本研究采用野外调查和室内分析相结合的方法,在陕西省铜川—黄陵—延安高速公路(简称铜延高速公路)上选取不同防护模式(穴状整地植草模式、挂网喷播模式、骨架植草模式)下有代表性的18个边坡、5块戗台和3块边坡坡脚平台为研究对象,调查了样地植物资源,分析了不同护坡模式边坡物种多样性特征、植被生长特征和土壤特性,找出了高速公路边坡植被恢复的关键因子,并对铜延高速公路护坡模式提出优化建议,为以后黄土丘陵区高速公路边坡生态防护提供借鉴。主要研究结论如下:(1)铜延高速公路边坡植物主要是人工种植的植物种,菊科、豆科和禾本科植物占优势。草本类植物占总植物种的80%,是边坡植被的主体,乔、灌、藤植物稀少。自然入侵的植物种类较多,但数量很少。不同位置物种数呈现边坡>坡脚平台>戗台规律;Shannon-Weaner指数呈现坡脚平台>边坡>戗台规律;Pielou指数呈现边坡>戗台>坡脚平台规律。穴状整地植草模式的物种数最多,有17种。骨架植草模式的物种有16种,其物种多样性及均匀度在3种模式中最高。坡向对Shannon-Weaner指数和Pielou指数有影响,骨架植草模式边坡阴坡、阳坡差异最大;穴状植草模式Shannon-Weaner指数阳坡<阴坡,Pielou指数阳坡>阴坡;挂网喷播模式的边坡物种多样性较低,Shannon-Weaner指数和Pielou指数阴、阳坡相差不明显。在穴状植草模式下,苜蓿(Medicago sativa L.)群落比苜蓿+柠条(Caragana korshinskii Kom.)群落生物多样性高;挂网喷播模式边坡的人工植被群落全部是苜蓿+黑麦草(Lolium perenne L.)群落,生物多样性低;骨架护坡模式下,小冠花(Coronilla varia L.)+黑麦草群落比小冠花+柠条群落更有利于边坡植物恢复。(2)不同位置植被盖度呈现坡脚平台>边坡>戗台规律。骨架植草模式的植被盖度最高,达到88.1%;挂网喷播模式的植被盖度最低,只有63.7%。坡向和坡位对边坡植被的生长影响很大,植被盖度呈现阴坡>阳坡,下坡位>上坡位>中坡位,不同坡位植被盖度呈现明显的分层现象。现有的“苜蓿+柠条”和“小冠花+柠条”等植被组合呈现剧烈的种间竞争。综合植被生长状况、物种丰富度及坡向坡位的影响,表现最好的是骨架植草模式,其次是穴状整地植草模式,最差的是挂网喷播模式;物种组合“小冠花+柠条”最优,“苜蓿+柠条”其次,“苜蓿+黑麦草”最差。(3)铜延高速公路边坡干旱缺水,肥力匮乏。有机质、全N和无机N含量处于极缺乏等级。土壤全P处于缺乏等级。坡向和坡位对边坡土壤理化性质影响很大。土壤水分和土壤养分均表现为阴坡>阳坡,密度值阳坡>阴坡。水分含量呈现下坡位>上坡位>中坡位规律,土壤养分含量呈现从上坡位到下坡位逐渐升高,有自上而下累积的趋势。3种护坡模式中,骨架植草模式涵养水分能力最强,其次是穴状整地植草模式,最后是挂网喷播模式。(4)水分是黄土高原地区高速公路边坡护坡成功与否的关键因子,提倡利用集水窖,开发路域水分集水技术措施。在植物组合方面,多采用“豆科+禾本科”、“草本+灌木”模式,充分利用“乡土树草种”,采用多种植物搭配,减弱或消除种间竞争,解决挂网喷播模式植被难以恢复的难题。推荐龙须草(Eulaliopsis binata)、侧柏(Platycladus orientalis)、木槿(Hibiscus syriacus)、枸杞(Lycium chinense)等15种适于用于边坡防护的植物。另外,要施加有机肥和氮肥,保护和收集表层土,增施磷肥和合理确定边坡坡度和斜面长。在以后的护坡工作中,应树立“差异化”理念,区别对待不同坡向和坡位的植被组合选择及养护管理模式。