寒旱地区铁路边坡植被恢复研究进展及发展策略 Review of Researches in Vegetation Restoration of Railway Slopes and Strategies for its Development in Frigid and Arid Regions 张帆陈其兵 闰晓俊 ZHANG Fan CHEN Qi-bing YAN Xiao-jun 摘 要:铁路边坡植被恢复具有恢复生态、水土保持、防风固沙、美化环境、造福后代等特点,因此成为全球关注的热点问题。寒旱地 区由于地貌高差悬殊,垂直气候差异鲜明,气候恶劣,生态环境极其敏感脆弱,其铁路边坡植被恢复更是一项复杂的工程。介绍了近年 来有关铁路边坡植被恢复的研究进展,并针对寒旱地区生态环境的特殊性,以青藏铁路为例提出了寒旱地区铁路边坡植被恢复的发展 方向和技术策略,为寒旱地区铁路绿色通道的建设提供一定的理论依据。 关键词:园林植物;寒旱地区:铁路边坡;植被恢复;研究进展;发展策略 文章编号:1 000—6664(2008)05—0090—04 中图分类号:S 688 文献标志码:A 收稿日期:2007—10—28;修回日期:2008—04—14 基金项目:铁道部部控重点科研项目“铁路边坡植被恢复相关技术研究”(编号2006G034)资助 Abstrad:Vegetation restoration of railway slope has some efficacy in restoration environment,storing water and holding soil, beautiifcation environment,and benefit offspring,which is becoming a hot spot in the world.The topographic condition greatly changes and climate is worst in frigid and arid region thus vegetation restoration of railway slope is a more complicated project in these regions.Progresses in the research of vegetation restoration of railway slopes were reviewed in this paper The development foreground and technology strategies of vegetation restoration of railway slope were also proposed based on Qinghai—Tibet Railway,which will provide theory basis for construction the“green corridors“along the railway in frigid and arid regions Key words:1andscape plants;frigid and arid region;railway slope;vegetation restoration;research progress;development 铁路边坡植被恢复具有恢复生态、水土保持、防风固 路为例提出了寒旱地区铁路边坡植被恢复的发展方向和 沙、美化环境、造福后代的诸多优点n 。常温、常降雨量 技术策略,为寒旱地区铁路边坡生态系统的恢复和弥补 的一般地区,由于植被生长的自然条件好,其土质边坡植 铁路边坡破碎化产生的边缘效应和铁路沿线绿色通道的 被恢复技术,随着液压喷播、三维网植被护坡等多种技术 建设提供一定的理论依据。 的推广应用,已基本完善,取得了一系列成果 3_5。。但对于 植被生长困难或极其困难的寒旱地区的铁路边坡植被恢 1 寒旱地区铁路边坡植被恢复研究进展 复技术研究甚少,已有的研究多集中于气候类型 、植被 1。1高海拔地区的气候条件严重限制了植被生长 类型|7、景观破碎化和边缘效应 、破坏动植物栖息环 对青藏铁路沿线高海拔地区植被来说,决定其生长 境、影响物种的传播和迁移m 31、污染与灾害 。,对生态系 的主要是水分和温度。青藏铁路所处的某些地段自然地 统的影响研究还很少。青藏铁路建设对生态系统的影响 理环境极为严酷,年均气温在O℃以下,年均降水量不足 研究也才刚刚起步,这极大地限制了边坡植被恢复技术 300~400mm,土壤多为卵石土和盐碱地,这些不利的因 和绿色通道在这些地区的发展和建设。因此,本文对寒旱 素限制了该地区植物的生长与发育。据罗天祥等研究,在 地区的铁路边坡植被恢复研究现状进行总结,以青藏铁 青藏高原植物垂直分布方面,在一定海拔高度生物量达 通讯作者(Author for c0rresp0ndence)E-mail:cqb@sicau edu ca 维普资讯 http://www.cqvip.com
最大,海拔继续升高生物量则迅速下降_^5。与全国其他高 和藏南高山台地区6个二级区划。 山地区相比,青藏高原植物生长环境不仅表现为低温寒 2-2各区域适合铁路边坡l疚复的植物种类选择及其合理配置 冷,而且表现出干旱、风沙大、强紫外线照射等特征,其生 各区域的铁路边坡恢复植物种类选择上要考虑植物 态环境具有非同一般的特殊性、敏感性和脆弱性”日,加之 的生态适应性和物种本身的特征。尽量选择适应高原高 青藏高原面积广大,区域差异性显著,因此,铁路边坡植 寒、干旱、土壤瘠薄条件的草本植物或灌木,以提高植被 被恢复工作任务相当艰巨,这也是寒旱地区铁路边坡植 恢复的可靠性和可持续性,不宜过多地强调经济性状和 被恢复研究滞后的主要原因。 观赏价值。同时,应以当地植物种为主,一方面是适应性 1 I2人为干预严重限制了铁路边坡的生态恢复 的需要,另一方面应尽量不引进或少引进外来种,严防恶 人为干预主要表现在以下几个方面:一是缺乏生态 性杂草、毒草或病虫害的“生态入侵”,以确保生态安全和 学理论指导盲目修路;二是重工程措施轻生物措施,造 人、畜健康。即便是选用当地物种,也要充分考虑这一点。 成铁路边坡新的土壤裸露和水土流失i三是过度放牧, 要本着适地适树的原则,选择本地优势种。如青藏铁路格 青藏铁路沿线是畜牧业为主的地区,过度放牧造成植被 尔木至德令哈段,其土壤主要是盐碱地。万丈盐桥和钾肥 破坏和水土流失;四是当地政府对铁路边坡天然植被的 厂位于此路段。耐盐碱的草本植物一般有:盐角草 保护、发展不够关注。 (Saliconia europaea)、碱蓬(Suaeda glauca)、甘草 1.3人工植被建设的经验教训 (Radix Glycyrrhizae)、 瓣鳞花(Taraktogenos 半个世纪以来,就铁路沿线人工植被恢复,已经摸索 annamensis)、盐蒿(Artemisia halodendron)、扫帚草 出许多宝贵的经验,但总的归纳起来有2条:一是走干旱 (Kochia scoparb)、草木樨(Melilotus officinalis)、紫花 造林的路子;二是走引水灌溉的路子。在经济条件许可的 苜蓿(Medicago sativa)、羊草(Leymus chinensis)、芨 条件下,引水灌溉促使植被恢复见效快。但面对大面积的 芨草(Achnatherum splendens)、拂子茅(Calamagrostis 寒旱地区,在寒冷和干旱的双重胁迫下,如何恢复植被是 epigeios)、戈壁针茅(St帕a gobica)、芦苇(Phragmites 值得研究解决的问题。纵观植被恢复的发展过程,其主要 communis)等。耐盐碱的灌木主要有:盐穗木 教训表现在:一是缺乏在生态学理论指导下,对植物种的 (Halostachys capsp ̄a)、盐爪爪(Ka/ um foliatum)、梭 选择和应用因人而异,混乱多变;二是树种选择重草本轻 梭 (HaIoxylon ammodendron)、 柽柳(-I-amarix 灌木;三是造林措施不当,成活率不高;四是由于过度的 chinensis)、刚毛柽柳(-I-.hispida)、多枝柽柳( 放牧,对该地区以灌草为优势群落的植被破坏较为严重, ramosissima)、红砂(Reaumuria soongorica)、沙棘 而封路禁牧等植被管护措施执行不力。 (Hippophae rhamnoides)、白刺(Nitraria tangutoyum)、 小果白刺(N.sibirica)、紫穗槐(Amorpha fruticosa)等。 2寒旱地区铁路边坡植被恢复策略 耐盐碱的乔木主要有:胡杨(Populus euphratica)、小青 2.1植物区划研究 杨(P.pseudo—simonii)、白柳(Salix alba)、早柳(S. 根据不同自然与植被状况划分区段,确立相应的植 matsudana)、筐柳(S.1inearistipularis)、垂柳(S. 被恢复原则。张自和将青藏铁路格拉段划分为如下4个 babylonica)、臭椿(AilanthUS altissima)、白榆(Ulmus 不同的区段:戈壁与山地荒漠区、唐北高寒草原区、唐南 pumila)、山梨(P us ussufiensis)、山杏(Prunns 高寒草甸区和羊拉山地灌丛区。并根据各区段的情况,确 mandshufica)、樟子松(P us svlvestris)、侧柏 立相应的植被恢复原则和具体措施_^ 。 (Platycladus orientalis)、 祁连圆柏(Jun#erus 本研究也根据水热状态和地表情况把寒旱区分为2 przewalskil1)。此路段的优势植物主要有:盐角草、芦苇、 个大的一级区:西北干旱区和青藏高寒区。在此基础上再 盐地碱蓬、罗布麻(Apocynum venetum)、盐爪爪、柽柳、 进行二级区划。西北干旱区分为内蒙草原中干区、绿洲一 梭梭、白刺、沙棘和侧柏。这些可作为此路段铁路边坡植 荒漠区、阿尔泰山地冻土区和天山~界山山地区4个二 物恢复的候选物种。 级区划。青藏高寒区分为祁连一昆仑山地区、柴达木荒漠 寒旱地区年均温低,蒸发量远大于降水量,不适宜高 区、河源山原草甸区、羌塘高原冻土区、川藏高山峡谷区 大乔木生长发育,自然植被群落以灌草为主,在生态更加 维普资讯 http://www.cqvip.com 脆弱的盐碱地上,应以灌、草为主。根据植物的不同特性, 益引起重视。所谓植被恢复是指“用活的植物,单独用植 如:根系分布、生长速度、生命周期、对环境要求,研究出 物或者植物与土木工程措施和非生命的植物材料相结 适合边坡恢复的植物配置模式。配置模式如下:灌木+草 合,以减轻坡面的不稳定性和侵蚀”。植被护坡与传统的 本:豆科草本+禾本科草本;细叶型和阔叶型结合;丛生 边坡恢复相比,具有明显的优点。传统恢复措施可有效减 型和匍匐型。灌草结合是一种典型的植物配置模式,兼具 轻坡面修建初期的不稳定性和侵蚀,效果良好。但随着边 生态效应和景观效应。一方面灌木、草本的根系分布在不 坡岩石的风化、混凝土的老化,强度降低,恢复效果变弱。 同的土壤层,能充分利用土壤中的矿质营养和水分;另一 而植被恢复正好相反,开始较弱,随着植物的生长,强度 方面,灌草互惠,灌木为草本遮荫固土,草本覆盖表土,降 增强,对减轻坡面不稳定性和侵蚀的作用越来越大。 低蒸腾。豆科草本+禾本科草本模式主要是利用豆科的 现代采用的边坡坡面植被恢复技术一般有以下4 菌根作用,增强植物根系对水分及矿质营养的吸收。菌根 种:液压喷播植草技术、三维土工网垫植被恢复技术、穴 (Mycorrhizas)是土壤中菌根真菌与高等植物(特别是豆 植容器苗植被恢复和挂网喷射植被混凝土护坡 。液 科)根系形成的互惠共生体,菌根的存在是生态系统健康 压喷播植草恢复技术是利用液态播种原理,将草籽、肥 的标志 。菌根形成后可以极大地增强宿主植物根系对 料、黏合剂、纸浆、保水剂、土壤改良剂和色素按一定比例 水分及矿质营养的吸收能力,调控植物生理活动,促进植 配制,通过机械喷播到修理完毕的边坡坡面上:在已喷播 物健康的生长,提高植物的抗病性和生存能力,所以具有 完毕的坡面上覆盖一层无纺布,保持坡面湿润,以保护草 菌根的宿主植物有更强的抗旱、耐瘠薄能力,尤其在干 籽发芽生长:通过一段时间的养护,使边坡坡面形成植被 旱、贫瘠的恶劣环境中作用更显著。细叶型和阔叶型结 恢复。其缺点是早期边坡抗冲刷能力弱,对石质边坡的植 合,丛生型和匍匐型结合既可充分利用有限空间,极大限 被恢复效果无法保持。许铁力已成功地在京九复线广东 度地覆盖土壤表层,又可增加铁路边坡的景观效应。 龙川地区(A9标段)完成边坡喷植恢复 。三维土工网垫是 2.3研究各区域路段土壤特征 种以热塑树脂为原料,采用科学配方,经挤出、拉伸、焊 土壤是铁路边坡的根基,也是植被生长的必需因素。 接、收缩等一系列工艺而制成的两层或多层、表面呈凹凸 搞清楚各路段铁路边坡的土壤理化性质(包括含水量、强 不平网包的层状结构孔网的土工合成材料;其材质疏松 度、pH值、肥效、保水性等)是其植被恢复的先决条件。根 柔韧,具有一定的弹性和强度,网孔有较大的容土空间, 据土壤养分状况,合理选择相应的植被。 抗风和抗水冲蚀力强。在孔隙中填加土料和草种,植草生 2.4研究植被护坡体系的水运移规律和植被护坡体系的 长茂盛后根系从网垫穿过深入土中,植株、网垫、根系与 耐久性 土合为一体形成牢固密贴于坡面的表土,有效防止被暴 水是植被生长和发育的必要因子,但过多的水将形 雨冲刷破坏。穴植容器苗植被恢复是利用容器和营养基 成地表径流和边坡水土流失,因此弄清楚植被护坡体系 质培育苗木,再将经精心培养的苗木移栽到边坡,在边坡 的水运移规律是铁路边坡植被恢复的关键。但是关于植 上形成一道根须具有一定深度、茎叶具有一定高度的草 被护坡体系的水运移规律和植被护坡体系的耐久性研究 木混种的综合植被恢复体系。挂网喷射植被混凝土护坡 目前在国内外文献检索范围内未见报道,该方面的研究 的关键工序是固定植生带和喷射植被混凝土:(1)固定植 具有前瞻性和新颖性。 生带:植生带是由土工布、木糠、细砂组成。即将木糠、细 2.5采用合理的边坡坡面植被恢复工程技术 砂搅拌均匀,外侧用土工布包裹成条状再安装到铁丝网 传统的护坡方式有干砌块石护坡、浆砌块石护坡、三 下,沿坡面正面从下往上每间隔1m布置一条植生带,起 合土灰浆抹面护坡、喷射混凝土及喷锚支护等,但是这些 到蓄水导水的作用。(2)喷射植被混凝土:这里所指的植被 方式都难以恢复自然植被,不利于环境保护和生态平衡, 混凝土仅是名义上的混凝土名称,实际上是按一定的配 而且对于降雨强度高、岩土易风化侵蚀破坏的地区,采用 合比掺入水泥的有机混合物基材,其主要材料由植生砂 传统的措施,很难保证工程材料与边坡岩、土体的兼容 壤土、水泥、锯末、有机肥、复合肥组成,其中植生土、锯末 性,工程结构很容易被架空,从而导致滑坡。随着社会对 及有机肥须经过筛选(筛网网孔尺寸为1 8~2.0mm)。各 生态环保要求的提高,对裸露边坡用植被恢复的方式日 种材料的重量配比可根据实际使用的植生土和有机肥的 维普资讯 http://www.cqvip.com 情况进行配制。由于各地土壤情况不同,现场施3zB,I应先 进行多组配合比试验,选择最佳配合比实施。 当然,各种边坡植被恢复技术的应用,应视工程规 效益的同时,亦带来良好社会效益及经济效益。 致谢:感谢铁道第二勘察设计院、铁道第一勘察设计院和西 模、工程所在地的地质状况、气候条件、环境条件、结合环 南交通大学的大力支持和帮助。 保要求合理使用,以避免造成浪费。如:在土质边坡的植 被恢复上,采用以三维土工网垫植草为主,辅以种植草皮 参考文献: 和喷播植草的植被恢复技术 从工程效果看,取得很明显 ]潘树林.浅析边坡植被恢复[J]宜宾学院学报,2003(3): 的成效,既往铁路路基施_TZJ『起的水土流失、农田污染问 93-95. 题得到很好的控制,绿化效果显著[221。 [2]王加真.关于边坡植被恢复的思考[J]安徽农业科学, 2.6充分调动和协调各方面的力量,重视铁路边坡植被 2005,33(5):935—936,938. 恢复 [3]陈刚.喷混植生技术在井冈山铁路边坡绿化中的应用[J].甘肃 铁路边坡的植被恢复,是一项长期的任务,需要做好 林业科技,2007,32(2):65—67. 统一规划,协调发展。它既包括种草种树等生物措施,又 [4]薛小平.挂网喷混植生技术在金矿废弃物边坡植被恢复中的 包括水利水保工程措施,不是任何一个行政部门能单独 应用[J].亚热带水土保持,2007,19(2):39—40 完成的。应该贯彻整体性原则,必须由水利、林业、畜牧、 [5]王仁德 钱金平.生态脆弱区道路边坡生态恢复适用技术研 农业、科技、财政、扶贫、执法等部门相互配合,共同推动, 究——以沙蔚铁路建设工程为例[J].水土保持研究,2007,1 4(3): 163-165. 需要地方政府做好协调工作,需要多项措施相配套,才能 [6]张秀云,姚玉璧,邓振镛,等.青藏高原东北边缘牧区气候变化 真正实现铁路边坡生态环境良性循环,建立真正意义上 及其对畜牧业的影响[J].草业科学,2007,24(6):66—72. 的生态型绿色通道。首先在广泛宣传,停止人为的负面干 [7]陈志国,周国英,陈桂琛,等青藏铁路格唐段高海拔地区植被 扰和破坏的基础上,保护现有的植被,使其向好的方向转 恢复研究I——高寒草原植被现状与恢复基本途径探讨[J].安徽 化。在人工措施促使植被恢复的前提下,充分依靠生态的 农业科学,2006,34(23):6283—6285 自我修复能力,增加植被,减轻水土流失,促进生态环境 [8]Bohemen H D.Habitat fragmentation,Infrastructure 的改善。以加快培育和恢复植被,改善生态环境,减少水 and ecologieal engineering[J]Ecological Eng ̄eenng,1 998 土流失,增加景观效应。 (1 1):199—207 另一方面,政府应加大铁路边坡植被恢复的投资力度, [9]Borrego C,Tchepel O,Barros N,et al I mpactof road 充分调动各相关部门的积极性,将公路边坡植被恢复的成 traffic emissions on air quality of Losbon region[J]. 功经验应用于铁路边坡植被恢复,建设生态型绿色通道。 Atmospheric Environmen ̄2000(34)4683—4690 0]Diniel B,Catherine A C,Gray P,et al Watershed 3结语 analysisofforestfragmentationby clear cutsand roads in a Wyom Jngforest [J]Landscape Ecology, 1 998(1 3): 铁路边坡的植被恢复目前还处于起步阶段,寒旱地 149-165 区铁路边坡植被恢复更具挑战性,铁路边坡植被的恢复 1]Richard T T,Alexander F L.Roads and their ecology 与重建,在理论与实践诸方面还有很多问题有待于进一 effects [J].Annual Review of Ecology and Systematics, 步研究和探索。 1 998(29):207—231. 本课题组计划在青藏铁路沿线格尔木—格尔木东及格 11 2]Thierry L Effect of a rnotorway on mortality and 尔木—德令哈2个实验段开展铁路边坡植被恢复技术研 isolation of wildlife populations[J].AMBIO,2000,29(3): 究,其研究成果有望拓宽植被恢复的应用区域 使其从低海 163-166. 拔温暖湿润地区扩展至高海拔地区。本课题将总结出先进 [1 3]Tikka P M,Hogmander H,koski P S Road and 植被恢复的工程技术,给“绿色通道”的建设提供重要技术 railway Verges serve as disperse corridors for grassland 资料。这一技术的成功研发,将极大地推进高原寒旱地区铁 plants[J]Landscape Ecology,2001,1 6(7):659—666. 路边坡的生态恢复和景观规划进程,并将在取得良好环境 门4】张杰,陈峰.铁路建设的环境问题与对策研究[J】.交通环 维普资讯 http://www.cqvip.com
庆贺园林大师朱有玢先生九十华诞 2008年4月19日,庆贺园林大师朱有玢先生九十 他刻苦钻研、不断总结,先后撰写出版了《园冶综论》《南 华诞活动在南京举行。省、市有关部门领导、南京市园林 朝园林初探》《自然审美与生态效应》等论著。他还曾兼任 规划设计院中层以上干部共4O余人参加了庆贺活动。 《中国大百科全书・建筑、园林、城市规划》编辑委员会委 朱有玢先生是浙江黄岩人,1 919年4月出生,金陵 员与园林编写组副主编,《江苏园林志》主编。 大学农学院园艺系毕业。1949年以来,一直从事南京园 由于朱有玢先生在园林领域的卓越成就,1989年国 林绿化规划设计和管理工作,是首任南京市园林规划设 家建设部授予朱有玢先生“园林设计大师”称号,1992年 计院院长、教授级高工,曾兼任中国建筑学会常务理事, 起享受国家政府津贴。 园林分会、城市园林学术委员会副主任委员、南京市咨询 朱有玢先生精神焕发、神采奕奕,对大家为他9O岁生 委员会委员。现为《中国园林》学刊常务编委,江苏省土木 目庆贺表示衷心感谢,并表示要继续关心园林事业的发展, 建筑学会第七届理事会风景园林专业委员会顾问,南京 继续为探索人与自然和谐共存、建设可持续性发展的生态 市园林学会顾问。 环境发挥作用。同时,希望后来人扎实努力、不慕虚名、力戒 朱有玢先生有着深厚的文化、历史、专业知识功底, 浮躁、埋头苦干,为园林事业作出更大的贡献。 同时在书法、绘画方面也有着较高的造诣。丰富的知识积 朱老先生当场泼墨题词:老骥何劳千里志,新鹏自有九 淀、文学、美术、植物学等多学科融会贯通,使得他在规划 重天。 设计中得心应手。经过长期的实践,形成了他特有的规 划、设计理念和他作为中国当代园林艺术大师的风格、境 南京市园林规划设计院有限责任公司 界。他认为立意是设计的灵魂,传统文化是设计的底蕴, 举成、朱巧供稿 更要因地制宜地将社会规范、审美心理等纳入设计范畴。 保,2000,21(5):39—41. [22]许铁力.铁路边坡喷植恢复施工技术叨[J] 西部探矿工程 115]罗天祥,李文华,罗辑青藏高原主要植被类型生物生产量的 2002,14(6):156~157 比较研究[J]生态学报,1999,19(6):823—831 l1 6]孙土云青藏铁路沿线的生态环境特点及保护对策[J].铁 道劳动安全卫生与环保,2002,29(3):121—124. 11 7]张自和.青藏铁路建设沿线的草地植被恢复与重建[J]草地 作者简介: 学报,2003,1 1(3):246—250 张帆/1975年生/女/四JI『万源人/四JI『农业大 8]毕琪,王百成,肖振海,等.茵根在吉林省生态草建设工程中 学林学园艺学院在读博土研究生/研究方向为园林植 的作用及生态学意义[J].吉林林业科技,2006,35(1):1—5. 物与观赏园艺(雅安625014) 9]李连胜,黄玉忠.三维土工网垫喷播植草护坡技术应用分析 陈其兵/1963年生/男/四川万源人/南京林业大 [J].中国水土保持,2004(8):39—40 学博士/四JI『农业大学教授/博土生导师/研究方向 [2O]刘晓路,肖衡林浅谈三维土工网垫边坡恢复体系的建立 为园林植物与观赏园艺(雅安625014) [J].路基工程,2006(6):1 14—1 17. 闰哓俊/1980年生/男/山西祁县人/四JI『农业大学 [21]黄镇南浅淡路基边坡植被恢复技术及应用[J].铁道建筑, 林学园艺学院在读硕土研究生/研究方向为园林植物 2004(1 2):57-59. 与观赏园艺(雅安62501 4)
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