全 文 ：２０ １５ 年 ９ 月铁 道 工 程 学 报Ｓｅｐ２０ １５第９期 （ 总２０４ ） ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＲＡＩＬＷＡＹＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＳＯＣＩＥＴＹ

ＮＱ ． ９ （ Ｓｅｒ ． ２０４ ）
文章编号 ： １００６ －２ １０６ （ ２０ １５ ） ０９－ ００ １９－ ０６
延安地区黑沙蒿生长特征及护坡效应研究 ＾
许 锐＾ 郭 璐 １ 李寻昌 １ 董 琪２
（ １ ． 长安大学 ， 西安 ７ １００５４ ；２ ． 信息产业部电子综合勘察研究院 ， 西安 ７ １ ００５４ ）
摘要 ：研究 目的 ：黑沙蒿是黄土边坡生态恢复与重建的优 良树种 ，研究黑沙蒿在黄土边坡植被群落结构中的生
长特征 ，对黄土边坡稳定性及生态恢复有着重要意义 。 本文基于对延安地区黄土边坡主要优势植物黑沙蒿的
调査 ，通过植物科属分布及密度 、黑沙蒿在边坡植被群落结构中 的生长特征以及 Ｓｉｍｐｓｏｎ 指数等分析 ， 研究黑
沙蒿的护坡效应 ， 为延安地区黄土边坡复合型生态防护提供可靠依据 。
研究结论 ： （ １ ）延安地区植物物种多样性处于 中等偏下水平 ，基本符合黄土髙原半干旱地区的边坡植被
组成特征 ； （ ２ ）黑沙蒿 由于耐寒耐旱及适生性强 ，成为延安地区黄土边坡主要植物物种 ； （ ３ ） 随着坡度增大和
土壤湿度降低 ，黑沙蒿数量相应减少 ，但优势度相应增大 ； （４ ） 基于黑沙蒿护坡效应的分析 ，提出了各坡度下
适宜的初期护坡植物物种及相应的工程结构措施 ； （ ５ ） 本研究成果可为西北黄土边坡生态 防护技术提供
指导 。
关键词 ：黑沙蒿 ；黄土边坡 ； 生长特征 ；护坡效应 ；植被群落结构
中图分类号 ： ＴＵ４５文献标识码 ：Ａ
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＧｒｏｗｔｈＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄＳｌｏｐｅＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆＡｒｔｅｍｉｓｉａ
ＯｒｄｏｓｉｃａｉｎＹａｉＴａｎＡｒｅａ
ＸＵ Ｒｕｉ１ ，ＧＵＯＬｕ１ ，ＬＩ Ｘｕｎ－ ｃｈａｎｇ １ ，ＤＯＮＧＱｉ２
（ １ ．Ｃｈａｎｇ ＇ ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉ ｔｙ ，Ｘｉ ＇ ａｎ ，Ｓｈａａｎｘｉ７ １００５４ ，Ｃｈｉｎａ ；２ ．ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＳｕｒｖｅｙｉｎｇ Ｉｎ ｓｔｉ ｔｕｔｅ ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ
ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＩｎｄｕｓｔｒｙ ， Ｘｉ ， ａｎ ， Ｓｈａａｎｘｉ７ １００５４ ， Ｃｈｉｎａ ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ ： Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｕｒｐｏｓｅｓ ：Ａｒｔｅｍ ｉ ｓ ｉａｏｒｄｏ ｓｉｃａｉｓｔｈｅｓｕｉ ｔａｂｌｅｓｐｅｃｉ ｅｓｆｏｒｅｃｏ ｌｏｇｉｃａ ｌｒｅｓｔｏｒａ ｔｉｏｎ ．Ｓｔｕｄｙｉｎｇｏｆｄｏｍ ｉｎａｎｔ
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ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅ ｉｎｖｅ ｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆ ｌｏｃａｌｎａｔｕｒａｌｇｒｏｗｔｈｄｏｍｉｎａｎｔｐｌａｎｔ ａｒｔｅｍ ｉｓｉａ ｏｒｄｏｓｉｃａｏｎｌｏｅｓｓｓｌｏｐｅ ｉｎＹａｎ＾ｎ
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＊ 收稿 日 期 ： ２０１ ５－ ０５ － ２９
甚金项目 ：陕西省科学技术研究发展计划项 目 （２０ １４Ｋ １ ３ － ０２ ） ；长安大学中央髙校基本科研业务费专项资金项 目 （ ２０１ ３Ｇ １２６１０６２ ） ；国家 自 然科
学基金项 目 （４ １５７２２６ １ ）
＊ ＊ 作者简介 ：许锐 ， １ ９８ １ 年出生 ，男 ，讲师 ，博士后 。
２０

铁 道 工 程 学 报

２０ １５ 年 ９ 月
ｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｂｅｔｈｅｇｕ ｉｄ ａｎｃｅｆｏｒｌｏｅｓｓｓ ｌｏｐ ｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏ ｔｅｃ ｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｎｏｒｔｈｗｅｓ ｔＣｈｉｎａ ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ：ａｒｔｅｍｉｓ ｉａｏｒｄｏｓｉｃａ ；ｌｏｅｓｓｓ ｌｏｐｅ  ；ｇｒｏｗｔｈｃｈａｒａｃ ｔｅｒｉｓｔ ｉｃｓ  ；ｓ ｌｏｐｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｏｍｍｕｎｉｔｙｓ ｔｒｕｃ ｔｕｒｅ
延安位于黄河中游 ，属黄土高原丘陵沟壑区 ，区 内延安地区采用植物护坡技术存在以下三种困难 ：一是 ，
地形破碎 、沟壑纵横 ，加之“削山造城 ” 的新城建设 ，对在干旱季节 ， 由于边坡土壤缺水 ，植物成活率低 ；二是 ，
自然生态环境造成一定破坏 ，形成大量填挖方边坡 ，极在暴雨季节 ， 由于冲刷严重 ，草种和幼苗不易附着 ；三
易诱发各种地质灾害 ［ １作为 目前世界上在湿陷性是 ，边坡缺少植物生长的基质 ，水分 、养分流失过快 。
黄土地区规模最大的岩土工程 ， 延安新区建设从规划１ ． ２ 研究方法
到开工建设的过程中 ，对其施工合理性和安全性的质此次调查时间为 ２０ １４ 年 ７ 月 至 ８ 月 ，历时 ２０ 多
疑一直不断 ［ ３ ］ 。 传统的刚性边坡防护技术在安全上天 。 调查范围 以延安市为中心 ，并考虑地形地貌特点 ，
可以满足工程建设的需要 ，但造价高且破坏了 自 然环向周边县乡扩展 ，共调查 自然边坡 ３ ２３ 个 。
境的协调 。 在降雨集中季节 ，对于湿陷性黄土边坡 ， 由对于每个调查点 ，调查步骤如下 ：
于墙后土体浸水后的湿陷性破坏 ，易引发潜蚀性冲刷第一步 ：对于每个调查的 自然黄土边坡 ，选择植物
破坏 ，致使刚性防护工程失效 。 伴随着可持续发展战生长均勻且具有代表性的稳定坡面 ， 在距离坡脚
略和山川秀美工程的提 出 ，植被护坡技术作为一种柔１ ． ５ｍ 以上 、距离坡顶 １ ． ５ｍ 以下部分设定 １ｍ ｘ ｌｍ
性防护措施 ， 以其低成本 、开放式 、二维立体化受到极范围的样方作为调查样本 ；
大的重视 ［ ４ ４ ］ 。第二步 ：对于每个调查样本 ，首先用 ＧＰＳ 定位经
植物护坡研究方向主要有植物生长对坡体中孔隙 纬与海拔 ，然后用罗盘测出坡度与坡向 ，其次辨别调查
水压力 的影 响 ［ ６ ］ 、植物浅根 的加 筋和深根的锚 固作样本中 的植被类型 ；
用 ［ ７ ］及莲叶防冲刷侵蚀效应 ［ ８ ］等方面 ，研究方法主要第三步 ：开挖边坡 ４０ｃｍ 以上 ，观察植被根系发育
以调查 、试验和理论分析为主 。 由于植物地域差异性 ， 情况 ，并对坡体内部的黄土类型 、湿度以及黄土边坡类
野外调查是特殊环境条件下植物护坡最直接有效的研型进行辨别 ；
究方法 ，并且是理论和试验研究的基础 。 但国 内现有第四 步 ：在调查记录表中记录植被类型 、植被数
中在中 Ｍ 量、植被献 、覆盖率 、土壤侵蚀 、土壤湿度等 ；
区特殊地质 、气候和地形特点的植被调查研究却相对胃
较少 ’所以 目前西北黄土边坡植物护坡研究多数慨最终整理的调查记录表如表 １ 所示 。在定性分析阶段 。 本文以延安地区黄土边坡优势树种
．
黑沙蒿为对象 ，通过实地调查、统计 、分析等方法 ，研究表 １ｇ 夕卜 
黑沙蒿的生长特征和分布规律 ，分析黑沙蒿的护坡效—楼輕銷＃道—ｍ—中＿…
丄 、 ， 丨山 ＾Ａ坡度／坡向７２ 。／８５ °海拔／ｍ１０７３应 ，为延安地区黄土边坡复合型生态防护技术提供理ｇ１ 〇９ 。 １８ ＇ １２ ． ８＂ ｎ３６ 。 ３７ ，４＂
ｉ仑支撑 。土壤侵蚀雨水￣￣土壤湿度稍湿
ｔ：円 古俯 巾十叶优势树种黑沙蒿覆盖率４０％
￣
１ 调查概况及研宄方法 坡 积黄 土 ， 黄褐色 ，
ｌ ． ｉ 调查概况 土壤类型 ＫｓＳＳｉＳ｜｜ ７１ ２／３０－延安是黄河流域水土流失最严重的地区之一 ，严土－软 、均匀 、密实 ， 数量’高度 率树／１／５〇
重的水土流失造成土壤肥力下降 、生态环境恶化 、 自然１ 麵＿ 
环境脆弱 。 近年来 ，延安地 区边坡治理逐渐意识到边 ；主 ： 高度单＃为 ｃｍ 。
坡生态系统的重要性 ，但在具体实施过程中 ，边坡生态２防护的 问题越来越被暴露出 来 ：延安地区黄土具有多
孔性 、透水性强的特点 ， 边坡坡度较陡时 ， 导致初期植２ ． １ 群落结构分析
被建植困难 ，后期植被易出现严重退化 ， 一些边坡甚至植被群落结构是植物群落最基本的特征之一 ，是
出现在建植前期覆盖度能达到 ５０％ 以上 ，但是到 了后衡量群落功能及结构的一个重要指标。 物种丰富度的
期植被难 以在高陡边坡繁殖生长 ，导致滑坡或植被枯增加 ， 能有效提高边坡的水土保持能力 。 本次调查共
死 、边坡裸露、土壤侵蚀 、水土流失严重等 问题。 故在辨认出 ３３ 种主要植被 ：
第 ９ 期

许 锐 郭 璐 李寻昌等 ：延安地区黑沙蒿生长特征及护坡效应研究

２ １
草本 １ ５ 种 ：其中黑沙蒿出现 ２３５ 次 ，臭蒿 １４５ 次 ，１ ２０
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，
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白莲蒿 ８３ 次 ，黑麦草 ７９ 次 ，紫花苜蓿 １２ １ 次 ，结缕草 ＿□ ： 丨：注 ：
１ １７ 次 ，五芒雀麦６０ 次 ，臭草 １ ６ １ 次 ，狗尾草 １７ ２ 次 ，野｜｜
菊花 ４６ 次 ，蒲公英 １ １ １ 次 ，灰灰菜 １ １７ 次 ，芦華 ６０ 次 ，￥８０— ｆ 十一ｊ— ｖ－了
牛荆草 ３ ９次 ，草木犀４６次 ；碧６０——
灌木类 ９ 种 ：其中迎春出现 ４６ 次 ， 紫穗槐 ７ 次 ，柠Ｉ４０
条 ７ 次 ，胡枝子 ４ 次 ，荆条 １ ６ 次 ，杞柳 ３２ 次 ，沙地柏 ４ ＾ 〇 ｔ ｇ ｌｖ
次 ，松树 ２ 次 ， 狼牙刺 ５ 次 ； ２〇 「
： ８
：心 ：乔木类 ８ 种 ： 其中火炬树出现 ９ 次 ，泡桐 ３ １ 次 ，野ｏ ｌ ｎ＾ｉ＾ ｎ ｏ ｎ ｆｉ ｎ ｎ ＾ ＾ｎ＾ｎ 二
核桃树 １ ３ 次 ， 槐树 １ １ 次 ，榆树 １３３ 次 ，枣树 １ ０９ 次 ，椿 边坡 高度 ／ｍ树７７ 次 ，苹果树 ６６ 次 ；
藓类 １ 种 ： 出现 ９ 次 。图 １ 边坡高度 － 土壤湿度 － 黑沙蓠数量关系统计图
此次调查发现的植物种类基本符合西北黄土地区
植物群落的层次结构 。 由 于陕北黄土高原特殊 的环境 １ ：〇
条件 ，延安地区边坡植物主要以 耐寒耐旱耐 贫瘠的 品
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ｈ ｏＳ ｋ ；
种为主 ，所以植物种类较少 ，植被群落结构较单一。 在 １ ００ｊ－ｎ－ｎ一「 － － ［ 了
调查过程中 ，蒿属植物虽然仅有三种 ， 即黑沙蒿 、臭萬？８〇
和 白莲蒿 ，但以黑沙蒿为代表的蒿属植物 由 于其在黄§６Ｑ
土边坡上极强的适应性 ，在调查中 出现次数最多 ，为延｜丨
安地区黄土边坡植物的优势属 。 通过对黑沙蒿 、臭蒿 ４（５ ｋＴ
和 白莲蒿的数量统计 ，得到三者占蒿属植物总数量的２０
比重分别为８５ ．６６％ 、 １ １ ．１ ９％和 ３ ．１ ５％ ，黑沙蒿数量 〇１ ． Ｓ ｊｆｅ ａ， °Ａ§ Ｊ ；
士卸曰 １０２０３０４０５ ０６０７０８０９０在蒿属植物 中占统治地位 。
边度 ／ （ ° ）
２． ２ 黑沙蒿生长特征分析
植物生长情况与边坡生境直接相关 。 边坡植被群Ｓ２１６度 － 土壤湿度 － 黑沙嵩数量关系统计 图
落特征受边坡高度 、坡向 、坡度 ， 以及调查区域地形和
水文地质条件等因素共 同影响 ， 难以 用某单一 因素的首先 ，边坡土壤湿度是影响黑沙蒿数量的重要 因素 ，相
影响来解释。 图 １ 为边坡高度与黑沙蒿数量关系的统同坡度下 ， 土壤湿度越大 ，植被数量越多 ；其次 ，坡度越
计图 ，其线性拟合函数 为 ＋１ ８ ， 可见黑沙蒿数量大 ，表层土壤保水能力及植物附着能力相应降低 ，故黑
随着边坡高度增大呈现相应增长趋势 ，说明 由 于不 同＇沙蒿数量：呈线性减少 。
高度边坡渗流路径不 同 ， 高度大的边坡具备更好的储植物生长特征参数除单位面积植物数量 、植物平
水能力 ，更有利于植被生长 。 但是图 １ 中统计数据分均高度和根系平均分布范 围外 ，一般还包括乔木的胸
布比较离散 ，其数据相关系数仅为 ０ ． ３２４１ ，整体规律径 、郁 闭度 ， 灌木的地径 、 盖度 ， 以 及草本的盖 度等 。
并不明显 ，主要是因为边坡高度仅仅是影响坡体土壤图 ３为边坡坡度 、土壤湿度与黑沙蒿平均高度统计图 ，
水分和养料条件的因 素之一 ， 坡向 、坡度 、 区域地形 和可见黑沙蒿高度随着坡度增大和土壤湿度降低呈明显
水文地质条件 、人类活动等 因素均会对边坡生境造成降低趋势 ，这与图 ２ 中黑沙 蒿数量 的统计规律及原因
影响 ，所以在此次调查分析中 ， 以边坡开挖后记录的坡 基本一致 。 由于各生长特征参数主要受ｆ坡生境的影体内部的 “ 土壤湿度 ”来表示边坡高度 、坡向 、坡度 、 区响 ，所以各参数之间联系密切 。 一般而言 ，边坡生境越
域水文地质条件等因素对边坡土壤 ， 特别是深层土壤 好 ，植物生长特征参数均会呈增大趋势 ，如 图 ４ 所示 ，
储水储养能力的综合影响 ， 更适合调查的实际情况 。各边坡上的黑沙蒿平均高度与单位面积数量即呈相关
相对于坡体深层土壤湿度 ，边坡坡度对浅表层土关系 。
壤储水与植被附着能力 的影响更为明 显 。 图 ２ 为边坡２ ． ３ 黑沙蒿优势度分析
坡度 、土壤湿度与黑沙蒿数量统计图 ，可见黑沙蒿数量从研究植物群落 出发 ，物种多样性是指一个群 落
随着坡度增大和土壤湿度降低呈 明显线性减少趋势 。 中物种数 目 和各物种的个体数 目分配的均匀度 。 本文
２２

铁 道 工 程 学 报

２０ １ ５ 年 ９ 月
１４０＊ ＿
；
＿
．
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■及植物 附着能力 相应降低 ， 种群趋于单一化 ， 所 以
１ ２。 ｈＵ ＿ ＿ 」 ＿＿ ＿Ｌ ＿ 」 ＿ ＿ １ Ｓｉｍｐ ｓｏｎ 指数随着调查边坡坡度的增大而相应减小 ， 同
１ ００＾－
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—时适应性物种 的优势度相应更高 。
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１ ０２０３０４０５０６０ ７０８０９０ ⑴〇 ．３ —了—Ｔｔ 。—弊―阳ｘＴ：〇Ｔ － ，边度／ （ ° ）ａ２ — ＿
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图 ３ 坡度 －土壤湿度 － 黑沙蒿高度关系统计 图°
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告
边度 ／ （ 〇 ）
１ ２０． ＞
１ 注 ： 〇 干
；
Ｉ 匚 ］ ｉ备 ？？曰 ？
１００ １ －▽ 湿
＇
图 ５ 坡度 － 土壤湿度 － Ｓｉｍｐｓｏｎ 指数关系 图
＾｜
｜
｜
８０ —统计各坡度下黑沙蒿数量占所有植物总数量百分
｜６０．
＿ ＿＾
ｖ
＿ｖ． ． ． ． ； ． ＿＾
ｖ
＾ ｅ ＿＾．〇ｆ． ＿ ． ！ 比 ，得到图 ６ 所示的黑沙蒿所 占 比重统计图 。 对图 ６
Ｐ ｍ 所示进行线性拟合 ，得到坡度与黑沙蒿 比重 的拟合 函
酺Ｎ□
＾° Ｄ▽数为 ：ｒ ＝ 〇 ．２ ８％ ＋ ５ １ 。 由 此可知 ，土壤湿度越小 ，坡度２Ｑ —— 越大 ，黑沙蒿植物数量 比重越大 ，且呈线性关系 ， 这与
０－￣￣ ￣ １°
口
日 三＾￣它
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—图 ５ 中 Ｓ ｉｍｐｓｏｎ 指数相应降低 的趋 势几乎一致 ， 也解
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， ， －？＾ ／
００１ ５０释了 图 ５ 中 Ｓｉｍｐｓｏｎ 指数相应降低的原因 。黑沙蒿平均高 度／ｃｍ
１００  ＾＾ｕ ｉ＾Ｕ ｏ ．Ｇｏ ＾ ｕａ ｏ ．
９０… ＿Ｕ？ Ｋｈ▽齋口ｉ ＿ ．
图 ４ 黑沙蒿平均高度 －数量关 系统计图 ８〇． 卞 ｊ ＿ 日 ＾
＃７０ ． ｏ〇ｉ＾ｆｗ．＾￡４ －Ｄ－ ｔ － － ．通过各边坡物种 Ｓｉｍ ｐｓｏｎ 指数来定量分析延安地 区黄会 ６（）． ＿１＿巧 ＿ ＿ ＿｜ ＿ ＿ ＿ ．
土边坡的物种多样性 。 Ｓ ｉｍｐ ｓｏｎ指数又称优势度指数 ，ｇ 一
是对多样性的反面集 中性的度量 。 假设从包含 ／Ｖ 个｜ｄ—々—卜— 丨—｜—个体的 ｓ 个种的集合 中随机抽取 ２ 个个体 ，如果这 ２ ８１ 丨 刀＝ ＝ ｉ＾ －｜ ｋ ．
个个体属于相 同种的概率大 ，则说明集 中性高 ，这也就 １〇一 ＿
＋卜Ｊ— —ｐ ＿ｆ ｎ＿ —卜 —
意味着多样性低 。 Ｓｉｍｐｓｏｎ 指数的计算公式为 ：°
１ 〇２０
〇＂
 ３０
＂
ｉ）ｔｏ ＾ ６０ｌｏ＾ｓｌＨｏ
Ｄ ＝ ＼ － Ｙ． Ｐ］（ ；＝１ ， ２ ， ３… ， Ｓ ） （ １ ） 边度 ／ｎ
式中 Ｓ—物种数 ；
Ｐ
；
个个体属 于第 Ｚ 种 的概率 ， 以其个体图 ６ 坡度 － 黑沙蒿百 分比关 系统计 图
为进一步验证上述论证 ， 以 图 ７ 所示的典型边坡
Ｓｉｍｐｓｎｎ〇
：
１２ １胃 。 紐行分析 。 如果将 图 ７ 中 的坡面按坡紐行划分 ，
匀 ， Ｓ ｉｍｐｓｏｎ 指数越高 ，指示群落多样性好 。大致可以划分为 ５ 个区域 ： 区域 １ 坡度大致为 ７０ 。 ，坡
Ｓｉｍｐｓｏｎ 指数与植物边坡生境的相关性较大 ，其中 度较大 ，该区域主要以黑沙蒿为主 ；区域 ２ 为坡面的小
坡度与土壤湿度对植物生长影响最大 。 图 ５ 为 Ｓ ｉｍｐ －平台 ，坡度较缓 ，约 １ ０ 。 ，该平台十分狭窄 ，但平 台上植
ｓｏｎ 指数与边坡坡度及土壤湿度关系 图 。 由 统计分析物种类丰富 ，主要以禾本植物 、蒿属植物等草本植物为
可知 ， Ｓｉｍｐｓｏｎ 指数平均值为 ０ ． ４ １ １８ ，说明延安地区黄主 ，生长特征较好 ，其中芦苇等植物高度明显大于其他
土边坡的物种多样性总体处于 中等偏下水平 ， 植被群区域的草本植物 ； 区域 ３ 坡度大致为 ３５ ° ，坡度 中等 ，
落结构较单一。 当黄土边坡坡度增大 ， 土壤保水能力该区域各种草本植物均有分布 ， 但生长特征 明显低于
第 ９ 期

许 锐 郭 瑶 李寻昌等 ： 延安地区黑沙蒿生长特征及护坡效应研究

２３
＾
区域 ２ ； 区域 ４ 坡度大致直立 ， 为小型陡坎 ，植物几乎黄土是显著的 。 黑沙蒿茎叶及根系可以推迟和减缓降
难以 附着 ，偶见零星黑沙蒿幼苗 ； 区域 ５ 为坡顶平台 ， 雨产流 、产沙时间 ，对于降低坡面冲刷作用明显 。 通过
坡度与区域 ２ 大致相 同 ，但区域面积较大 ， 空 间更开对 １￣ ３ 年生黑沙蒿生长特征的 比较 ，可 以发现随着生
阔 ，更适合木本植物的生长 ，故区域内草本 、乔木 、灌木长年限的增加 ，黑沙蒿数量 比重略有下降 ，边坡植物多
等植物种类丰富 ，生长特征 良好 。 总体而言 ，该典型边样性相应提高 ，说明黑沙蒿对黄土边坡生境有较高的
坡各区域植物生长分布基本印证了 图 ５ 和图 ６ 中坡度可塑性 ，对土壤环境条件有一定恢复作用 ，所以特别适
与植物生长特征的关系 ， 显示 了黑沙蒿在大坡度条件合作为延安地区黄土边坡初期护坡植物物种 ， 且随着
下的优势性 。黑沙蒿对边坡生境的改善 ， 通过 自 然生长或人工干预
關 丨＿＾５逐渐增加边坡植物物种 ，可有效恢复边坡生态环境 。ＨＩＨ
图 ７ 典型边坡的分区示意
２ ． ４ 黑沙蒿护坡效应分析图 ８ 黑 ，少 ＊根系
黑沙蒿具有较大优势度的原因可以从其 自身特性从上述分析结果 中 ，本文得到 了延安地区黄土边
及边坡生境的影响关系来分析 。 首先水分是制约延安坡护坡植物群落及植物配 比的 规律 ， 相应的适宜植物
地区植物生长的关键 因素 。 陕北地区干旱少雨 ，加之类型如图 ９ 所示 。 图 ９ 提出 了陕北黄土边坡各坡度下
延安地 区黄土边坡主要为风积黄土 ，部分地段粉砂含适宜植物种群 ，随着坡度 的增大适宜植物种群趋于单
量很高或为粉砂 ，结构疏松 ， 大孔隙及垂直节理发育 ， 一化 。 坡度大于 ６５ ° 的 自 然黄土边坡 ， 黑沙蒿几乎成
坡体含水量较低 ，特别是坡体浅表层土壤在光照和风 为唯一适生植物 。 植物种群单一化对边坡生态系统生
蚀等作用下储水能力更差 。 延安地区 的黑沙蒿根系发 产力长期性及景观均有不利影响 ， 所以 有必要配合工
达 ，增强了水分和微量元素的利用能力 ， 同时提高了抗 程措施 ，增大边坡稳定性的 同时提高边坡生境以利 于
风蚀能力 ，利于其在松散风积黄土坡体的附着 。 黑沙 护坡植物种群丰富度 。 根据此次调查分析 ，相应的黄
蒿叶稍 肉质 ，一 回或二回羽状全裂 ， 裂片丝状条形 ，具土边坡植物护坡方案及建议初期护坡植物物种如表 ２
有较强的保水力 。 此外 ，黑沙蒿耐寒性强 ，能在 － ３０Ｔ所示 ，待初期护坡植物与工程措施形成复合型生态 防
以下气温的冬季存活 ，是极少能适应延安地区冬季气 护后 ，再进一步提高坡体植物种群多样性 ， 恢复边坡
候的草本植物之一 。
从上述分析可知 ， 黑沙蒿 由 于其在黄土边坡上极户强的适应性 ，成为延安地区黄土边坡植物的优势物种 。 ？ 黑
黑沙蒿护坡效应对延安地区黄土边坡稳定及生态恢复 ３＾有着重要的作用 ， 主要体现在根系固土效应 、茎叶防冲 Ｉ
刷侵蚀效应及对边坡生态系统改善等方面 。
通过对调查坡体开挖观察 ，延安地 区的黑沙蒿具ＯＴｒ有根系粗长 、木质ｊｗ根多的特点 ，如图 ８ 所示 ，其根系
在垂直方向上主要集中分布于 〇 ？５ 〇？？ 的土层中 ，在
水平方 向上主要集中在距黑沙蒿植株 〇￣３０ｃｍ 的范
围内 ， 明显大于其他草本植物根系分布范围 。 黑沙蒿图 ９ 不 同 坡度适宜植被类型 图的浅根鳩和深根销固作用对于坡面下 １ｍ 深度内的
２４

铁 道 工 程 学 报

２０ １ ５ 年 ９ 月
表 ２ 黄土边坡植物护坡方案表

坡度 ０ 初期护坡植物物种 植物护坡工程防护方案
蒿类 ： 黑沙蒿 、臭蒿 、白莲蒿 ； 草本 ：黑麦草 、紫花苜蓿 、结缕草 、无芒雀麦 、臭草 、
把 ２５ 。狗尾草 、野菊花 、蒲公英 、灰灰菜 、芦苇 ；灌木 ： 迎春 、杞柳 ； 乔木 ：槐树 、枣树 、榆可降解排水网
树、椿树 、泡桐
蒿类 ：黑沙蒿 、臭蒿 、 白莲蒿 ； 草本 ：黑麦草 、紫花苜蓿 、结缕草 、无芒雀麦 、臭草 、
２５ ° ＜ ０矣 ３５ °狗尾草 、野菊花 、 蒲公英 、灰灰菜 、芦苇 ；灌木 ： 迎春 、杞柳 、柠条 ；乔木 ： 槐树 、枣 可降解排水网 ＋ 喷种
树、榆树 、椿树
蒿类 ：黑沙蒿 、臭蒿 、 白莲蒿 ； 草本 ： 紫花苜蓿 、结缕草 、无芒雀麦 、臭草 、狗尾草 、 ＋３５ ＜ ６＾ ４５野菊花 、蒲公英 、灰灰菜 ；乔木 ：槐树 、枣树 、榆树

不聊膽細 ＿
嵩类 ：黑＇沙蒿 、臭 草本 ： 紫花首 ■蓿 、结缕草 、臭草 、狗尾草 、蒲公英 、灰灰菜 ； 乔 ａｆｃ＾ ｌＳＩｘ４５ ＜衫 ５５ 木 ：麵、専树 、榆树 、椿树難网 ＋ 人工植孔播种
５５ °＜＾ ６５ °黑沙蒿 ；草本 ：结缕草 、臭草 、狗尾草 、灰灰菜 ；乔木 ：槐树 、率树土工格室
里外葚 坡脚挡墙 ＋土工格室 ＋〇 ＞ ６｜ 黑＾高
｜人工植孔播种
＾ 长安大学学报 ，２００５（ ４ ）： ２６
－ ３０ ．
３－口论 ＷａｎｇＷｅｎｓｈｅｎｇ ，ＹａｎｇＸｉａｏｈｕａ ，ＸｉｅＹｏｎｇ ｌｉ ．
（ １ ）延安地区黄土边坡的物种多样性总体处于中ＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＢｉｏｔｅｃｈｎｆｃｈａｌＰｒｏｔｅｃｔｆｏｎｆＯＴＨｉｇｈｗａｙ
等偏下水平 ，植被群落结构较单一 。Ｓｌｏｐｅ ［ Ｊ ］ ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈａｎｇ ＇ａｎＵｎｉｖｅｒｓ ｉｔｙ（ Ｎａｔｕｒａ ｌ
强的 ｔｍ种为主 ’ 以黑ｔ／＇蒿为代表的蒿属植物是延安地岩石力学与Ｉ程学报 ，２００６ （ ２ ）：２９９－ ３ ０５ ．区黄土边坡植物的优势属 。 ＺｈａｏＺｈｉｍ ｉｎｇ ，ＷｕＧｕａｎｇ ，ＷａｎｇＸｉｈｕａ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎ
（ ３ ）黑沙蓄的生长特征主要受边坡坡度和土壤湿（ ＧｒｅｅｎｉｎｇＰｒａｔｅｅｔｉａｎＭｅｃｈａｎｉｓｍ Ｅｎｇ ｉｎｅｅｒｉｎｇＳｌａｐｅ ＝ Ｊ Ｊ ．度的影响 ，随着生境降低 ，黑沙萬 比重相应增大 ， 优势 ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋ ＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ，
度更加明显。２００６ （ ２ ） ：２９９－ ３０Ｓ ．
（ ４ ）黑沙蒿护坡效应主要为根系 固 土效应 、 茎叶 ［ ６ ］ 徐则 民 ，黄润秋 ， 唐正光 ，等 ？ 植被护坡的局限性及其对
防冲刷侵蚀效应及对边坡生态系统改善等方面 。深层滑坡孕育 的贡献 ［ Ｊ ］ ． 岩石力学与工程学报 ， ２〇〇５
（ ５ ） 为形成复合型生态 防护 ，筛选得到了 不同坡Ｗ ： ４３８＿ ４４９ －
度边坡适宜植物物种和工程方案 。ＸｕＺｅｍｉｎ ’ＨｕａｎｇＲｕｎｑｉｕ ’ＴａｎｇＺｈｅｎｇｇｕａｎｇ ’ｅｔｃ’
？七斗田祕儿 雄丄 仏从 山 ＋朴上 ｏｆＢｉｏｔｅｃｈｎｉｃａ ｌＳｌｏｐｅＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄ
（ ６ ）本研究成果能为西北黄土边坡生态防护技术ｒ． ｖ＊Ｉ，Ｃ ＴＭ
， ＿ ＣｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＶｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｔｏＤｅｅｐＳｅａｔｅｄＬａｎｄｓｈｄｅ提供理论基础和工程设计指导 。 ￣．ｒ ｉ ｌ Ｔ，ｋ ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ［ Ｊｊ ．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓ
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ｏｎＬａｎｄＣｒｅａｔｉｏｎ［ Ｊ ］ ．Ｎａｔｕｒｅ ，２０１４ （ ５１０ ）： ２９ －３１ ． Ｇｅｏｌｏｇｙ ， ２００７⑷ ． Ｓ２７ － Ｓ３３ ．
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