本發明公開一種邊坡植被建植方法，特別適用于土質邊坡，石質邊坡，土石混合邊坡，混凝土噴錨邊坡，工程防護和生態防護相結合等類型的邊坡，屬于護坡植被恢復工程領域。
背景技術：
在公路，鐵路，水利，礦山，建筑等工程建設中，由于開挖或填方破壞了原有植被，產生了裸露邊坡，如土質邊坡、巖石邊坡，土石混合邊坡，混凝土噴錨邊坡，工程防護與生態防護相結合的邊坡，這些邊坡如果不加以綠化，會導致嚴重的水土流失和生態環境失衡。然而邊坡僅靠自然界自身的力量恢復植被往往需要非常長的時間，甚至無法恢復植物，因此邊坡植被建植成為綠化工程建設領域中的一個熱點和難點。
綠化行業主要有園林綠化和林業綠化，但這兩個細分行業都沒有涉及邊坡綠化這個領域。當公路、鐵路等線性工程最早出現邊坡時，為了保護邊坡的穩定，防止水土流失和碎石剝落危及行車安全，大都采用混凝土抹面和砌石擋墻等方法進行防護。但砼工結構受風雨侵蝕而需要不斷地維護，而且隨著人們生態環保意識的不斷增強，當工程防護形成的一道道灰色的口子，與周邊的青山綠水格格不入，因此各類研究機構開始研究在坡面上建植植物。最早得到應用的是邊坡植草技術，如植生帶植草護坡，六棱塊植草護坡，格柵植草護坡，客土噴播植草護坡等等，在很短的時間實現了坡面綠化全覆蓋，取得了很好的綠化效果。但是噴播的土壤容易受雨水侵蝕，而且草坪建植易養護難，坡面養護工作不安全，費時費力成本高昂，經常出現“一年一大片、兩年一條線、三年一點點、四年看不見”的草坪退化、斑禿、死亡現象，同時這種現象在北方干旱和半干旱地區尤為嚴重。
針對邊坡植草出現的問題，又有學者和工程技術人員探討在邊坡上建植喬、灌、草植被群落的方法。最早嘗試在種草的過程中加入一些喬灌木的種子，但由于草坪的生長速度快，三到七天就開始發芽，一周坡面就能看到綠色，一個月就可以實現坡面全覆蓋，草坪高度可以長到二十公分以上。喬灌木的種子發芽以后受草坪遮蔽而見不到陽光，進而無法進行光合作用，當種子里殘存的一點營養物質消耗殆盡后也就枯萎死亡。
坡面穴植喬灌木技術，是通過機械在坡面沖擊或旋挖深度不小于三十厘米的土坑、石坑，在坑內種植喬灌木；利用客土噴播技術在坡面種植草坪，最終形成喬灌草相結合的立體植被群落，取得了很好的效果，喬灌木生長壯大后不需要人工養護，在自然環境之中成活生長。穴植喬灌木技術在坡面孔內回填種植土，保護了植物賴以生存的土壤，避免了雨水的沖蝕，但在坡面上客土噴播植草仍然存在雨水沖毀的問題。以往噴播植草多年過后，一場大雨沖刷使多年的勞動成果毀于一旦。更為重要的是，在石質坡面上沖擊挖掘種植穴，有可能會影響到邊坡的安全穩定性，在土質邊坡上旋挖的種植穴會加劇水土流失，而噴播植草和打穴種植喬灌木兩種工藝同時使用，又會使得施工成本高昂，工期漫長，進而影響了這種工藝的推廣應用。
在西北干旱和半干旱地區，如果在坡面種植如草坪這樣的高耗水植物，使得原本水資源十分匱乏的問題更加突出。因此在新疆、甘肅、內蒙、山西、陜西、寧夏等地，當地的自然降水條件不足以支撐喬灌密林對地面的全覆蓋，樹林間空地仍然存在水土流失的情況，這些地區的邊坡綠化的問題急需解決。此外一些特殊區域如公路橋下常年見不到雨水，仍然存在黃土露天、見風起塵的現象，成為綠化中的盲點。
技術實現要素：
本發明提供一種成本低、無污染的邊坡植被建植方法，其通過錨釘將森林毯固定在坡面，然后在森林毯上種植植物，其后在森林毯頂端設置滴灌用植物營養液灌溉養護植物。
本申請森林毯由第一層(最表層)、第二層(次表層)、第三層和/或第四層和第五層構成。
具體地，森林毯的第一層(最表面層)為生態種植層或苔蘚層或藻類層，其中生態種植層有三層，最外層為無紡布，中間為植物種子，最里層為能在短期內自動分解的無紡棉纖維布或者木槳紙。將這三層經過機器的滾壓和針刺的復合定位工序形成。可以根據綠化場地的不同，使用各種不同種子、生產不同規格的生態種植層，同時也可實現不同種子混播。
生態種植層通過無紡布和木槳紙把草種夾在中間并均勻固定在表面，確保澆水時不會被沖刷流失，同時為草種萌發提供必要覆蓋條件。
無紡布是將紡織纖維或者長絲進行定向或隨機排列，形成纖網結構，然后采用機械，熱粘或針刺等物理方法加固而成，其主要成份為聚丙烯；無紡布與木槳紙層把草種夾在中間。
進一步地，森林毯最表層的生態種植層的制備方法是一種成熟的工藝，在市場上有成熟的產品。將這種植草方法與森林毯結合，使得在邊坡上種草簡單實用。其中無紡布和木槳紙都用綠顏色，當完成森林毯的鋪設，整個坡面看起來與周圍環境協調一致。
上述苔蘚層選用耐旱苔蘚，如墻蘚(tortulaspp.)、真蘚（bryumargenteum)、灰土對齒蘚(didymodontophaceus)、蓑蘚(macromitriumsp.)、齒肋赤蘚(syntrichiacaninervis)等。可以將苔蘚直接噴植在次表層的聚酯纖維種植毯上以形成苔蘚層，也可以先將苔蘚種植纖維毯上，再將長有苔蘚的纖維毯固定在次表層的聚酯纖維種植毯上而形成苔蘚層。
上述藻類層選用荒漠藻類，如具鞘微鞘藻(microcoleusvaginatus)、爪哇偽枝藻(scytonemajavanicum)、纖細席藻(phormidiumtenue)。藻類層是將藻類直接噴植在次表層的聚酯纖維種植毯上，或者將藻類種植纖維毯上，再將長有藻類的纖維毯固定在次表層的聚酯纖維種植毯上以形成藻類層。
具體地，森林毯的第二層為聚脂纖維種植毯，厚度約1-2cm。聚酯纖維種植毯的克重為400-1000g/m2。這一層的功能主要是與第三層一起把苗木根系夾在中間，起到種植苗木的作用，這一層略厚一些是為了防止陽光曝曬對苗木根系產生傷害。
具體地，森林毯的第三層為聚脂纖維種植毯，厚度約0.3-1cm。其由針刺化纖毛氈組成，纖維層經針刺后由厚變薄以至固結，針刺法制成的無紡織布緊密、彈性好。根據種植物種不同，聚酯纖維種植毯的克重為150-400g/m2。這一層主要是在反季節栽植或種植帶土球的苗木時，避免苗木土壤直接與巖棉基質接觸而堵塞巖棉空隙，降低巖棉空隙率，影響巖棉基質栽培效果。如果在春季種植裸根苗時也可以省略這一層結構。
具體地，森林毯的第四層為基質層，厚度約5cm左右。根據不同的環境和種植物種由巖棉或人工土壤組成以提供植物生長。這一層的功能主要是為植物生長提供良好的生長“土壤”。
具體地，森林毯的第五層為聚脂纖維種植毯，厚度約0.3-1cm。聚酯纖維種植毯，其組成與森林毯的第三層結構一致。這一層的功能主要是鋪設到坡面后，避免巖棉直接與坡面接觸，影響巖棉功效。
具體地，森林毯在土質邊坡應用時，其由生態種植層/苔蘚層/藻類層、聚酯纖維種植毯和一層聚酯纖維種植毯構成。也可以選用石質邊坡上使用的五層結構森林毯。
具體地，森林毯在石質邊坡應用時，其由生態種植層/苔蘚層/藻類層、聚酯纖維種植毯、聚酯纖維種植毯、基質層和聚酯纖維種植毯構成。
在實際應用時，一般情況下種草則不種苔蘚和藻類；反之如果種苔蘚或藻類，則不種草。上述坡面種植苔蘚和藻類有兩種方法，一種是先將苔蘚或藻類種植在纖維層上，在苗圃內育好的苔蘚層或藻層其覆蓋率達100%，然后將這層育好的種植纖維層直接貼在森林毯上，一步成形使邊坡變綠。第二種方式是指將含有苔蘚或藻類的液體通過噴播的手段噴在森林毯之后，然后進行澆水養護，使之逐步生長成形，使其覆蓋達100%，讓邊坡變綠。
進一步地，森林毯的基質層種類比較多。巖棉毯，能比較好地與第三層和第五層的種植纖維種植毯結合并縫制在一起，而且可以隨著坡面起伏而彎曲，更好地緊貼坡面。基質也可以為松散狀或壓縮狀、或者制成條狀、塊狀、圓餅狀或毯狀，壓縮狀的基質又可以為遇水膨脹型和遇水不膨脹型。松散型的基質可以通過植袋的方式將基質包裹在兩層聚酯纖維種植種植毯內；也可以使用壓縮基質，通過縫制的方式將其固定在兩層聚酯纖維種植毯內，為植物根系生長提供條件。
森林種植毯采用多針行縫進行縫制。其具體縫制方法：將聚酯纖維種植毯、基質、生態種植層按照從下到上的順序平鋪于輸送板上，送入多針行縫機，采用龍門式下針方法，按照不同的規格可一次性縫紉6、8、12、14、16或18條線，縫制寬度根據場地需要可做到2米、3米、4米等不同的寬度。
具體地，森林毯的總厚度5~10cm，最表層是生態種植層/苔蘚層/藻層，其厚度不超過1cm，次表層聚酯纖維種植毯厚度約1-2cm，第三層聚酯纖維種植毯厚度約0.3-1cm，第四層基質層厚度約5cm左右，第五層聚酯纖維種植毯厚度約0.3-1cm。森林毯經制造后是干燥的沒有水分，當鋪設到坡面上后，用灌溉的方式使其含水量達到適合植物生長的需要。灌溉方式采用滴灌，在水資源優越的地方，也可以噴灑灌溉。
本申請的邊坡植被建植方法具體地是在邊坡上，通過錨釘將森林毯固定在坡面，按照種植間距在森林毯第一層和第二層上切開小口，將所要種植的喬木、灌木、藤本和復蘇植物苗木種植在森林毯的第二層和第三層聚酯纖維種植毯之間，用打釘機的碼釘固定，然后用防水膠貼封閉切口。本方法中，各種邊坡常用植物都可以在森林毯內種植；然后在森林毯頂端設置滴灌用植物營養液進行灌溉養護。
此外，對于象卷柏這樣的復蘇植物，還需要打釘機的門形釘固定在毯子上，防止卷柏移動“逃走”。
進一步地，按照不同植物種植密度在森林毯的第三層聚酯纖維種植毯上設置不同的種植位置，將目標植物種植在森林毯內。同時在毯子頂端種植植物的相應位置設置滴灌用植物營養液對植物進行灌溉養護，最終使坡面植被生長成為喬木，灌木，藤本，草坪，復蘇植物，苔蘚，藻類等形成的立體植被群落。
植物苗木種植在森林毯第二層和第三層聚酯纖維種植毯之間。植物根系介于兩層纖維種植毯之間的夾層內，然后用打釘機的碼釘固定。為了把植物的根系完整的放在毯子內，所以切口略大一些。但植物的干徑仍然露出毯子切口伸到空中，用防水膠貼封閉切口并不影響樹干正常生長。經過工程實踐，根系穿過森林毯后，進入邊坡內。
具體地，上述種植的喬木、灌木、藤本植物或草本植物，可以是水培苗、普通的大田苗或營養缽、營養袋苗。
本發明能在沒有植物生長條件的各種類型邊坡，針對不同的自然條件，建植成各種類型的森林植被。在自然降水條件較好區域，林間空地以種植耐旱草坪為主。在降水稀少的區域，種植復蘇植物如蛛毛苣苔，牛耳草，卷柏取代草坪對林間空地進行覆蓋。也可以在坡面種植耐旱苔蘚或荒漠藻類，苔蘚和藻類會與塵埃形成結皮，有效防止風蝕、水蝕對土壤的侵害作用。當持續干旱來臨，卷柏會脫水干枯，多年不死，等待降雨，重新復活葉片返綠。耐旱苔蘚如墻蘚（tortulaspp.）、真蘚（bryumargenteum）、灰土對齒蘚（didymodontophaceus）、蓑蘚(macromitriumsp.)、齒肋赤蘚(syntrichiacaninervis)、紫萼蘚(grimmiacommutata)等；藻類如具鞘微鞘藻(microcoleusvaginatus)、爪哇偽枝藻(scytonemajavanicum)、纖細席藻(phormidiumtenue)等，在氣候不利的條件下會停止生長進入休眠狀態，等待降雨后，返回綠色重新生長。最終使坡面植被生長成為喬木，灌木，藤本，草坪，復蘇植物，苔蘚，藻類等形成的立體植被群落，很好地實現森林植被建植。
在石質等邊坡應用時，錨釘、植物、聚酯纖維種植毯、基質共同相互作用，能夠為邊坡植物生長提供較好的生長環境，由于結構穩定抗雨水沖刷能力強。當植物根系穿透森林毯進入邊坡內部后，整個體系形成一個有機整體。喬、灌、藤本植物生長壯大，草坪郁閉、復蘇植物覆蓋裸露地表，苔蘚和藻類生長密實，森林群落在自然環境之中成活生長，最終融入自然環境，無需人工維護。
技術效果：
本發明技術方案中苔蘚、藻類植物移植到聚酯纖維種植毯后即可實現坡面全部復綠；草本植物經過灌溉養護后45天時間可以實現坡面綠化覆蓋率95%以上，喬灌木當年的郁閉度60%以上，第二年郁閉度可達90%以上，邊坡植被群落呈現森林多層結構，達到預期效果。
本發明技術方案適用于熱帶、亞熱帶和溫帶氣候濕潤地區的各類邊坡，邊坡植被可以建植成為喬灌藤草相結合的植被群落。也適用于西北干旱和半干旱區域，邊坡植被建植成喬灌藤苔蘚或藻類或復蘇植物相結合的植被群落。
本發明錨釘、植物、聚酯纖維種植毯和植物生長基質相互作用，能夠為邊坡植物提供較好的生長環境，抗雨水沖刷能力強，特別是植物根系穿透森林毯進入邊坡內部后，整個體系形成一個有機整體，喬、灌、藤本植物生長壯大，草坪郁閉、復蘇植物覆蓋裸露地表，苔蘚和藻類生長密實，不但保護了邊坡穩定，而且創造出一個優美的生態環境。本發明能夠在沒有植物生長條件的各種類型邊坡上很好地實現森林植被建植，并且施工工藝簡單，可以反季節栽植，施工速度快，節省水資源，以毯代穴種植喬灌藤草，以鋪代噴構建植物生長基質，是一種低碳，環保，高效的邊坡植被建植方法。
附圖說明
圖1本發明邊坡植被建植方法的示意圖。
1-滴灌管
2-錨釘
3-草、復蘇植物、苔蘚層或藻類層
4-森林毯的基質層
5-邊坡。
具體實施方式
以下通過具體實施例對本申請的技術方案作詳細的解釋，但所述發明內容不限于此。本領域技術人員在熟知本申請技術方案之下所做的任何改進或不改宗旨的變動都屬于本申請技術方案的保護范圍之下。
實施例1
山西西山農村旅游公路所在地太原西山屬暖溫帶大陸性氣候，多年平均降水量411.5mm，強降雨多集中在7-8月，2013年7月最大降水量達242.4mm；年蒸發量在1715.6~2047.6mm之間。多年平均氣溫9.6℃，7月份最熱，月平均氣溫23.2℃，一月份最冷，月平均氣溫－6.3℃。太原西山地處于太原盆地西北部，海拔標高800~1830m。山勢綿延起伏，溝壑縱橫，基巖裸露。公路建設開挖填筑形成了大量的石質路塹邊坡，坡比1︰0.75至1︰0.3。按照邊坡永久綠化的需求，實施了2000m2邊坡綠化工程的試驗段，植栽喬木刺槐、灌木紫穗槐、杠柳（少量試驗）、藤本木藤蓼，草坪黑麥草、高羊茅、紫花苜蓿和沙達旺（少量試驗）混播的綠化防護，施工過程為反季節施工。
施工過程：
(1)對邊坡表層松動石塊或碎石碴堆積物進行清理，去除活動的石塊和石碴平整坡面，填補超過20cm坡面深坑，使坡面保持相對平緩。
(2)在坡頂開挖寬30cm，深20cm的溝槽，將森林毯頂端埋入溝槽中覆土壓實，將另一端順坡鋪于坡面。
(3)森林毯的厚度約10cm，表層是生態種植層，向下依次是一層約2cm厚聚酯纖維種植毯，一層約1cm厚聚酯纖維種植毯，一層約5cm厚基質層，一層約1cm厚聚酯纖維種植毯。
(4)固定森林毯，按照間距1m×1m將錨釘打入坡內20至30cm深。坡面不平整時，還要在最低點打入輔助淺錨釘，使森林毯與坡面緊密接觸。
(5)按照設計種植間距，在森林毯表層和第一層聚酯纖維種植毯上切一小口，然后將喬、灌、藤本植物栽植到森林毯內，然后用打釘機的碼釘固定，然后用防水膠貼封閉切口。種植的植物種類有刺槐、（喬木）、紫穗槐、杠柳、（灌木）、木藤蓼（藤本）、高羊茅、黑麥草、紫花苜蓿、沙達旺（混播草）。
(6)在坡頂設置一行滴灌帶，用植物生長營養液灌溉養護坡面植物，營養液只要能滿足植物對n、p、k和微量元素的基本需求即可以保證植株的正常生長。
栽植的營養袋喬、灌、藤本苗木可以在反季節施工，植株干莖枝葉高出坡面20cm至100cm，施工完成后喬灌藤本多層群落結構成效初步顯現。經過灌溉養護4天后，草種根系開始生長，15左右草種萌發基本完成，30天左右整個坡面呈現綠色，45天時間草坪覆蓋率達到100%。經過2年的養護之后，喬、灌、藤本植物生長壯大，草坪郁蔽，森林群落在自然環境之中成活生長實現融入自然環境之中，不再需要進行人工養護。施工過程中混植在紫穗槐中的杠柳生長勢和耐旱性強于紫穗槐，紫花苜蓿第一年覆蓋度大于沙達旺，第二年以后沙達旺的覆蓋度大于紫花苜蓿。
與噴射植草工藝技術相比，森林毯以鋪代噴，植草成本降低60%以上，與打穴種植喬灌木技術相比，森林毯以毯代穴，苗木建植成本降低50%以上。以森林毯建植邊坡植被營造穩定的喬灌藤草植物群落，每平方米建植成本與二年的養護費用只有80元/平方米，大大降低了施工和養護成本。
實施例2
西安咸陽機場專用高速公路氣候屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，年平均氣溫13.1至13.4℃。7月最熱，月平均氣溫26.1至26.3℃。1月最冷，月平均氣溫-0.3至-1.3℃。年降水量平均為507.7毫米~719.8毫米，一年有三個降雨高峰時段，分別是春季的4-5月，夏季的7-8月，秋季的9-10份。機場高速邊坡坡比1︰0.75，土質為黃土，屬于濕陷性黃土，土質堅硬，受水浸濕后土的結構迅速破壞，強度也隨之降低，易出現水土流失，引發邊坡滑塌等水毀地質災害。實施了1200m2邊坡綠化試驗工程，分為6個試驗小區。植栽喬木刺槐、火炬樹、灌木紫穗槐、檸條，草坪黑麥草、高羊茅、紫花苜蓿，苔蘚和藻類以及復蘇植物（少量）的綠化防護，施工過程為春季施工。
施工過程：
(1)清理拉毛坡面。公路土質邊坡是機械開挖成型坡面，表面有機械挖齒產生凹凸不平，坡面部分有土石混合帶。主要清理松動石塊，橫向拉毛坡面。
(2)在坡頂開挖寬30cm，深20cm的溝槽，將森林毯頂端埋入溝槽中覆土壓實，將另一端順坡鋪于坡面。
(3)有三個試驗區的森林毯的厚度約10cm，表層是生態種植層或苔蘚、藻層，向下依次是一層約2cm厚聚酯纖維種植毯，一層約1cm厚聚酯纖維種植毯，一層約5cm厚基質層，一層約1cm厚聚酯纖維種植毯。另外有三個試驗區的森林毯的厚度約5cm，表層是生態種植層或苔蘚、藻層、復蘇植物，向下依次是一層約3cm聚酯纖維種植毯，一層約2cm厚聚酯纖維種植毯。
(4)按照設計種植間距，在森林毯的表層和第一層聚酯纖維種植毯上切一小口，然后將喬、灌、藤本植物或復蘇植物栽植到森林毯內，然后用打釘機的碼釘固定，然后用防水膠貼封閉切口。種植的植物種類有刺槐、火炬樹（喬木）、紫穗槐、檸條（灌木）、高羊茅、黑麥草、紫花苜蓿（混播草）、苔蘚、藻類、復蘇植物(少量）。
(5)有4個試驗區分別種植苔蘚和藻類。其中兩個試驗區使用在苗圃內育好成形苔蘚或藻的種植纖維層其覆蓋率達100%，然后將這層育好的種植纖維層直接貼在森林毯上，一步成形使邊坡變綠。另外兩個試驗區是指將含有苔蘚或藻類的液體通過噴播的手段噴在森林毯之后，然后進行澆水養護，使之逐步生長成形，使其覆蓋達100%，讓邊坡變綠。
(6)在坡頂設置一行滴灌帶，用植物生長營養液灌溉養護坡面植物，營養液只要能滿足植物對n、p、k和微量元素的基本需求即可以保證植株的正常生長。
施工完成后，苔蘚和藻類植物就可以對坡面全覆蓋，實現坡面綠化覆蓋率達到100%。經過灌溉養護4天后，草種根系開始生長，15天左右草種萌發基本完成，30天左右整個坡面呈現綠色，45天時間草坪覆蓋率達到100%。經過2年的養護之后，喬、灌、藤本植物生長壯大，草坪郁蔽覆蓋裸露地表、苔蘚和藻類生長密實，復蘇植物生長旺盛，森林群落在自然環境之中成活生長最終實現融入自然環境之中，無需人工維護。不含基質的森林毯栽植的植物成活率與含基質的森林毯相比苗木、草坪、苔蘚、藻類以及復蘇植物成活率差異不大，但含基質森林毯苗木高生長和徑生長指標明顯優于不含基質的森林毯。
與噴射植草工藝技術相比，森林毯以鋪代噴，植草成本降低40%以上，與打穴種植喬灌木技術相比，森林毯以毯代穴，苗木建植成本降低30%以上。以森林毯建植邊坡植被營造穩定的喬灌藤草（苔蘚、藻）植物群落，每平方米建植成本與二年的養護費用只有40元/平方米，大大降低了施工和養護成本。而且采用森林毯護坡后，沒有水毀現象產生。