十堰地區護坡植物適應性評價探究

湯旻燁 董治軍 金勤勝 肖衡林 ?？?萬娟

（1.中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司，湖北 武漢 430071；2.湖北工業大學生態道路工程研究中心,湖北 武漢 430068）

一、樣地概況

十堰市位于湖北省西北部，海拔在87m～2740.2m之間，相對高差2653.2m，地形特征復雜。為了全面了解十堰地區山坡植物，研究人員對樣地武神公路沿線展開了詳細的調查。調查采用現場隨機取樣的方法選取了16個典型樣地，兩個時節樣地選取地點無重復。通過高精度GPS定位16個樣地，同時測量海拔高度。此外，研究小組還采用了坡度儀測量樣地的坡度，采用鋼釬測量樣地土壤覆蓋層厚度，并隨機選取3處樣地測量覆蓋層厚度，取平均值作為最終厚度。樣地基本情況，如表1所示。

表1 典型調查樣地基本情況一覽表

調查山坡樣地海拔在529m～2116m之間。土壤覆蓋層最小厚度為6.2cm，最大厚度為28.7cm。坡度在17.0°～60.0°之間，其中30°左右居多。在此環境背景下，研究小組對樣地區域內的草、灌、藤、喬植物種類和植物群落展開調查。

二、調查結果與分析

（一）調查結果

經調查整理發現，公路沿線山坡樣地的常見植物共有263種，分屬82科，其中以薔薇科種類最多，有23種。此外，喬木、灌木、藤本、草本的植物種類數量與占總數的比例，如圖1所示。其中，草本植物種類最多，共計132種，占總數的50%。藤本植物種類最少，共計15種，占總數的5.8%。各植物類別中常綠種類數量與落葉植物數量占總數的比例，如圖2所示。其中大部分為落葉植物，共計219種，占總數的83.6%；常綠物種總共有43種，占總數的16.4%。由此可以得出結論：植物種類的排序表現為草本＞灌木＞喬木＞藤本。落葉植物的種類遠大于常綠植物的種類。常綠植物中，灌木所占比例最高。

（二）護坡植物初選

圖1 喬、灌、草、藤本植物占比圖

圖2 喬、灌、草、藤常綠植物與落葉植物占比圖

由于喬木高大、自重大，容易對邊坡的穩定性產生不利影響，所以公路邊坡不推薦使用喬木。灌、草、藤等常見植物根系發達程度、覆蓋度、繁殖方法、抗逆性能等方面未必能滿足防護要求，所以常見植物并非都是優良防護植物，需要篩選。根據十堰地區氣候特點，遵循生態學的生態位原理、生態適應性原理、生物多樣性原理及群落演替理論形成篩選條件，最后篩選出了26種灌木，9種草本和8種藤本植物。初步篩選確定的植物種類，如表2所示。

表2 初選的護坡植物種類

三、植物生態適應性評價

（一）護坡植物生態適應性評價體系

為評價植物生態適應性，此處引入生態功能指數計算公式（1）：

式中，δ為植物的生δ態功能指數；Xi為影響植物生態功能因子的量化分值（1～10）；n為影響植物生態功能因子的個數。

根據山區護坡植物群落的要求，選取耐寒耐貧瘠能力、根系固土能力、改良土壤能力、生物量、景觀功能、自然更新能力與共生能力7個生態功能因子，每個生態功能因子采用專家系統量化分級賦值的方法打分。每個生態功能因子分為1級、2級、3級、4級四個等級，對應的分值分別為9分、7分、4分、1分。

表3 護坡植物生態功能指數的分級與生態功能評價

最后根據護坡植物生態功能指數的計算結果，護坡植物的生態功能劃分，如表3所示。

（二）十堰山區武神公路沿線植物生態功能評價

根據現場調查打分，評價初選26種灌木的生態功能。結果表明，除了衛矛（6.5）之外，其余均＞6.5。生態功能指數≥7.9的灌木依次有美麗胡枝子（8.7），平枝栒子（8.5），鹽膚木（8.5），火棘（8.5），多花木蘭（8.5），胡頹子（8.2），皺葉莢 、莢 、毛黃櫨（7.9），生態功能指數最優。

評價初選的9種草本植物生態功能，結果表明：最優草本植物包括野菊、野艾蒿、麥冬及芒4種，生態功能指數為7.6，具有良好的生態功能。較優的草本植物包括落新婦（7.3）、白茅（7.1）及蒲公英（7.0）。

評價初選的8種藤本植物生態功能，結果表明：最優護坡植物包括金銀花、淡紅忍冬及絡石3種，生態功能指數為7.0，具有良好的生態功能。較優護坡植物為三葉木通，生態功能指數為6.6。

四、結語

護坡植物的選擇是山區公路防護的關鍵技術之一。通過分析調查結果，研究小組初步篩選出了適合十堰地區的護坡植物種類。采用專家系統量化分級賦值的方法，對初篩的灌木、草本、藤本三類植物開展了植物的生態適應性評價，計算出每種植物的生態功能指數，并按照生態功能指數的大小排序。優質的護坡灌木植物包括美麗胡枝子、火棘、鹽膚木、多花木蘭、平枝栒子、皺葉莢、胡頹子、莢、毛黃櫨；草本植物包括野菊、野艾蒿、麥冬、芒；藤本植物包括金銀花、淡紅忍冬、絡石。