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2021-4-10 | 城市生态论文
0前言
在高速公路建设过程中，由于使用大量的土地、开挖山体等，会对自然环境产生一定的非污染型生态环境影响，主要表现为:植被破坏、土壤侵蚀、自然资源影响、景观影响及生态敏感区影响等。2004年建成通车的宁杭高速公路(江苏段)在国内首次提出了“生态高速公路”理念，国内开始有植被护坡、植物固坡、坡面生态工程、坡面植被恢复等说法［1］。国际上对生态高速公路的提出较早，1994年举行了以植被护坡为主题的首次国际会议，把植被护坡定义为“用活的植物，单独用植物或者植物与土木工程和非生命的植物材料相结合，以减轻坡面的不稳定性和侵蚀”［2］。
植物入侵是指植物由原生存地经自然的或人为的途径侵入到另一个新环境，对入侵地的生物多样性、农林牧渔业生产以及人类健康造成经济损失或生态灾难的过程。目前已知我国大约有400种入侵植物、40种入侵动物、11种入侵微生物，其中大面积发生、危害严重的多达100多种。外来入侵植物与本地植物竞争生存空间和养分，给农业的生态系统、畜牧和鱼类的栖息环境、农业生物多样性保护造成了巨大威胁。2010年我国西南地区遭遇历史罕见旱灾，高温干旱、降水稀少，一些林业有害植物如紫茎泽兰的繁殖和危害时间明显提前，有大面积暴发成灾的潜在危险。作为全国粮食主产区的河南省，入侵植物每年对粮食、水产养殖等农业生产造成的损失至少上亿元，如信阳市平桥区五里镇等地，为清除水葫芦和水花生，每年都要花近10万元打捞费。张云霞等在2010年的研究表明，河南省新近入侵植物9种，包括细叶满江红、野老鹳草、假酸浆、毛酸浆、牛茄子、北美车前、霍香蓟、鬼针草和两耳草［3］。2011年9月，河南省外来入侵有害生物领导小组办公室公布，已查明外来入侵有害植物30种，其中12种分布较广。
高速公路建设中，短时期内边坡植被破坏，入侵植物是否会趁虚而入，以及生态修复中生物入侵的程度成为本文研究的重点。此次共调查植物58种，其中外来入侵植物4种。通过调研，河南省生态高速公路的植物选择应以本地树种为主，针对外来入侵植物提出了防止入侵措施，以保护生物的多样性。
1植物入侵的情况调查
高速公路在修建时期，因为挖方或填方，边坡原先的生态系统遭到破坏，植被出现暂时空白。此时生态系统最为脆弱，外来入侵植物最容易趁虚而入，迅速占领资源，成为优势植物。如紫茎泽兰原产于北美墨西哥和中美洲，有天敌象甲虫专吃紫茎泽兰的叶子，使其受到控制。上世纪40年代从中缅、中越边境传入云南南部，到中国后失去了天敌，肆意蔓延，疯狂侵袭本地物种，成为独霸一方的单一优势种群，现已广布于西南地区，仅云南目前发生面积即达247000km2，并每年以10多公里的速度向周边蔓延［3］。凡是紫茎泽兰所到之处其他植物失去生存空间。自然界的法则是，如果没有生态上的平衡与制约，即使是一棵草，也会吞没一切。
此次调查研究的目的是为了查明生态高速公路边坡的植被恢复过程中，由于脆弱的生态造成的植物入侵的程度。调查地点全部在河南省境内，包括京港澳、许平南、大广、郑尧、宁洛五条高速公路，地域上包括许昌、郑州、平顶山、南阳等地，地形有平原、丘陵、山区，基本上代表了河南省各种高速公路的生态特征，调查里程约600km，取样方17个，调查植物58种。
1.1植物品种众多
本次调查共统计植物58种，分别为紫穗槐、小蓟、裂叶艾、?草、爬山虎、茜草、榆树幼苗、狗牙根、加拿大蓬、女贞、茵陈、野燕麦、艾蒿、鬼针草、狗尾草、石榴、南天竹、绿豆、马鞭草、荩草、鹅冠草、夏枯草、波斯菊、猪毛菜、西瓜苗、牵牛、红叶李、鸡公菊、蜀葵、月季、齿果酸模、洋槐幼树、黄蒿、压趾草、绞股蓝、高粱、荆条、紫薇、旋覆花、紫花苜蓿、阿尔泰紫菀、喜旱莲子草、打碗花、巨买菜、星宿菜、圆叶掐不齐、洋玉兰、莎草、节节草、苍耳、一年蓬、野菊花、茅草、圆叶牵牛、盐蓬、圆叶苜蓿、苜蓿和毛地黄。其中，加拿大蓬、鬼针草、野燕麦，一年蓬为入侵植物。
1.2人工种植植物占优势地位
据调查，公路边坡植物中的大部分优势植物属于人工种植，如紫穗槐、爬山虎、狗牙根、牵牛、苜蓿、荆条等。这类植物在公路边坡中占主要部分，其中紫穗槐作为灌木占有绝对优势，占所调查边坡盖度的33.1%(图1)，在个别样方中，其盖度达到了99.0%。爬山虎、狗牙根的长势也很不错，在整个调查的样方中总盖度均达到8.0%，单独样方中盖度可达98.0%和50.0%。
1.3部分人工种观赏性植物不适于作为公路护坡
调查发现，2007年在南洛高速边坡中引入的观赏性植物有石榴、南天竹、波斯菊等。石榴、南天竹，4年后基本适应野外生存;但波斯菊由于受到入侵植物鬼针草的影响，4年后其生存能力大大下降(表1)，大部分地段已不存活，部分存活的生活力弱，估计几年以后会在公路边坡中彻底灭绝。
1.4入侵植物达一定比例
本次调查共调查到入侵植物4种，有加拿大蓬(Conyzacanadansis)、鬼针草(Bidenspilosa)、野燕麦(Avenafatua)、一年蓬(Erigeronannuus)，累计所有样方，这几种植物盖度分别为10.8%，5.6%，2.9%和0.7%。但在单独的样方中，鬼针草盖度为70.0%，见表1;加拿大蓬盖度高达55.0%，其高度达2.2m，见表2;野燕麦盖度为30.0%;一年蓬为1.0%。如果剔除人工种植植物，只统计野生植物的话，裂叶艾、狗尾草和加拿大蓬在前三位，盖度分别达15.7%，14.9%和4.0%。鬼针草和野燕麦的盖度分别为7.3%和3.8%(图2)。
1.5山区和丘陵盖度低
在山区和丘陵地带，由于岩石裸露，土壤很少，植物盖度较低，个别样方中植物盖度不到10.0%，种类仅有爬山虎、狗牙根、?草等少数几种，不利于公路边坡的生态修复。
2入侵植物的入侵途径
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