高速公路边坡生态恢复研究进展
[关键词 ] 高速公路 ;边坡 ;生态恢复 ;评价指标体系
[摘 要 ] 高速公路边坡生态恢复的研究在国内尚处于起步阶段。由于边坡生态恢复工程既具有保障道路和行车安全、舒适旅程、降低硬性材料防护成本的特点，又具有防止水土流失、降低噪音和粉尘污染的生态效应，还可形成独特的绿色长廊和风景线，是稳定边坡、保持水土、绿化美化的最佳途径，因此在国内有着十分广阔的发展前景。总结了高速公路生态恢复技术的设计要点和工艺措施，介绍了高速公路生态恢复系统评价指标体系的研究现状和发展趋势。
在高速公路建设的施工过程中,很多地方都要开挖山体,这样就对公路沿线的原生植被造成了极大的破坏，山体大面积裸露，大量弃土弃渣侵占了耕地、破坏了植被，加剧了水土流失，使生态环境更加恶化。近年来，随着高速公路飞速发展和生物技术突飞猛进，边坡生态恢复工程也相继发展了起来。所谓高速公路边坡生态恢复工程，是指利用生物 (主要指植物 )措施对边坡进行植被恢复，建立一个新的植物群落，以达到恢复生态环境、治理水土流失之目的 ;也指以环境保护和工程建设为目的的生物控制或生物建造工程 或利用植被进行坡面保护和侵蚀控制的途径与手段。它既具有保障道路和行车安全、舒适旅程、降低硬性材料防护成本的特点，又具有防止水土流失、降低噪音和粉尘污染的生态效应，还可形成独特的绿色长廊和风景线，是稳定边坡、保持水土、绿化美化的最佳途径。但是，针对高速公路生态恢复技术的系统研究和生态恢复效果评价体系的研究较少。本文通过总结生态恢复技术各个技术层面的特性，指出存在的问题和未来的发展方向。
一、高速公路生态恢复技术研究现状
国外的公路交通行业对高等级公路沿线生态环境的保护与公路的绿化工作是非常重视的，已由以往的普通绿化进一步发展到目前的生态公路或生态景观绿化 ，使公路建设与大自然融为一体，同时，在公路建设中还非常重视对公路沿线生态环境的保护。美国、加拿大等国家在公路建设中十分重视人与自然的和谐统一 ，如在公路建设中强调保存自然与历史遗迹，沿公路建立生物通道 (涵道 ),保持自然及生物的连续性，公路建设中明确规定了公路与自然区域要保持一定距离，将交通对环境的负面影响降到最低。法国在 20世纪 90年代中期，就注意到公路建设与生态保护的关系，在修建高速公路时，用取土场创建了两个生物栖息场所。瑞士和德国采取在公路上修建动物桥和动物通道的措施，以利于动物通过 ，保证动物应具备的活动领地。日本在公路绿化上采取了喷附绿化、袋筋绿化、岩盘绿化及防灾绿化等许多针对不同路堑和路堤形式的坡面绿化方法去恢复公路生态环境。
随着国家对环境的重视，我国的公路建设造成的生态问题引起了交通部门的普遍关注，一些地区根据具体的工程情况也不同程度地开展了一些公路生态保护的研究。如 2001年新疆规划 “巴音布鲁克天鹅湖 ”时建成了旅游生态公路 ; 2002年修建穿越秦岭的西安到汉中的高速公路时提出了秦岭山区高速公路建设生态保护技术研究的课题 ;海南省在 1999年探索海南特色生态公路的基础上， 2003年分别对海榆中线营根至五指山段、东线高速公路博鳌出口路、海文高速公路海口连接线、毛九线抱由至九所段 等 9条公路进行了生态公路建设 ; 2004年国家交通部在总结四川川寺至九寨沟高等级公路生态保护与环境建设成功经验的基础上，将云南小磨高速公路、重庆雷崇高速公路等 6条高等级公路作为生态建设典型示范公路。目前进行的比较大的生态公路研究课题有“三江源区公路建设与生态环境保护研究 ”、“秦岭山区高速公路建设生态保护技术研究”，以及由云南思茅至小勐养高速公路建设指挥部、云南今业生态建设集团承担的
“自然保护区高速公路边坡生态恢复技术研究 ”等。
二、 高速公路边坡生态恢复技术研究
(一) 高速公路边坡生态恢复原理
在坡面设置一层按一定级配配置的营养土，为植物的生长提供适宜的环境，这是生态恢复的基础 。为了尽快恢复生态系统，首先应选择速生的先锋植物，为后续生长的植物创造条件，然后选择耐热、耐瘠、耐寒、耐旱、耐湿等抗逆性强的优良植物组合 以确保在极端不利条件下仍能保持良好的坡面植被覆盖。由于生态系统具有自适应、自组织、自我修复功能，因此即使局部出现了小规模的滑移，边坡很快又会自我修复。通过植被建设，为动物的生存提供适宜的环境，维持生物多样性，增强生态系统的自我平衡能力。
（二）生态恢复设计要点
(1)对边坡的自然条件进行充分调查，在掌握地理地质条件、边坡形状、土壤特性及气候环境的基础上确定总体设计方案。
(2)“点、线、面 ”有机结合，即局部地段重点防护、绿化和美化，局部地段过渡处理。
(3)设计手法采用自然式和规则式并用。
(4)从安全、美学角度考虑植物品种配置和种植形式，形成色彩、色带的韵律变化。
(5)通过对植物品种的选择来提高边坡的稳定性，最大程度地恢复在公路建设过程中被破坏的生态环境。
(6)解决以往高速公路边坡绿化中草坪的退化问题及冬季草坪枯黄的问题，力争做到四季常绿。
(7)植物品种的选择必须体现适地种树，尽可能利用本地植物，以达到与周围环境融为一体的效果。设计中注重乔、灌、草、花的有机结合，强调以灌木为主，中长期效果为主，同时兼顾前期效果。
（三）边坡生态恢复植物选择
边坡生态防护的主体是植物，植物选择得好坏，直接关系到边坡生态防护的成败和效果 。一般而言,我国的土质边坡板结,坡度较大,而石质边坡较土质边坡坡度更大,土壤瘠薄、板结，坡度较大，而石质边坡较土质坡度更大，因此用作边坡生态防护的植物应满足以下要求 ：
（1）以乡土植物为主、外来优良植物品种为辅，繁殖方便，适应性强 ；
（2）以草本植物为主，乔木、藤本、灌木为辅，种源材料多样，以便因地制宜配置不同的组合方式 ；
（3）筛选、评价植物材料时以抗旱耐瘠性为主要指标，性状、生长特性为次要指标，方可确保中选材料的实用性 ；
（4）以用种子繁殖的种类为主，无性繁殖的种类为辅，以便进行机械化施工，减少手工操作 ；
（5）应具有较好的观赏价值 ；
（6）抗污染能力较强 ；
（7）能保证行车安全。如不宜种植果树和家畜喜食的草类，以免吸引人畜进入危险路段，造成不必要的损失 ；
（8）经济价值较高，可获取较多的木材、果品、油料和香料。
（四）边坡生态恢复工艺措施
(1)人工植被。这是最简单的植被恢复方法，靠人力施工，适合于小面积、坡度缓的土质或砂土类边坡。
(2)植生带。这是一种通过将已成苗草皮，或将植物种子夹在多层无纺土工织物或天然纤维垫中直接密贴在边坡表面进行快速绿化的方法，适合于坡度较缓、坡表平整的土质或砂土类边坡。
(3)厚层喷播。采用湿式喷枪，通过压缩空气将植物种子、肥料、土壤和水的混合物喷洒在边坡表面上，形成 1～3 cm厚的植被层，再在上面喷洒一层乳化沥青以固定土壤并延缓土壤中水分的挥发，最后张拉各类纤维网、聚合物网或金属网使植被生长层稳定附着在边坡上。适合于各类土壤条件较差的土质边坡、土石边坡和稳定岩质边坡。
(4)网袋工程。这是一种将植物种子、肥料、土壤混装在纤维网或金属网袋中，然后固定在边坡表面上进行绿化的方法，适合于土石边坡和稳定岩质边坡。可从良种公司购买合的种子，然后用直径 50
mm的袋装满种植土、腐殖土 ，每个袋子装入 2～3粒种子，种子入土 3 cm深。根据天气情况，进行洒水或浇水养护。
(5)框格工程。这是一种工程防护措施与生态防护措施相结合的方法，它是在边坡上砌筑或装配一定形状的混凝土 (或其他具有一定强度的工程材料 )框格，然后在框格内堆填土体来进行绿化的，适合于坡度较陡的土质和易风化的岩质边坡。
(6)挖沟 (钻孔 )工程。这是一种按一定平面在边坡上挖沟或钻孔，然后在沟或孔体内填土进行绿化的方法，适合于硬度较大的土质边坡或稳定岩质边坡。 (7)有机基材喷播。采用砂浆喷枪 ，通过压缩空气将植物种子、有机质植物生长基、水泥或合成树脂等黏结剂与水的混合物喷射并黏结在边坡表面，形成 3～10 cm厚的有机质植被层，适合于各类稳定岩质边坡。
(8)液压喷播。液压喷播技术是以水为载体的植被建植技术，是将配制好的种子、肥料、覆盖料、土壤稳定剂等与水充分混合后，再用高压喷枪均匀地喷洒于边坡面上的一种施工技术,具有施工时间短、效率高、成活率高的特点。喷播后的混合物在土壤表面形成一层膜状结构,能有效地防止冲刷,并能在较短时间内萌芽长成植株迅速覆盖地面,达到稳固边坡和绿化美化边坡之目的。
三、 边坡生态恢复效果的客观评价体系研究
高速公路生态恢复技术在我国起步较晚，经验相对不足 ，在国内目前没有成功的经验和定型的模式，更无技术规范可循，且我国地域辽阔，南北气候及土壤状况的差异很大,再加上高速公路的特殊性，因此不能按照统一的模式，各地必须根据自身的条件采取因地制宜的生态恢复技术和管理措施，这样才能取得显著的效果。所以进行高速公路生态恢复，很有必要对生态恢复效果进行评价，以期为以后的高速公路生态恢复研究工作提供借鉴。
（一）边坡生态恢复效果的客观评价指标体系研究现状
边坡生态恢复效果评价是对高速公路边坡生物工程的客观评价与衡量，也是边坡生物防护工程验收的重要指标之一。由于高速公路立地条件的特异性，所以其评价的方法也不同。如边坡生物防护评价 ，除了对草坪本身的评价外 ，还应结合绿化功能 ，对其水土保持功能、稳定路基功能以及景观效应等做出客观的综合评价。目前进行的评价指标体系研究主要有 ：
（1）高速公路生态评价体系要点和监测指标的研究。通过对研究对象的调查、分析和对高速公路生态评价要点的研究，建立生态敏感性指标。
（2）高速公路生态系统评价指标的建立。通过对高速公路物种多样性 (丰富度 )、生物异质性 (多度与密度、优势度、频度、异质性 )、水文地质 (地下水、土壤 )、景观格局、物种分布、环境质量、水土流失等指标的研究和试验，确定高速公路健康评价体系。
（3）高速公路生态评价体系的度量研究。建立高速公路生态评价体系健康度量标准，推出高速公路生态体系健康指数计算公式。
上述研究主要是通过现场勘查，收集原始数据，然后在收集的生态指标和监测数据的基础上，进行类比分析，应用生态学原理和园林学原理，建立与之相对应的数学模型，计算有关指标的标准值，以评价高速公路对生态环境的影响。最后，根据评定的结果采取相应的措施进行生态恢复。
（二）边坡生态恢复效果的客观评价体系研究趋势
目前，生态恢复评价体系还处于发展的初始阶段，许多问题还有待深入研究与解决，而这些存在的问题也正是深化其研究的有效途径。
(1)退化生态系统恢复的监测与评价指标体系
生态系统的恢复与重建是一个动态过程，要掌握在这个动态过程中，生态系统所发生的变化、恢复的程度等信息都需要建立完善的指标体系，以对恢复进程中的变化进行长期监测、对比和判断，并对恢复的状态进行合理有效的评价，这既是恢复生态学研究的一个重要方面，也是恢复生态学研究的趋势之一。但是，目前这方面的研究相对来说较少，可借鉴的范例还非常缺乏，现有的指标体系还不统，
并且可操作性较差。
（2）评价标准和参照系的确定
进行生态恢复评价的难点之一就是评价标准和参照系确定 。目前确定评价标准和参照系主要有两种方法:一种方法是在同一生物地理区系内寻找同一生态类型未受干扰或少受干扰的系统作为参照系。但是,地球上几乎不存在未受人类干扰的生态系统,因而在很多情况下只能选用少受干扰的系统作为评价的标准和参照系,这使得即便在同一地理区系内的评价都难以有一个统一的评价标准和参照系。另外一种方法是从被评价系统的历史资料中获得较少受到人类干扰的系统的状态描述,并以此作为参照系。但是该方法往往难以确定被评价系统在历史资料时期是否已经受到一定程
