(2)保持物種多樣性,建立自然群落結(jié)構(gòu)目前,學(xué)術(shù)界就物種多樣性在生態(tài)系統(tǒng)中的作用提出了很多假設(shè),如冗余種假設(shè)、零假設(shè)、特異反應(yīng)假設(shè)、鉚釘假設(shè)等,對這個問題的看法還沒有完全一致的認識。多數(shù)生態(tài)學(xué)家認為,物種多樣性是群落穩(wěn)定的一個重要尺度,物種多樣性指數(shù)高的群落,物種之間往往形成比較復(fù)雜的關(guān)系,植物鏈或植物網(wǎng)更加趨于復(fù)雜,當(dāng)面對來自外界環(huán)境的變化或群落內(nèi)部種群的波動時,群落有一個較強的反饋系統(tǒng),可以緩沖干擾。當(dāng)某一物種發(fā)生病蟲害時,不可能侵染所有的物種,即病蟲害不易傳播。植物的自然群落結(jié)構(gòu)是草、灌、喬三位一體的多層次的復(fù)雜結(jié)構(gòu),物種多樣性指數(shù)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害的危害而死亡,其他植物也會填補其留下的空白。
(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,在利用植物進行邊坡防護時采用的植物種類較多,這就要求擬定一個合理的配方,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(diào)與組合。綠化植物的選配除了要考慮它們的生態(tài)習(xí)性外,實際上還取決于生態(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(tǒng)生態(tài)功能的發(fā)揮和景觀價值的提高。因此,在選配植物時,應(yīng)充分考慮植物在群落中的生態(tài)位特征,從空間、時間和資源生態(tài)位上的分異來合理選配植物種類,使所選擇植物生態(tài)位盡量錯開,從而避免種間的直接競爭。
(4)遵從互惠共生的原理,協(xié)同植物之間的關(guān)系在植物生長發(fā)育過程中,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。它一方面從生長介質(zhì)中攝取養(yǎng)分和水分,另一方面也向生長介質(zhì)中分泌離子和大量的有機物質(zhì)。當(dāng)一些植物的分泌物對另一些植物的生長發(fā)育有利時,他們互惠共生,相互促進生長,如皂莢與七里香在一起生長時,互相都有促進作用;當(dāng)一些植物的分泌物對其他植物的生長發(fā)育不利時,就會影響其生長。群落中植物的分泌物對其他植物的生長發(fā)育有很大的影響,在選配植物種時應(yīng)高度重視。
(5)遵從固土護坡功能與美化環(huán)境兼顧原理,邊坡植物防護的主要目的是固土護坡、防止沖刷,兼有美化環(huán)境的功能。一般應(yīng)選擇干旱、瘠薄、根系發(fā)達、覆蓋度好、易于成活、便于管理、同時兼顧景觀效果的草本或木本植物。邊坡生態(tài)防護植物配置技術(shù)原則是采用以水土保持為主,兼具生態(tài)景觀效果邊坡防護要考慮對整個植被進行逐步恢復(fù),應(yīng)以林草植物為主進行生態(tài)模式配置,有利于固土護坡,防止水土流失,改善邊坡景觀和行車效果,有利行車安全。以適應(yīng)生態(tài)學(xué)理論為依據(jù),尊重自然、正視自然、保護自然、恢復(fù)自然,兼顧生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益,以達到四季常綠并可體現(xiàn)有當(dāng)?shù)靥厣木坝^效果;同時在選擇植物種類時要堅持生物多樣性,多科屬結(jié)合,喬、灌、草結(jié)合,營建喬、灌、草結(jié)合的多樹種、多結(jié)構(gòu)、多功能的復(fù)層生態(tài)景觀群落,有效增加綠量和綠葉面積,挖掘單位面積上的潛在生態(tài)力,提高葉面積指數(shù),整個綠化沿線注意立體空間上的線條變化和節(jié)奏感。但應(yīng)在考慮氣候、土壤、立地類型的基礎(chǔ)上,優(yōu)先選擇耐干旱、耐瘠薄、抗污染、觀賞性強的樹種及草坪地被植物,既能適應(yīng)當(dāng)?shù)赝恋貤l件,又能滿足綠化的要求,達到功能、藝術(shù)、科學(xué)的統(tǒng)一。
3.邊坡綠化工程中的難點問題及對策
隨著邊坡植物防護技術(shù)的推廣應(yīng)用,各類邊坡植物防護技術(shù)已發(fā)展成為公路、鐵路綠色通道建設(shè)中的重要組成部分,但也存在一些難點問題。
(1)邊坡植草的退化
在公路、鐵路等工程建設(shè)中,其邊坡綠化防護上投入的資金比例較低,在低投入、低養(yǎng)護或無養(yǎng)護情況下,邊坡草坪處于自生自養(yǎng)狀態(tài),極易退化、死亡。因為人工種植草種生長較弱、品種單一,隨著時間的增長,在養(yǎng)分水分供給較差的邊坡上都會呈現(xiàn)不同程度的草坡退化現(xiàn)象,這是一個十分突出和嚴重的問題,若草被退化得不到解決,不僅造成重復(fù)建設(shè)、資金浪費,而且起不到邊坡綠化防護效果,最終可能會引起水土流失、坡面坍塌等許多不良后果。
防治邊坡草被退化的重要措施就是喬灌草相結(jié)合,盡量模擬出當(dāng)?shù)氐闹参锶郝浣Y(jié)構(gòu),走向本地化。實際上國外已經(jīng)開始流行以喬灌木為主的綠化方式。天然植被一般都是草木混生的,在較高的貧瘠土質(zhì)或石質(zhì)邊坡上,采用草灌結(jié)合的客土噴播或噴混植生技術(shù)施工,可以將草種和灌木樹種進行混播,早期以草坪防護為主,后期以灌木防護為主,構(gòu)建喬灌草立體防護生態(tài)體系,達到恢復(fù)自然植被的目的。植物種子的選擇及配置應(yīng)走本地化的道路,以地帶性植被、鄉(xiāng)土植物為基調(diào),適當(dāng)引進適于本地生長條件的野生植物和外地植物。同時也應(yīng)考慮淺根植物和深根植物的結(jié)合、豆科植物與非豆科植物的結(jié)合,還要盡可能配置抗逆性強的植物和水、肥、光、熱利用率高的植物,這樣才能使植物更能適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚺c自然植被融為一體,建設(shè)一個具有生物多樣性的穩(wěn)定的、生命力強的立體生態(tài)群落。
(2)噴播時的植物種子配比與最終植物狀態(tài)
在較短的時間內(nèi)把開挖的邊坡恢復(fù)到自然狀態(tài),施工者將面臨:①植物種子的配比如何確定;②如何考慮當(dāng)?shù)刈陨鷥?yōu)勢群落的結(jié)構(gòu)特點進行種子配比;③如何確定噴播時的植物配比與最終形成的植物群落之間的動態(tài)關(guān)系。只有對這些問題作詳盡的調(diào)查研究分析,才能正確指導(dǎo)施工,否則邊坡的植物生長將無法實現(xiàn)人工強制綠化向原始植物群落的順利演替。
(3)干旱對土體很薄的坡面植物構(gòu)成威脅
開挖后的巖石邊坡,巖石層厚、整體性好,坡體高陡,對邊坡進行植物綠化后,隨著時間的增長,秋冬季干旱、夏伏季炎熱,土體養(yǎng)分逐漸流失,土壤肥力降低,如何解決邊坡呈現(xiàn)的無土、缺水、缺肥的狀態(tài)及邊坡植被面臨的干、熱威脅,這將直接影響到邊坡最終的綠化效果和生態(tài)效益。
邊坡綠化工程中的難點問題,是對邊坡生態(tài)防護可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境科學(xué)技術(shù)的挑戰(zhàn),邊坡生態(tài)防護技術(shù)涉及到工程力學(xué)、生物學(xué)、土壤學(xué)、肥料學(xué)、園藝學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)等學(xué)科,必須不斷在這些理論領(lǐng)域有所突破,積極引進開發(fā)新材料、新工藝及配套施工機械設(shè)備,充分吸收新的科研成果、先進技術(shù)和工程施工經(jīng)驗,注重國際和行業(yè)間的技術(shù)交流與合作??傊?,提高邊坡生態(tài)防護技術(shù)的科技含量,是邊坡綠化防護工程成敗的重要環(huán)節(jié)。
目前在邊坡綠化防護工程中,液壓噴播、客土噴播、噴混植生是具有典型生態(tài)防護施工技術(shù);在邊坡綠化養(yǎng)護工程中,滴灌、滲灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有節(jié)約水資源、提高成活率、促進草灌木植物生長的灌溉技術(shù);在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、農(nóng)菌及各種微生物肥料的應(yīng)用,具有促進植物生根、生長和發(fā)育,提高植物的生理機能和抗逆性。在這些新技術(shù)的應(yīng)用過程中,還有許多問題和工藝需要探討、改進,使其成本更低、操作更為簡單、效果更好。隨著邊坡生態(tài)防護各項科研技術(shù)的不斷深入,其各項新技術(shù)新工藝的應(yīng)用將日趨完善和成熟。