浅谈高速路的生态修复及景观规划

浅谈高速路的生态修复及景观规划



随着我国经济的快速发展，高速公路的建设也得到了跨越式发展。据统计，２００９年底我国高速公路总里程达６.５万ｋｍ，然而高速公路沿线的生态修复和景观营建速度远远落后于公路的建设速度。我国西北地区自然生态植被本来就比较脆弱，高速公路的快速发展给该地区生态环境造成了更大的破坏，因此高速公路沿线的生态修复任务更加艰巨，长时间以来给该地区带来的生态问题、发展问题和环境问题不断加剧。西北地区高速公路巨大的土方工程造成生态及景观环境的破坏成为长期困扰公路建设者的难题之一，对这一难题的探讨与研究也是方兴未艾，自然生态修复逐渐由以往的单一“粗放型”植草方式过渡到乔灌花草相结合的景观营建方式，由以往的过分追求一次成林的“景观效果”逐渐转向长期“生态修复”的理性回归。然而，随着高速公路的快速建设，城市间的距离逐渐拉近，高速公路将成为城市入口的第一景观门户，需要采取更加理性和融入地域文化的方式对待高速公路所面临的“城市”与“品位”、“景观”与“生态”的关系问题［１］。


本文旨在结合连霍高速（ＧＺ４５）宝鸡至牛背段ＢＴ２４标段高速公路的绿化设计与实践，总结提炼出宝天高速公路生态修复和景观营建的一些具体方案措施。在实践的基础上，对高速公路生态恢复的研究内容和理论分别进行了拓展和创新，希望对同类地区，尤其是秦岭山区高速公路生态修复和景观设计能起到抛砖引玉的作用。


１项目背景资料
１.１项目背景及区位分析
宝天高速公路是国务院２００６年确定的西部大开发“十大工程”之一，由于其施工难度较大，被称为一条名副其实的“陇上天路”。该段高速公路已于２００９年９月２６日建成通车。“陕甘之锁钥”宝天高速的建成，打破了“陇上之咽喉”，大力改善了关中—天水经济区基础设施条件，将加快实施国务院２００９年６月批准《关中—天水经济区发展规划》的步伐，对加快实现“关中、天水”经济一体化，有着非常重要的战略意义。国道主干线（ＧＺ４５）连云港至霍尔果斯陕西境宝鸡至牛背高速公路起于宝鸡市清姜河以西的石家营村，与现西宝高速公路终点（Ｋ１７６＋５００）相接，经崖子村、甘峪乡、晁峪乡、坪头乡、韩家山、颜家河、马宗山，抵达路线终点陕甘交界的牛背梁，与甘肃境内在建的牛背至天水公路相接，路线全长４０.２０９ｋｍ。其中ＢＴ２４合同段绿化工程，起点为Ｋ１９５＋１１５.６９，终点为Ｋ２１６＋７２３.８６１，全长２１.６０８ｋｍ；全段互通式立交绿化岛１处，绿化长度１.２５８ｋｍ，隧道出入口绿化广场９处，桥头绿化广场１处，路基防护绿化３.７７４６ｋｍ，中央分隔带防眩绿化２.５２１ｋｍ，路侧绿化１２.７６９ｋｍ。
１.２项目区域环境概况
１.２.１地形、地貌
项目区内总体地形是西高东低，路线所经地区东部局部属渭河河谷平原区，地形平坦；中西部大部分地区属于秦岭山区，为中低山－低山地貌。山体主体为基岩，多数低山顶部有黄土覆盖，该标段内地貌分为低中山区、低山丘陵区和河谷区３种地貌单元。
１.２.２气候水文
区内属暖温带大陆性季风气候，其气候特点是春暖干燥、夏热多雨、秋凉湿润、冬寒干冷，四季分明。年平均气温１３.２℃，最热为７月，平均气温２５.３℃，最冷为１月，平均气温－０.５℃。路线所经区域属于黄河流域渭河水系，其大部分路段又沿渭河干流布设。渭河自东沟峡入陕，由西向东横贯关中盆地，渭河自林家村以上为上游，河流切割印支期花岗岩地带，形成深达１００～２００ｍ谷形险要的宝鸡峡。区内与线路联系密切的多为渭河南岸支流，如晁峪河、太宁沟等，河流大都短小，比降大，地表坡度也较陡峻。
１.２.３地貌植被
本项目所经区域为城市郊区和农村地区，生态植被受破坏程度较小。沿线地貌类型主要分为两段：Ｋ１７６～Ｋ１８４段属于平原微丘区，以农业种植为主，多水浇地；Ｋ１８４～终点段属于山岭重丘区，其中Ｋ１８２～Ｋ２０８段属于低山地貌，沿线的荒山多数已被开垦为旱地或果园（但近年来陆续退耕还林）；Ｋ２０８～Ｋ２１６段属于中山地貌，植被类型为长势良好的人工林和次生林。
１.２.４人文历史
项目所经地宝鸡，古称“陈仓”，是华夏始祖炎帝的故乡，周秦王朝的发祥地，素有“炎帝故里、青铜器之乡、佛骨圣地、民间美术之乡”美誉。项目建设区域主要经过陈仓区，是从西北地区进入陕西关中的“西大门”，地形地貌复杂，是自古以来兵家之争的重要之地，此地留下许多让后人叹为观止的史实。


２设计思路
２.１尊重自然、生态修复
针对打造西北地区最优生态黄金路的目标，整个路线绿化设计以尊重自然为首要思路，以修复生态环境为最终目标。从绿化树种的选择和栽植方式入手，主要选用适宜当地气候环境的树种进行栽植，采用科学合理的栽植方式，运用生态环保的工程技术手段，充分体现“再造生态、融入自然”的理念［２］，最大程度实现生态环境的自然修复。
２.２连续景观、和谐通道
整个公路景观设计以“安全、科学、和谐、美观”为宗旨，以“绿化、季化、美化、彩化”为目标，结合沿线路域生态和地形地质条件，以整体公路线性景观为主线，选用景观效果显著、季节性变化明显的彩色叶树种，规模化连续性种植，将高速公路两侧修复成自然景观美观，生态植被良好的连续性景观通道。突出沿线景观的美学个性与地域风情，以不同地段地形地貌、风俗习惯和社会环境特征为依据［１］，景观设计过程中融入历史和传统文化，赋予宝天高速公路景观以新的内容和意义。
２.３空间格局、因地制宜
充分利用景观生态学原理和景观空间艺术处理手法［３］，以高速公路特定地理环境和特殊的场地空间为依据，充分认识高速公路中央广场、中央分隔带、路侧边坡、服务区和互通式立交等场地的性质，合理选用和搭配绿化树种，科学进行乔、灌、花、草搭配，通过植物的种植与场地的结合组成高速公路不同地段的独特空间，遵守因地制宜，科学布局的原则，营造最佳高速公路景观空间。
２.４景观特点、绿地效应
以生态学原理为核心，高速公路景观功能与观赏性相结合，注重自然生态修复与生物多样性保护，科学利用植物生物生理特性调节自然生态环境［４］。全方位提升高速公路绿地率，通过乡土树种的运用，适当合理搭配种植适宜当地，抗性较强的树种，突出体现区域景观特点，景观营造与自然地貌紧密结合，采用不同的景观设计、艺术造景手法，彰显沿线“绿”的氛围，科学运用现代先进施工工程技术，打造陕甘生态长廊。


３设计原则
３.１不破坏就是最大保护原则
区域内生态环境脆弱，植被恢复能力较差。因此，在道路建设伊始，就树立了“不破坏就是最大保护”的原则。沿线隧道设计上，尽量减少高填深挖路基和对山体的开挖，增加桥梁和隧洞的长度，坚持“早进洞、晚出洞、零开挖”原则，最大程度地保护当地自然生态植被。在绿化设计上，为了与原始生态植被保持一致以及防止外来物种对当地生态的入侵和破坏，生态植被修复选用乡土树种，抗病害、抗逆境能力强的树种为主［５］。
３.２节奏与统一原则
根据高速公路的特殊环境，在景观设计上，以安全为先导，注重绿化效果的同时，充分考虑沿线景观的节奏变化和统一。公路景观设计注重整体基调与主题统一性，形成高速公路“点、线、面”景观有规律、有节奏的变化，局部景观的节奏变化追求与整体景观的统一性，达到沿线动态景观与静态景观的完美相结合［６］。
３.３生态与低碳原则
公路建设中路基开挖及隧道开凿对附近的山体植被形成破坏，破坏的山体大部分为石质，山势陡峭，传统的绿化方法难以达到预期效果。隧道出入口等坡度较大区域主要采用了先进的“客土喷播”技术进行生态修复。局部边坡利用植生（带）袋、三维网等环保低碳新型材料固土后，进行绿化种植。通过现代先进的工程技术手段与生态环保新型材料的运用，营造生态良好，绿化率高的生态环保绿色通道。


４景观设计
４.１不同路段景观设计
４.１.１中央分隔带与中央广场
双向公路之间的场地称为中央分隔带。由于地形地貌差异与公路设计的需要，预留场地宽度有所不同，高速公路隧道出入口场地一般较大，在该公路设计方案中被称为中央广场。中央分隔带与中央广场的绿化设计以防眩功能为主，通过乔木、大灌木的结合设计以减少双向车道灯光、以及路面反射、折射的影响。该区域不是主要路基建设部分，但由于工程施工场地限制及工程的特殊性，自然生态受到严重破坏。中央广场是公路景观的核心区域之一，生态修复的主要难题是土层厚度达不到绿化种植要求，隧道出入口小气候环境质量较差，在填换客土的基础上进行生态修复，植物的选择和植物搭配种植模式成为该区域生态修复的首要任务。中央分隔带与中央广场选择适宜该地区耐修剪、抗污染能力强、慢生型植物为主，确保营造绿色景观环境的同时不影响交通安全，为自然生态的真正修复和后期养护的便利作全面考虑。常绿乔木选用雪松（Ｃｅｄｒｕｓｄｅｏｄａｒａ）、广玉兰（Ｍａｇ－ｎｏｌｉａｇｒａｎｄｉｆｌｏｒａ）；落叶乔木选用国槐（Ｓｏｐｈｏｒａｊａｐｏｎｉｃａ）、樱花（Ｃｅｒａｓａｓｓｅｒｒｕｌａｔａ）等［７］。采用树篱式种植方式，这种绿化模式便于调整种植密度，很大程度上摆脱了土层厚度对种植方式的限制，保证中央广场景观环境的整体性的同时，再造高速公路天然氧库，改善行车道周围环境空气质量，实现中央广场自然生态修复。大量搭配种植花灌木，充分发挥花灌木长势快、见效快的优势，达到尽快修复自然植被目的。以木槿（Ｈｉｂｉｓｃｕｓｓｙｒｉａｃｕｓ）、丁香（Ｓｙｒｉｎｇａｏｂｌａｔａ）、连翘（Ｄｕ－ｒａｎｔａｒｅｐｅｎｓ）、榆叶梅（Ｐｒｕｎｕｓｔｒｉｌｏｂａ）、紫荆（Ｃｅｒｃｉｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）、鸢尾（Ｉｒｉｓｔｅｃｔｏｒｕｍ）等为主，采用模纹图案式种植，通过花灌木模纹式的组合，体现当地文化特色。局部区域根据场地空间，采用自然式种植方式，丰富中央广场内部景观，通过常绿树种与落叶树种的搭配，保证高速公路四季有青，改善由于冬季植物防眩效果较差的而造成安全隐患加重的局面。以打造全线绿色公路和修复生态为目标，选用黑麦草（Ｌｏｌｉ－ｕｍｐｅｒｅｎｎｅ）草皮填补沿线裸露地面。
４.１.２边坡
边坡是最能直接体现高速公路景观特点的空间之一。根据高速公路路段的不同开挖方式，将边坡分为路堑上边坡和路堤下边坡，坡度大于３０°石质边坡主要采用拱形骨架固土打孔扦插，局部采用方格网技术客土固定，打穴植插方式修复自然植被，隧道出入口等常规固土技术无法施工的高边坡，采用挂铁丝网固土技术和“客土喷播”技术相结合的方式进行立体式绿化，打造融入自然生态绿色屏障。边坡长度大于８ｍ采用分级种植设计，形成植物景观层次丰富，生物多样性的公路“绿色背景”。为了满足后期固土及防止雨水对边坡骨架的冲刷，主要选用适宜该地区生长、季相变化明显、深根性、适合粗放管理、低矮的植物。高边坡采用打穴植插紫穗槐（Ａｍｏｒｐｈａｆｒｕｔｉｃｏｓａ）。局部坡度小于３０°区域采用拱形骨架固土后，混播柠条（Ｃａｒａｇａｎａｋｏｒ－ｓｈｉｎｓｋｉｉ）、小冠花（Ｃｏｒｏｎｉｌｌａｖａｒｉａ）。高边坡顶种植景观效果明显的小乔木火炬树（Ｒｈｕｓｔｙｐｈｉｎａ），形成景观优美的风景线，最终实现生态修复与景观设计的自然统一。
４.１.３路侧
路侧景观设计以安全防护和交通导引功能为主。路侧生态修复对路基防护起着重要作用，同时路侧绿化带也是高速公路最外侧的一道安全屏障。路侧是高速公路建设过程中生态破坏范围最大的区域，贯穿工程施工的整个过程，该地段的自然生态的修复尤为重要。主要采用大规模列阵式的植物种植模式，局部开阔区域采用成片区的绿化修复生态植被［８］。边沟内侧树种选用四季景观效果良好的常绿乔木大叶女贞（Ｌｉｇｕｓｔｒｕｎｌｕｃｉｄｕｍ），以５ｍ间距呈树阵形式种植，中间搭配灌木木槿（Ｈｉｂｉｓ－ｃｕｓｓｙｒｉａｃｕｓ），边沟外侧５ｍ间距种植秋色叶树种栾树（Ｋｏｅｌｒｅｕｔｅｒｉａｐａｎｉｃｕｌａｔａ），撒播白车轴草（Ｔｒｉｆｏｌｉｕｍｒｅｐｅｎｓ）草种修复路侧地表植被，形成封闭性完好的路侧植物景观空间。
４.１.４互通式立交
互通式立交是高速公路的门户和交通枢纽，也是公路景观的核心部分。互通区的工程交叉施工颇多，自然生态植被破坏区域比较集中。立交区场地空间开敞，有利于景观的营造，采用景观设计与生态修复相结合的形式进行绿化，互通区景观形式主要有：模纹图案型，苗圃经济林，人文景观型，疏林草地型，森林公园型和水生湿地等。本设计中以自然生态回归为首要目标，大量融入地域文化和个性设计，将坪头互通立交生态修复为以模纹图案景观为主的田园风光型景观环境。景观设计中充分贯穿可持续发展理念，考虑营造人文景观空间的同时，为高速公路道路后期养护建立苗木供应基地。采用大木乔、小乔木、灌、花、草五层植物种植模式，常绿树种落叶树种合理搭配，营建融入当地生态的自然环境。注重远近结合，体量合理，层次丰富，季相突出［９］，栽植彩色叶树种银杏（Ｇｉｎｋｇｏｂｉ－ｌｏｂａ）、全缘栾树、樱花，常绿树种雪松和容易养护管理、修剪成型、抗污染能力强的花灌木丁香、紫荆、连翘、月季（Ｒｏｓａｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）等，营造生态环境优美植物季相变化丰富的互通区。
４.１.５收费站与服务区
该路段的陈仓服务区和坪头主线收费站位于陕甘交界处，公路两侧山体陡峭，地势的独特性造就了陈仓服务区特有的公路景观。服务区是收费站工作人员和途径人们的主要活动场所，生态修复主要以亲近自然为思路，注重人的参与性和景观效果的体现，通过庭院树和常绿树的大量栽植改善局部景观环境。景观设计采用流线型的动态景观和整体的静态景观相结合的方式，体现路段特点的同时，达到营造服务区气氛和引导视线的目的。收费站道路两侧选用常绿树种雪松和大叶黄杨（Ｂｕｘｕｓｍｅｇｉｓｔｏｐｈｙｌｌａ）呈流畅性曲线型间隔种植，大量搭配种植叶色艳、花期长的灌木及地被花卉，形成流线型的色带。如：紫叶小檗（Ｂｅｒｂｅｒｉｓｔｈｕｎｂｅｒｇｉｉ）、小叶女贞（Ｌｉｇｕｓｔｒｕｍｑｕｉｈｏｕｉ）、矮牵牛（Ｐｅｔｕｎｉａｈｙｂｒｉｄａ）、一串红（Ｓａｌｖｉａｓｐｌｅｎｄｅｎｓ）、千头菊（Ｒｕｄｂｅｃｋｉａｈｉｒｔａ）、龙柏（Ｊｕｎｉｐｅｒｕｓｃｈｉｎｅｎ－ｓｉｓ）等。服务区内部景观设计以陈仓历史文化为主题，通过景观小品的特别设置与历史文化合理融入，体现区域地理位置在历史上的地位。合理搭配组合服务区内部植物景观，使植物空间与周围现代建筑物与设施达到协调与统一。最终实现坪头主线收费站和陈仓服务区的绿地率达到５４.４％，坪头主线停车区绿化率达到２９.５％。


４.２特殊景观设计
４.２. １景观生态廊道
景观生态学中生态廊道是指具有保护生物多样性、过滤污染物、防止水土流失、防风固沙等生态服务功能的廊道类型。从生物保护的角度出发，将景观生态廊道定义为供野生动物使用的狭带状植被，通常能促进两地间生物因素的运动。高速公路的建设打破了原始生态系统的稳定性，影响到动物由于气候变化而迁徙的轨迹，改变了生物环境空间与格局，因此景观生态廊道的修复成为高速公路景观生态设计中的重要组成部分，重在营造符合动物活动的场所。在调研与观测生态廊道的环境特点的基础上，选用当地树种进行合理的搭配和植物空间的再营造，局部区域结合现代施工工程技术手段固土填绿，模拟与修复原有自然生态系统［１０］，解决由于人类剧烈活动造成的生态破碎化以及随之而来的众多生态环境问题。
４.２.２关键分界点
宝天高速连接陕西与甘肃两省，地处两省分界段，为了突出两省特点，分界点的景观处理尤为重要。整个宝鸡段的景观设计以“秦风文化”为主题，通过景石题刻的形式，简洁而一目了然，同时又富有设计内涵地表现典型的秦文化底蕴。通过借景与框景造景手法的合理运用，最终使关键分界点的景观设计与周围原始生态自然景观达到浑然一体。
４.２.３交通设施
交通设施处的景观设计以突出交通设施为主要目的。景观设计在考虑安全的基础上起到引导视线的作用。交通设施色彩选择要脱颖而出、醒目了然，公路景观沿着道路标线形成线性流畅景观带，烘托两侧公路设施。隧道入口处统一采用红色标牌标识，以常绿植物作为绿色背景衬托。公路两侧广告牌、标志等交通工程设施选择适当的路段合理融入路侧景观环境之中。


５结语
西北地区特殊地理环境对高速公路景观设计与生态修复提出了特殊的要求。在宝天高速公路景观设计进行深入研究的基础上，通过科学的实践与理性的思考，总结出采用适合地方生态环境的植物种植模式和选用适合地方土质条件的固土填绿工程措施是西北地区高速公路生态修复唯一途径，融入地域文化的乡土设计景观将会成为未来高速公路生态修复的主导思路。高速公路景观需要在生态修复的基础上求发展，生态修复需要在尊重自然的基础上求实践。未来园林工作者应该以自然景观和地形地貌为依凭，以人文历史为统领，以统筹整体和区域生态为高度，以优化生态效益为目标，不断营建出绿色生态的高速和谐通道。