表土在边坡生态恢复的运用

表土层包括自然土壤中的腐殖质层、含枯枝落叶层以及耕作土壤中的耕作层(孙向阳，2005)。在中国公路建设项目占用土地后，普遍把表土层作为一般土料来使用或直接乱堆乱弃，由此造成了对天然肥力较高的土壤资源的巨大浪费(孙宏斌和马云龙，2007)。缺乏科学的表土应用技术是造成公路建设产生的大量表土资源无法被合理利用的直接原因。因此，研究能够大范围推广的表土利用技术以实现土壤资源的可持续利用，是目前中国环保型公路建设亟需解决的重要问题(张玉斌，2010)。

国外发达国家通常将表土的利用技术纳入到表土剥离制度中，形成一整套的技术方法(朱先云，2009)。如日本在二战后就开始探索利用表土进行土壤改良，研究了将表土作为客土掺入要改良地区的表层土壤的工艺方法，如翻转客土、改良式翻转客土等(朱先云，2009);在工程建设中特别是公路边坡绿化上，日本还研发了客土喷播技术等利用表土资源的绿化恢复新技术(刘新卫，2008)。随着国内资源保护意识的增强，公路环保相关领域的学者也逐渐意识到表土资源对于路域生态恢复的重要性，进行了表土利用技术的尝试。如王新军等(2011)研究了吉林省营城子至松江河高速公路沿线3种典型公路占地类型(林地、旱地、水田)不同土层厚度的土壤质量水平，提出了不同类型土壤表土层的最佳收集厚度;陈济丁等(2009)在青藏公路多年冻土路段边坡植被种植试验中利用了当地的表土，在公路边坡建立了较好的植被群。目前，表土利用技术的局限性在于仅简单采用表土用于公路边坡植被的种植，对后期植被生长效果没有科学的跟踪调查方法，而具体的技术规范要求以及结合成熟的边坡绿化施工方法的配套技术还处于空白，这将是今后中国公路生态恢复中表土利用技术研究的方向。

为了推动中国“资源节约型，环境友好型”公路建设的进程，保护有限的土地资源，寻求一种操作简便、便于推广、经济效益高的公路边坡生态恢复新技术，本研究以江西省彭湖高速公路为依托，利用表土资源和客土喷播技术进行了边坡生态恢复技术试验，结合生态调查方法对后期植被生长情况进行系统的分析，研究表土利用的适宜性同时筛选出最科学的恢复技术。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验地位于江西省彭泽至湖口高速公路(简称彭湖高速，位于江西省北部九江市彭泽县和湖口县境内，桩号位置K12+000～K63+929)K15+536、K25+478、K35+600、K45+215、K55+800共5个试验点，每个试验点具有路左和路右2个边坡坡率为1∶2的具有代表性的低缓边坡。图1显示了试验地左右坡与阴阳坡的对应关系。该区域为湖积冲积平原区、长江冲积洲和鄱阳湖滨湖平原微丘区。亚热带季风气候，气候温暖、光照充足、雨量集中且充沛。多年平均气温15.5～17.3℃，最冷1月平均气温3～4℃，最热7月平均气温28～29℃。年无霜期247d，年平均日照2048.6h，年均降雨量1497.3mm，降雨主要集中在4—7月。全线丘陵植被以灌丛和灌草丛为主，植被类型多样，植被结构单一。试验地土壤类型主要为山地红壤，表土层0～20cm。

1.2试验设计

试验设计的主体思路是，利用施工期收集的公路清表土作为边坡人工建植植被生长的基质，结合目前公路边坡绿化常见的两种施工方法即普通喷播和人工撒播所进行的一种公路边坡生态恢复的创新尝试。选取了全线5个试验点的左右2个边坡设计了在2种施工方法下多种表土覆盖厚度及对照的恢复试验。试验的目的是研究表土在边坡生态恢复中的适宜性和对现阶段公路生态恢复的指导意义，探寻当地环境条件下利用表土资源进行生态恢复的最佳方法。

1.3试验材料

试验材料包括种子材料、土壤基质材料以及相关设备3部分。其中喷播施工方法使用了草本5种、灌木4种、花1种的种子配比;撒播施工方法使用了草本4种、灌木7种的种子配比。土壤基质为沿线清表土，并混合了部分特殊的有机质及无机质材料。机械设备为表土运输、覆盖等施工过程提供保障。

1.4恢复试验技术

2009年7月中旬开始对5个试验点的9个试验边坡进行了试验小区的划分，并设计了不同的恢复方法(表2)。由于光照条件的不同，路左和路右的边坡会形成阴坡和阳坡，因此将其分开设计是为了能够在相同光照影响条件下进行试验，减少数据的误差。路左边坡主要试验设计目的是探求在中层厚度的表土覆盖下，普通喷播、人工撒播、自然恢复的优劣;路右边坡的试验设计目的是在人工撒播的恢复方式下探求最佳的覆盖表土厚度。

1.5研究方法

1.5.1土壤养分调查

2009年试验开始前对所使用的混合表土的养分含量进行了测定，测定内容包括全氮、全磷、全钾、有机质、有效磷、有效钾、碱解氮和pH值，同时测定了试验地附近的次生林林下表土养分含量和棉花地耕作层表土养分含量作为对比，分析收集的表土的养分情况。

1.5.2样地调查

2010年7月采用样线法(刘杰等，2006)对每个边坡进行样方调查。即从坡顶至坡底平行设置3条样线，样线之间的距离根据每个坡面的长度平均设置。样线上等距分布4个1m×1m的小样方，调查样方内植物的种类、数量、高度、盖度、地上生物量湿重和干重，随后分别在样线左右两侧距离2m的位置设置重复样线进行样方调查，每个坡面总计调查36个小样方。由于边坡植被均处于初级生长阶段，乔灌草未明显分层，故没有进行2m×2m和5m×5m的大样方调查。

1.5.3木本植物重要值计算

重要值是评价群落中各物种相对重要的综合数量指标，重要值越高的植物在群落中占据优势地位，能代表一个群落的特点(尚玉昌，2002)。本次计算采用的重要值指数，是相对密度或相对多度、相对频度和相对显著度3项指数的综合，重要值=?相对密度+相对频度+相对盖度?/3(雷明德，1999)。边坡植被群落中木本植物以及豆科多年生草本对后期群落结构的稳定和群落的持续生长有举足轻重的作用，通过比较其在群落中的重要值来分析边坡群落的质量。本文对试验边坡木本植物与多年生草本植物在群落中的重要值进行了分析。