。三是對(duì)小氣候的改善作用明顯。同時(shí)由于灌木的生物量比草本植物大,進(jìn)行光合作用吸收的二氧化碳多,吸滯煙灰粉塵,稀釋、分解、吸收和固定大氣中的有毒有害物質(zhì)也較多,能更好地凈化空氣。但單一的灌木群落也易產(chǎn)生表土侵蝕,對(duì)初期的水土保持不利。因此,在邊坡防護(hù)過(guò)程中,植物種的選擇以草本植物與灌木配合為宜,二者結(jié)合,可起到快速持久的護(hù)坡效果,有利于生態(tài)系統(tǒng)的正向演替。

但采用草本植物種子和灌木種子混合播種時(shí),有時(shí)會(huì)不盡如人意,常常形成稀樹草原的格局,這是因?yàn)椴荼局参镆话惆l(fā)芽早、成坪快,往往扼殺剛剛發(fā)芽的灌木幼苗。所以在當(dāng)今的綠化施工過(guò)程中,一般先種植生長(zhǎng)速度快、成坪快的先鋒草本植物,以達(dá)到快速恢復(fù)植被,控制早期水土流失的目的,然后因地制宜栽植灌木。

(作者單位:山東淄博高新區(qū)林業(yè)與園林管理處)