新理論、新技術在公路景觀綠化中的應用

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簡介： 本文概述了目前國內外公路景觀綠化設計及工程實踐的發(fā)展趨勢、理念，并從借鑒角度出發(fā)論述了 GIS 技術、 CAD 技術、計算機網絡技術及噴播植草、節(jié)水灌溉等新工藝在公路景觀綠化設計、施工中的應用前景。
關鍵字：新理論 新技術 公路景觀 綠化 應用

前 言
　　公路景觀綠化是公路環(huán)境保護的重要內容，是國土綠化的重要組成部分，搞好公路景觀綠化工作對于國務院提出的“綠色大通道建設”戰(zhàn)略決策的實施具有非常重要的意義。

　　“凡事預則立，不預則廢”，規(guī)劃設計作為前期工作對于公路景觀綠化的成功實施起著舉足輕重的作用。

　　結合近幾年從事公路景觀綠化設計的實踐經驗，有如下心得體會與大家交流，希望能起到拋磚引玉的作用。

1、生態(tài)設計(可持續(xù)發(fā)展)是公路景觀綠化設計的發(fā)展趨勢

　　公路景觀綠化設計屬于“景觀設計學”的范疇， 在西方景觀設計史上，早期的發(fā)展一直以崇尚富裝飾性的外來植物和規(guī)則式園林形式為特色，較東方傳統(tǒng)景觀設計的“天人合一”思想具有更強的征服自然的色彩。但是隨著近年來環(huán)境的日益惡化，以研究人類與自然間的相互作用及動態(tài)平衡為出發(fā)點的生態(tài)設計思想開始形成并迅速發(fā)展。從 19 世紀下半葉至今，中西方景觀設計領域涌現(xiàn)出眾多設計理論和設計思想，我國 將這些 理論和思想消化吸收后，應用到公路景觀綠化設計工作中起到了良好的效果。

1.1自然式設計

　　自然設計與傳統(tǒng)的規(guī)則式設計相對應，通過植物群落設計和地形起伏處理，從形式上表現(xiàn)自然，立足于將公路景觀充分融入自然環(huán)境中，創(chuàng)造和諧、自然的新景觀。

1.2 鄉(xiāng)土化設計

　　鄉(xiāng)土化設計是通過對擬建公路及其周圍環(huán)境中植被狀況和自然史的調查研究，使設計切合當?shù)氐淖匀粭l件并反映當?shù)氐木坝^特色。反映在公路景觀綠化設計中主要是在植物選擇上遵循“鄉(xiāng)土樹種為主”、“適地適樹”的原則。

1.3 保護性設計

　　保護設計是指對公路路域內的生態(tài)因子和生態(tài)關系進行科學的研究分析，通過合理設計減少公路建設對自然的破壞，以保護現(xiàn)狀良好的生態(tài)系統(tǒng)。

1.4 恢復設計

　　恢復設計是指在公路景觀綠化設計中運用多種科技手段來恢復已遭破壞的生態(tài)環(huán)境。公路建設所形成的取棄土場的綠化恢復即屬于此范疇。

　　在取、棄 土場堆置達到設計標高后，為充分利用土地資源，恢復和改善土地生產力，可對其進行整治利用。整治后的土地可以通過種植樹林和植草，改良土壤，復墾后可作為農業(yè)用地或林業(yè)用地。

　　將生態(tài)設計思想應用到公路規(guī)劃設計領域最著名的例子是美國著名景觀設計大師 I·L·麥克哈格教授(1920-2001)在20世紀60年代所做的美國里士滿林園大路(park way)路線選線與景觀規(guī)劃。

　　1969年，麥克哈格先生出版了《設計結合自然》 (Design With Nature)一書，該書提出在尊重自然規(guī)律的基礎上，建造與人共享的人造生態(tài)系統(tǒng)的思想，并進而提出生態(tài)規(guī)劃的概念，發(fā)展了一整套的從土地適應性分析到土地利用的規(guī)劃方法和技術，即計算機輔助疊圖分析法 (“千層餅”模式)。這種規(guī)劃以景觀垂直生態(tài)過程的連續(xù)性為依據，使景觀改變和土地利用方式適用于生態(tài)方式。

2、延續(xù)歷史文脈、弘揚民族文化是公路景觀綠化設計的重要使命

　　可持續(xù)發(fā)展是人類文明史上的一個重要里程碑。它不僅體現(xiàn)在物質資源和自然資源的永續(xù)利用和可持續(xù)發(fā)展之上，也體現(xiàn)在人類精神文明與文化知識的持續(xù)發(fā)展之上，體現(xiàn)在如何保持、保護、弘揚民族精神與文化之上。人類在走向更高文明的過程中，文物古跡、民風、民俗等文化資源的保存、保護和永續(xù)利用同物質資源和自然資源的保護同樣重要。它是現(xiàn)任留給后代的最珍貴的遺產。公路建設本身是我們創(chuàng)造出的人文景觀，它同其周圍的景觀共同構成了一個四維的景觀環(huán)境。它既有形、聲、色、光等使用方面的物質環(huán)境，同時又有歷史遺產、社會生活、視覺感受、場所特征、形象符號等精神方面的文化環(huán)境。公路建設要研究如何保護延續(xù)這種環(huán)境，并能很好的開發(fā)、利用和欣賞這種環(huán)境。

3、公路邊坡綜合防護技術的研究為景觀綠化設計注入新的活力

　　傳統(tǒng)的公路邊坡防護一般首先考慮采用工程防護措施，生物防護僅僅作為工程防護的附屬，只起到點綴美化的作用，而且在設計階段預留給生物防護的工程費用十分少，施工時往往造成杯水車薪的窘境，只能靠建設單位““自籌資金”來解決；同時，還存在為追求所謂的“景觀效果”，盲目采取不合適的植物防護措施，建置單一外來景觀草種群落，追求短期的景觀效果，而時間稍長外來草種便被當?shù)匾安萃淌纱M，給建設資金造成巨大的浪費的現(xiàn)象。

　　形成上述認識誤區(qū)的根源在于沒有認清公路邊坡工程防護與植物防護相結合的辯證關系及植物群落的自然演替規(guī)律。

　　首先，公路邊坡工程防護與植物防護二者是相輔相成的，邊坡防護離開工程措施最根本的穩(wěn)定問題就無從談起，但單純依靠工程措施，又難以解決邊坡水土流失加劇、景觀效果欠佳的難題。只有在充分、科學分析邊坡地質構造特點的基礎上提出工程與植物相結合的措施才是唯一的解決途徑。

　　其次，邊坡防護植物的選擇應按自然規(guī)律辦事，遵循“適地適樹（草）”、“生物多樣性”的原則。盡量避免采用單一的草種進行綠化，應大力提倡草灌結合的立體防護措施，同時在草種的配比上以鄉(xiāng)土草種為主，多種草種進行配比混播，在滿足邊坡防護的前提下，結合考慮景觀效果。

4、信息時代公路景觀設計技術的發(fā)展趨勢

　　隨著科學技術的發(fā)展，新技術及新的思想手法也在潛移默化地影響了公路景觀綠化設計的發(fā)展趨勢，結合我們近幾年的設計實踐，有以下幾點體會：

4.1 GIS（地理信息系統(tǒng)）技術的應用

　　GIS （ Geographic Information System 地理信息系統(tǒng)）是六十年代中期開始發(fā)展起來的新技術。它最初為解決地理問題而起，至今已成為一門涉及測繪學科，規(guī)劃設計、計算機技術等多學科的交叉學科。 1963 年加拿大測量學家 R.F Tomlinson 首先提出了地理信息系統(tǒng)這一術語，并建成世界上第一個 GIS( 加拿大地理信息系統(tǒng) CGIS) ，并用于自然資源的管理和規(guī)劃。不久，美國哈佛大學提出了較完整的系統(tǒng)軟件 SYMAP 。進入 70 年代以后，由于計算機軟硬件水平的提高 , 促使 GIS 朝著實用方向迅速發(fā)展，一些經濟發(fā)達國家先后建立了許多專業(yè)性的 GIS ，在自然資源管理和規(guī)劃方面發(fā)揮了重大的作用。 80 年代后興起的計算機網絡技術使地理信息的傳輸時效得到了極大的提高，它的應用從基礎信息管理與規(guī)劃轉向更復雜的實際應用，成為輔助決策的工具，并促進了地理信息產業(yè)的形成。

　　同樣 GIS 也在公路勘察設計領域得到了充分的利用。目前，發(fā)達國家普遍利用 GIS 建立公路數(shù)據庫；通過計算機模擬，建立多種分析、評價模型，制訂并多次修訂通行能力手冊，為規(guī)劃、設計提供了理論依據、決策方法與分析手段。全面利用 GPS 衛(wèi)星定位、航測遙感技術代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工勘察，將采集來的數(shù)據通過數(shù)字地面模型與 CAD 系統(tǒng)相銜接，具有越來越強大的集成功能；如英國的 MOSS 系統(tǒng)不僅可完成控制點的比選、景觀的布局，而且可提供動態(tài)的景觀評價。為設計人員從宏觀角度進行公路路域景觀規(guī)劃設計提供了強有力的輔助工具。

4.2 計算機輔助設計(CAD)技術的廣泛應用

　　近幾年來計算機行業(yè)的發(fā)展日新月異，軟、硬件升級周期愈來愈短，為計算機輔助設計（ CAD ）在公路景觀設計領域的應用提供了廣闊的空間，人們從來沒有向今天這樣發(fā)現(xiàn)計算機具有如此巨大的魅力，通過計算機輔助設計，設計效率成倍提高，設計成本大幅度降低，基本使設計人員丟掉了圖板，由“刀耕火種時代”進入“光與電的科技信息時代”。

　　目前，在 Auto cad 軟件作圖的基礎上，配合使用 photoshop 、 3dmax 、 3dviz 、 coreldraw 、 MAYA 等功能強大的繪圖軟件，可以獲得更直觀更生動的公路景觀設計效果，所有這一切都使公路景觀設計學進入了一片廣闊無垠的新天地，使設計者可以充分發(fā)揮思維的創(chuàng)造性，創(chuàng)造出前人無法想象的景觀作品。

4.3 計算機網絡技術的發(fā)展與普及

　　計算機網絡技術的發(fā)展可謂是日新月異，設計人員不僅可以通過公司內部局域網達到與同伴之間的信息傳遞和資源共享，使設計工作管理更直觀有條例、設計分工更加科學合理、工作效率大大提高。更為有用的是，設計人員可以通過國際互聯(lián)網 (internet) ，在極短的時間內檢索、查閱出大量自己想要的與設計相關的資料、信息，同時可以了解相關領域最前沿的發(fā)展動態(tài)與發(fā)展趨勢。而不必再象以往那樣，到圖書館或書店翻閱大量的圖書資料，并且這種繁重體力勞動的效果往往并不理想。通過各種專業(yè)性的 BBS 討論網站，可以為天南海北、素不相識的設計人員提供一種平臺，在這種虛擬的交流空間里，設計人員可以切磋有關設計的技巧、提供各種專業(yè)知識的疑難解答、展示自己的設計作品并能聽取到許多好的建議等等，在這種交流平臺的支持下，通過與形形色色的專業(yè)高手的切磋，設計人員的設計水平可以得到快速的提高。

5、新的施工工藝及新材料的使用顯示出強大的生命力

　　科技發(fā)展日新月異，公路邊坡防護的施工工藝及公路綠化的新材料不斷涌現(xiàn)，為公路景觀綠化設計人員提供了更多可以選擇的設計方案。結合我們在湖南省潭邵高速公路路塹邊坡綠化實驗示范工程中有關經驗簡述如下：

5.1 邊坡植物防護施工 新 工藝

　　公路建設尤其是高速公路的建設，往往伴隨著高填深挖作業(yè)，由此而產生大量公路邊坡，形成水土流失隱患，如何快速有效地對公路邊坡進行綠化防護是國內外研究的熱門話題，通過長期的研究、實驗，一批理論先進，技術成熟的邊坡植物防護施工工藝脫穎而出，其中采用最廣泛的便是噴播技術和三維植被網綠化技術。

　　噴播技術又分為濕式噴播技術和客土噴播技術。

　　三維植被網護坡是指利用活性植物并結合土工合成材料等工程材料，在坡面構建一個具有自身生長能力的防護系統(tǒng)，通過植物的生長對邊坡進行加固的一門新技術。根據邊坡地形地貌、土質和區(qū)域氣候的特點，在邊坡表面覆蓋一層土工合成材料并按一定的組合與間距種植多種植物，通過植物的生長活動達到根系加筋、莖葉防沖蝕的目的，經過生態(tài)護坡技術處理，可在坡面形成茂密的植被覆蓋，在表土層形成盤根錯節(jié)的根系，有效抑制暴雨徑流對邊坡的侵蝕，增加土體的抗剪強度，減小孔隙水壓力和土體自重力，從而大幅度提高邊坡的穩(wěn)定性和抗沖刷能力。

5.2節(jié)水灌溉技術的廣泛應用

　　公路綠化的成敗，很大程度上取決于水分因子，尤其對于我國北部及西北部廣大干旱、半干旱地區(qū)的公路綠 6 化更是起著決定性的作用。但是，目前全國性的水資源短缺又嚴重制約了傳統(tǒng)綠化灌溉技術的應用。解決這一問題的根本措施在于實施節(jié)水灌溉技術。

　　微灌技術作為一項革命性措施已經取得了廣泛的共識。微灌是一種現(xiàn)代化的精細高效節(jié)水灌溉技術，具有省水、節(jié)能、適應性強等特點，同時由于它灌水可兼施肥（藥），還具有提高肥（藥）效，促進作物優(yōu)質高產的效果。微灌技術又分為滴灌、地表滴灌、地下滴灌等形式。

5.3 保水劑等節(jié)水 綠化 新材料的開發(fā)應用

　　保水劑是一種超強吸水樹脂 (super-absorbengt hydrogel) ，在我國又被稱為吸水劑，是新型的有機高分子化合物。早在 20 世紀 60 年代，美國科學家已研制出淀粉型保水劑， 70 年代在玉米、大豆進行涂層和造林方面應用，取得良好效果后，世界各國競相研制出數(shù)十種保水劑。日本有 20 余家公司生產的保水劑主要用在與埃及政府合作的沙漠綠化計劃中，已成為有效的農林節(jié)水技術項目。英國研制出防止土壤侵蝕保證作物需水的防蝕聚合物。法國研制出能吸收自身水 500 ～ 700 倍的“水合土”，用于改良沙特阿拉伯干旱地區(qū)的土壤結構。我國保水劑研制始于 80 年代，已有 10 多個單位研制出數(shù)種保水劑，在 60 多種作物上試驗，示范面積達7萬hm2 。

　　目前保水劑已開始在公路綠化中得到應用，尤其是在沙漠地區(qū)公路綠化及鹽漬土地區(qū)公路綠化中已顯現(xiàn)出其出色的吸水、保水抗旱能力。