张国辉，杨汉忠，宋桂锋，刘春霞，冯志秀，魏彦强，王庆龙

(1.云南公投集团公路建设有限公司，云南 昆明 650000； 2.云南恒达市政园林工程有限公司，云南 昆明 650000； 3.小磨高速公路改扩建建设指挥部，云南 西双版纳 666100)

高速公路边坡植被生态系统对边坡防护工程的结构、功能和效果具有十分重要的作用。生物多样性、物种丰富度、生长势都与生态系统的物质循环、能量流动、生态稳定性密切相关[1-3]。近年来学者不断地对边坡生态修复中物种组成、多样性、丰富度和群落特征进行研究，掌握植被生长恢复过程，提升生态功能。宋凤鸣等[4]在2017年对渭河盆地黄土边坡植物多样性及植被修复进行群落生态学调查，总结了优势植物；刘赛等[5]在2016年对北疆引水干渠边坡生态中植被丰富度、多样性进行研究；潘声旺等[6]在2013年对成渝高速永川段边坡绿化植物群落丰富度及生长发育进行检测；潘树林等[7]在2012年对深圳盐田港高速公路岩质边坡植物群落多样性进行调查分析。近年来，高速公路裸露坡面植被恢复多年后，植物物种丰富度、多样性及生长规律的研究开始出现，而针对边坡生态修复工程早期即初始植物群落的植物丰富度、多样性及生长规律的研究极少。然而，高速公路边坡植被生态系统的初始群落发育影响着边坡防护工程的成效，也决定了植被恢复措施实施的成败。从边坡植被的物种丰富度及生长规律可以直观地表现和预测边坡防护措施的发展及结果。因此，本研究选取云南西双版纳州景洪市、勐腊县境内小磨高速公路K42+248-K42+566路段，边坡防护措施实施1 a的土石混合边坡中段作为研究对象，调查分析植物物种丰富度及优势植物的生长规律，分析其变化，探讨各边坡防护措施实施效果的差异，旨在为筛选出合理优异的边坡防护措施提供参考。

1 研究区概况

研究区位于云南西双版纳州景洪市勐腊县境内小磨高速公路K42+248-K42+566路段，地处北纬21°09′—22°23′、东经101°05′—101°50′，海拔630 m左右，平均气温21 ℃，年均降水量1700 mm，属北热带湿润季风气候区。试验区位于小磨高速公路右幅路基边坡，为原土原石就地回填土，土壤类型属于红壤形成的土石混合。

2 研究材料与方法

边坡防护工程均采用种子绿化，种子配置均采用灌、草种子(相同比例)相结合的方式，以猪屎豆(豆科，草本)、黑麦草(禾本科，草本)、银合欢(豆科，灌木)种子为主(共占比80%)，辅助种详见表1。3种边坡防护措施为：播种+覆土+椰丝毯(A)、竹篾栅+表土回填播种(B)、播种+竹篾栅+泥浆(C)。实施时间为2016年2月。

选取该路段具有典型代表性的样地，每种防护措施下划出5 m×5 m的试验区作为研究样地，见表1。于2017年3月、6月、10月，采用群落生态学调查方法，在每个标准样地内，调查记录每一植物种名，对所有乔灌木和草本进行量测，记录物种高度、株数、所属层次及生长状况，利用网格估测法测量样地的总盖度[8]，计算各层植物丰富度和Simpson多样性指数，物种丰富度采用物种数占总体植物数量[7]。

表1 样地特征概况

3 结果与分析

3.1 不同边坡防护措施下样地的盖度

从表2可以看出，A处理在第2年3月时盖度与C处理相当，均处于较低水平，经过半年生长季后才达到100%盖度；而B处理在第2年3月的盖度已经达100%，随着生态修复的进行，在经历了7—9月雨季后，盖度只有90%。

3.2 不同边坡防护措施下物种Simpson多样性指数及丰富度比较

表2 不同边坡防护措施下样地的盖度

多样性指数反映的是一个群落或生境中全部物种个体数目的分配均匀程度。从表3可以看出，3种边坡防护措施的总体多样性指数均较高。从绝对值可以看出B措施在经过6月短暂的下降外，在10月回到与3月一致的均匀度；A措施在整个生长季的均匀度水平保持恒定。C措施的多样性指数有所升高。灌木多样性指数可以看出，A措施在3个时间点的多样性指数均处于较低水平；而B措施在3个时间点植物的均匀度均处于较高水平，B措施在经历1个生长季后灌木分布均匀程度有所下降；C措施的灌木分布均匀度较为恒定。草本多样性指数可以看出，3种处理措施都有较高的分布均匀度，且随着生长季的持续，分布均匀度有所提高。

表3 植物群落灌木和草本Simpson多样性指数

物种丰富度即物种的数目，是生态学中常见的反应植物多样性的指标。通过表4可以看出，3种边坡防护措施中，B措施只有1种灌木，A、C 2种措施有2种灌木，且A措施中灌木数量比B、C措施多；B措施草本植物的数量大于C措施，A措施中草本数量最少。从总体上看，3月B措施的植物数量最大，6月达到高峰，7—9月雨季过后，植物数量下降严重，结合现场勘查来看，边坡稳固性较差，护坡土壤和植物流失较大；A、C 2种措施的植被稳定性较好，并没有明显的增减。

表4 植物群落灌木、草本丰富度指数

3.3 不同边坡防护措施下优势植物生长状况

图1 3种优势植物苗高情况

通过基础数据可以得出3种防护措施的优势植物为猪屎豆、黑麦草、银合欢。

通过图1可以看出，A措施的猪屎豆具有很强的生长势，3—6月之间生长较为缓和，6—10月之间经历雨季后苗高实现较大的增长幅度。B措施苗高在整个生长季的增长较为均匀。对整个生长季苗高增长量做方差分析和多重比较，可以看出，猪屎豆在3种边坡防护措施下生长势不一致，表现为A>B>C，说明猪屎豆在播种+覆土+椰丝毯防护措施下，生长势更好，适应性优于其它2种防护措施。

从黑麦草的苗高增长情况可以看出，B措施的增长量最大，其次为C措施。A措施的黑麦草在3月高于其它措施，而整个生长季的苗高增长量却是最低的，B措施则正好相反。说明黑麦草在各边坡防护措施的生长适应性顺序为：B>C>A。

从银合欢的苗高增长情况来看，整个生长季，3种防护措施均有大幅增长。结合表5多重比较的结果可以看出，银合欢生长量对比为A>B、C，即银合欢在各边坡防护措施的生长适应性顺序为：A>B、C。

表5 优势植物苗高的增长量多重比较结果

*：α=0.05，3种措施均只做单因素方差分析及多重比较。

整体来看，3种边坡防护措施中，猪屎豆和黑麦草在3月份的生长势相差不大，整个生长季中，猪屎豆的苗高增长量均大于黑麦草。银合欢相比较其它2种草本植物来说生长势较为平稳。

4 结论与讨论

3种边坡防护措施的植物总体多样性指数均较高。A措施的灌木多样性指数在整个生长季处于较低水平；而B措施具有较高水平的多样性指数；C措施的灌木多样性较为恒定。3种措施的草本多样性指数都较高，且随着生长季的持续，分布均匀度有所提高。3种边坡防护措施中，灌木丰富度和数量的顺序依次为A>C>B。结合现场勘查来看，B措施在整个雨季的土壤和植被流失较大，因此B处理边坡稳固性较差；A、C 2种措施的植被稳定性较好，数量较为稳定。这说明，在边坡防护措施实施后的自然恢复初期，灌木的丰富度和数量决定了边坡防护措施的稳定性和持久性。

通过基础数据可以得出3种防护措施的优势植物为猪屎豆、黑麦草、银合欢。猪屎豆在3种边坡防护措施下生长势不一致，表现为A>B>C，说明猪屎豆在A措施中适应性优于其它2种防护措施。黑麦草在各边坡防护措施的生长适应性顺序为：B>C>A。银合欢在各边坡防护措施的生长适应性顺序为：A>B、C。整个生长季中，猪屎豆的苗高增长量均大于黑麦草。银合欢相比较其它2种草本植物来说生长势较为平稳。从整个生长季盖度来看，3种边坡防护措施在实际应用中均可以达到较好地防护裸露坡面的效果，从各植物群落经历雨季的表现来看，A、C措施更好地防止了水土流失，具有较好的边坡稳固性能。

通过分析3种生态修复措施的灌木丰富度和数量，同时结合盖度及优势植物生长势，结果显示，A生态修复措施是最佳方式。