高速公路绿化设计及植物选择

'高速公路绿化设计及植物选择种秀灵王慧觉保琦蓓黄峰（武汉理工大学资源与环境工程学院武汉430070）摘要：阐述了高速公路绿化设计的功能及原则，分析了目前高速公路绿化所存在的问题。鉴于植物的选择直接影响着绿化效果及其功能的实现，是绿化设计中急需完善的首要环节。因此详细探讨了高速公路重点绿化区域的物种选择原则。并依据该原则，以某在建高速公路为例，在对原生植被进行调查和土壤采样分析其PH值、有机质、阳离子交换量等参数的基础上，根据依托高速公路的立地条件，结合不同绿化部位的功能需求，筛选出适宜的绿化物种，作为一种方案推荐。关键词：高速公路；绿化设计；植物选择；生态效益；绿化功能；生态保护中图分类号：文献标志码：文章编号：高速公路绿化是实现公路建设可持续发展的需要，它需要在对沿线概况进行充分考察的基础上，树立大环境、大生态绿化的指导思想，将公路主体设计与环保工程设计有机地结合起来，本着经济、实用、美观的原则，因地制宜地进行生态性绿化配置。绿化不仅要起到美化路域环境，给高速行驶的司乘人员提供一个优美、舒适的旅途环境的作用，还要充分发挥植物的生态环保效应，达到保护、改善和恢复沿线生态环境的目的。1.绿化的功能1.保护环境：高速公路的建设给生态环境造成了负面影响，施工期，由于施工机械的使用和大量的开挖填方，损失了大量的植被，引起了水土流失，造成了空气污染；营运期，汽车尾气的排放，噪声的产生和有害物质的生成，都会严重危害到沿线居民的身心健康。绿化设计中对本地物种的充分采用，能够对原生植被起到有效的保护；因地制宜地进行生态性绿化，可以保护行车免遭风、雪袭击或减轻其影响程度，而且能够起到稳固路基、防止水土流失、净化空气、吸滞粉尘、降低噪声、防止路面排水对自然水体及土壤进行污染等重要作用，从而大大弥补和减缓了周围环境所遭受的破坏，提高了公路区域的环境质量。2.改善环境：一是以恢复生态环境为前提，对植物品种进行科学地选择和合理地配置，从而对交通运输环境与条件起到有效地改善，使其更加愉悦、舒适、畅通和安全。如中央隔离带的防眩，弯道及出口处的植物警示，隔离栅的绿篱防护，视觉污染点的遮蔽等。视线的畅通，使司机能在远距离内预见到前方路况的变化，提高了行车安全和营运效率；沿途景观的丰富，消除了司乘人员的视觉疲劳和旅途枯燥，利于他们集中精神。二是高速公路建设对种秀灵，女，25岁，硕士生，主要研究方向为环境规划及环境生态影响评价 沿线植被造成了生态切割，不仅破坏了自然景观的连续性，由此引发的边缘效应及林窗效应，还将会影响植物群落的演替和物种多样性的变化。因此，高速公路绿化带的建立，不仅能够美化公路景观，而且有利于提高森林群落对环境的适应性和调节能力。3.恢复环境：公路建设破坏了沿线景观的连续性，因此在进行绿化时，应以模仿自然为主，进行整体规划，尽量采用适合高速公路特殊环境的当地种来恢复原生生态群落,并适当引用驯化良好的外来种，以增强植物群落的稳定性和抗逆性。这样，公路景观与周围环境才能有机地衔接在一起，形成一个新的景观整体，更贴近自然景观，也更利于“恢复原生生态环境”目标的实现。2．绿化的原则（1）设计手法：对公路建设受损区做到全面绿化，为了保持景观连续性，设计时需具宏观意识，以使公路环境与周边环境相协调；但是单调的行车环境会引起司乘人员的视疲劳，成为车祸隐患，因此如何在“统一中求变化”更为关键。（2）树种选择：以本地物种为主，合理运用外来适宜品种，尽可能地丰富物种多样性。绿化植物要适应高速公路的特殊环境，要求其抗性好（抗旱、寒、污染、病虫），抗逆性强，根系发达、耐瘠薄，管护经济、便捷等。（3）在满足交通功能需求的前提下，着重考虑植物的生态防护功能，对绿化植物组合进行优化配置，使其发挥最佳生态效益，真正起到修复的作用。（4）本着经济、实用、美观的原则，因地制宜地进行合理规划设计，建成集功能、生态和景观为一体的高速公路。（5）绿化效果要做到远近结合，远期为主，近期为辅；快慢结合，先锋植物以速生为主，目标植物以慢生为主；常绿与落叶结合；观赏性及功能性结合，设计要能突显不同的人文背景和地域特色，植物造景要注意季相、色彩、空间层次及种植形式的合理搭配。3．存在的问题我国高速公路绿化近几年取得了长足的进展，但与欧美发达国家相比，绿化水平还有待进一步提高和完善。目前所存在的问题主要有：（1）高速公路绿化基本能够满足交通功能的需要，景观效果也还差强人意，但在生态效益方面，不能够从生态学的角度来考虑路域范围内的生态保护和生态恢复。（2）不重视自然规律，不尊重原生生态环境。对植物习性缺乏足够的了解，对原生植被没有进行详细地勘察，对土壤的理化性质没有经过分析测定，高速公路绿化不能真正做到因地制宜。（3）生物多样性考虑的不够，绿化模式单一，植物品种单调，不仅会造成景观上的单调，而且由于物种间缺少了空间上、时间上必要的补充和间隔，植物群落的稳定性和抗逆性差。 （4）大量引用外来物种，本土植物运用的较少。这样，不利于原生植被的保护，而且由于养护条件有限，后期很容易发生退化或死亡，不仅造成资源的浪费，也会增加生态系统重建的风险。（5）植物的选择和组合不够合理，这在很大程度上决定着绿化工程的成功与否。（6）对生态自然景观重视不够，公路绿化偏重于人为景观的营造和植物群落的人工搭建，使得高速公路形成一个封闭的、孤立的绿化带，与周围景观不协调、不融洽。（7）对一些需要绿化处理的区域点，如敏感点源、取弃土场等，只进行了简单的植树种草，没有详细的生态景观绿化设计[1]。（8）忽略了先锋植物的长速需求，边坡形成初期，土质比较疏松，容易造成水土流失。（9）资金投入不足，管理水平不高，重建设，轻养护。绿化模式、植物筛选、物种组合、施工工艺、养护管理等诸多环节影响着绿化功能的实现，尤其是“恢复原生生态环境”这一目标。植物，作为组成公路绿化景观、改善公路生态环境的重要物质基础，其选择至关重要，直接影响着绿化效果，甚至绿化工程的成败。因此，植物筛选是需要继续修正、完善的首要环节，下面就高速公路重要生态绿化区的物种选择问题进行了探讨。4.绿化植物的选择不同的绿化部位，功能需求不同，绿化方式也就不同。根据各绿化区域在整体绿化中所占的权重大小，以下着重介绍中央隔离带、边坡、互通立交、服务区及收费站的绿化植物选择。1）中央隔离带中央隔离带起着分隔交通、诱导视线、遮光防眩、净化空气、保障行车安全等作用，是公路绿化的重点之一。土壤因子和小气候条件是中央隔离带的主要限制因子，隔离带的立地条件十分恶劣，空气污染严重、灰尘量大，高温、缺水，抽梢、冻害严重，且绿化空间小，回填土土层薄，易板结，透水、透气性差，有机质含量低，保肥能力差，这些都严重威胁着植物的生长。在进行植物选择时，一是要贯彻“安全第一”的宗旨，保证遮光防眩的效果；其次，本着“环保优先”的原则，选择生态功能强并适宜立地条件的适生物种；二是要注意景观效果的营造，在以常绿为基调的基础上，适当点缀一些花灌木或是不断变换种植形式，调节司乘人员的视觉神经；三是从苗木的可获取性、种子成本和日后的管护费用方面来审视绿化方案的经济承受性，予以适当的调整。总之，绿化植物要满足生态功能和景观功能俱佳的要求，绿化风格还要与上下边坡、碎落台、隔离栅等区域保持一致，以使公路环境更为协调统一，与周边环境的衔接也更为自然。2）立交互通互通立交 绿化面积比较大，立地条件比较好，养护水平也比边坡及中央隔离带高，因此景观的可塑性较强，最能体现高速公路的绿化特色。作为高速公路上的重要节点，互通立交担负着疏导大量交通和引导城市过境的作用。因此，立交绿化首先要满足行车需要和视觉需求，通过合理地栽植，使交通空间更加开阔、清晰、便利。如环形匝道和三角地带内宜栽植高大乔木，用于为行车人员指示位置；跨线桥墩台和立交出口端部，可密植一些灌木或矮乔木，以减缓车辆因分流不及而失控时产生的冲击力，降低事故损失；匝道平曲线外侧可采用小乔木，用于引导行车人员的视线，预告前方匝道线形的变化；在顺行交叉口，为了保障行车人员的视线开阔，确保合流运行，宜栽植株高不超过1米的草丛或花灌木。立交景观主要以远观为主，比较重视群体美的效果，因此对植物的形态、色彩、季相的要求更高一些。绿化要围绕一个设计主题，以简洁明快的格局，从宏观上进行勾画，构建出独特的道路标志。当然，为了优化行车环境，微型景观的营造也不可缺。对乔灌草进行不同的镶嵌组合，可形成一个个景色各异的生态绿岛，追求景观变化的同时还可对破碎的生态斑块起到修补作用。立交绿化还要起到融合整体生态环境的作用，在植物的运用上，应尽量选择与公路其它绿化区域相似的植物种类和绿化形式。为使绿化效果更趋于完美，桥体及桥下视线所及的地块也应进行绿化，桥体通过栽植藤本植物以进行立体绿化，桥下以耐阴、耐旱的草坪或花灌木来满足桥下雨水少、湿度小、光照较差的环境[2]，如小叶扶芳藤、杜鹃、麦冬等。3）边坡路堤边坡绿化主要起着防止水土流失、改良土壤、稳固路基及边坡、协调道路景观与周边环境的作用。本着“远乔木、中灌木、近草坪”的原则，可根据土壤质地的不同和边坡地理位置的差异，选用不同的绿化模式和绿化物种。草本植物初期能够很快的覆盖整个坡面，有效地减缓地表径流，防止土壤侵蚀，而灌木的持久护坡能力好，且在后期能为草本提供良好的生长环境，两者相辅相成，缺一不可。草本植物最好将根系发达、成坪快、护坡能力好，抗逆性强的冷、暖季型草种进行一定比例的混播，如狗牙根、高羊茅和多年生黑麦草，混播不仅能强化绿化效果，提高草坪的整体适应性，还能延长边坡草坪的使用年限；灌木重点选用一些根系发达、涵水能力好，耐贫瘠，固坡性强的禾本科、豆科植物，如紫花苜蓿、紫穗槐、多花木兰等。隔离栅绿化首先起到阻挡、隔离作用，防止行人和动物进入，引发交通事故；其次，起到淡化工程痕迹，降低高速公路的高封闭性，协调景观的作用。因此，绿化主要以带刺、封闭性强的花灌木或攀援植物为主。如枸桔、枸骨、火棘、爬山虎等。此外，因隔离栅附近与原生生态环境最接近，还可选栽一些适宜的原生优势种，利于同背景的协调统一。 路堑边坡绿化除了要达到稳定边坡、协调景观的目的，还肩负着诱导视线，影响行车舒适感和公路工程环境建设的任务。即在满足护坡功能、交通功能的同时，还要强化其景观功能，尤其是较大的迎面坡，美化最为重要，这是设置标志性景观的最佳地点。同路堤边坡相比，路堑边坡的立地条件更为恶劣一些，因此，工程防护是必不可少的手段，它需要为植物的生长创造有力的条件，在此基础上，对植物进行筛选时，要着重考虑其抗干旱、耐瘠薄的特性。物种的选择上，主要以草灌为主，种类尽可能的多样化，一来有利于提升植物群落的稳定性和抗逆性，二来便于因地制宜地制定不同的组合方式，在统一的主体风格中，追求个体景观的差异。乔木由于其深根性，原则上不宜在贫瘠的路堑边坡生长，但在坡顶至隔离栅内侧，可适当地选用一些背景林中的原生优势种，列植于坡顶，以减弱边坡上方雨水对坡面的冲刷，与原生生态环境的过渡也更为自然一些。藤本植物和悬垂型植物主要用于碎落台的绿化，起到软化边坡的作用。4）服务区、收费站和停车区服务区、停车区和收费站是高速公路的门面，是司乘人员和管理工作人员休息的地方，它对景观的要求相对其他地段要高，其绿化水平从侧面反映出一条高速公路的建设理念和服务理念。因此，在构建服务设施和绿化设计时，要坚持“以人为本”的原则，处处体现出应有的人文关怀。譬如，在服务区外围密植一些降噪滞尘物种，如女贞、香樟、水杉、夹竹桃等，可大大降低区内居民所受到的噪声干扰和粉尘侵害；园区内多种植一些枝叶繁茂、冠大荫浓的乔木，或是利用藤本植物来装饰凉亭、廊道，都能有效减少地面热辐射，方便司乘人员休憩、纳凉；在洗车台附近栽植一些高大、喜湿植物，既能防止车辆被曝晒，又能缓解水泥建筑给人的单调、硬质感；再者，厕所附近，可种植一些香化植物等等。服务区一般设在沿途风景优美，文化氛围比较浓郁的地方，这为展示当地的人文背景提供了一个平台。绿化时，应优先选用本土特色物种，它们适应性强、种源多，能突出反映地方差异，司乘人员也可根据它们来识别不同的地方。附属区绿化面积大，绿化基础好，养护条件高，因此植物的选择范围比较广，绿化格局也可丰富多样。整体上，以常绿树种为主，渲染出浓郁的绿色气氛；微观上，借鉴于园林绿化手法，根据各个部位的功能要求，结合不同的建筑背景，充分利用植物的形状、色彩、层次、质感、神韵，创造出各具特色的环境景观。综合考虑植物的生态功能和美化效果，可将吸滞粉尘、降低噪音、吸收有害气体、杀菌抗虫等特性作为筛选物种的主要指标。5.植物选择原则在公路绿化中的实际运用下面以某高速公路K0～K17标段为例，具体谈谈如何进行植物的选择。1）原生植被调查首先，要对公路两边的原生植被进行调查，这是搞好公路绿化的重要前提。公路两侧各300米的范围内，植被受到的人为干扰比较严重，根据土壤质地的不同和植被的分布情况，选取了几个有代表性的植物群落作为样地，然后对植被的种类、大小和密度进行了详细勘察。经过调查，共有16种植物为原生优势种，其中乔木9种，灌木6种，草1种。分别是：乔木：马尾松、喜树、短柄枹、栓皮栎、枫香、乌桕、山胡椒、野板栗、白背叶灌：牡荆、盐肤木、刺梨、野荆芥、菝葜、黄栌 草：狗牙根2）土壤分析土壤结构、肥力、化学成分等特性，对植物的生长都有一定的影响。研究公路土壤环境的特点，可为植物选择和土壤改良提供参考，进而促进了生态环境恢复这一目标的实现。PH是土壤最重要的化学性质，它是土壤各种化学性质的综合反映，与有机质的合成和分解、各种营养元素的转化与释放、土壤保持养分的能力都有关系。有机质是土壤的重要组成部分，它能够改善土壤的物理和化学性质，有利于土壤团粒结构的形成，从而促进植物的生长和养分的吸收。阳离子交换量(CEC)的大小是衡量土壤保肥能力的主要指标，是判断土壤肥力和合理施肥的重要依据之一。该标段内，前7公里属低山丘陵区，但地势相对平整，呈微丘地貌，土壤基本为水稻土，后10公里属低山重丘区，地形比较复杂，土壤以黄棕土为主。表1给出该标段的土壤采样分析测定结果。表1土壤采样分析测定结果桩号指标K5～K6K9～K10K12～K13PH值5.55.95.7有机质含量（g·㎏-1）26.9010.0315.19阳离子交换量（cmol·㎏-1）24.025.9415.63从分析结果看，该标段的土壤理化性状变化不大，土壤呈微酸性，有机质含量不高，保肥能力中等，这对选用适宜的外来物种具有很强的指导意义，并且对种植前和养护过程中土壤的改良提供了参考，利于提高苗木的成活率。3）植物选择范围相邻地区的公路上，经过3～5年的试种，综合评价高的新优绿化树种，可以考虑适当地引入；再者，相同或相邻的纬度上，气候差异不大[3]，植物的生长类型也比较接近。这一理论为扩大植物的选择范围提供了依据。K0～K17标段位于长江以北、黄河以南，因而适生于这一地区的植物均可纳入筛选范围。4）植物选配实例基于上述分析，本文给出边坡植物选配的例子。边坡绿化模式可分为乔灌草型、灌草型、藤本型、地被型、草坪型等六种形式[4]。多层次的乔灌草搭配，不仅易于创造出优美的景观效果，而且能够提高绿地的垂直绿视率和植物群落内部的自我循环能力[5]，使安全、生态及景观的综合效益达到最大化。因此，K0～K17标段边坡绿化以乔灌草型绿化模式为主要设计方式，并适当运用一些藤本和攀援植物用以软化坚硬的岩石边坡或土石混合边坡。 边坡绿化首先要考虑植物的生态防护功能。根据土质和立地条件，经过仔细筛选，适用于该标段的物种主要有：（1）固土护坡：澳洲金合欢；木豆、多花木兰、紫穗槐、伞房决明、迎春、火棘、野蔷薇；高羊茅、黑麦草、白三叶；小叶扶芳藤（2）滞尘、降噪、净化空气：垂柳、枫香、蜀桧；木槿、小叶女贞、火棘、紫穗槐（3）抗风、防雪物种：短柄枹、湿地松、枫香、紫穗槐、香花槐、枫杨。（4）保护原生植被，丰富物种多样性：山胡椒、枫香、栓皮栎、短柄枹、乌桕；黄栌、菝葜、盐肤木、刺藤；狗牙根。与普通公路相比，高速公路绿化要更具优美舒适、畅通和谐的特点，为达到这一目的必须通过景观美化来完成。因此该标段的边坡绿化配置中选用了一些彩叶植物或花灌木用以适当的点缀，以丰富道路景观。（1）彩叶植物：黄栌、金叶女贞、红继木、枫香、盐肤木、乌桕。（2）观赏型物种：澳洲金合欢、杂交马褂木、乌桕、枫香；火棘、黄栌、金叶女贞、菝葜、金丝桃、木槿、红继木、木芙蓉、云南黄馨、黄刺玫。（3）软化边坡物种：菝葜、常青藤、小叶扶芳藤、云南黄馨、爬山虎。高速公路的行车速度很快，两侧的绿化植物如果变化过频【1】，会产生一种跳跃感，对行车人员的视觉造成干扰，与初衷背道而驰。因此，高速公路绿化必须以常绿为建植基调，适当运用落叶树种，以丰富季相变化，营造动态美。该标段内选用的常绿物种有：火棘、金银花、小叶女贞、铺地柏、金丝桃、木豆、伞房决明、迎春、澳洲金合欢、杂交马褂木、湿地松、蜀桧。边沟是高速公路的排水区，在这里栽植的树木必须具有较强的耐水性能。该标段边沟两侧可供绿化的地方比较小，故采取乔木+地被植物的配置形式。喜湿乔木有：木芙蓉、枫杨、垂柳、湿地松、马褂木。地被植物有：狗牙根、白三叶。6.结论高速公路绿化是在满足交通安全的前提下，最大限度的恢复生态环境并再造景观。这是一项系统而又复杂的工作，它涉及到众多学科，并相互交叉、渗透，设计单位需要在详细调查、科学分析、全面考虑的基础上，因地制宜地进行生态绿化设计。目前我国的高速公路绿化在交通功能和景观效果方面考虑的比较周全，但在生态效益方面，做的还不够。本文试着从生态学的角度来考虑植物筛选这一问题，对其选择原则进行了补充和完善：一要重视对原生生态环境的调查、分析；二要加强对本地物种的运用；三要尽可能提高物种多样性；四要尽量模仿建设前或临近区植物群落的组成，以顺应群落的自然演替，实现原生物种的逐步恢复，使整体生态效益达到最佳。植物选择这一问题的完善，为绿化工程中其它环节的继续探索奠定了基础，将会共同推进保护、改善和恢复原生生态环境这一绿化功能的实现，最终达到公路建设的可持续发展。 参考文献[1]赵迁乔,宋夫才.我国高速公路绿化调查分析[J].中外公路,2005(4):：213~215[2]张建国,何方.我国高速公路绿化景观设计综述[J].江苏农林职业技术学院学报,2005(1)：12~16[3]李秀国.公路绿化植物的选择[J].内蒙古公路与运输,2006(2)：52～53.[4]尹吉光.高速公路绿化初探[D].北京林业大学硕士学位论文,2003.[5]霍琳瑾.沪嘉高速公路绿化[J].华东公路,1995,6(97)：63~65AfforestationDesignandPlantSelectionforFreewayConstructionChongXiulingWangHuijueBaoQibeiHuangFeng（SchoolofResourceandEnvironmentalEngineering，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070)AbstractThisarticleillustratesthefunctionandprincipleofafforestationdesignforfreewayconstruction,andanalyzescurrentproblemsinafforestationproject.Becauseplantselectionaffectsdirectlythequalityofafforestationandtherealizationoffunctions,itisthefirstaspecttobeperfected.Therefore,thisarticlediscussesthemethodstochooseplantsscientificallyformainafforestationareasalongthefreeway.Takingafreewayforanexample,onthebasisoftheaboveprinciples,theinvestigationoftheoriginalvegetationandthemeasuringresultsofsoilparameters,suchasPHvalue,organicmatter,cationexchangerandsoon,itconsiderstheconditionandfunctiondemandofdifferentafforestationareasandselectssuitableafforestationplants,asaschemeforrecommendation.Keywords:freeway；afforestationdesign；plantselection；ecologicaleffect；afforestationfunction；ecologicalprotection'