鐵路沿線植被景觀建設方法探討

霍俊芳，張 菊

（1.鹿泉金隅鼎鑫水泥有限公司二分公司，河北 鹿泉 050200；2.唐山市豐南區林業局，河北 豐南 063300）

鐵路沿線植被景觀建設方法探討

霍俊芳1，張 菊2

（1.鹿泉金隅鼎鑫水泥有限公司二分公司，河北 鹿泉 050200；2.唐山市豐南區林業局，河北 豐南 063300）

鐵路建設會導致通過區地層或山體不穩定、植物覆蓋率降低、風化作用加強、水土流失加劇等問題，鐵路沿線生態環境保護受到了前所未有的重視，植被景觀建設是鐵路沿線生態環境建設的重點和難點。該文根據鐵路沿線的環境情況，總結了鐵路沿線植被景觀建設原則，植被景觀建設技術方法，鐵路沿線植被景觀建設過程存在的問題及解決途徑，為生態恢復技術在鐵路沿線的產業化推廣應用提供參考依據。

鐵路沿線；景觀建設；生態環境保護；生態恢復

鐵路工程建設通常會對通過區地表結構產生較大改變，通過加載、卸載、滲流、熱流等多種作用形式對沿線生態環境產生擾動，導致區域地層或山體不穩定，植物覆蓋率降低、風化作用加強、水土流失加劇等后果[1]。鐵路對沿線環境的影響一般在線路兩側300m以內。當擾動強度超過環境的承載力時，造成環境的不可逆破壞，進而可能產生次生災害；由此導致滑坡、泥石流等嚴重地質災害，并對交通線路形成損壞。一般來說，線路越長，通過區地質環境越復雜，其影響和破壞的程度就越大。據不完全統計，世界上75%以上滑坡災害與人類工程活動有關；中國鐵路沿線由于人為原因形成的泥石流溝就有170多條[2]。

1 鐵路建設對環境的影響

1.1 征占用地、破壞植被

工程建設中路基填筑、橋遂建設、取棄土作業、施工便道、倉儲等不可避免要占用土地、鏟挖植被，或者壓實地面、踏踩地表覆蓋層，從而改變地表結構。在戈壁荒漠、山地等生態脆弱地帶，這種活動會因擾動地表“結皮”或“礫冪”，破壞土壤和植被結構，促進沙漠化或石漠化的發展。

1.2 加速沿線水土流失

鐵路建設將對沿線土壤產生壓踏和損毀，導致土壤和植被結構破壞，土壤微生物消失，土壤毛管水消失，進而導致土壤貧瘠化，無法提供水分和營養物質供植物生長。建設工程對區域環境產生帶狀切割和斑狀切割，過多的裸露地面，地表水流沖刷嚴重，加速水土流失狀態，并可能誘發嚴重生態環境問題，如：滑坡、泥石流等。

1.3 阻隔野生動物活動

鐵路工程為線型工程，工程建設將會對整體生態環境產生線性切割，將原有生境一分為二，使區域生態系統的物流、能流、物種流被迫發生改變，尤其是會對野生動物的活動形成阻隔。此外，工程建設占用大量土地將會使原來棲息于這些地區的野生動物失去部分自然棲息、繁殖的場所及食物基地[3]。一些敏感的、對棲息環境要求較高的野生動物將會受到鐵路建設的影響。

1.4 生態型用水的阻隔

生態型用水是指保證恢復和維持生態系統健康發展所需的水量，即提供一定質量和數量的水給自然生境，以求最小化地改變自然生態系統的過程，并保護物種多樣性和生態完整性[4]。生態型用水在人類的建設開發活動中往往被忽視。由于原有地貌甚至地質結構的改變，原有的地表水和地下水徑流方向被迫改變，有時會引起局部生態用水產生嚴重短缺的問題。

2 鐵路沿線景觀植被選擇原則

植被選擇是鐵路沿線植被恢復成功和區域良好景觀建立的關鍵因素，在植物種類選擇上需要考慮多方面的因素，如土壤條件對植物的制約性、植物與周圍景觀的融合性、植物的生態效應、植被的自然演替規律等。

2.1 以土壤條件為基礎

鐵路建設過程中大量的開山挖石使原有的土壤條件產生了較大的改變，表現為土壤缺損程度高、穩定性差、土壤水肥分布不均勻、土壤硬度大、過高或過低的pH值等，為了保證植物栽培的成功，建立長久的、自然的景觀格局，在選擇植被類型上應充分考慮其對貧瘠土壤的適應性。

2.2 從景觀融合的角度考慮

景觀是指土地及土地上的空間和物質所構成的綜合體。它是復雜的自然過程和人類活動的烙印。景觀具有經濟、生態和文化的多重價值，已成為表達社會和自然空間特征的常用方法。而景觀格局特征在維護生物多樣性，保護物種，完善整體結構和功能，促進景觀結構自然演替以及抗干擾能力等方面是不同的[5]。現在，人類對景觀結構的影響將隨著人類歷史的延長和技術的發展而越發強烈，隨著人類活動范圍的日益擴大，正在有越來越多的自然景觀被人工景觀所逐漸代替[6]。

根據黃土高原地區以往盲目改造林相和追求植樹造林面積導致生態建設失敗的教訓說明，對景觀生態價值的認識與區域生態安全評價，需要考慮區域生態承載力[7]與景觀生態服務功能的持續性[8]等多方面因素。Ludwing等[9]在4種不同景觀結果中的研究表明：景觀中的灌叢斑塊對景觀功能有重要影響。沒有灌叢斑塊的景觀其徑流損失比有斑塊的景觀多25%，條紋狀和線狀灌叢鑲嵌格局比點狀灌叢鑲嵌格局截獲徑流的能力高8%且生產力提高10%。而且灌木與喬木有利于路域景觀與周圍景觀的相互融合。

鐵路沿線景觀的再造需要充分考慮區域原有景觀的協調性和人工景觀的穩定性。由于鐵路沿線工程建設對環境的高強度破壞，建議在平原采用以喬木為主的風景防護林景觀，在山區則采用以灌叢、灌草叢為主的生態和風景兼顧的地表保護景觀。

2.3 從生態效應考慮

2.3.1 穩定邊坡結構 植物對增強鐵路沿線邊坡的穩定性有一定的貢獻。據孟慶華等[8]報道，在地形梯度上設立灌叢緩沖帶和減少斑塊面積，建立鑲嵌景觀格局，相當于減少了坡長和坡度，增加了邊坡的穩定。眾多學者（張洪江、許岳飛、石禮培、鄧輔唐等）[10-13]均認為栽植多種植物類型，有利于增加坡面粗糙度、削弱徑流動能以及雨滴勢能、降低水蝕對坡面的破壞。因此，草、灌、藤相結合的多種形式的植被類型更有利于邊坡的穩定，在邊坡的植物選擇上應盡量豐富植被類型。

2.3.2 增加土壤保水保肥能力 土壤中養分和水分的含量對植物的生長有一定作用，而植物對土壤的水肥能力也有一定的反作用。許岳飛等人[11]將豆科灌木（Cajanus cajan）、銀合歡（Leucaena leucocephala）、禾本科牧草非洲狗尾草（Setaria sphacelata）、高羊茅（Festuca arundinacea）以及豆科藤本牧草大翼豆（Macroptilium atropureum）、豆科草本白三葉 （Trifoli um repens） 和雜三葉（Trifolium hydridum）進行組合，以測定不同組合方式的水土保護效果，最后通過水土保持功能的多項測定分析，“灌+草+藤”復合型模式——“木豆+非洲狗尾草+高羊茅+大翼豆+白三葉+雜三葉”模式優于其他模式。究其原因，可能是因為灌草藤地有效的改變了毛管孔隙度與非毛管孔隙度比值。另外凋落物增加地表覆蓋度，降低地下水分蒸發。還有豆科植物有著很強的固氮能力，增加了土壤中的養分。據Lal R[14]報道，合歡等高等植物籬—農作物系統中徑流攜帶的NO3—N、PO4—P養分損失較籬耕坡地為少，但徑流中鹽基離子（Ca、K、Mg、Na）卻比較高，他認為是由灌木植物籬的深根系擴大了養分循環的范圍，將下層土壤中鹽基離子吸收到地上部分而進入表土所致。而Mittal S P et al[15]的研究表明，豆科樹種銀合歡修剪的枝葉作為綠肥，在化肥昂貴地區可以替代部分化肥，尤其氮肥的作用。這些都說明了適當的植物搭配可以減少水土流失、改善甚至增加土壤肥力，特別是豆科植物在邊坡土壤水肥不足的情況下具有重要的意義，在植物選擇時應多加考慮。

3 鐵路沿線植被景觀建設存在的問題及解決途徑

一般來說，植被的重建與恢復應遵循所處地區的經濟與自然環境條件。通常有3種途徑：第一種是使其自然恢復，不作人為干擾，恢復過程需要很長的時間；第二種是在人類的幫助下，恢復到初始狀態，如果成功就成為真正的恢復，如果不成功可能就恢復到某一階段；第三種是直接建立人工植被[16]。鐵路沿線情況特殊，因其土壤養分、水分等受限制，自然恢復通常難以進行，而建立人工植被這種途徑被廣泛應用，但是實踐證明這種方法也是不理想的。很多邊坡植物在栽植初期生長旺盛，覆蓋率高，水土保持效果也不錯，然而隨著時間的推移，植物就會出現衰退現象，難以形成穩定的植物群落。

究其原因，一是在生態修復過程中較多采用草本植物，對灌木、藤本植物的應用較少，植物群落缺乏多樣性；二是生境基材的適應性和可持續性不夠；三是建植植物覆蓋率過高不利于鄉土植物侵入。因此在建立人工植被的同時給予空間讓其能夠自己進行恢復的方式成了我們的最優選擇。邊坡植物防護的最終目的是建立一個穩定健康的植物群落，恢復其原有的生態功能，因此在邊坡防護中不僅要考慮近期控制水土流失、泥石流等自然災害的需求，同時更應考慮未來群落演替的類型，根據不同的防護方法和植物群落的演替規律，對目標植物群落進行合理的設計。在進行目標植物群落類型設計時應找出不同坡面生態修復的限制因子，針對不同的限制因子，設計不同的群落類型，選擇不同的物種。此外，還應注意選擇不同生態位的物種，盡量用生態適宜性強的本地植物。確定可能恢復的目標植物群落，據此來構建坡面先鋒植物群落，改善坡面土壤，小氣候條件以便為最終演替的目標植物群落創造有利條件[17]。卓慕寧等[18]認為，草本植物可作為先鋒植物，豆科植物可改良邊坡貧瘠的土壤環境，有利于當地鄉土植物的自然繁衍演替，從而達到人造植被向自然植被方向演替的目的。

4 小結

鐵路沿線植被景觀建設不僅要求考慮景觀效果，還要考慮其生態功能、植被演替規律和地質安全性。因鐵路沿線土壤條件的特異性，在植物配置時不僅要考慮景觀與環境的融合，土壤條件和植被的正常生長和演替也是關鍵因素。選擇適宜的植物種類和創造良好的群落結構是植被恢復成功的保障；草本植物早期生長快，對防止初期的土壤侵蝕、減少水土流失效果好；豆科灌木植物具有固氮作用，改良土壤效果好，鄉土灌木適應性強，能促進群落順向演替；喬木可防風固沙、保持水土、維持邊坡的穩固，對邊坡生態恢復的作用明顯；喬灌草群落保持水土的能力要強于灌草群落和草本植物群落，故在鐵路沿線植被景觀建設過程中，應營造合理的喬灌草植物群落。

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U418.9

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2012-08-15