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摘 要: 文章主要针对由于高速公路建设过程中忽视扰动土壤的生态管理从而导致成本居高不下和植被营建失败的普遍问题, 文章结合了目前我国公路景观生态工程建设的实际, 对路域环境生态治理进行了论证和探讨, 提出了一系列路域环境生态治理的措施。
关键词: 路域环境治理; 探讨
中图分类号： X734 文献标识码： A 文章编号：
1 公路路域环境生态治理
公路路域环境生态治理是利用生态工程技术和生态学原理,是将废弃的土地和扰动的土壤治理到可利用或是与周边生态环境相协调的状态。路域环境生态治理的任务就是治理和重建路域生态系统。从本质上说,实现植被的治理是最主要的 ,只有有了植被才可能会形成生态圈, 通过对公路建设中扰动土壤的整理、栽植、播种、人工管理和植被自然演替, 使它迅速治理并具有持续可视性和成为相对稳定的群落和路域生态系统, 从而充分地发挥路域生态工程在水土保持、景观构成、行车安全和减少噪声和废气对环境污染方面的作用。路域环境的生态治理必须是看作是景观改善、自然资源保护和再生产等综合问题的一部分。
2 公路路域环境生态治理的基本原则和主要做法探讨
2.1 公路景观与周围景观自然协调
公路是特殊类型的景观, 为自然和人工景观元素的综合体。公路景观同自然景观一样, 处于不断的发展过程之中, 同样遵从景观稳定性、变化和养分再分布的法则; 在消除或减弱人为干扰影响的条件下, 退化的公路景观会向地带性稳定的景观类型转变。公路路域环境生态治理和重建是促使公路景观较自然途径在较短的时间内变为稳定方式。路域环境生态治理工程要求做到公路景观与沿线地区自然与人文景观的和谐性, 确保路域生态环境治理和持续优化, 同时还必须考虑能满足公路行车之视线诱导、标志、指示、防眩和遮荫等交通安全方面的要求。因此, 路域环境生态治理作为公路整体工程的一部分, 其与土木工程设计同等重要, 必须贯彻论证、设计、施工和验收 4 同步的原则。进行路域环境生态治理工程设计时, 应尽量结合原有地形地物,保留原有自然植被、溪河、沼泽等自然景观, 追求自然, 减少人为因素, 特别在预留带(隔离带)设计上,强调和谐。
2.2 工程措施要结合生物措施, 不能偏废
在公路建设过程中, 主体工程应与路域环境生态治理工程密切结合, 并为随后的路域环境生态治理生物措施打基础, 创造植被生长和发育条件。公路建设在此方面绝不能“顾此失彼”。在整个路域环境生态治理工作过程中, 扰动土壤的整理是工作量最大、投资最多的生态工程建设工作。路域的自然地理条件、公路工程施工工艺和路域土地的治理利用方式决定了扰动土壤整理工程的复杂性。为减少路域整地工作量并尽量降低路域环境生态治理的投资, 应在公路主体工程建设过程中同步实施扰动土壤整理措施, 完善顾及路域环境生态治理方式的公路工程施工工艺, 最大限度地利用施工企业的生产机械进行扰动土壤的整理工作。表层土壤是公路施工前的原来土壤的表层, 它包括农用土壤的上表耕作层, 林地、灌丛草地根系密集的表层。农作物和乔、灌和草本植物主要从该层吸收养分和水分, 是植被快速治理必需的物质基础。因此, 保护和有效利用大量的有潜在肥力的表层土壤是现代公路建设的重要技术问题。在公路工程建设过程中, 这个问题还没有得到应有的重视,许多公路普遍缺乏有潜在肥力的岩土用于公路环境生态治理, 这种土壤亏缺现象主要是因为在公路建设过程中没有保存、分放有肥力的表层土壤。
2.3 改良扰动土壤, 促进植被治理
为在路域扰动土壤上营建稳定的人工植被, 还可以根据需要对扰动土壤的结构和成分进行改良。这些土壤改良和培肥技术措施包括: 扰动土壤的物理、化学改良; 施肥和种植绿肥; 引进固氮树种。物理改良就是利用客土方法在扰动土壤中掺入所缺乏的一定粒度组成的岩土中和有机质, 可显著改善扰动土壤成分。这种措施是非粘性石英砂质弃料场改良所必须的。经验表明, 对于砂质弃料场,保证乔木树种最低发育水平的临界粘粒含量不低于 4%, 用于营造人工林的岩土物理粘粒含量不应低于 15%。最常用作客土材料的是有潜在肥力的岩土和表层土壤。这种客土措施往往需要大量的土方工作, 在实践中应充分利用公路建设过程中铲除的表层土壤。扰动土壤的化学改良是运用沥青乳液、化工厂复合有机矿物化合物废料等化学改良剂来防止扰动土壤的风蚀, 并改善其理化性质。这些高分子化合物在合理配制后, 喷洒到扰动土壤表面, 不仅能促进表面固结, 而且能形成有利于根系、幼苗穿透的防护膜, 保持水分, 中和土壤酸碱度, 并提供一定量的营养元素和防止日灼。由于扰动土壤微生物数量少, 缺乏有效的养分生物富集过程, 植物所必须的营养元素亏缺常常是限制治理植被肥力和生产力的一个突出问题。施用矿质肥料、种植绿肥等能有效的促进扰动土壤有机物的累积, 对扰動土壤表层起良好的土壤改良作用。
2.4 植被治理以自然治理为主, 适当人工补种
公路路域扰动土壤植被的重建, 应以自然治理为主, 自然治理和人工种植相结合, 这不仅因为治理植被, 尤其是草坪型的植被, 投资与养护、管理费用过高, 且也不稳定。按传统园林或都市道路景观设计的草皮, 移植于草地和边坡, 必须经常修剪除杂和灌溉, 否则将退化而被当地乡土杂草所替代。因此, 只有在立交区和中央分隔带的局部区段才有必要人工种植的草皮、灌木, 但必须加强管理。
2.5 植被选择应以乡土种为主, 适当引入优良品种
样带调查和生物统计检验等研究表明, 以乡土植物种营建的治理植被生命力顽强, 一般代价很低且不会带来冲击当地生物多样性的潜在危险。植被选择和种植中要将生态学、植物学、园林学、种植学综合运用, 分析其生态环境特征, 进行植物种类的选择和配置模式的优化。特别需要提出的是豆科草本植物的引进具有积极意义, 它具有改良贫瘠的扰动土壤功能。
2.6 植物种选择要乔灌草结合
路域环境生态治理应采用乔灌草立体建设模式, 重视灌木的长期护坡作用。灌木护坡水土保持效果优于草皮, 投资成本低于草皮, 覆盖边坡后毋需进一步管理。配置模式设计时要适地适树、选树适地, 同时在公路匝道边坡和丘陵地斜坡地段下挖的陡峭断面, 除构筑工程护坡措施外, 应充分发挥攀援植物匍匐土表的水土保持性能。因这类边坡地土壤绿化性能很差, 加之砼体构件和石块护坡太阳辐射强烈, 植被治理难度较大。可于地段下部水分与养分条件较好处种植攀援植物, 如爬山虎和豆科藤萝等, 利用其攀援性能迅速覆盖边坡和挖方下切后留下的断面。
3 结论
(1) 路域环境生态治理, 是应用地质学、土壤学、生态学等有关学科理论, 通过路域生态工程建设与管理, 重建和治理扰动土壤上植被, 使路域生态系统达到功能完善、结构合理、生态稳定、经济有效的建设目标, 以便充分发挥其环境保护、水土保持、景观美化、交通安全等多方面功能。
(2) 路域环境的综合生态学研究必须成为生态因子评价及其动态预测, 保障土地生产力治理以及在生态学上稳定的路域植被治理和重建技术措施的基础。
(3) 公路是特殊类型的景观, 应与周围自然景观相协调。在公路建设过程中, 主体工程实施应与路域环境生态治理工程密切结合, 考虑生物措施的实施条件, 创造植被生长和发育条件。
(4) 路域环境生态治理植被应以自然治理为主,自然治理和人工种植相结合, 草灌乔相结合, 乡土植物种与引进种相结合等。
参考文献
[1] 马世骏.中国生态学发展战略研究[ M] .北京: 中国经济出版社, 1991.
[2] 刘燕华, 周宏春.中国资源环境形势与可持续发展[ M] .北京: 经济科学出版社, 2001.
[3] 章家恩, 徐琪.道路的生态学影响及生态建设[ J] .生态学杂志, 1995, 14(6): 74- 77.
[4] 李宗禹.矿区林业土地复垦原理与技术[ M] .北京: 中国林业科学研究院, 1996.
[5] 陈恩凤.土壤肥力物质基础及其调控[ M] .北京: 科学出版社, 1993.
关键词: 路域环境治理; 探讨
中图分类号： X734 文献标识码： A 文章编号：
1 公路路域环境生态治理
公路路域环境生态治理是利用生态工程技术和生态学原理,是将废弃的土地和扰动的土壤治理到可利用或是与周边生态环境相协调的状态。路域环境生态治理的任务就是治理和重建路域生态系统。从本质上说,实现植被的治理是最主要的 ,只有有了植被才可能会形成生态圈, 通过对公路建设中扰动土壤的整理、栽植、播种、人工管理和植被自然演替, 使它迅速治理并具有持续可视性和成为相对稳定的群落和路域生态系统, 从而充分地发挥路域生态工程在水土保持、景观构成、行车安全和减少噪声和废气对环境污染方面的作用。路域环境的生态治理必须是看作是景观改善、自然资源保护和再生产等综合问题的一部分。
2 公路路域环境生态治理的基本原则和主要做法探讨
2.1 公路景观与周围景观自然协调
公路是特殊类型的景观, 为自然和人工景观元素的综合体。公路景观同自然景观一样, 处于不断的发展过程之中, 同样遵从景观稳定性、变化和养分再分布的法则; 在消除或减弱人为干扰影响的条件下, 退化的公路景观会向地带性稳定的景观类型转变。公路路域环境生态治理和重建是促使公路景观较自然途径在较短的时间内变为稳定方式。路域环境生态治理工程要求做到公路景观与沿线地区自然与人文景观的和谐性, 确保路域生态环境治理和持续优化, 同时还必须考虑能满足公路行车之视线诱导、标志、指示、防眩和遮荫等交通安全方面的要求。因此, 路域环境生态治理作为公路整体工程的一部分, 其与土木工程设计同等重要, 必须贯彻论证、设计、施工和验收 4 同步的原则。进行路域环境生态治理工程设计时, 应尽量结合原有地形地物,保留原有自然植被、溪河、沼泽等自然景观, 追求自然, 减少人为因素, 特别在预留带(隔离带)设计上,强调和谐。
2.2 工程措施要结合生物措施, 不能偏废
在公路建设过程中, 主体工程应与路域环境生态治理工程密切结合, 并为随后的路域环境生态治理生物措施打基础, 创造植被生长和发育条件。公路建设在此方面绝不能“顾此失彼”。在整个路域环境生态治理工作过程中, 扰动土壤的整理是工作量最大、投资最多的生态工程建设工作。路域的自然地理条件、公路工程施工工艺和路域土地的治理利用方式决定了扰动土壤整理工程的复杂性。为减少路域整地工作量并尽量降低路域环境生态治理的投资, 应在公路主体工程建设过程中同步实施扰动土壤整理措施, 完善顾及路域环境生态治理方式的公路工程施工工艺, 最大限度地利用施工企业的生产机械进行扰动土壤的整理工作。表层土壤是公路施工前的原来土壤的表层, 它包括农用土壤的上表耕作层, 林地、灌丛草地根系密集的表层。农作物和乔、灌和草本植物主要从该层吸收养分和水分, 是植被快速治理必需的物质基础。因此, 保护和有效利用大量的有潜在肥力的表层土壤是现代公路建设的重要技术问题。在公路工程建设过程中, 这个问题还没有得到应有的重视,许多公路普遍缺乏有潜在肥力的岩土用于公路环境生态治理, 这种土壤亏缺现象主要是因为在公路建设过程中没有保存、分放有肥力的表层土壤。
2.3 改良扰动土壤, 促进植被治理
为在路域扰动土壤上营建稳定的人工植被, 还可以根据需要对扰动土壤的结构和成分进行改良。这些土壤改良和培肥技术措施包括: 扰动土壤的物理、化学改良; 施肥和种植绿肥; 引进固氮树种。物理改良就是利用客土方法在扰动土壤中掺入所缺乏的一定粒度组成的岩土中和有机质, 可显著改善扰动土壤成分。这种措施是非粘性石英砂质弃料场改良所必须的。经验表明, 对于砂质弃料场,保证乔木树种最低发育水平的临界粘粒含量不低于 4%, 用于营造人工林的岩土物理粘粒含量不应低于 15%。最常用作客土材料的是有潜在肥力的岩土和表层土壤。这种客土措施往往需要大量的土方工作, 在实践中应充分利用公路建设过程中铲除的表层土壤。扰动土壤的化学改良是运用沥青乳液、化工厂复合有机矿物化合物废料等化学改良剂来防止扰动土壤的风蚀, 并改善其理化性质。这些高分子化合物在合理配制后, 喷洒到扰动土壤表面, 不仅能促进表面固结, 而且能形成有利于根系、幼苗穿透的防护膜, 保持水分, 中和土壤酸碱度, 并提供一定量的营养元素和防止日灼。由于扰动土壤微生物数量少, 缺乏有效的养分生物富集过程, 植物所必须的营养元素亏缺常常是限制治理植被肥力和生产力的一个突出问题。施用矿质肥料、种植绿肥等能有效的促进扰动土壤有机物的累积, 对扰動土壤表层起良好的土壤改良作用。
2.4 植被治理以自然治理为主, 适当人工补种
公路路域扰动土壤植被的重建, 应以自然治理为主, 自然治理和人工种植相结合, 这不仅因为治理植被, 尤其是草坪型的植被, 投资与养护、管理费用过高, 且也不稳定。按传统园林或都市道路景观设计的草皮, 移植于草地和边坡, 必须经常修剪除杂和灌溉, 否则将退化而被当地乡土杂草所替代。因此, 只有在立交区和中央分隔带的局部区段才有必要人工种植的草皮、灌木, 但必须加强管理。
2.5 植被选择应以乡土种为主, 适当引入优良品种
样带调查和生物统计检验等研究表明, 以乡土植物种营建的治理植被生命力顽强, 一般代价很低且不会带来冲击当地生物多样性的潜在危险。植被选择和种植中要将生态学、植物学、园林学、种植学综合运用, 分析其生态环境特征, 进行植物种类的选择和配置模式的优化。特别需要提出的是豆科草本植物的引进具有积极意义, 它具有改良贫瘠的扰动土壤功能。
2.6 植物种选择要乔灌草结合
路域环境生态治理应采用乔灌草立体建设模式, 重视灌木的长期护坡作用。灌木护坡水土保持效果优于草皮, 投资成本低于草皮, 覆盖边坡后毋需进一步管理。配置模式设计时要适地适树、选树适地, 同时在公路匝道边坡和丘陵地斜坡地段下挖的陡峭断面, 除构筑工程护坡措施外, 应充分发挥攀援植物匍匐土表的水土保持性能。因这类边坡地土壤绿化性能很差, 加之砼体构件和石块护坡太阳辐射强烈, 植被治理难度较大。可于地段下部水分与养分条件较好处种植攀援植物, 如爬山虎和豆科藤萝等, 利用其攀援性能迅速覆盖边坡和挖方下切后留下的断面。
3 结论
(1) 路域环境生态治理, 是应用地质学、土壤学、生态学等有关学科理论, 通过路域生态工程建设与管理, 重建和治理扰动土壤上植被, 使路域生态系统达到功能完善、结构合理、生态稳定、经济有效的建设目标, 以便充分发挥其环境保护、水土保持、景观美化、交通安全等多方面功能。
(2) 路域环境的综合生态学研究必须成为生态因子评价及其动态预测, 保障土地生产力治理以及在生态学上稳定的路域植被治理和重建技术措施的基础。
(3) 公路是特殊类型的景观, 应与周围自然景观相协调。在公路建设过程中, 主体工程实施应与路域环境生态治理工程密切结合, 考虑生物措施的实施条件, 创造植被生长和发育条件。
(4) 路域环境生态治理植被应以自然治理为主,自然治理和人工种植相结合, 草灌乔相结合, 乡土植物种与引进种相结合等。
参考文献
[1] 马世骏.中国生态学发展战略研究[ M] .北京: 中国经济出版社, 1991.
[2] 刘燕华, 周宏春.中国资源环境形势与可持续发展[ M] .北京: 经济科学出版社, 2001.
[3] 章家恩, 徐琪.道路的生态学影响及生态建设[ J] .生态学杂志, 1995, 14(6): 74- 77.
[4] 李宗禹.矿区林业土地复垦原理与技术[ M] .北京: 中国林业科学研究院, 1996.
[5] 陈恩凤.土壤肥力物质基础及其调控[ M] .北京: 科学出版社, 1993.