淺探灌木在邊坡生態(tài)防護中的作用

摘要：大規模的交通、水利、礦山等工程建設，給自然界留下了大量裸露的邊坡，導致生態(tài)環(huán)境惡化。運用生態(tài)學(xué)理論與方法，探討了邊坡生態(tài)防護的理論體系，在分析生態(tài)防護現狀的基礎上，論述了灌木在邊坡生態(tài)防護中的重要性。

關(guān)鍵詞：邊坡 生態(tài)環(huán)境 生態(tài)防護 灌木

　　在公路、鐵路、水利、礦山等基礎設施的施工過(guò)程中，原地貌植被的破壞不可避免，棄土、棄石、開(kāi)挖等會(huì )給和諧的自然環(huán)境留下大量的裸露邊坡。這些邊坡有的是巖質(zhì)邊坡，有的是土質(zhì)邊坡，或陡或平。根據恢復生態(tài)學(xué)原理，在排除環(huán)境干擾的條件下，土質(zhì)邊坡有自我修復、恢復的能力，但這是個(gè)漫長(cháng)的過(guò)程，隨著(zhù)環(huán)境的變化有很多不確定性，不能及時(shí)達到防護和綠化的效果。巖質(zhì)邊坡因缺乏植被生長(cháng)的條件，更難于自我恢復[1]。鑒于此，只有借助人工才能加快其恢復過(guò)程。利用植被穩定邊坡、改善生態(tài)環(huán)境在生態(tài)學(xué)上稱(chēng)為邊坡生態(tài)防護。近10多年來(lái)，人們開(kāi)發(fā)出了多種既能起到良好的邊坡防護作用，又能改善工程環(huán)境、體現自然環(huán)境美的邊坡植物防護新技術(shù)。它不同于以往的工程防護措施，能與傳統的坡面工程防護措施共同形成邊坡工程植物防護體系，以坡面長(cháng)期穩定為目的，以保護當地自然植物群落結構、恢復生態(tài)系統、防止水土流失、減輕管理工作量為宗旨，主要靠植物根系與土壤之間的附著(zhù)力以及根系之間的相互纏繞來(lái)達到加固邊坡的目的。邊坡生態(tài)防護可以涵養水源、減少水土流失，還可以有效地凈化空氣、保護生態(tài)、美化環(huán)境，具有生態(tài)效益[2]。
　　邊坡生態(tài)防護的主體是植物，目前采用最多的是豆科、禾本科等草本植物[3]，對灌木、喬木等木本植物研究較少，實(shí)踐中也不太成功，但木本植物在生態(tài)防護中有自己的優(yōu)勢。本文通過(guò)分析草本、木本植物在邊坡生態(tài)防護中的作用，著(zhù)重研究灌木的應用前景。
1　生態(tài)防護的理論體系
　　生態(tài)防護的目標之一是使植物存活并正常生長(cháng)。然而長(cháng)期以來(lái)，人們僅把不良自然條件下樹(shù)或草坪的成活作為研究目的，并在栽培方面獲得了很大成功，形成了一系列在不同條件下的施工工藝或技術(shù)，如植生帶、土工網(wǎng)、三維網(wǎng)、草袋、保水劑、生根粉等[4]�，F代生態(tài)防護工程則不能僅以植物存活為研究目的。大量的施工實(shí)踐證明，邊坡防護施工后，有的看似達到了生態(tài)防護的目的，表面上植被恢復了，水土流失也得到了一定的控制，但時(shí)間一長(cháng)，由于植物之間的惡性競爭或外界環(huán)境不能滿(mǎn)足植物生態(tài)習性的要求，致使植物生長(cháng)勢逐漸減弱，群落開(kāi)始逆行演替，剛剛恢復植被覆蓋的土地又會(huì )退化為裸地，形成水土流失現象[5]。
　　為發(fā)揮植物持續永久的綜合生態(tài)功能，應運用生態(tài)學(xué)原理構建一個(gè)和諧有序、穩定的植物群落，這一點(diǎn)非常重要，其關(guān)鍵是護坡植物的選擇。下面研究在不同的邊坡上制定物種配方應遵循的原則。
1.1　遵從植物生態(tài)習性，因地制宜
　　植物的生態(tài)習性是指植物生長(cháng)對環(huán)境條件的要求，包括氣候生態(tài)條件、土壤生態(tài)條件、生物生態(tài)條件等。氣候生態(tài)條件(光照、濕度、溫度等)影響植物的生長(cháng)繁殖，決定植物能否順利越冬、越夏;土壤生態(tài)條件(養分、肥力、結構、pH值、鹽分等)與植物的生長(cháng)密切相關(guān);生物生態(tài)條件關(guān)系著(zhù)植物的生長(cháng)發(fā)育。如果外界環(huán)境不能滿(mǎn)足植物的生態(tài)習性，植物生長(cháng)就要受到阻礙甚至發(fā)生退化。因此，在選配植物時(shí)應綜合考慮環(huán)境條件，因地制宜合理種植。
1.2　保持物種多樣性，建立自然群落結構
　　目前，學(xué)術(shù)界就物種多樣性在生態(tài)系統中的作用提出了很多假設，如冗余種假設[6]、零假設、特異反應假設、鉚釘假設等，對這個(gè)問(wèn)題的看法還沒(méi)有完全一致的認識。多數生態(tài)學(xué)家認為，物種多樣性是群落穩定的一個(gè)重要尺度，物種多樣性指數高的群落，物種之間往往形成比較復雜的關(guān)系，植物鏈或植物網(wǎng)更加趨于復雜，當面對來(lái)自外界環(huán)境的變化或群落內部種群的波動(dòng)時(shí)，群落有一個(gè)較強的反饋系統，可以緩沖干擾。當某一物種發(fā)生病蟲(chóng)害時(shí)，不可能侵染所有的物種，即病蟲(chóng)害不易傳播。植物的自然群落結構是草、灌、喬三位一體的多層次的復雜結構，物種多樣性指數高，在一般的情況下抗外界干擾的能力強，即使群落中一種或幾種植物受到病蟲(chóng)害的危害而死亡，其他的植物也會(huì )填補其留下的空白。
1.3　遵從生態(tài)位原則，優(yōu)化植物配置
　　基于物種多樣性的考慮，在利用植物進(jìn)行邊坡防護時(shí)采用的植物種類(lèi)較多，這就要求擬定一個(gè)合理的配方，因自然群落中的物種、種群不是偶然的組合，而是生態(tài)上的協(xié)調與組合[7]。綠化植物的選配除了要考慮它們的生態(tài)習性外，實(shí)際上還取決于生態(tài)位的配置，這是生態(tài)防護工作關(guān)鍵的一步，它直接關(guān)系到系統生態(tài)功能的發(fā)揮和景觀(guān)價(jià)值的提高。因此，在選配植物時(shí)，應充分考慮植物在群落中的生態(tài)位特征，從空間、時(shí)間和資源生態(tài)位上的分異來(lái)合理選配植物種類(lèi)，使所選擇植物生態(tài)位盡量錯開(kāi)，從而避免種間的直接競爭[8]。
1.4　遵從互惠共生的原理，協(xié)同植物之間的關(guān)系
　　在植物生長(cháng)發(fā)育過(guò)程中，根系作為植物和土壤的重要界面，不僅是重要的吸收和代謝器官，而且是重要的分泌器官[9]。它一方面從生長(cháng)介質(zhì)中攝取養分和水分，另一方面也向生長(cháng)介質(zhì)中分泌離子和大量的有機物質(zhì)。當一些植物的分泌物對另一些植物的生長(cháng)發(fā)育有利時(shí)，他們互惠共生，相互促進(jìn)生長(cháng)，如皂莢與七里香在一起生長(cháng)時(shí)，互相都有促進(jìn)作用;當一些植物的分泌物對其他植物的生長(cháng)發(fā)育不利時(shí)，就會(huì )影響其生長(cháng)。群落中植物的分泌物對其他植物的生長(cháng)發(fā)育有很大的影響，在選配植物種時(shí)應高度重視。
2　生態(tài)防護的現狀
　　目前，在生態(tài)防護中草坪應用比較廣泛。根據草種對氣候的適應性，可將草種分為冷季型草種(早熟禾屬、羊茅屬、黑麥草屬、胡枝子屬、苔草屬、三葉草屬、百脈根屬等)、暖季型草種(狗牙根屬、狼尾草屬、地毯草屬、鈍葉草屬、假儉草屬、馬蹄金屬、畫(huà)眉草屬等)、過(guò)渡型草種(野牛草屬、結縷草屬等)。在邊坡防護工程中大都選擇一些根系發(fā)達、固土能力強的草種，如早熟禾、黑麥草、羊茅草、狗牙根、假儉草、鈍葉草、馬蹄金等[10]，然后采用合理的施工技術(shù)播種，并精心呵護以保證一定的成活率。早期，種子發(fā)芽率高、出芽整齊，如黑麥草，播種7天后，發(fā)芽率可達90%以上，1個(gè)月后，原來(lái)裸露的邊坡就披上了綠裝。表面上看，植被恢復了，水土流失得到了控制，生態(tài)環(huán)境得到了改善，但這種好景不長(cháng)，短則一年半載，長(cháng)則2～3年就會(huì )發(fā)生衰退現象。如華南地區引進(jìn)的多年生黑麥草，不耐高溫、不能越夏，在夏天很快就消失，不能完成世代交替[11]，但麥草在初期生長(cháng)非常旺盛，有競爭優(yōu)勢。為達到四季常青的效果，在護坡工程中還常常采取冷季型草與暖季型草混播的措施，但因暖季型草在冬天枯萎后常阻礙冷季型草的發(fā)芽、繁殖，冷季型草在夏天又阻礙暖季型草的發(fā)芽、繁殖，還是很難達到四季長(cháng)青的效果。究其原因，我們認為這種生態(tài)防護工程旨在利用人工的方法加快植被恢復過(guò)程，往往違背了自然演替規律，在選配植物時(shí)，大多只考慮單個(gè)物種的生態(tài)習性，欠考慮物種間的競爭關(guān)系，忽略了物種多樣性對生態(tài)系統功能的貢獻。另外，草本植物在水土保持功能上也有一定的缺憾:一是根系較淺，固坡護坡效果較差;二是群落易發(fā)生衰退，二次恢復很困難;三是管理費用高;四是外來(lái)種的大量采用，對生態(tài)安全有很大風(fēng)險。
3　灌木在

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