表土層包括自然土壤中的腐殖質(zhì)層、含枯枝落葉層以及耕作土壤中的耕作層(孫向陽，2005)。在中國公路建設(shè)項(xiàng)目占用土地后，普遍把表土層作為一般土料來使用或直接亂堆亂棄，由此造成了對天然肥力較高的土壤資源的巨大浪費(fèi)(孫宏斌和馬云龍，2007)。缺乏科學(xué)的表土應(yīng)用技術(shù)是造成公路建設(shè)產(chǎn)生的大量表土資源無法被合理利用的直接原因。因此，研究能夠大范圍推廣的表土利用技術(shù)以實(shí)現(xiàn)土壤資源的可持續(xù)利用，是目前中國環(huán)保型公路建設(shè)亟需解決的重要問題(張玉斌，2010)。

國外發(fā)達(dá)國家通常將表土的利用技術(shù)納入到表土剝離制度中，形成一整套的技術(shù)方法(朱先云，2009)。如日本在二戰(zhàn)后就開始探索利用表土進(jìn)行土壤改良，研究了將表土作為客土摻入要改良地區(qū)的表層土壤的工藝方法，如翻轉(zhuǎn)客土、改良式翻轉(zhuǎn)客土等(朱先云，2009);在工程建設(shè)中特別是公路邊坡綠化上，日本還研發(fā)了客土噴播技術(shù)等利用表土資源的綠化恢復(fù)新技術(shù)(劉新衛(wèi)，2008)。隨著國內(nèi)資源保護(hù)意識的增強(qiáng)，公路環(huán)保相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者也逐漸意識到表土資源對于路域生態(tài)恢復(fù)的重要性，進(jìn)行了表土利用技術(shù)的嘗試。如王新軍等(2011)研究了吉林省營城子至松江河高速公路沿線3種典型公路占地類型(林地、旱地、水田)不同土層厚度的土壤質(zhì)量水平，提出了不同類型土壤表土層的最佳收集厚度;陳濟(jì)丁等(2009)在青藏公路多年凍土路段邊坡植被種植試驗(yàn)中利用了當(dāng)?shù)氐谋硗粒诠愤吰陆⒘溯^好的植被群。目前，表土利用技術(shù)的局限性在于僅簡單采用表土用于公路邊坡植被的種植，對后期植被生長效果沒有科學(xué)的跟蹤調(diào)查方法，而具體的技術(shù)規(guī)范要求以及結(jié)合成熟的邊坡綠化施工方法的配套技術(shù)還處于空白，這將是今后中國公路生態(tài)恢復(fù)中表土利用技術(shù)研究的方向。

為了推動中國“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型”公路建設(shè)的進(jìn)程，保護(hù)有限的土地資源，尋求一種操作簡便、便于推廣、經(jīng)濟(jì)效益高的公路邊坡生態(tài)恢復(fù)新技術(shù)，本研究以江西省彭湖高速公路為依托，利用表土資源和客土噴播技術(shù)進(jìn)行了邊坡生態(tài)恢復(fù)技術(shù)試驗(yàn)，結(jié)合生態(tài)調(diào)查方法對后期植被生長情況進(jìn)行系統(tǒng)的分析，研究表土利用的適宜性同時(shí)篩選出最科學(xué)的恢復(fù)技術(shù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于江西省彭澤至湖口高速公路(簡稱彭湖高速，位于江西省北部九江市彭澤縣和湖口縣境內(nèi)，樁號位置K12+000～K63+929)K15+536、K25+478、K35+600、K45+215、K55+800共5個試驗(yàn)點(diǎn)，每個試驗(yàn)點(diǎn)具有路左和路右2個邊坡坡率為1∶2的具有代表性的低緩邊坡。圖1顯示了試驗(yàn)地左右坡與陰陽坡的對應(yīng)關(guān)系。該區(qū)域?yàn)楹e沖積平原區(qū)、長江沖積洲和鄱陽湖濱湖平原微丘區(qū)。亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫暖、光照充足、雨量集中且充沛。多年平均氣溫15.5～17.3℃，最冷1月平均氣溫3～4℃，最熱7月平均氣溫28～29℃。年無霜期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。全線丘陵植被以灌叢和灌草叢為主，植被類型多樣，植被結(jié)構(gòu)單一。試驗(yàn)地土壤類型主要為山地紅壤，表土層0～20cm。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)的主體思路是，利用施工期收集的公路清表土作為邊坡人工建植植被生長的基質(zhì)，結(jié)合目前公路邊坡綠化常見的兩種施工方法即普通噴播和人工撒播所進(jìn)行的一種公路邊坡生態(tài)恢復(fù)的創(chuàng)新嘗試。選取了全線5個試驗(yàn)點(diǎn)的左右2個邊坡設(shè)計(jì)了在2種施工方法下多種表土覆蓋厚度及對照的恢復(fù)試驗(yàn)。試驗(yàn)的目的是研究表土在邊坡生態(tài)恢復(fù)中的適宜性和對現(xiàn)階段公路生態(tài)恢復(fù)的指導(dǎo)意義，探尋當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件下利用表土資源進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)的最佳方法。

1.3試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料包括種子材料、土壤基質(zhì)材料以及相關(guān)設(shè)備3部分。其中噴播施工方法使用了草本5種、灌木4種、花1種的種子配比;撒播施工方法使用了草本4種、灌木7種的種子配比。土壤基質(zhì)為沿線清表土，并混合了部分特殊的有機(jī)質(zhì)及無機(jī)質(zhì)材料。機(jī)械設(shè)備為表土運(yùn)輸、覆蓋等施工過程提供保障。

1.4恢復(fù)試驗(yàn)技術(shù)

2009年7月中旬開始對5個試驗(yàn)點(diǎn)的9個試驗(yàn)邊坡進(jìn)行了試驗(yàn)小區(qū)的劃分，并設(shè)計(jì)了不同的恢復(fù)方法(表2)。由于光照條件的不同，路左和路右的邊坡會形成陰坡和陽坡，因此將其分開設(shè)計(jì)是為了能夠在相同光照影響條件下進(jìn)行試驗(yàn)，減少數(shù)據(jù)的誤差。路左邊坡主要試驗(yàn)設(shè)計(jì)目的是探求在中層厚度的表土覆蓋下，普通噴播、人工撒播、自然恢復(fù)的優(yōu)劣;路右邊坡的試驗(yàn)設(shè)計(jì)目的是在人工撒播的恢復(fù)方式下探求最佳的覆蓋表土厚度。

1.5研究方法

1.5.1土壤養(yǎng)分調(diào)查

2009年試驗(yàn)開始前對所使用的混合表土的養(yǎng)分含量進(jìn)行了測定，測定內(nèi)容包括全氮、全磷、全鉀、有機(jī)質(zhì)、有效磷、有效鉀、堿解氮和pH值，同時(shí)測定了試驗(yàn)地附近的次生林林下表土養(yǎng)分含量和棉花地耕作層表土養(yǎng)分含量作為對比，分析收集的表土的養(yǎng)分情況。

1.5.2樣地調(diào)查

2010年7月采用樣線法(劉杰等，2006)對每個邊坡進(jìn)行樣方調(diào)查。即從坡頂至坡底平行設(shè)置3條樣線，樣線之間的距離根據(jù)每個坡面的長度平均設(shè)置。樣線上等距分布4個1m×1m的小樣方，調(diào)查樣方內(nèi)植物的種類、數(shù)量、高度、蓋度、地上生物量濕重和干重，隨后分別在樣線左右兩側(cè)距離2m的位置設(shè)置重復(fù)樣線進(jìn)行樣方調(diào)查，每個坡面總計(jì)調(diào)查36個小樣方。由于邊坡植被均處于初級生長階段，喬灌草未明顯分層，故沒有進(jìn)行2m×2m和5m×5m的大樣方調(diào)查。

1.5.3木本植物重要值計(jì)算

重要值是評價(jià)群落中各物種相對重要的綜合數(shù)量指標(biāo)，重要值越高的植物在群落中占據(jù)優(yōu)勢地位，能代表一個群落的特點(diǎn)(尚玉昌，2002)。本次計(jì)算采用的重要值指數(shù)，是相對密度或相對多度、相對頻度和相對顯著度3項(xiàng)指數(shù)的綜合，重要值=?相對密度+相對頻度+相對蓋度?/3(雷明德，1999)。邊坡植被群落中木本植物以及豆科多年生草本對后期群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和群落的持續(xù)生長有舉足輕重的作用，通過比較其在群落中的重要值來分析邊坡群落的質(zhì)量。本文對試驗(yàn)邊坡木本植物與多年生草本植物在群落中的重要值進(jìn)行了分析。