銀西高速鐵路荒漠化區(qū)段路基邊坡綠化防護(hù)研究

1、PAGE 6 -銀西高速鐵路荒漠化區(qū)段路基邊坡綠化防護(hù)研究摘要針對(duì)銀西高鐵寧夏荒漠區(qū)段路基邊坡綠化防護(hù)困難的問題，基于當(dāng)?shù)貧夂蛱卣骱偷孛蔡卣?，建設(shè)路基邊坡綠化防護(hù)試驗(yàn)段，選擇種植四翅濱藜、檸條和爬地柏3種灌木，分析種植后一年半時(shí)間內(nèi)植物的生長(zhǎng)特征和土壤肥力。研究表明：荒漠化區(qū)段內(nèi)路基邊坡綠化防護(hù)時(shí)，應(yīng)選擇耐旱、耐寒、耐堿的植物;四翅濱藜的生長(zhǎng)指標(biāo)優(yōu)于其他兩種植物，種植土的肥力明顯提高，具有最優(yōu)的綠化防護(hù)效果。研究成果可為荒漠化地區(qū)綠化防護(hù)提供有益參考。關(guān)鍵詞銀西高鐵;荒漠化;綠化防護(hù)中圖分類號(hào)U213.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)2096-8949（2022）09-0014-04引言銀西高速鐵路是國(guó)

2、家“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)的重要組成部分，寧夏段線路185.32km，大部分位于地表植被稀少或不發(fā)育的荒漠區(qū)1。高鐵建設(shè)過程中路堤填筑、路塹開挖等工程不可避免地對(duì)場(chǎng)地范圍內(nèi)原有植被造成破壞，改變了原有地表?xiàng)l件2。同時(shí)，銀西高鐵寧夏段路基填料除基床表層外，主要采用水泥改良土或粗顆粒填料填筑，路橋、路涵等過渡段區(qū)域采用級(jí)配碎石摻水泥填筑?；谏鲜霰尘?，考慮寧夏地區(qū)降雨量少、蒸發(fā)量大的不利氣候條件，鐵路沿線的生態(tài)防護(hù)仍采用傳統(tǒng)的喬灌建植方式，導(dǎo)致上述地段都不同程度地存在植物建植方式單一、植物成長(zhǎng)困難、綠化效果不佳的問題。生態(tài)防護(hù)的薄弱將導(dǎo)致鐵路周邊區(qū)域沙漠化程度加劇，造成鐵路路基積沙和軌道積沙，從而威

3、脅鐵路運(yùn)營(yíng)安全3。為有效規(guī)避沙化對(duì)鐵路的不利影響，針對(duì)銀西高鐵寧夏段不利的氣候、環(huán)境和特殊的地理?xiàng)l件，應(yīng)設(shè)計(jì)一套行之有效的路基生態(tài)防護(hù)體系，以保障鐵路運(yùn)營(yíng)安全。目前，對(duì)荒漠化區(qū)域生態(tài)防護(hù)的研究，主要從氣象資料和土壤養(yǎng)分狀態(tài)進(jìn)行定量和定性分析，并結(jié)合區(qū)域荒漠化特征，分析植物生長(zhǎng)狀態(tài)，提出生態(tài)防護(hù)評(píng)價(jià)方法4-5。如通過對(duì)榆林風(fēng)沙區(qū)立地條件、喬灌木造林密度以及樹木生長(zhǎng)狀況調(diào)查分析，應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)該地區(qū)喬木和灌木適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)6;通過對(duì)古爾班通古特沙漠的梭梭灌木林調(diào)查研究，提出人工輔助治理與生態(tài)自我修復(fù)有機(jī)結(jié)合的防護(hù)措施7。但對(duì)于以高鐵為代表的長(zhǎng)距離穿越荒漠化區(qū)域的線狀工程，生態(tài)防護(hù)研究甚少。因

4、此，針對(duì)銀西高鐵路基邊坡進(jìn)行建植綠化研究，為荒漠化區(qū)域在建和擬建類似工程提供參考。表1為研究區(qū)段氣象資料。1銀西高鐵荒漠化區(qū)域基本特征研究區(qū)段位于吳忠市境內(nèi)，地處西北內(nèi)陸，屬中溫帶干旱、半干旱氣候地區(qū)，具有明顯的大陸性特征：四季分明，氣候干燥，蒸發(fā)強(qiáng)烈，降水集中，大氣透明度好，云量少，日照充分，熱量豐富，溫差較大，無霜期短，風(fēng)沙較多8-9。1.1氣候特征區(qū)段內(nèi)歷年平均降水量184.6273.5mm，年平均降雨日數(shù)為46.5天，降雨集中在68月;年均蒸發(fā)量1196.31351.1mm。年均蒸發(fā)量是年均降水量的4.56.5倍，即干燥度為4.56.5，地區(qū)整體呈干燥特征。區(qū)段內(nèi)四季氣溫變化較大，如圖

5、2所示，近5年月均低溫在1月時(shí)達(dá)到?9.4，月均高溫在7月時(shí)達(dá)到32.4。同時(shí)，該地區(qū)受西伯利亞和烏拉爾山以及高壓影響，溫差較大，近5年月最大溫差2334，冬夏溫差差異程度高。1.2地貌特征研究區(qū)段屬毛烏素沙漠西南部邊緣地帶，風(fēng)積沙分布廣泛，屬風(fēng)積地貌，積沙一般厚0.510.5m。風(fēng)沙地以固定沙丘為主，兼有流動(dòng)沙丘、半固定沙丘、平鋪沙地分布10。區(qū)段內(nèi)沙地類型及分布范圍如表2所示。土壤結(jié)構(gòu)松散、肥力較低。通過采集測(cè)試，土壤中速效氮的含量為11.5653.32mg/kg，速效磷的含量為14.4267.63mg/kg，速效鉀的含量為107.28251.54mg/kg，pH值為7.578.13，呈弱

6、堿性。綜合以上分析，研究區(qū)段的氣候呈蒸發(fā)強(qiáng)、溫差大的特征;風(fēng)積沙分布廣泛，土壤肥力低，微堿化。在路基邊坡綠化防護(hù)時(shí)，應(yīng)選擇耐旱、耐寒、耐堿的植物。2試驗(yàn)段建設(shè)試驗(yàn)段設(shè)置于銀西高鐵DK513+400DK513+600段，位于惠安堡鎮(zhèn)與白土崗鎮(zhèn)中間，屬于典型的干旱草原荒漠區(qū)。地層為第四系全新統(tǒng)風(fēng)積粉砂，下伏三疊系上統(tǒng)砂巖。地下水位埋深1113m。區(qū)段內(nèi)邊坡提料采用粗顆粒填料。銀西高鐵寧夏段綠化設(shè)計(jì)存在以下不足：一是邊坡綠化灌木每平方米4株，苗木間距0.69m，種植裸根苗，導(dǎo)致邊坡灌木較稀疏;二是統(tǒng)一種植紫穗槐，在荒漠區(qū)段內(nèi)成活率不高。針對(duì)上述不足，通過改變種植灌木、增加種植密度和調(diào)整種植方式，建設(shè)

7、路基邊坡綠化試驗(yàn)段，如表3所示。四翅濱藜（Atriplexcanescens）、檸條（Caraganakorshins）和爬地柏（Sabinaprocumbens）均具備耐旱、耐寒、耐鹽堿、耐瘠薄的特性，具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性。在試驗(yàn)段種植三種植物的路基邊坡兩側(cè)布置土壤養(yǎng)分監(jiān)測(cè)儀，對(duì)種植土的有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄。試驗(yàn)段布置如圖3所示。3植物生長(zhǎng)狀態(tài)3.1生長(zhǎng)特征自試驗(yàn)段建植月份2022年4月起，每2個(gè)月對(duì)植物的生長(zhǎng)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)查。在每種植物建植區(qū)域內(nèi)隨機(jī)選取10個(gè)5m5m的樣方，調(diào)查統(tǒng)計(jì)每個(gè)樣方內(nèi)的植株株數(shù)（株）、存活率（%）、平均高度（cm）和植被覆蓋度（%）等。試驗(yàn)段植物成活率隨時(shí)

8、間變化的結(jié)果如圖4所示。種植當(dāng)年內(nèi)三種植物的成活率逐漸下降，10月后下降速率加快，越冬后到了第二年，成活率下降趨于穩(wěn)定。種植14個(gè)月后，四翅濱藜、檸條、爬地柏的成活率分別為78.52%、72.51%、50.03%。植物生長(zhǎng)高度隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖5所示。種植時(shí)三種植物的平均高度為11.813.6cm，植株生長(zhǎng)高度穩(wěn)步增長(zhǎng)，于610月增長(zhǎng)較快。四翅濱藜、檸條、爬地柏的生長(zhǎng)高度分別達(dá)到40.8cm、43.3cm、33.9cm，分別增長(zhǎng)了245.76%、218.38%、171.20%。植物地表覆蓋度隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖6所示，種植時(shí)三種植物的平均地表覆蓋度為13.8%18.5%。四翅濱藜、檸條、爬地

9、柏的地表覆蓋度分別達(dá)到66.92%、51.01%、37.28%，分別增加了261.62%、269.57%、140.65%。試驗(yàn)段植物的生長(zhǎng)指標(biāo)反映出的生長(zhǎng)規(guī)律可解釋為：研究區(qū)段內(nèi)降水集中在68月（見圖1），利于植物生長(zhǎng);冬季氣溫較低（見圖2），并伴有季風(fēng)，植物生長(zhǎng)條件變差。3.2土壤肥力土壤肥力在2022年8月份的監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖7所示。種植四翅濱藜的植物土壤中速效氮和速效鉀的含量均最高，分別高于檸條和爬地柏12.77%、30.55%和6.74%、13.44%。三種植物速效磷的含量基本相當(dāng)。綜合四翅濱藜、檸條、爬地柏的生長(zhǎng)特征和土壤肥力可以得出，四翅濱藜和檸條對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境較適應(yīng)，爬地柏的適應(yīng)性較差，

10、四翅濱藜的綠化效果最優(yōu)。圖8為2022年8月試驗(yàn)段內(nèi)四翅濱藜的生長(zhǎng)情況。4結(jié)論該文分析了銀西高鐵荒漠化區(qū)段的氣候和地貌特征，在DK513+400DK513+600段建設(shè)了路基邊坡綠化試驗(yàn)段，分別種植四翅濱藜、檸條和爬地柏，分析三種植物的生長(zhǎng)特征和土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)，得出以下結(jié)論：（1）研究區(qū)段蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量，溫差大，風(fēng)積沙廣泛分布，土壤肥力低，呈弱堿性。在路基邊坡綠化防護(hù)時(shí)，應(yīng)選擇耐旱、耐寒、耐堿的植物。（2）四翅濱藜和檸條對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境具有較好的適應(yīng)性，爬地柏的適應(yīng)性較差。綜合生長(zhǎng)指標(biāo)來看，四翅濱藜達(dá)到了最優(yōu)的綠化效果。參考文獻(xiàn)1朱文博.寧夏荒漠區(qū)銀西高鐵邊坡綠化智能維養(yǎng)技術(shù)研究D.西安：西安科技

11、大學(xué)，2022.2朱海娟.基于能值理論的寧夏荒漠化治理生態(tài)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)研究J.科技管理研究，2022（7）：582-590.3馬新民，劉濤，吳永峰，等.寧夏地區(qū)荒漠化特征及鐵路沿線物種優(yōu)選研究J.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2022（16）：17-20.4莫保儒，蔡國(guó)軍，楊磊，等.半干旱黃土區(qū)成熟檸條林地土壤水分利用及平衡特征J.生態(tài)學(xué)報(bào)，2022（13）：4011-4020.5李明，畢江濤，王靜.寧夏不同地區(qū)鹽堿化土壤細(xì)菌群落多樣性及關(guān)鍵影響因子分析J.生態(tài)學(xué)報(bào)，2022（4）：1-15.6朱德蘭，馬國(guó)強(qiáng)，朱首軍，等.榆林風(fēng)沙區(qū)喬灌木樹種適宜性評(píng)價(jià)J.西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2022（4）：54-56.7劉晉.準(zhǔn)噶爾盆地荒漠區(qū)梭梭灌木林的自我修復(fù)能力研究J.中國(guó)水土保持，2022（3）：25-26.8黃悅悅，楊東，馮磊.近年來寧夏植被指數(shù)與氣候生產(chǎn)力的時(shí)空變化J.水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2022（11）：70-81.9高娜，孫健，高睿娜，等.氣候變化背景下寧夏冬季氣溫月尺度變化特征J.干旱氣象，2022（1）：38-45.10江濤，張宗堂，賈磊，等.銀西高速鐵路荒漠化地區(qū)微滲滴灌風(fēng)沙平面防護(hù)研究J.高速鐵路技術(shù)，2022（4）：7