南寧市不同邊坡水土保持工程模式下植被恢復效果研究

摘 要：為了解南寧市不同邊坡水土保持工程模式下的植被恢復效果，文章以植草護坡模式、噴播護坡模式和框格梁護坡模式下的邊坡作為研究對象，調(diào)查不同邊坡水土保持工程模式下的植被生長特征，并分析不同水土保持工程模式邊坡立地因子對植被恢復的影響。結(jié)果表明：（1）在3種護坡模式中，框格梁護坡模式的整體植被恢復效果最好，噴播護坡模式的植物種類與植草護坡模式相差不大，但植被蓋度最低，而植草護坡模式的植被高度相對最矮，這與其植被類型皆為草本植被有一定關(guān)系；（2）在所選取的立地因子中，土壤厚度和坡度對不同對邊坡植被蓋度具有一定的差異性，其他影響因子對植被蓋度影響不顯著。研究結(jié)果對南寧市公路邊坡水土保持工程模式的選取具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：公路邊坡；植草護坡模式；框格梁護坡模式；噴播護坡模式；植被恢復

中圖分類號：U412.23

0 引言

近年來，我國邊坡水土保持工程的植被建植技術(shù)得到了持續(xù)完善與積極發(fā)展，針對不同類型邊坡采用了各類邊坡水土保持工程技術(shù)措施［1］。目前常見的邊坡水土保持工程有客土噴播、三維網(wǎng)、框格梁防護、植生袋和植草等，不同的技術(shù)措施所體現(xiàn)出的效果也不盡相同［2］。部分施工單位在建設(shè)過程中注重植物的一次生長和綠化效果，而忽視了長期的植被恢復效果，導致邊坡后期植被生長效果差，影響公路水土保持效果［3］。本文對南寧市3種典型的邊坡水土保持工程模式進行調(diào)查、評估和比較，了解其植被恢復情況、立地狀況以及立地因子與植物生長間的相互作用，探討不同邊坡水土保持工程對植被恢復的效果，從而為南寧市公路邊坡水土保持工程模式的選擇提供借鑒。

1 研究區(qū)域

本研究選取南寧市公路邊坡水土保持工程模式中的植草護坡模式、噴播護坡模式和框格梁護坡模式為研究對象，植被調(diào)查日期分別為2022年1月和2023年3月，每種模式選取2～3個具有代表性的邊坡。同時，在邊坡上中下3個坡位分別取2～3點作為重復樣點，最終每種護坡模式選取18個樣點，共計54個樣點作為研究區(qū)域。

2 研究方法

測量并記錄樣點所處的經(jīng)緯度、海拔、坡向、坡長和坡度；在每一個樣點進行樣方調(diào)查，樣方大小為1 m×1 m；調(diào)查并記錄公路邊坡植被種類、株數(shù)﹑株高、植被蓋度；在各邊坡的上中下3個坡位進行0～10 cm土壤樣品的采集，并帶回實驗室進行理化性質(zhì)的分析，包括土壤容重、含水率、孔隙度和pH值等。

運用Excel和SPSS（22.0）統(tǒng)計軟件對所有調(diào)查數(shù)據(jù)進行分析和統(tǒng)計，采用方差分析進行數(shù)據(jù)對比，采用相關(guān)性分析對各因子進行分析，并采用Origin2021進行制圖。

3 結(jié)果與討論

3.1 不同邊坡水土保持工程模式下的植被種類數(shù)量特征

如圖1所示，通過對所選8條公路的邊坡進行植物調(diào)查，共辨別并記錄了22種植物，共屬于6科21屬，其中菊科9種，占總調(diào)查植被的41%；豆科4種，占總調(diào)查植被的18%；禾木科5種，占總調(diào)查植被的23%；其他科4種，占總調(diào)查植被的18%。

3.2 不同邊坡水土保持工程模式下的植被類型數(shù)量特征

通過調(diào)查可知，以框格梁護坡模式為主的邊坡植被組成較為豐富，共有12種植物，分屬于5科12屬，以菊科、豆科、禾本科為主；以噴播護坡模式為主的邊坡植被組成最少，共有9種植物，分屬于3科9屬；以植草護坡模式為主的邊坡共有10種植物，分屬于5科10屬，皆以菊科、豆科、禾本科為主。以植草護坡模式為主的邊坡主要植物有鬼針草、高羊茅和狗牙根；以噴播護坡模式為主的邊坡主要植物有鬼針草、胡枝子、茅草、狗牙根和蟛蜞菊；以框格梁護坡模式為主的邊坡主要植物有子花、鬼針草、牛筋草、鉆葉紫菀、白茅以及狗牙根。

由圖2可知，3種護坡模式下的邊坡植被類型都以草本為主，其中以植草護坡模式為主的邊坡草本類植物占其總植物種類的90%葉，噴播護坡和框格梁護坡模式為主的邊坡草本類植物分別占其總植物種類的78%和75%。由此可見，以植草護坡模式為主的邊坡植被相對單一，特別是喬木、灌木和藤類植物的使用較少，而以框格梁護坡模式為主的邊坡植被種類相對豐富，其次是噴播模式?？蚋窳鹤o坡模式在這3種護坡模式中工程強度相對較大，對邊坡穩(wěn)定性較高，同時框格梁護坡模式中的磚格能保留住原生及野生植物種子，從而提升了植被的多樣性特征。

3.3 不同邊坡水土保持工程模式下的植被高度特征

由圖3可以看出，框格梁護坡模式和噴播模式為主的植被平均高度相對較高，兩者間沒有太大差異，而以植草護坡模式為主的邊坡平均植被高度最低，與其他兩種護坡模式下的邊坡差異顯著。由此可知，以框格梁護坡模式為主的邊坡植被生長高度最好，這與大多學者的研究相一致［4-5］。

3.4 不同邊坡水土保持工程模式下的植被蓋度特征

邊坡植被蓋度是衡量邊坡植被生長狀況以及反映邊坡植被水土保持效果的重要指標［6］。由圖4可以看到，框格梁護坡模式以及植草護坡模式邊坡植被平均蓋度較高且差異不顯著，但都與噴播護坡模式有顯著差異，噴播護坡整體植被蓋度與其他兩種護坡模式相比較低。

3.5 不同邊坡水土保持工程模式下的立地因子分析

本研究先選取了坡向、坡長、坡度、土壤孔隙度、土壤容重、土壤含水率、土壤厚度以及pH值作為對邊坡植被恢復可能起一定影響作用的立地因子。由上頁圖5可知，不同坡向的邊坡土壤含水率差異不顯著，這可能與南寧地區(qū)降水相對充沛有一定的關(guān)系。因此本研究最終選取坡長、坡度、土壤孔隙度、土壤容重、土壤含水率、土壤厚度以及pH值這7個影響因子作為可能對邊坡植被恢復起影響作用的主導因子。

圖6所示為不同邊坡水土保持工程模式下各立地因子的比較分析情況。由圖6可以看出，以框格梁護坡模式為主的邊坡坡長最長，其次是噴播護坡模式為主的邊坡，坡長最短的是植草護坡模式下的邊坡，且各模式之間差異顯著；以噴播護坡模式為主的邊坡坡度最高，且與植草護坡模式和框格梁護坡模式為主的邊坡有顯著差異；以植草護坡模式為主的邊坡土壤孔隙度最低，且與噴播護坡模式和框格梁護坡模式為主的邊坡有顯著差異；以植草護坡模式為主的邊坡土壤含水率和土壤容重最高，且與噴播護坡模式和框格梁護坡模式為主的邊坡有顯著差異；以框格梁護坡模式為主的邊坡土壤厚度最高，且與植草護坡模式和噴播護坡模式有顯著差異；以植草護坡模式為主的邊坡pH值最高，且與噴播護坡模式和框格梁護坡模式為主的邊坡有顯著差異，但基本都處于酸性與中性范圍之內(nèi)。

3.6 立地因子對公路邊坡植被蓋度的影響分析

本研究共選取了坡長、坡度、土壤孔隙度、土壤容重、土壤含水率、土壤厚度以及pH值作為可能影響邊坡植被蓋度的立地因子。從表2可以看出，土壤厚度和坡度與植被蓋度相關(guān)性較高，其中土壤厚度呈顯著正相關(guān)，坡度呈顯著負相關(guān)，而其他影響因子與植被蓋度相關(guān)性不顯著，說明土壤厚度和坡度對邊坡植被蓋度狀況具有較為明顯的影響。土壤厚度是評價土壤理化性質(zhì)的基礎(chǔ)，也是影響植被生長的重要因素［7］。較厚的土層能為植物提供更多的養(yǎng)分和水分，有利于植物的根系生長和發(fā)育，

從而促進邊坡植被生長發(fā)育［8-9］。而對邊坡坡度來說，一本坡度越大，邊坡植被恢復效果相對就越差，這在許多學者中業(yè)已經(jīng)達成了共識［10］。

4 結(jié)語

（1）無論是邊坡植物種類、植被蓋度還是植被高度，框格梁護坡模式的植被恢復整體效果都相對較好，噴播護坡模式在植被蓋度方面相對較差，而在植被高度方面，則是植草護坡模式效果較差。

（2）在所選取的立地因子中，土壤厚度和坡度對不同邊坡植被蓋度具有一定的差異性，其他影響因子對植被蓋度影響不顯著。

（3）后續(xù)對南寧市邊坡采用防護工程建設(shè)時，在經(jīng)濟允許范圍內(nèi)可以更多采用框格梁護坡工程對邊坡進行防護。在采用植草護坡和噴播護坡模式時，還需要進一步考慮降低坡度或增加土壤厚度，以增加植被蓋度，提升整體植被恢復效果。

參考文獻：

［1］杜文志，陳超群，龐學勇，等.我國道路邊坡植被修復的研究進展［J］.應(yīng)用生態(tài)學報，2023，34（12）：3 437-3 446.

［2］秦 鑫，陳洪凱.公路高陡巖質(zhì)邊坡的快速生態(tài)恢復技術(shù)研究［J］.公路，2017，62（6）：311-314.

［3］戴泉玉，顧 衛(wèi)，陳述悅，等.我國北方地區(qū)公路邊坡厚層基質(zhì)噴附技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與問題分析［J］.公路，2011（7）：240-246.

［4］賈希洋，馬紅彬，周 瑤，等.不同生態(tài)恢復措施對寧夏黃土丘陵區(qū)典型草原植物群落特征的影響［J］.中國草地學報，2019，41（1）：51-60.

［5］彭彬華.錨索框格梁施工技術(shù)在高邊坡路基防護工程中的應(yīng)用研究［J］.江西建材，2023（1）：322-323，326.

［6］崔丹娜，張顯國，成克武，等.高速公路邊坡植被重建過程中群落組成特征［J］.水土保持通報，2015，35（5）：257-261.

［7］盧 勝，張志毅，黃 麗，等.花崗巖和片麻巖發(fā)育土壤性狀的水平地帶性分異［J］.土壤通報，2015，46（2）：272-279.

［8］李樹彬.覆土厚度和地形對廢棄地植物群落的影響［J］.水土保持應(yīng)用技術(shù)，2012（1）：12-14.

［9］趙雅潔.喀斯特土壤厚度和水分減少對混種后兩種不同根系類型草本生長生理和競爭的影響［D］.重慶：西南大學，2018.

［10］Lan H，Wang D，He S，et al.Experimental study on the effects of tree planting on slope stability［J］.Landslides，2020（17）：1 021-1 035.20240428