近年來中國高速公路迅猛發(fā)展，有力地促進了沿線區(qū)域經(jīng)濟、政治、文化發(fā)展。然而高速公路建設(shè)作為一項與自然生態(tài)環(huán)境緊密相關(guān)的工程，它不可避免地會對沿線自然生態(tài)環(huán)境造成一定程度的破壞，如植被破壞，水土流失，土地分割，景觀及生物生存環(huán)境破壞等。邊坡作為公路的重要組成部分，對防止水土流失、維護路基穩(wěn)定起著重要作用，所以邊坡防護問題也越來越受到重視。中國高速公路建設(shè)邊坡防護長時間停留在工程防護與綠化防護等簡單防護上，對生態(tài)防護研究及應(yīng)用較少。本文就邊坡生態(tài)防護理念及其生態(tài)防護措施進行探討，以期為今后高速公路邊坡生態(tài)防護理論提供參考。

1國內(nèi)外邊坡生態(tài)防護研究現(xiàn)狀

發(fā)達國家十分重視公路沿線生態(tài)環(huán)境的保護與公路的綠化工作，已從過去的普通綠化進一步發(fā)展到目前的生態(tài)景觀綠化，普遍采用生物防護及生物與工程措施相結(jié)合的生態(tài)防護技術(shù)，使公路建設(shè)與大自然融為一體［1－7］。早在20世紀30年代，美國政府提倡高速公路植被地帶寬度以公路兩側(cè)48～100米為宜，有選擇地種植草花、宿根花卉、灌木和喬木，其林型由低到高，既能起到防護作用，又不影響行車視線。五十年代后，隨著公路的大量興建，公路建設(shè)對環(huán)境的影響越來越受到社會的關(guān)注，為此美國制訂法律要求新建公路必須進行綠化。美國的公路邊坡防護原則概括為“自然為主，人工為輔”，追求邊坡與周圍環(huán)境最大限度地協(xié)調(diào)，體現(xiàn)自然景觀特點［3－4］。加拿大在公路建設(shè)中十分重視人與自然的和諧統(tǒng)一，如在公路建設(shè)中強調(diào)保存自然與歷史遺跡，沿公路建立生物通道，保持自然及生物的連續(xù)性，公路建設(shè)中明確規(guī)定了公路與自然區(qū)域要保持一定距離，將交通對環(huán)境的負面影響降到最低。盡管日本的高速公路建設(shè)到20世紀60年代后期才拉開序幕，但是目前日本在高速公路生態(tài)恢復(fù)技術(shù)水平上處于世界領(lǐng)先地位。他們的策略是“環(huán)境優(yōu)先、自然再生”［6］。日本的公路生態(tài)防護基本特點是“精細化”，因國土面積狹小，且山地丘陵縱橫，其公路斷面形式以整體式為主，生態(tài)防護形式重點為對坡面植被恢復(fù)進行基礎(chǔ)研究與開發(fā)應(yīng)用，公路邊坡生態(tài)防護因地制宜地采用了較多的生態(tài)技術(shù)措施［5－6］。此外，英國、意大利等國將加筋土技術(shù)與植被防護技術(shù)相結(jié)合，修建了包裹式的加筋土植草墻面的擋土墻［7］。

中國從90年代開始逐漸從采用單純的圬工防護技術(shù)，如漿砌塊石、干砌片石、噴射混凝土等，轉(zhuǎn)變?yōu)椴捎弥脖恢亟夹g(shù)進行邊坡生態(tài)防護［8］。即邊坡防護從工程防護為主逐漸過渡到綠化防護、生態(tài)防護。1993年中國引進土工材料植草護坡技術(shù)，隨后土木工程界與塑料制品生產(chǎn)廠家合作，開發(fā)研制出了各式各樣的土木材料產(chǎn)品，如三維植被網(wǎng)、土工格柵、土工網(wǎng)、上工格室等，結(jié)合植草技術(shù)在高速公路邊坡植被恢復(fù)中陸續(xù)獲得應(yīng)用［9］。1996年昆曲高速公路開始對公路邊坡采取植被恢復(fù)與重建的形式，以減少水土流失，恢復(fù)生態(tài)環(huán)境，從此高速公路走向生態(tài)建設(shè)型道路［10］，2003年研究出的巖石邊坡植生基質(zhì)的PMS技術(shù)，在北京五環(huán)高速公路紅山巖石坡面防護中應(yīng)用效果良好［9－10］。至今，根據(jù)中國不同的坡面類型，已建立了多種綜合技術(shù)體系，主要有開溝植草法、三維植被網(wǎng)施工技術(shù)、厚層基材噴播技術(shù)、土工格室護坡技術(shù)、種子袋護坡技術(shù)等［10－12］。然而中國邊坡防護在植物選取配置研究、生態(tài)位研究、邊坡景觀設(shè)計等相關(guān)研究遠遠落后于一些發(fā)達國家。

2高速公路邊坡生態(tài)防護理念及原則

2．1生態(tài)位原理

生態(tài)位是指一個種群在生態(tài)系統(tǒng)中，在時間空間上所占據(jù)的位置及其與相關(guān)種群之間的功能關(guān)系與作用。生態(tài)位這一概念既表示生存空間的特性，也包括生活在其中的生物的特性，如能量來源、活動時間、行為以及種間關(guān)系等。生態(tài)位概念不僅指生存空間，它主要強調(diào)生物有機體本身在其群落中的機能作用和地位，特別是與其他物種的營養(yǎng)關(guān)系。

邊坡生態(tài)系統(tǒng)是一個生物物種相對簡單，營養(yǎng)物質(zhì)相對稀少，養(yǎng)分循環(huán)供應(yīng)有限的比較脆弱的生態(tài)系統(tǒng)。在邊坡生態(tài)防護過程中，應(yīng)對相應(yīng)自然條件下的物種生態(tài)學特點進行分析，確定相關(guān)植物在其環(huán)境中的適應(yīng)性表現(xiàn)和相應(yīng)的時空位置。充分利用物種間的共生關(guān)系，減少物種生態(tài)位的重疊，建立不同物種間的營養(yǎng)交換渠道，是維系邊坡生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展和演化的重要途徑［5］。

2．2群落演替理論及生物多樣性原理

在生物群落發(fā)展變化的過程中，一個群落代替另一個群落的演變現(xiàn)象，稱為群落的演替。任何一個群落在其形成過程中，至少要有植物的傳播、植物之間的競爭以及相對平衡等各種條件和作用。群落演替的主要標志是群落在物種組成上發(fā)生質(zhì)的變化。生物多樣性是指一定范圍內(nèi)多種多樣活的有機體(動物、植物、微生物)有規(guī)律地結(jié)合所構(gòu)成穩(wěn)定的生態(tài)綜合體。這種多樣包括動物、植物、微生物的物種多樣性，物種的遺傳與變異的多樣性及生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。

群落演替和生物多樣性原理提示我們:邊坡生態(tài)群落種群的設(shè)計，要考慮群落演替的動態(tài)變化，從初級群落向頂級群落演化過程中的變異和控制;要考慮一旦出現(xiàn)逆演化和退化現(xiàn)象時的引導(dǎo)性養(yǎng)護措施的實施。邊坡生態(tài)系統(tǒng)的建群物種要豐富且適宜，種群單一或簡單會導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，抗干擾能力下降;種群過多導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)生存競爭加劇，造成系統(tǒng)自組織能力降低，不利于植物群落健康演化［5］。生態(tài)護坡多樣性物種篩選時，應(yīng)分析物種間的共生關(guān)系，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)植物種群的有效匹配。多物種匹配時不是只要是鄉(xiāng)土物種就可混種混植，鄉(xiāng)土物種間也有相克和生態(tài)位重疊的不同物種。避免這些物種的混種混植，可有效提高邊坡生態(tài)系統(tǒng)的功能和作用。

2．3邊坡景觀生態(tài)設(shè)計原理

景觀設(shè)計是指按生態(tài)學與美學原理對局地景觀的結(jié)構(gòu)與形態(tài)進行具體配置與布局的過程，包括對視覺景觀的塑造。高速公路邊坡景觀的設(shè)計基本原則:“安全、和諧、因地制宜、持續(xù)性、經(jīng)濟、可行、體現(xiàn)時代和地方特色、環(huán)保、符合美學”［13］。具體如下:(1)安全保持穩(wěn)定性原則。高速公路邊坡在長期的使用過程中經(jīng)受雨水、巖土體自重、溫度等自然因素的作用，嚴重影響了其穩(wěn)定性和安全性。確保邊坡的穩(wěn)定和安全是對邊坡進行美化的基礎(chǔ)，邊坡的景觀化歸根結(jié)底還是要保證工程的安全。(2)減少擾動和破壞原則。保留和恢復(fù)原有良好景觀效果的自然植被;切忌為片面追求景觀效果而破壞邊坡本身的環(huán)境。(3)因地制宜，突出地域風格原則。強調(diào)利用現(xiàn)狀地形設(shè)計景觀，盡可能減少工程量，順坡就勢進行地形改造，理順地形，搞好水土保持，最大程度地提高景觀效果。另外景觀設(shè)計應(yīng)融生態(tài)環(huán)境、城市文化、歷史傳統(tǒng)與現(xiàn)代科技、現(xiàn)代理念并充分地結(jié)合地域特征和人文特點，創(chuàng)造出具有鮮明風格的道路景觀。(4)永久性原則。由于路基缺乏有機質(zhì)，盡量選擇根系深廣，耐旱、耐熱、耐寒、耐瘠薄土壤，抗污染、涵水能力強，適于粗放管理的植物，避免日后大量的人工維護和管理。(5)經(jīng)濟、景觀、社會效益兼顧原則。在高速公路景觀工程建設(shè)中，應(yīng)充分考慮既有利于公路保護、環(huán)境保護、降低工程造價，又能發(fā)揮改善路域的小氣候和生態(tài)環(huán)境的方案。做到科學地進行景觀類型選擇及植物配置，使邊坡成為景點，具有供人們使用和欣賞的雙重功能。(6)美學、人文性原則。高速公路邊坡景觀的形成必須在滿足其功能性以及安全性的前提下，以美學理論為指導(dǎo)，進行相應(yīng)的規(guī)劃與設(shè)計。交通道路人文景觀主要體現(xiàn)在景觀的文化屬性上。道路景觀在設(shè)計上還應(yīng)體現(xiàn)出對歷史文物和遺址的保護，在所經(jīng)之處盡可能少地干擾原有的建筑物，保持城市的風貌和特征。