植生混凝土適用植物評價與篩選

許 諾，蔡金術，朱江麗，鄭衛國

（1.廣東省園林與生態環境工程技術中心，廣東 深圳 518026；2.深圳文科園林股份有限公司，廣東 深圳 518026）

植生混凝土也稱綠化混凝土或者生態混凝土，它是以多孔混凝土為骨架，將適生材料填充到多孔混凝土的孔隙中，并覆蓋混凝土表面，將植物種子混合在適生材料中，經過一段時間培育后，植物萌發生長，植物根系在多孔混凝土孔隙中延伸生長，植物與混凝土融為一體，形成具有一定強度與植被覆蓋度的環境友好型支護材料，主要應用于河岸護坡、停車場地面、高速公路路間隔板等。對于植生混凝土目前研究主要在混凝土配方及制備方面，對于適合在植生混凝土應用的植物研究相對較少，更多的植物適應性研究集中在護坡、水土保持、耐鹽堿等方面。張淑芬等[1]采用耐鹽堿、耐踐踏、抗旱、生長速度、覆蓋度指標篩選鹽堿地綠化植物，篩選出耐鹽堿植物羊草、苔草、鵝絨藤；孫兆楠等[2]采用成活率、覆蓋度、截留雨水能力及根系生長指標對33 種植物的鹽堿地適應性進行評價，篩選出了紫穗槐、狗牙根、沙棘等8 種具有推廣價值的鹽堿地植物；左蓓蓓等[3]在對早熟禾、無芒雀麥、堿茅等5 種植物的護坡性能進行評價，采用色澤、綠期、抗旱、抗寒、耐瘠薄等指標；鄧菊芬等[4]在對馬棘、狼尾草等6 種護坡植物進行評價，采用萌芽力、結實能力、生物量、競爭性等指標；胡興等[5]在進行植物工程護坡質量評價時，采用了根系抗拉力、群落生物量、植物抗逆性等指標對護坡效果進行評價；胡淼等[6]在進行高速公路護坡植物篩選時，采用耐陰、抗污染、固氮能力等指標對23 種植物進行評價，篩選出草木樨、高羊茅等9 種抗逆性強、護坡效果好、成本低廉的植物；陳學平等[7]選擇了高度、密度、主根長度等指標評價了27 種植物，篩選出馬棘、苦刺等適用于公路護坡的植物；裴彩霞[8]在對狼尾草、百喜草等植物的水土保持能力進行評價時，采用了覆蓋度、生物量干重等指標；陳亭禮[9]在進行邊坡綠化植物適應性研究時，采用了出苗率、抗沖刷、養護費用等指標進行評價，篩選出結縷草、苜蓿等植物作為護坡應用基材；王樂[10]選用耐淹、凈化能力等指標進行河道護坡植物的篩選；尹冬梅[11]在評價57 種菊科植物耐淹性評價中，選擇葉色變化、黃葉程度、淹水處莖顏色作為評價指標，篩選出8 個菊科耐澇品種。

本研究借鑒護坡、耐鹽堿、耐淹植物評價指標及方法，嘗試建立植生混凝土植物適用性評價體系，通過對在生態修復方面表現良好的植物進行評價，篩選出適合用于植生混凝土領域的優良品種。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于湖南省岳陽縣文科園林苗木基地，年平均氣溫16.9℃，極端高溫40℃，極端低溫－3℃，年光照1 590.2～1 722.3 h，年降水量1 289.8～1 556.2 mm。

1.2 試驗材料

多孔混凝土：水泥采用P.O42.5 型號，粗集料為12～24 mm 礫石，摻合料硅灰，外加劑聚羧酸減水劑，使用上述原料制備多孔混凝土，養護28 天后主要指標：抗壓強度25 MPa，孔隙度36～40，內堿度8.8%～9.0%。

填隙材料：主要材料為天然土，添加少量蛭石、泥炭、羧甲基纖維素鈉及過磷酸鈣，通過灌注方式將填隙材料填充到混凝土孔隙中。

植物：試驗植物共40 種，其中以禾本科植物（15 種）與豆科植物（12 種）為主。

表1 試驗植物

1.3 研究方法

1.3.1 田間實驗法 將試驗植物以播種或移栽方式種植到植生混凝土上，經過養護管理植物開始正常生長后，對已在植物成活情況、生長狀況、物候期等情況進行田間觀測記錄，對生長量、抗逆性、生態性等相關性能進行試驗。

1.3.2 文獻資料 通過相關文章及資料書籍，查找試驗植物評價相關研究，了解進行植生混凝土植物評價的主要指標與內容。

1.3.3 綜合評價 研究采用層次分析法對試驗材料的引種表現進行綜合評價。通過文獻查閱及行業專家咨詢，構建植生混凝土適用植物評價體系。體系包括1 個目標層，7 個準則層及37 個因子層（表2），對各指標因子的結果進行等級劃分，給予相應得分（表3），通過調查問卷方式得出指標相對重要性，建立判斷矩陣，通過一致性檢驗，最終確定各因子權重（表4）。

表2 植生混凝土適用植物評價體系

表3 植生混凝土適用植物評價體系等級評價方法

表4 各級指標權重匯總

2 結果與分析

植生混凝土適用植物評價結果（表5）表明，紫穗槐、香根草、無芒雀麥、蘆葦及木豆綜合表現最好，可作為植生混凝土建植的主力品種；傘房決明、高羊茅、多年黑麥、葛藤、剪股穎、沙打旺、田菁、香絲草、象草、草木犀、紫花苜蓿綜合表現較好，可以根據不同應用場景作為補充品種；三葉草、金雞菊、銀合歡、刺槐、百脈根、鵝絨藤、披堿草、檸條、地菍、小冠花、狼尾草綜合表現一般，作為植生混凝土植物謹慎使用；黃花槐、蜀葵、荊條、淡竹葉、狗牙根、臺灣二號、蜈蚣草、沙棘、結縷草、金盞菊、大葉油草、金毛耳草、早熟禾綜合表現較差，不適合作為植生混凝土植物使用。

表5 植生混凝土植物適用性評價結果

2.1 紫穗槐

豆科紫穗槐屬，落葉灌木，高1～4 m，原產美國，現在我國東北、西北、華北及長江流域省份皆有分布。作為植生混凝土植物有以下優點：（1）覆蓋度及植株密度高，削減雨水沖刷帶來的水土流失能力強；（2）生長速度快、能夠快速形成防護；（3）具有較強的滯塵殺菌能力。

2.2 香根草

禾本科香根草屬，多年生草本，主要分布在江蘇、浙江及華南地區。作為植生混凝土植物有以上優點：（1）根系發達，固土能力強；（2）抗逆性強，具有較好的耐旱、耐淹、耐鹽、耐陰及抗病蟲能力；（3）種子發芽率及植株成活率高，綠期長，防護功能形成塊且持續。

2.3 無芒雀麥

禾本科雀麥屬，多年生草本，主要分布在西南地區及北方大部分地區。作為植生混凝土植物有以下優點：（1）根系分布范圍廣，具有良好的固土能力及抗沖刷能力；（2）抗逆性強，具有較好的耐旱、耐淹、耐寒、耐貧瘠、耐踐踏及抗病蟲能力；（3）種子發芽率及植株成活率高，綠期長，防護功能形成塊且持續。

2.4 蘆葦

禾本科蘆葦屬，全國各地均有分布。作為植生混凝土植物有以下優點：（1）植株生長速度快，能夠快速形成地面防護；（2）具有較強的自繁能力，能夠維持種群；（3）耐淹性極強并能夠耐受鹽堿，具有較強的抗病蟲能力。

2.5 木豆

豆科木豆屬，直立灌木，高1～3 m，主要分布在長江流域及以南地區。作為植生混凝土植物有以下優點：（1）生長速度快，具有較高的覆蓋度，坡面防護效果好；（2）葉面積大，滯塵能力及雨水截流能力強。

3 結論

篩選出的優良品種中，紫穗槐和木豆作為豆科灌木，主要占據上層空間并發揮固氮作用，香根草和無芒雀麥占據底層，并發揮其抗逆性優勢，蘆葦可以作為堤岸防護植物應用，根據氣候條件及防護用途的不同可以選擇不同組合搭配使用。植生混凝土內部可供植物根系生長的空間僅有土壤的30%～40%，可供給植物的養分含量偏少，pH 值偏堿性，這些因素均會對植物生長造成阻礙，通過對植生混凝土特殊生長條件下植物表現的研究，篩選出更多可用于植生混凝土的植物品種，能夠為該技術的推廣應用起到促進作用。