程策
温州市高速公路运营管理有限公司浙江温州325100
摘要:岩质边坡上人工重建的植被不同于其上生长久远的自然植被,更不同于地面或土质坡面上的普通园林植被。岩质边坡人工植被的建植与养护有其自身的特殊性。近年来,国内外对岩质边坡植被的建造施工有所增多,但对岩石边坡新建植被的养护管理却鲜有报道,而养护管理又是决定坡面新建植被能否生存、生长、实现可持续发展、呈现良好景观的重要环节之一。为此,作者总结边坡绿化养护管理技术人员多年来的实践经验,结合自己在温州绕城高速公路边坡绿化养护管理的心得体会,对岩质边坡绿化植被的灌溉、施肥、病虫害防治等养护管理要点进行了介绍。
关键词:绿化植;养护;管理;
前言
近年来,由于交通建设与基础设施建设的快速发展,形成了大量裸露的山体岩石边坡,造成了自然植被的破坏。为达到人与自然共存和和谐的发展,各地对修建高速公路、铁路而开挖形成的边坡及废弃矿山留下的边坡加大了治理力度,在确保边坡稳定的基础上,优先采用植被护坡的方法。国内也相继涌现出不少边坡绿化企业,开发出新的边坡绿化技术,从而大大加快了边坡生态修复的进程。然而,业内普遍存在“重施工,轻养护”的思想,结果往往难以达到理想的效果,甚至造成坡面基材(人工土壤)的流失、植被的枯死和边坡的崩塌。因此为提高我们边坡绿化工程技术水平,促进坡面植被健康发展,作者对岩石边坡绿化的养护管理工作进行了探讨。
1边坡绿化植被养护管理的概念
边坡绿化植被的养护管理是为了保证边坡人工营建的植被满足规划设计或施工要求而进行的各种养护管理活动。
由于边坡绿化与一般园林绿化在立地条件、建造目的和选用植物上存有较大的差别,因而在养护管理上大有不同;人工新建植被对光、温、水、气、肥等自然因子的反应、各种逆境的胁迫、病虫害及杂草的为害、植物种群间的竞争等都比较敏感,因此边坡绿化从施工完成直到进入植被群落相对稳定的整个“初级阶段”都需要进行养护管理。养护管理项目内容与园林绿化相似,包括灌溉、施肥、病虫害及其他有害生物的防治、修剪与补植、防灾、设备维护等,但管理目标与操作方式不尽相同。
2边坡绿化植被养护管理的目标和原则
2.1目标
对边坡绿化工程新建植被进行人工管养的主要目的和总体目标是促进坡面植被的健康生长,提高边坡的稳定性,增加其护坡绿化功能,提升景观效果,并最终达到边坡稳定、景观协调和植被可持续发展的目标。
2.2原则
养护应遵循以下原则:
(1)基材稳定性
通过养护管理手段,通过植物根系尤其是木本植物根系的延伸,增强人工基材与母岩的地质稳定,为植物提供长期稳定的生长环境,进而促进人工植被群落向自然生态系统演化,最终与周边环境融为一体。
(2)植被多样性
为提高边坡绿化植被的生态适应性,在养护管理中尽量使其向物种多样化的方向发展,避免形成单一的植物群落,同时尽量创造条件促进各种动物、微生物的繁衍。
(3)成本经济性
在保证边坡绿化效果的前提下,通过各种优化措施降低各种资源特别是水的消耗,以最小的成本达到最优的效果。
(4)措施合理性
边坡绿化植被的养护涉及到多学科知识的综合应用,并要考虑边坡地理、地质、水文和气象因素的影响,因此需要根据实际情况制定相应的养护方案。
(5)环保安全性
边坡绿化本身属于广义的环境保护范畴,因此在养护的过程中避免造成二次污染,减少化肥、农药以及其他对环境不利的物质的使用,防止这些有害物质对下游水体和土壤的影响。
3边坡绿化植被养护管理阶段与类型
3.1养护管理阶段
边坡新建植被养护分为三个阶段,包括初期养护、中期养护和远期养护。初期养护为绿化工程施工(喷播)完成后至植被基本覆盖坡面的阶段(大约需要3个月);中期养护为从植被基本覆盖坡面到形成以目标植物(设计书中规定的)为主要优势的基本稳定的植被群落阶段(3个月后至3年左右);远期养护为植被形成基本稳定群落后(3年后)的养护阶段,是一个长期过程。本文主要讨论的是岩石边坡植被的初、中期养护管理。
3.2养护管理类型
为了尽快达到好的生态和景观效果,岩石边坡绿化植被的养护管理需要精心设计,不仅要考虑地质、地理与水文、气象条件,还要考虑业主的要求、财力和现场养护条件的许可状况,通过调查、考察,确定养护目标、内容与技术路线,制定养护方案、养护的重点、养护日历并抓住季节加以实施。
以营造景观效果为主的边坡绿化需要特别注意美化效果,除了精心的植被养护(临时灌溉与永久灌溉、修整、施肥、病虫杂防治)保持植被良好的长相(叶色、形态)、长势外,还要注意其他相关事项,如现场垃圾和枯枝的清除、土建工程的维护,覆盖装饰材料和灌溉排水设施、灯光设施的维护等。
以生态防护、植被恢复为主要设计目标的边坡绿化,以低养护、粗放管理为原则,在保证边坡稳定的前提下,基本上让坡面植物自然生长,不要过多地进行人为干预。
随着养护时间的推移和养护阶段的推进,人工植被生长(形态、组成)逐渐趋近于设计目标,可以逐步降低养护强度,减少水肥供应,提高植被自然适应环境的能力。
4边坡绿化植被养护管理内容
养护管理内容主要包括以下几个环节:灌溉、施肥、病虫害和杂草治理、修整与补种、设备维护保养等。
灌溉是保证坡面植被生长发育所需水分的主要手段之一,可弥补大气降水量不足和时间、空间上分布的不均匀,有利于植物的正常生长和增强其抗性。对边坡绿化植被来讲,炎热无雨的夏季是最大的考验,由于岩石边坡上土层或基材厚度较小,蓄水、保肥能力有限,因此及时灌溉、适量浇水是日常养护的首要工作,尤其在初期养护阶段。
灌溉需要注意以下方面:
4.1.1水源
可以采用蓄集降雨或附近溪流湖泊中的淡水,以及经处理达标后排放的污水(如城市中水),以对植物生长无不良影响为宜。工业污染严重的河水不宜采用。即使是耐盐碱植被一般也不宜直接用海水等含盐量高的水浇灌,特别当植物处于幼苗期时,会引起伤害或死亡。
4.1.2灌溉时间
根据边坡植被和天气状况,应选择一天中最适宜的时间浇水。炎热晴朗的夏季,早晚浇水,蒸发量最小,而中午浇水,蒸发量大,还容易引起叶片灼伤。黄昏或晚上浇水,边坡植被整夜都会处于潮湿状态,叶和茎湿润时间过长,病菌容易侵染,引起病害,并以较快的速度蔓延。所以夏季最佳的浇水时间应在上午10时前,下午3-5点间,这样除了可以满足边坡植被白天需要的水分外,到晚上叶片已干,可防止病菌孳生。
4.1.3浇水量
边坡植被每次的浇水量取决于两次浇水之间的水分消耗量。炎热夏天,长期少量灌水,土壤湿润对杂草有利而对边坡目标植被不利,通常岩石边坡绿化浇水应湿润到基质层深处(岩石表面),即浇要浇透。减少浇水次数,降低液滴大小,延长单次的浇水时间,增加浇水量,可以促进植被根系在岩石表面的生长附着,并深入到岩缝裂隙中去,增强其吸水和固坡能力。再次灌水时应等基材干燥后进行,让根部有呼吸的时间。当降雨提供了足够的水分时,则停止浇水,到根系土壤重新干燥时再开始浇水。初期养护阶段水量应稍大,以促进植物生长及根系发育,尽快达到初期养护要求。中期养护阶段水量应适度控制,以提高植物抗旱能力。
4.1.4浇水频率
浇水频率要根据植被的生长情况、天气情况、边坡朝向与基材蓄水能力等情况而定。一般当草本植被叶片略有萎蔫的迹象或5厘米以下土层干燥无任何湿气时,应当浇水并尽量浇透;种子刚喷播完以及苗木刚种植的一个月需要经常浇水保持坡面湿润,促进种子萌发与营养器官的形成;夏季高温干旱下的种子萌发、幼苗生长期的阳坡、陡坡,要天天浇水,幼苗生长后期可间隔1~2天浇水1次。遇阴雨天气或其他土壤蒸发减少时,可以延长浇水间隔;冬季植物处于休眠或枯死状态,一般无需浇水。因此,不是一年四季都要浇水,地区及季节间的差异很大。基质层或土层厚、保水能力强的基材可减小浇水频率,生长年龄长、根系深的植物可减小浇水频率,木本植物比草本植物更耐干旱。
4.1.5浇水工具
浇水有安装喷灌、滴灌系统,洒水车浇灌等多种,应视现场离水源远近、取水方便程度、边坡状况而定。坡面附近有水源,安装喷灌、滴灌系统能提高浇水效率,大大减少工作量;洒水车运水浇灌能解决附件无水的难题。大液滴的浇灌与漫灌不但浪费水源,水分不能有效渗到土壤深层,造成地表径流,还破坏边坡稳定。以高压喷枪直冲坡面,造成陡坡处基质层冲刷剥落的现场时有发生,浇水时要对高压喷枪头的水柱加以雾化,并让液滴漂落到坡面。
4.1.6浇水方式
随着坡度的逐渐增大,土壤或基材的厚度与保水能力逐渐下降,所以在灌溉时应从坡度高处开始逐渐移向坡度低处,增加高处的浇水时间,可以尽可能提高高坡处土壤的含水量。在某些情况下,可以单独对高坡或阳坡等容易丧失水分的地点进行灌溉。较大的移栽苗木在其根部浇水。浇水要避免采用漫灌,避免形成径流。
浇水是边坡绿化植被养护的最重要环节,只要工程施工得当,合理的浇水养护措施既可以节省养护成本,又可以使植被尽快生长、达到护坡的效果,还可以缩短养护工期。
4.2施肥
人工植被建成初期(喷播后6个月至24个月间),随着植物的生长和淋溶作用,基质中的营养元素逐渐消耗和部分流失,而在岩石边坡上又得不到自然补充,因此需要人工施肥,其中主要的是植物所必需的大量营养元素氮、磷、钾等。如在岩石边坡上采用的具有固氮能力的如白三叶、紫花苜蓿、紫穗槐、胡枝子、马棘、柠条等豆科植物较多,可以适当减少氮肥的用量,防止植物徒长和倒伏。
岩石边坡绿化植被的施肥需要综合考虑以下因素:
(1)养分的供求状况:养分供求主要是指植被对养分的需求及边坡基质与土壤肥力的高低。通过植株营养诊断与土壤肥力测试可以确定边坡植被的营养状况与边坡基质与土壤的肥力水平。由于岩石边坡土壤基质主要为人工调配的客土,其主要组分和养分是已知和基本稳定的,在使用同一配方的岩石边坡上基质营养含量基本相同,但因基质层下的岩石结构和特性局部有差别,植物生长表现出不很均一,施肥最好也要作相应调整。
(2)植被对养分的需求特点:不同的植物种类对养分的需求存在很大的差异,特别是对氮肥的需求。一般非豆科的边坡复绿植物如禾本科的高羊茅、狗牙根等对氮肥的需求比较高。而豆科草木一般不需额外的氮肥补充,但是需要补充其他肥料;在植物的不同生长阶段和生长季节,对养分的需求也不相同。平时还要有意识地进行抗性煅炼,控制水肥的用量,促进根系的生长,提高根冠比,增强植物的吸水、吸肥能力,也有利于抗倒伏。
(3)环境对植物吸收养分的影响:当环境条件(温度、雨水等)适宜边坡植被快速生长时,要有充足的养分供应满足其生长需要。此时,充足的氮、磷、钾供应对植株的抗旱、抗寒、抗胁迫十分必要。边坡基材与土壤的质地和结构对施入养分的保持能力影响很大,也直接影响肥料的施用。颗粒粗的砂质土壤保肥能力差,易于通过渗漏淋失。施肥时应该采用少量多次的方式或施用缓释肥料,以提高肥料的利用效率。
(4)边坡植被用途及维护强度:边坡植被用途不同,其维护强度也不同,对肥料要求也不同。景观(叶色)要求高的边坡,应该多施肥补充营养。以生态恢复为目的的边坡只要注意平衡施肥,维持边坡植被正常生长即可。
(5)边坡植被管理措施:灌溉和修剪以及对枯败枝叶的清除会带走大量的营养,从而增加边坡植被对肥料的需求。
4.2.1施肥量及时间
一般岩石边坡上采用的植物品种多数都具有耐贫瘠的能力。因此只要能够保证植被的正常生长即可。一般视需要每年在春季和秋季各施一次肥。由于速效肥料会随雨水等逐渐流失,其中陡坡上损失明显,因此应加大施肥量或次数。条件许可的情况下,可以进行土壤肥力诊断,确定施肥量与种类。
4.2.2施肥种类
一般边坡基材与土壤中的有机质含量变化不显著,并随着植被的大量生长与积累而增加。根据发育母岩的性质,一般应综合施肥,既保证氮、磷、钾的供应,又要防止发生微量元素缺乏,还应该适当施用微生物肥料改善土壤及土壤生物的结构,促进养分的有效利用。
4.2.3施肥方式
对大面积的岩石边坡绿化植被以颗粒肥料撒播或将肥料溶于水后喷洒为主。避免在夏季晴朗高温天气时喷洒,防止灼伤植物叶片。对种植的较大苗木还可将肥料埋在根部进行穴施。
4.3病虫害及其他有害生物防除
边坡绿化植被一般以冷、暖季型混播的耐旱、耐贫瘠的水土保持草与豆科灌木为主。由于岩石边坡的立地条件恶劣(贫瘠、高温、干旱等),植物长势较弱,更难抵抗病虫害的侵袭。边坡上病虫害的发生并不是孤立的事件,特别是迁飞性的农业害虫与周围的农田、山林环境有极大的关系,因此可以从当地的植保部门获得病虫害测报信息,根据“治早、治小、治了”的防治原则对病虫害进行彻底的综合治理。
养护过程中还需要防止鸟类、啮齿动物以及人畜活动对种子、幼苗、植物根系等的破坏。
总之,对边坡病虫害应以预防为主,在化学防治过程中选择适当时机,减少化学农药对植被、山林、水源与居住社区的伤害。
4.4杂草防除
杂草会与初期人工建造的目标植被争光、争水、争肥,更为严重的是可能造成边坡目标植被的退化、防护功能的削弱和丧失,景观的不协调等。常见的杂草种类有:飞蓬、蒲公英、苍耳、葎草、马唐、葛藤等,侵入途径主要由喷播基质和风媒等带入。当杂草影响到边坡主要植物(特别是本木植物)的生长、影响到边坡安全时,应该采取措抑制杂草的种类、数量与高度,如割断匍匐杂草的根茎,在开花季节剪除杂草的花,并结合肥水管理提高边坡目标植被的种群优势。与普通园林绿化不同的是,适当的杂草,有利于提高生物的多样性和维护坡面的稳定性。因此,杂草并不是一概要除,应视坡面的具体情况(目标群落、景观效果)而定,如加拿大一枝黄花、紫茎泽兰等检疫性恶性杂草则要严格清除,并报告农林检疫部门。
4.5修整与修补
4.5.1修剪、整枝
以观赏为主要目的的边坡绿化,有的需要修剪来保持和提高其景观价值;以植被防护和和生态恢复为主要目的的边坡一般不需要修剪。对靠近公路、铁路等岩石边坡上的树枝,影响到行车、行人安全与坡面稳定的应该进行修剪,对陡长的草本植物或密度过高的木本植物还应进行收割、拔苗等处理。
一般地,在秋冬季节、植被进入休眠期,干燥的枯枝落叶等容易引起山林火灾,应注意巡查防范。对发生病虫害的植物残枝、败叶,枯树、死树等应及时移走、掩埋或焚烧清理。过量清理地表枯败枝叶会造成植被生长不良,地表有效覆盖不足和营养缺乏,因此原则上,以满足防火安全和景观效果为宜。
4.5.2补植
如果苗木成活率或种子萌发率过低以及出苗数不够时,要进行苗木补植、补种。苗木增补时应优先选用适合在边坡所在地气候条件下生长、此岩石基质和土壤上抗逆性好、与已有植被能够共生的地域性乡土苗木,通常选用小规格籽播基质苗、穴盘苗为佳,并选择适宜的季节,采取提高苗木成活率的保护措施。补播的种子不宜采用侵占性强的植物进行补播,以防边坡植被的退化和单一化。
4.5.3基质维护
对受冲刷的和侵蚀严重的基质面进行修补,对硬度过高、过于紧实的基质层进行打孔,对缓坡变薄的基质层可逐年覆盖细土(但不压盖植株)以增加土层,对局部裸露的陡坡面进行重新机器喷附或人工涂抹(可在基料中掺入种子)。
4.6设备维护
对岩石边坡绿化植被的养护需要洒水车、浇水管道、抽水机、打药机、修剪机具等设备,应注意进行维护保养,保证其能够正常使用。对坡面排水设施进行维修,并对容易积水、形成径流的坡面进行处理。
在日常的灌溉、施肥等养护措施外,还需要对整个岩石边坡、周边影响因素、养护设备进行定期检查。自然环境的任何变化都可能给植物带来相应的影响。在雨雪、台风来临前检查排水设施,雨雪、大风过后应对岩石边坡状况和植被进行检查,发生滑坡以及其他紧急情况时应及时报告和处理。
5边坡绿化植被养护管理小结
岩石边坡绿化植被的养护管理是保证工程施工质量和生态环境效益的重要内容,养护管理不是工程施工的一个子项,而是施工阶段的延续,是一个综合的管理范畴,俗语说“三分种、七分养”,在边坡植被防护上也不为过。
制定和完善合理的综合养护管理措施,并对管养人员进行技能培训,有利于促进边坡的稳定,有利于边坡植被与自然的融合,有利于提高管理养护效率,也有利于节约人力、物力资源,节省养护成本。
目前我国岩石边坡绿化植被对施工单位要求的责任养护期一般为1~2年,经过2年精心的养护后,边坡植被逐渐稳定生长,灌木平均株高一般在1.5米以上,密度达到3株/m2,形成灌草共生植被群落,基本达到竣工验收要求。以植被恢复为主要目标的岩石边坡植被除遇极端干旱季节需要浇水外,一般不需日常的养护管理。但因边坡稳定和景观优化的需要,仍然需要定期巡查。特别是遇到连续长时间干旱,不要说岩石边坡上人工建造的2年植被,就连土层较厚、十几年前已建的造林植被也常见到因严重缺水而大片枯死的现象。因此初中期的养护是必不可少的。如经过养护后,植被未能达到预期效果,应检讨养护设计方案,重新制定养护计划,确保植被达到阶段性要求。
结束语
总之,对岩石边坡绿化植被的养护管理应更加重视起来,将岩石边坡绿化施工地域自然地理、气象条件、植生基材、施工工艺与养护管理手段结合起来,综合运用各种技术手段与管理方法提高边坡的稳定性、促进植被的良性发展,最终形成近自然的生态系统。
参考文献
[1]《恢复生态学理论在岩质边坡绿化工程中的应用》《中国水土保持》,2005(4):31-33作者许文年,夏振尧,戴方喜,吴少儒,宋林旭.
[2]《废弃采石场岩质边坡绿化及其废弃土地开发利用探讨》作者黄敬军-《中国地质灾害与防治学报》-2006.
[3]《岩质边坡绿化过程中人工土壤的重建》作者:钱华,柏明娥,刘本同,《中国水土保持科学》2006.
[4]《高速公路绿化基材植被技术在边坡治理中的应用》作者:卫斌《公路》2007.
[5]《岩质边坡绿化方法及植物的选择》作者:曾莹《黑龙江科技信息》2010.