全 文 ：　第 4卷　第 1期 　　地 下 空 间 与 工 程 学 报 Vol.4　　
2008年 2月 　　ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngineering Feb.2008　
豆科植物在高速公路边坡复绿中的应用研究＊
钭逢光
(浙江临安高速公路有限公司 ,浙江临安　311300)
摘　要:通过对 8种豆科植物在杭徽高速公路昌昱段石质边坡复绿上的应用试验 ,比较其
成活率 、地上和地下生物量以及优势度 ,结果表明:①在草本和灌木中白三叶和紫穗槐的成活
率最高 ,分别为 8.3%和 6.0%;②草本中 ,白三叶的地上和地下生物量最大 ,为 2.7g和 1.4g;
多变小冠花次之 ,为 2.3g和 1.1g;灌木中 ,紫穗槐最大 ,为 15.2g和 3.0g;金雀儿次之 ,为 9.2g
和 1.8g;③白三叶 、紫穗槐 、金雀儿的优势度列前三位;④白三叶 、多变小冠花和紫穗槐 、金雀
儿为浙江地区边坡复绿首选植物材料。
关键词:边坡复绿;豆科植物;成活率;生物量
中图分类号:U416.1+3　　文献标识码:A　　 文章编号:1673-0836(2008)01-0185-05
AnalysisontheEffectofEightKindsofLeguminosaePlants
intheSlopeGreening
DOUFeng-guang
(ZhejiangLinanExpresswayCo.Ltd, LinanZhejiang311300, China)
Abstract:Theexperimenton8kindsofLeguminosaeplantsintheChang-Yuslopegreeningiscariedoutwith
comparingtheirsurvivingrate, thegroundandundergroundbiomassnumbersandtheadvantagedegree, theresult
shows:①Amongtheherbageandbush, thehighsurvivingrateisfortheTrifoliumrepensL.andAmorphafruticosa
L.reaching8.3%and6.0% respectively;②Amongtheherbage, thelargestgroundandundergroundbiomassnum-
bersarefortheTrifoliumrepensL., theyare2.7gand1.4g, andthesecondonesarefortheCronillavaria, which
are2.3gand1.1g;amongthebush, thelargestoneistheAmorphafruticosaL., theyare15.2gand3.0g, andthe
secondonesarefortheCaraganaroseaTurczwhichare9.2gand1.8g;③ TheTrifoliumrepensL.、Amorphafrutico-
saLandCaraganaroseaTurczarethefirstthreeonesoftheadvantagedegree, ④ TheTrifoliumrepensL.、Cronila
varia.、AmorphafruticosaLandCaraganaroseaTurczarethefirstchoiceoftheplantmaterialsfortheslopegreening
inZhejiang.
Keywords:slopegreening;Leguminosaeplants;survivingrate;biomassnumber
1　引言
近年来 ,随着我国经济的高速发展 ,高速公路
建设发展迅速。在高速公路建设中 ,尤其是山区高
速公路的建设 ,开挖了大量的山体 ,破坏原有植被 ,
形成大量的裸露岩石边坡 ,造成水土流失和动植物
群系破坏 ,改变地表水和地下水导致生态环境的改
变[ 1] 。为尽可能的减少因公路建设而造成生态的
负面影响 ,急需恢复边坡面上的植被 ,并使之逐渐
与周围的生态环境和景观相协调。
在众多抗 、耐性强的绿色植物中 ,具有固氮作
＊ 收稿日期:2007-05-26(修改稿)
作者简介:钭逢光(1961-), 男 , 浙江建德人 , 高级工程师 , 主要从事高速公路建设与管理工作。 E-mail:fgdou@126.
com
基金项目:浙江省交通厅科研项目(2004H61)。
用的豆科植物在石质边坡生态复绿的植物选择中
倍受青睐。在豆科白三叶与禾本科草种混播的草
地 ,通过白三叶地下部的降解所给相邻禾本科草种
的氮量为 3 ～ 1.0 ×102KgN.hm-2· a-1 ,大约占生
物总固氮量的 26%[ 2] 。目前 ,在我国西北治理沙
漠及各种贫瘠土地都把豆科植物作为先锋植物 ,并
且能够茁壮生长 ,具有很强的抗逆作用 。但是 ,日
前对于豆科植物在浙江省地区石质边坡生态复绿
中的应用研究却是十分欠缺。为此 ,加强这方面的
研究 ,具有较高的现实和生态意义。
2　试验材料
2.1　试验场地概况
杭徽高速公路昌化至昱岭关段 (简称昌昱
段),位于与安徽省交界处的浙江省临安市境内 ,
地属亚热带湿润季风气候 ,东经 120°16′,北纬 30°
15′,年无霜期 245d,年平均气温 16.2°C,年平均降
水量 1435mm,年平均相对湿度 74.7%。
将试验段选择在第三合同段即 K14 +145 ～
K14+288路段的阳坡为试验的目标坡面 ,坡比为
1:0.5,高度 30m,面积 3307m2 ,坡面为微风化 ～半
风化岩石 ,硬度为 25 ～ 48MPa。经在沿线未被开挖
的长有植物的边坡上抽取 10个土样 ,制成土壤待
测液后用酸碱度计测定 ,其值在 5.3 ～ 7.4之间 。
2.2　试验所需材料
2.2.1　植物材料
胡枝子 、金雀儿 、紫穗槐 、马棘 、草木犀 、白三
叶 、多变小冠花和鸡眼草这 8种豆科植物的种子 ,
以及一些用于混播的禾本科植物如:高羊毛 、百喜
草 、芒等的种子。
2.2.2　辅助材料
园土 、保水剂 、粘结剂 、抗蒸腾剂 、团粒剂 、草木
纤维 、砻糠 、泥炭土 、腐殖质和缓解复合剂等。
2.2.3　客土喷播技术所需的硬件材料
镀锌铁丝网 、铁丝 、草绳 、筛网 、L型钢锚钉
(φ1cm)、植生袋 、无纺布以及喷射机 、空压机 、搅拌
机 、发电机 、风钻机 、运输机等。
3　试验方法
3.1　客土喷播工艺设计
客土喷播技术的工艺设计为:首先 ,将保水剂 、
粘结剂 、抗蒸腾剂 、团粒剂 、植物纤维 、泥炭土 、腐殖
质 、缓解复合剂等混合客土材料 ,经过专用机械搅
拌后 ,喷射到钉在坡面上的镀锌铁丝网上 ,喷射厚
度为 8 ～ 10cm[ 3] 。然后 ,将选好的已处理的种子 ,
同木纤维 、粘结剂 、保水剂 、复合肥和适量腐殖土等
经喷射播机械搅拌后喷附到客土上 。
3.2　喷播基质配比及种子用量设计
3.2.1　基质配比设计(表 1)
表 1　客土喷播技术基质配方
Table1　BasicContentofTransplant-Sprayingmaterial
材料类别 用量 / g 材料类别 用量 / g
泥炭土 15000 过筛园林土 130000
草木纤维 3000 砻糠 3000
腐殖质 2000 复合缓释肥 20
团粒剂 5 保水剂 1
抗蒸腾剂 5 粘结剂 1
3.2.2　种子用量配比设计(表 2)
表 2　每 m2坡面种子用量
Table2　 QuantityofseedspersquaremeteronSlope
类别草种名称 拉丁学名 用量/ g
千粒重
/g
草
本
白三叶 TrifoliumrepensL. 1.5 0.6
草木犀 Melilotusofficinalis 1.5 1.8
鸡眼草 Kummerowiastriata(Thunb.) 1.5 2.3
多变小冠花 Cronilavaria 1.5 4.0
高羊茅 Festucaarundinacea(watersaver) 1.0 2.0
百喜草 Paspalumnotatum 1.0 3.0
芒 Miscanthussinensis 0.5 1.0
灌
木
马棘 Indigoferapseudo-tinatoria 2.0 2.5
金雀儿 CaraganaroseaTurcz 2.0 4.1
紫穗槐 AmorphafruticosaL. 2.0 12
胡枝子 LespedezabicolorTurcz. 2.0 1.9
3.3　对比实验的设计
3.3.1　成活率的对比试验
植物的成活率直接影响到边坡的绿化覆盖率
及其视觉效果 ,并关系到边坡复绿的成败 。在边坡
立地条件即气候环境 、基质条件 、水肥条件和养护
管理等条件相同的情况下 ,通过实地样方调查 ,测
定并比较这 8类豆科植物的成活率 。
3.3.2　地上生物量和地下生物量的对比试验
石质边坡复绿过程中主要遇到了 “能否快速
复绿 ”和 “边坡草坪不稳定导致退化 ”的问题 。而
植物地上生物量的大小 ,是决定石质边坡能否快速
186 地 下 空 间 与 工 程 学 报　　　　　　　　　　　　　　　　　第 4卷
复绿的关键;地下生物量的大小则反映边坡草坪稳
定与否的重要指标。通过实地样方调查 ,测定并比
较这 8类豆科植物的地上生物量和地下生物量 。
3.3.3　优势度对比试验
优势度是表示物种在群落中的生态重要性的
指标。优势植物种类对自己所在的环境产生高度
的适应 ,是最重要 、作用最大的物种。通过实地样
方调查 ,计算并比较这 8类豆科植物在边坡上的优
势度。
4　结果与分析
该试验于 2004年 10月 17日喷播施工完毕 ,
于 2005年 6月 17日进行了取样调查 ,在坡面随机
抽取 5个 50cm×50cm样方进行植物种类 、数量 、
成活率 、地上和地下生物量的调查 ,并同时进行植
物群落调查 。
4.1　植物成活率
在坡面上随机定点 ,以此点为中心划出一块
50cm×50cm的正方形样方 ,并认真数清样方内植
物的种类及其数量。为确保数据的科学合理性 ,在
坡面上另外随机取同样大小的 4个样方 ,并数清各
个样方内植物的种类及其数量。将 5次所得数据
平均 ,计算出每 m2的植物种类及数量 ,再与理论
的发芽率进行比较 ,由此得出实际成活率(表 3)。
表 3　坡面植物实测成活率
Table3　Surviveratioofslopeplants
植物名称 每 g种子粒数 /粒
参考设计用量
/(g/m2)
理论发芽量
/(株 /m2)
实际成活量 1
/(株 /m2)
实际成活量 2
/(株 /m2)
平均成活率
/(%)
室外种植
成活率 /(%)
白三叶 1667 1.5 2500 183 234 8.3 70
草木犀 556 1.5 834 68 43 6.7 64
鸡眼草 435 1.5 652 47 26 5.6 57
多变小冠花 250 1.5 375 19 24 5.7 68
马棘 400 2.0 800 13 15 1.8 5 ～ 11
金雀儿 244 2.0 488 11 8 1.9 6 ～ 14
紫穗槐 83 2.0 166 7 13 6.0 12 ～ 17
胡枝子 526 2.0 1052 32 48 3.8 15 ～ 28
　　由表 3可见 ,草本中白三叶的成活率最高为
8.3%,鸡眼草相对较低为 5.6%;灌木中紫穗槐的
成活率最高为 6.0%,马棘则仅为 1.8%。各类植
物的成活率远低于笔者在室外分 5处试种 100粒 、
80粒 、60粒 、40粒 、20粒的平均成活率。分析其原
因有以下 4点:
(1)由于工期短 、施工现场条件差 ,使得部分
植物种子在喷播前未经任何处理 ,就与其它基质搅
拌后直接喷播于坡面 ,导致发芽率低 ,如:鸡眼草 、
马棘 、金雀儿 。在喷播前如将植物种子进行机械摩
擦或用 80°C的开水浸种等方法处理 ,便可提高发
芽率。
(2)覆土过深 ,导致发芽率低。一般情况下 ,
草 、灌 、藤本植物的种子颗粒很小 ,其胚乳中所富含
的营养物质较少 ,因此破土能力弱 ,覆土过深往往
会造成出苗不良或不出苗 。经试验 ,草种的适宜覆
土深度一般为 0.5cm～ 1.0cm;灌木的适宜覆土深
度一般为 2cm左右 [ 4] ;藤本的适宜覆土深度一般
为 1.2cm～ 2cm。而在施工时 ,种子是与客土 、肥
料 、草木纤维等基质一起混合搅拌均匀后喷播于坡
面上的 ,因此 ,在 8cm厚的喷播基质中 ,种子是均
匀分布的 ,导致了部分处于适宜覆土深度之下的种
子难以发芽 。
(3)种子在出芽后受各种外界干扰而导致死
亡。在施工完毕 3个月后 ,进行现场调查时 ,就发
现坡面的覆盖率已达到 100%。但在其间各种生
物活动频繁 ,草丛中出现了蜘蛛 、蝗虫 、蟋蟀等昆
虫 ,幼苗长出后有部分被其吃掉 。同时 ,也发现部
分幼苗因雨天积水过多或营养不良而衰亡。
(4)受人为因素的影响。由于受施工现场条
件的限制 ,喷播前各种基质的搅拌过程中存在着搅
拌不均匀的可能 ,从而使坡面上生长的植物出现过
疏或过密的区域 。在打样方时若取在稀疏区域时 ,
所计算出的出芽率相对就低。
4.2　植物地上生物量和地下生物量
将随机抽取的 5个 50cm×50cm的正方形样
方内的各类植物小心的挖掘出来 ,进行地上生物量
和地下生物量的测量 。
1872008年第 1期　　　　　　　　　　钭逢光:豆科植物在高速公路边坡复绿中的应用研究
表 4　坡面植物地上和地下生物量
Table4　Groundbiomassandundergroundbiomassonslope
植物名称 植株平均高度或长度 /cm
50cm×50cm
样方内株数
单株平均地上
生物量 /g
单株平均地下
生物量 /g 生物量合计 /g
白三叶 15 45 2.7 1.4 4.1
草木犀 17 14 1.2 0.7 1.9
鸡眼草 8 12 0.8 0.3 1.1
多变小冠花 19 5 2.3 1.1 3.4
马棘 23 3 7.5 1.3 8.8
金雀儿 27 3 9.2 1.8 11.0
紫穗槐 34 2 15.2 3.0 18.2
胡枝子 22 8 4.1 0.9 5.0
合计 — 92 43.0 10.5 53.5
　　由表 4可见 ,草本中:白三叶的地上生物量最
大 ,为 2.7g,其地下生物量也最大 ,为 1.4 g;多变
小冠花次之 ,分别为 2.3 g和 1.1g;其后依次为草
木犀 1.2g, 0.7g;鸡眼草 0.8g, 0.3g。灌木中:紫
穗槐的地上和地下生物量最大 ,分别为 15.2g和
3.0g;其后依次为金雀儿 9.2g, 1.8g;马棘 7.5g,
1.3g;胡枝子 4.1g, 0.9g。
从地下生物量看 ,白三叶 、多变小冠花以及紫
穗槐 、金雀儿分别在草本和灌木中列第一 、二位 ,大
于其它种。地下生物量越大 ,则由植物根系提供的
粘结力就越大 ,抗冲刷能力就越强 ,能提高草坪的
稳定性。故白三叶 、多变小冠花 、紫穗槐以及金雀
儿可作为浙江省地区石质边坡生态复绿的先锋植
物种类的首选。此外 ,这 4种植物的地上生物量也
相对较大 ,植物生长较为旺盛 ,绿化覆盖率高 ,能将
石质边坡进行快速复绿 ,前期效果好。
4.3　植物群落调查
边坡草坪是具有特别功能的植物群落 ,其植物
种类与组成特性决定着边坡草坪的适应性及其应
用功能 ,因此 ,测定边坡植物群落的特征 ,调查其密
度 、频度 、高度及覆盖率 ,对其建植与维持品质评定
是十分必要的。经对样方的植物群落的调查和统
计分析得出表 5。
表 5　边坡植物群落调查
Table5　InvestigationofPlantCommunitiesonSlope
名称 密度 D/(株 /m2)
相对密度
D′/(%)
高度或长度
H/(cm)
相对高度或
长度 H′/(cm)
盖度
C/(%)
相对质量
G′/(%)
频度
F/(%)
白三叶 183 48.2 15 15 70 22.5 100
草木犀 68 17.9 17 17 30 10.4 100
鸡眼草 47 12.4 8 8 25 6.1 100
多变小冠花 19 5.0 19 19 20 18.7 100
马棘 13 3.4 23 23 18 48.4 100
金雀儿 11 2.9 27 27 15 60.4 100
紫穗槐 7 1.8 34 34 10 100 100
胡枝子 32 8.4 22 22 20 27.5 100
　　以表 5的数据为基础 ,利用算术优势度法(即
SDR法)进行边坡植物群落优势度的计算 。 SDR
法的公式为:
SDR=(F+C+H′+D′+G′)/5,故:
SDR白三叶 =(100+70+15+48.2+22.5)/5
=51.14;
SDR草木犀 =(100+30+17+17.9+10.4)/5
=35.06;
SDR鸡眼草 =(100+25+8+12.4+6.1)/5
=30.3;
SDR多变小冠花 =(100+20+19+5+18.7)/5
=32.54;
SDR马 棘 =(100+18+23+3.4+48.4)/5
=38.56;
SDR金雀儿 =(100+15+27+2.9+60.4)/5
=41.06;
188 地 下 空 间 与 工 程 学 报　　　　　　　　　　　　　　　　　第 4卷
SDR紫穗槐 =(100+10+34+1.8+100)/5
=49.16;
SDR胡枝子 =(100+20+22+8.4+27.5)/5
=35.58。
由此可知:SDR白三叶﹥ SDR紫穗槐﹥ SDR金雀儿﹥
SDR马棘﹥ SDR胡枝子﹥ SDR草木犀﹥ SDR多变小冠花﹥
SDR鸡眼草。
因此 ,从群落优势度的角度上看 ,草本中的白
三叶 、草木犀以及木本中的紫穗槐 、金雀儿在试验
的 8种豆科植物及其他禾本科植物所构成的边坡
植物群落中具有明显的优势 ,对边坡生境具有较高
的适应性 ,生态价值颇高 。其中白三叶生长快 ,覆
盖率高 ,有发达的主根 ,覆盖范围广 ,从而弥补了边
坡植物成活率低的不足。而紫穗槐 、金雀儿等灌木
经过 1 ～ 3年的生长将更能表现出其生态优势。
5　结论与讨论
试验表明 ,在边坡立地条件相同的情况下 ,试
验的这 8种豆科植物通过 210d生长后 ,从其成活
率 、地上和地下生物量以及优势度的综合比较看 ,
白三叶 、多变小冠花和紫穗槐 、金雀儿可作为浙江
地区石质边坡复绿的首选草本和灌木豆科植物材
料 。它们对该地区边坡的生境具有较强的适应性 ,
在各类抗性强的豆科植物中具有代表性。
此外 ,由于在边坡复绿过程中 ,植物群落的构
建受土壤 、养分 、气温 、水分等各种因素的干扰[ 5] ,
其基质配比 、植物种类的搭配和种子的用量等影响
因素值得深入研究。例如 ,从实地调查的结果看 ,
单纯地依靠提高植物种子用量来增加每 m2株数
的方法并不可取 ,且种子过多 ,植物密度过高 ,部分
不发芽的种子腐烂后容易引发真菌病 ,其提升的防
护效果并不明显 ,反而造成土壤养分供给不足 、后
期养护成本增大的弊端 。根据吴孝钦等学者的研
究 ,覆盖率为 50% ～ 60%的植物群落即有明显的
减沙效果[ 6] ,因此 ,相对少的种子用量已经能提供
足够的保护 。总之 ,对如何提高石质边坡植物的成
活率以及植物群落的稳定性需要广大工作者继续
进行深入的科学研究 。
参考文献:
[ 1] 　林冬 ,崔建强.城市地下道路环境影响评价初探 [ J] .
地下空间与工程学报 , 2006, 增刊 , (No.7)1278-
1280.(LINDong, CUIJianqiang.PreliminaryStudy
onEnvironmentalImpactsEvaluationofUrbanTunnel
[ J] , ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngi-
neering, 2006, (No.7)1278-1280.(inChinese))
[ 2] 　LedgardSF, SteeleKW.Biologicalnitrogenfixation
inmixedlegume/ grasspastures[ J] .Plantsoil, 1992
, 141:137-153.
[ 3] 　马万权 ,沈康健 , 邓辅唐.客土喷播技术对石质边坡
防护的运用 [ J] .云南交通科技 , 2003, 19(3):7 -
11.(MAWanquan, SHENKangjian, DENGFutang.
ApplicationofTransplant-SprayinginStoneSlopePro-
tection, YunnanCommunicationScienceandTechnolo-
gy, 2003, 19(3):7-11.(inChinese))
[ 4] 　陈宇晖 , 朱锐.惠河高速公路(Ⅱ期)边坡客土喷播
防护效果与分析 [ J] .广东公路交通 , 2004, 82(1):
36-39.(CHENYuhui, ZHURui.EfectandAnalysis
ofSprayingProtectionforSideSlopesofHuiheExpress-
way(PhaseII), GuangdongHighwayCommunications,
2004, 82(1):36-39.(inChinese))
[ 5] 　陈济丁 ,王麒.公路绿化的草种选择和草皮建植方法
[ J] .公路 , 1994, (4):46 -48.(CHENJiding.
WANGQi, GrassseederandTurfEstablishmentin
HighwayPlanting[ J] .Highway, 1994, (4):46 -48.
(inChinese))
[ 6] 　吴孝钦 ,汪有科.黄土高原水土流失区的林草资源和
植被建设 [ J] .水土保持研究 , 1994, (1):15 -18.
(WUXiaoqin, WANGYouke.ForestandGrassRe-
sourceandVegetationConstructiononCorosiveRegion
ofLoessPlateau[ J] .JournalsofSoilandWaterConser-
vation, 1994, (1):15-18.(inChinese))
1892008年第 1期　　　　　　　　　　钭逢光:豆科植物在高速公路边坡复绿中的应用研究