【论文精选】西藏林芝地区高等级公路生态袋边坡修复技术应用研究

西藏自治区位于青藏高原的主体，地势高峻，地理特殊。近年来，经济建设的跨越式发展推动了公路建设的飞速发展，而公路的建设不可避免地对周边植被及地貌造成严重的破坏。

林芝地区是林芝至拉萨高等级公路的起始路段，地质地貌独特，具有典型的高原高寒气候、蒸发量大、紫外线强烈、土壤养分不均衡、边坡土质疏松极不稳定等特点。目前，已建成的公路大多处于傍山依水路段，边坡陡峭，在风蚀和水蚀的作用下，易发生水土流失导致公路坍塌、山体滑坡等现象。如不及时采取边坡修复措施，则会造成毁灭性的环境问题。

生态袋护坡技术被称作“三维排水柔性生态护坡技术”。原材料为聚丙烯(PP)或聚酯纤维(PET)，具有不变形、抗老化、抗冻融、耐酸碱、无毒、不溶于污染液体的可回收等特点。生态袋的水土保持能力强，对幼苗具有深根锚固、浅根加筋的功能。该技术被广泛用于水土保持、河道护岸、水库和湖泊防护等工程建设中。特殊的高原气候与地理地貌特征，体现公路边坡修复工程的异常艰巨性。高原边坡修复，必须采用强力防止水土流失又适合植物生长，确保边坡长久稳定的植被修复技术，在高寒地区这方面的研究甚少。

植物正常生长的关键因素就是水分和养分。水分是种子萌发生长的先决条件，若水分不能满足种子萌发期物质代谢的需求，种子就不能正常萌发。但水分过多会造成氧气供应不足，导致发芽能力下降。养分是植物生长发育所必需的营养物质。有研究表明，水分和供氮含量不合理将严重影响植被的出苗率、高度、基茎粗、盖度、密度和生物量等形态指标。科学合理的灌水和施氮条件可提高根系对土壤中水氮的吸收率，从而促使地上部分的生长，对植物正常生长发育起着至关重要的作用。

为此，本研究在借鉴欧美多个国家使用数年的柔性边坡修复技术的基础上，对林芝地区特殊的高寒气候及土壤性质进行系统分析，选用经高原地区引种驯化筛选出来的抗逆性极强的4种优良禾本科牧草种子黑麦草(Lolium perenne)、高羊茅(Festuca elata)、草地早熟禾(Poa pratensis)、老芒麦(Elymus sibiricus)为供试材料，设生态袋不同水氮供应水平，在林—拉高等级公路起始路段进行边坡和平地的植被修复试验。以期从适宜牧草材料的选择、合理的栽培技术、水肥调控等方面，探索适合西藏高寒地区公路边坡修复的技术。

林芝地区位于西藏尼洋河畔的河谷地带，海拔2950m，年均气温8.6℃，最冷月0.2℃，最热月15.6℃，极端最低温-15.3℃，极端最高温30.2℃，年降水量634.2mm，平均相对湿度71%。年日照时间1988.6h，日照比例46%，无霜期180d，为季风气候，霜冻期为9月至翌年5月初。土壤有机质为3.04%，全氮为0.151%，C/N比达21.7，全磷为0.095%，全钾为2.08%，碱解氮为105mg/kg，速效磷为9.7mg/kg，速效钾138mg/kg。

生态袋：规格0.53m×0.35m，原材料为高新技术特种材料聚丙烯(PP)，为难降解的生态合成材料。保水剂、粘合剂(青岛睿达进出口有限公司)：保水剂(聚丙烯酸钾)为白色颗粒晶体状，60~800目的高分子聚合物，可吸收超出自身质量300~500倍的去离子水。粘合剂(聚丙烯酰胺)为白色小颗粒状，20~80目的水溶性高分子聚合物。硫酸钾型复合肥：中农中际化肥(山东)有限公司，白粒无机养分[51%(N25-P8-K18)；48%(N22-P10-K16)、48%(N16-P16-K16)，硫酸钾型45%(N15-P15-K15)]加上黑粒有机养分(氮≥16%，氨基酸≥20%，腐殖酸≥16%，有机脂≥20%)。农家有机肥：当地购买。土壤取自当地农田较好的沙壤土，清除碎片、根系、树枝。根据试验要求分为种植土和喷播土。种植土混合成分：有机肥15g/kg、复合肥0.11g/kg。根据要求，将肥料均匀洒施到种植土中捣匀。喷播土混合成分：有机肥0.37~0.55g/kg，复合肥养分主要以N为主导因素，分别设4个供氮水平，再添加保水剂和粘合剂，用量均为0.2778g/kg。先将有机添加剂和肥料按要求置土中捣匀，再与植物种子均匀混合。边坡和平地条件均一致。供试材料：早熟禾、高羊茅、黑麦草、老芒麦，均来自西藏农牧学院高寒草地保护与培育实验室西藏野生种质资源圃。

2014年6月14日在西藏林芝地区林—拉高等级公路起始路段选择典型的水土流失、植被严重退化的地段进行修复试验。总面积为35m²，其中边坡15m²(坡度45°，长10m)、平地20m²，播种方式均采取混播。混播草种选择经高原地区引种驯化筛选出来的抗逆性极强的4种优良禾本科草种黑麦草、高羊茅、草地早熟禾、老芒麦等，依顺序混播比例为4:3:2:1。种植面积以1m²(6个生态袋，土质量为270kg/m²)为1个单元确定其播种量和肥力水平。试验设供氮量(N)和供水量(W)双因素处理。当地作物施氮水平在0.05~0.10g/kg，据此氮处理设置4个水平，分别为：不供氮处理(N₀=0 g/kg)、低氮(N₁=0.0278g/kg)、中氮(N₂=0.0556g/kg)、高氮(N₃=0.0833g/kg)处理；试验用沙壤土的饱和含水量为85%~90%，据此将灌溉水平设2个水平，分别为：低水(60%~70%，W₁=60mL/kg)和充分灌水(85%~90%，W₂=85mL/kg)。每处理3次重复。播后，由人工浇水管养并定期观测数据。

通过研究生态袋不同水氮供应条件对边坡和平地植被萌发生长的影响发现：出苗早期，在充分灌水、低氮(W2N1)时，边坡植被的出苗率、株高、盖度、密度和地上植被干质量均达到最高水平，到出苗后期在中高氮条件下植被密度最高。而平地上，在充分灌水中高氮(W2N2/N3)时，植被出苗率、盖度和密度均最高，植株较高大，到出苗后期，平地植被的生长对水分的需求由充分灌水转变为低水条件。

总的来说，在适宜的水氮条件下，植被出苗率、株高、地面覆盖率、密度和生物量等指标均较理想，而在低水无供氮(W1N0)时，出苗后期边坡和平地植被的出苗率、高度、盖度均较低，但具有一定面积的分布。这与供试优良草种对逆境的耐受性有关，而且其生长发育明显受生态袋水氮供应条件的影响。在(W1或W2)N1时，边坡生态袋植被出苗率、高度、盖度较平地高。综上所述，生态袋在边坡上能起到植被修复的作用，且不论是生态袋植被修复技术还是植被修复高抗牧草组合、适宜的水肥设计等方面均应得到推广，从而为高寒地区边坡修复工作中提供指导。

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