本发明公开一种边坡植被建植方法，特别适用于土质边坡，石质边坡，土石混合边坡，混凝土喷锚边坡，工程防护和生态防护相结合等类型的边坡，属于护坡植被恢复工程领域。
背景技术：
在公路，铁路，水利，矿山，建筑等工程建设中，由于开挖或填方破坏了原有植被，产生了裸露边坡，如土质边坡、岩石边坡，土石混合边坡，混凝土喷锚边坡，工程防护与生态防护相结合的边坡，这些边坡如果不加以绿化，会导致严重的水土流失和生态环境失衡。然而边坡仅靠自然界自身的力量恢复植被往往需要非常长的时间，甚至无法恢复植物，因此边坡植被建植成为绿化工程建设领域中的一个热点和难点。
绿化行业主要有园林绿化和林业绿化，但这两个细分行业都没有涉及边坡绿化这个领域。当公路、铁路等线性工程最早出现边坡时，为了保护边坡的稳定，防止水土流失和碎石剥落危及行车安全，大都采用混凝土抹面和砌石挡墙等方法进行防护。但砼工结构受风雨侵蚀而需要不断地维护，而且随着人们生态环保意识的不断增强，当工程防护形成的一道道灰色的口子，与周边的青山绿水格格不入，因此各类研究机构开始研究在坡面上建植植物。最早得到应用的是边坡植草技术，如植生带植草护坡，六棱块植草护坡，格栅植草护坡，客土喷播植草护坡等等，在很短的时间实现了坡面绿化全覆盖，取得了很好的绿化效果。但是喷播的土壤容易受雨水侵蚀，而且草坪建植易养护难，坡面养护工作不安全，费时费力成本高昂，经常出现“一年一大片、两年一条线、三年一点点、四年看不见”的草坪退化、斑秃、死亡现象，同时这种现象在北方干旱和半干旱地区尤为严重。
针对边坡植草出现的问题，又有学者和工程技术人员探讨在边坡上建植乔、灌、草植被群落的方法。最早尝试在种草的过程中加入一些乔灌木的种子，但由于草坪的生长速度快，三到七天就开始发芽，一周坡面就能看到绿色，一个月就可以实现坡面全覆盖，草坪高度可以长到二十公分以上。乔灌木的种子发芽以后受草坪遮蔽而见不到阳光，进而无法进行光合作用，当种子里残存的一点营养物质消耗殆尽后也就枯萎死亡。
坡面穴植乔灌木技术，是通过机械在坡面冲击或旋挖深度不小于三十厘米的土坑、石坑，在坑内种植乔灌木；利用客土喷播技术在坡面种植草坪，最终形成乔灌草相结合的立体植被群落，取得了很好的效果，乔灌木生长壮大后不需要人工养护，在自然环境之中成活生长。穴植乔灌木技术在坡面孔内回填种植土，保护了植物赖以生存的土壤，避免了雨水的冲蚀，但在坡面上客土喷播植草仍然存在雨水冲毁的问题。以往喷播植草多年过后，一场大雨冲刷使多年的劳动成果毁于一旦。更为重要的是，在石质坡面上冲击挖掘种植穴，有可能会影响到边坡的安全稳定性，在土质边坡上旋挖的种植穴会加剧水土流失，而喷播植草和打穴种植乔灌木两种工艺同时使用，又会使得施工成本高昂，工期漫长，进而影响了这种工艺的推广应用。
在西北干旱和半干旱地区，如果在坡面种植如草坪这样的高耗水植物，使得原本水资源十分匮乏的问题更加突出。因此在新疆、甘肃、内蒙、山西、陕西、宁夏等地，当地的自然降水条件不足以支撑乔灌密林对地面的全覆盖，树林间空地仍然存在水土流失的情况，这些地区的边坡绿化的问题急需解决。此外一些特殊区域如公路桥下常年见不到雨水，仍然存在黄土露天、见风起尘的现象，成为绿化中的盲点。
技术实现要素：
本发明提供一种成本低、无污染的边坡植被建植方法，其通过锚钉将森林毯固定在坡面，然后在森林毯上种植植物，其后在森林毯顶端设置滴灌用植物营养液灌溉养护植物。
本申请森林毯由第一层(最表层)、第二层(次表层)、第三层和/或第四层和第五层构成。
具体地，森林毯的第一层(最表面层)为生态种植层或苔藓层或藻类层，其中生态种植层有三层，最外层为无纺布，中间为植物种子，最里层为能在短期内自动分解的无纺棉纤维布或者木桨纸。将这三层经过机器的滚压和针刺的复合定位工序形成。可以根据绿化场地的不同，使用各种不同种子、生产不同规格的生态种植层，同时也可实现不同种子混播。
生态种植层通过无纺布和木桨纸把草种夹在中间并均匀固定在表面，确保浇水时不会被冲刷流失，同时为草种萌发提供必要覆盖条件。
无纺布是将纺织纤维或者长丝进行定向或随机排列，形成纤网结构，然后采用机械，热粘或针刺等物理方法加固而成，其主要成份为聚丙烯；无纺布与木桨纸层把草种夹在中间。
进一步地，森林毯最表层的生态种植层的制备方法是一种成熟的工艺，在市场上有成熟的产品。将这种植草方法与森林毯结合，使得在边坡上种草简单实用。其中无纺布和木桨纸都用绿颜色，当完成森林毯的铺设，整个坡面看起来与周围环境协调一致。
上述苔藓层选用耐旱苔藓，如墙藓(tortulaspp.)、真藓（bryumargenteum)、灰土对齿藓(didymodontophaceus)、蓑藓(macromitriumsp.)、齿肋赤藓(syntrichiacaninervis)等。可以将苔藓直接喷植在次表层的聚酯纤维种植毯上以形成苔藓层，也可以先将苔藓种植纤维毯上，再将长有苔藓的纤维毯固定在次表层的聚酯纤维种植毯上而形成苔藓层。
上述藻类层选用荒漠藻类，如具鞘微鞘藻(microcoleusvaginatus)、爪哇伪枝藻(scytonemajavanicum)、纤细席藻(phormidiumtenue)。藻类层是将藻类直接喷植在次表层的聚酯纤维种植毯上，或者将藻类种植纤维毯上，再将长有藻类的纤维毯固定在次表层的聚酯纤维种植毯上以形成藻类层。
具体地，森林毯的第二层为聚脂纤维种植毯，厚度约1-2cm。聚酯纤维种植毯的克重为400-1000g/m2。这一层的功能主要是与第三层一起把苗木根系夹在中间，起到种植苗木的作用，这一层略厚一些是为了防止阳光曝晒对苗木根系产生伤害。
具体地，森林毯的第三层为聚脂纤维种植毯，厚度约0.3-1cm。其由针刺化纤毛毡组成，纤维层经针刺后由厚变薄以至固结，针刺法制成的无纺织布紧密、弹性好。根据种植物种不同，聚酯纤维种植毯的克重为150-400g/m2。这一层主要是在反季节栽植或种植带土球的苗木时，避免苗木土壤直接与岩棉基质接触而堵塞岩棉空隙，降低岩棉空隙率，影响岩棉基质栽培效果。如果在春季种植裸根苗时也可以省略这一层结构。
具体地，森林毯的第四层为基质层，厚度约5cm左右。根据不同的环境和种植物种由岩棉或人工土壤组成以提供植物生长。这一层的功能主要是为植物生长提供良好的生长“土壤”。
具体地，森林毯的第五层为聚脂纤维种植毯，厚度约0.3-1cm。聚酯纤维种植毯，其组成与森林毯的第三层结构一致。这一层的功能主要是铺设到坡面后，避免岩棉直接与坡面接触，影响岩棉功效。
具体地，森林毯在土质边坡应用时，其由生态种植层/苔藓层/藻类层、聚酯纤维种植毯和一层聚酯纤维种植毯构成。也可以选用石质边坡上使用的五层结构森林毯。
具体地，森林毯在石质边坡应用时，其由生态种植层/苔藓层/藻类层、聚酯纤维种植毯、聚酯纤维种植毯、基质层和聚酯纤维种植毯构成。
在实际应用时，一般情况下种草则不种苔藓和藻类；反之如果种苔藓或藻类，则不种草。上述坡面种植苔藓和藻类有两种方法，一种是先将苔藓或藻类种植在纤维层上，在苗圃内育好的苔藓层或藻层其覆盖率达100%，然后将这层育好的种植纤维层直接贴在森林毯上，一步成形使边坡变绿。第二种方式是指将含有苔藓或藻类的液体通过喷播的手段喷在森林毯之后，然后进行浇水养护，使之逐步生长成形，使其覆盖达100%，让边坡变绿。
进一步地，森林毯的基质层种类比较多。岩棉毯，能比较好地与第三层和第五层的种植纤维种植毯结合并缝制在一起，而且可以随着坡面起伏而弯曲，更好地紧贴坡面。基质也可以为松散状或压缩状、或者制成条状、块状、圆饼状或毯状，压缩状的基质又可以为遇水膨胀型和遇水不膨胀型。松散型的基质可以通过植袋的方式将基质包裹在两层聚酯纤维种植种植毯内；也可以使用压缩基质，通过缝制的方式将其固定在两层聚酯纤维种植毯内，为植物根系生长提供条件。
森林种植毯采用多针行缝进行缝制。其具体缝制方法：将聚酯纤维种植毯、基质、生态种植层按照从下到上的顺序平铺于输送板上，送入多针行缝机，采用龙门式下针方法，按照不同的规格可一次性缝纫6、8、12、14、16或18条线，缝制宽度根据场地需要可做到2米、3米、4米等不同的宽度。
具体地，森林毯的总厚度5~10cm，最表层是生态种植层/苔藓层/藻层，其厚度不超过1cm，次表层聚酯纤维种植毯厚度约1-2cm，第三层聚酯纤维种植毯厚度约0.3-1cm，第四层基质层厚度约5cm左右，第五层聚酯纤维种植毯厚度约0.3-1cm。森林毯经制造后是干燥的没有水分，当铺设到坡面上后，用灌溉的方式使其含水量达到适合植物生长的需要。灌溉方式采用滴灌，在水资源优越的地方，也可以喷洒灌溉。
本申请的边坡植被建植方法具体地是在边坡上，通过锚钉将森林毯固定在坡面，按照种植间距在森林毯第一层和第二层上切开小口，将所要种植的乔木、灌木、藤本和复苏植物苗木种植在森林毯的第二层和第三层聚酯纤维种植毯之间，用打钉机的码钉固定，然后用防水胶贴封闭切口。本方法中，各种边坡常用植物都可以在森林毯内种植；然后在森林毯顶端设置滴灌用植物营养液进行灌溉养护。
此外，对于象卷柏这样的复苏植物，还需要打钉机的门形钉固定在毯子上，防止卷柏移动“逃走”。
进一步地，按照不同植物种植密度在森林毯的第三层聚酯纤维种植毯上设置不同的种植位置，将目标植物种植在森林毯内。同时在毯子顶端种植植物的相应位置设置滴灌用植物营养液对植物进行灌溉养护，最终使坡面植被生长成为乔木，灌木，藤本，草坪，复苏植物，苔藓，藻类等形成的立体植被群落。
植物苗木种植在森林毯第二层和第三层聚酯纤维种植毯之间。植物根系介于两层纤维种植毯之间的夹层内，然后用打钉机的码钉固定。为了把植物的根系完整的放在毯子内，所以切口略大一些。但植物的干径仍然露出毯子切口伸到空中，用防水胶贴封闭切口并不影响树干正常生长。经过工程实践，根系穿过森林毯后，进入边坡内。
具体地，上述种植的乔木、灌木、藤本植物或草本植物，可以是水培苗、普通的大田苗或营养钵、营养袋苗。
本发明能在没有植物生长条件的各种类型边坡，针对不同的自然条件，建植成各种类型的森林植被。在自然降水条件较好区域，林间空地以种植耐旱草坪为主。在降水稀少的区域，种植复苏植物如蛛毛苣苔，牛耳草，卷柏取代草坪对林间空地进行覆盖。也可以在坡面种植耐旱苔藓或荒漠藻类，苔藓和藻类会与尘埃形成结皮，有效防止风蚀、水蚀对土壤的侵害作用。当持续干旱来临，卷柏会脱水干枯，多年不死，等待降雨，重新复活叶片返绿。耐旱苔藓如墙藓（tortulaspp.）、真藓（bryumargenteum）、灰土对齿藓（didymodontophaceus）、蓑藓(macromitriumsp.)、齿肋赤藓(syntrichiacaninervis)、紫萼藓(grimmiacommutata)等；藻类如具鞘微鞘藻(microcoleusvaginatus)、爪哇伪枝藻(scytonemajavanicum)、纤细席藻(phormidiumtenue)等，在气候不利的条件下会停止生长进入休眠状态，等待降雨后，返回绿色重新生长。最终使坡面植被生长成为乔木，灌木，藤本，草坪，复苏植物，苔藓，藻类等形成的立体植被群落，很好地实现森林植被建植。
在石质等边坡应用时，锚钉、植物、聚酯纤维种植毯、基质共同相互作用，能够为边坡植物生长提供较好的生长环境，由于结构稳定抗雨水冲刷能力强。当植物根系穿透森林毯进入边坡内部后，整个体系形成一个有机整体。乔、灌、藤本植物生长壮大，草坪郁闭、复苏植物覆盖裸露地表，苔藓和藻类生长密实，森林群落在自然环境之中成活生长，最终融入自然环境，无需人工维护。
技术效果：
本发明技术方案中苔藓、藻类植物移植到聚酯纤维种植毯后即可实现坡面全部复绿；草本植物经过灌溉养护后45天时间可以实现坡面绿化覆盖率95%以上，乔灌木当年的郁闭度60%以上，第二年郁闭度可达90%以上，边坡植被群落呈现森林多层结构，达到预期效果。
本发明技术方案适用于热带、亚热带和温带气候湿润地区的各类边坡，边坡植被可以建植成为乔灌藤草相结合的植被群落。也适用于西北干旱和半干旱区域，边坡植被建植成乔灌藤苔藓或藻类或复苏植物相结合的植被群落。
本发明锚钉、植物、聚酯纤维种植毯和植物生长基质相互作用，能够为边坡植物提供较好的生长环境，抗雨水冲刷能力强，特别是植物根系穿透森林毯进入边坡内部后，整个体系形成一个有机整体，乔、灌、藤本植物生长壮大，草坪郁闭、复苏植物覆盖裸露地表，苔藓和藻类生长密实，不但保护了边坡稳定，而且创造出一个优美的生态环境。本发明能够在没有植物生长条件的各种类型边坡上很好地实现森林植被建植，并且施工工艺简单，可以反季节栽植，施工速度快，节省水资源，以毯代穴种植乔灌藤草，以铺代喷构建植物生长基质，是一种低碳，环保，高效的边坡植被建植方法。
附图说明
图1本发明边坡植被建植方法的示意图。
1-滴灌管
2-锚钉
3-草、复苏植物、苔藓层或藻类层
4-森林毯的基质层
5-边坡。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本申请的技术方案作详细的解释，但所述发明内容不限于此。本领域技术人员在熟知本申请技术方案之下所做的任何改进或不改宗旨的变动都属于本申请技术方案的保护范围之下。
实施例1
山西西山农村旅游公路所在地太原西山属暖温带大陆性气候，多年平均降水量411.5mm，强降雨多集中在7-8月，2013年7月最大降水量达242.4mm；年蒸发量在1715.6~2047.6mm之间。多年平均气温9.6℃，7月份最热，月平均气温23.2℃，一月份最冷，月平均气温－6.3℃。太原西山地处于太原盆地西北部，海拔标高800~1830m。山势绵延起伏，沟壑纵横，基岩裸露。公路建设开挖填筑形成了大量的石质路堑边坡，坡比1︰0.75至1︰0.3。按照边坡永久绿化的需求，实施了2000m2边坡绿化工程的试验段，植栽乔木刺槐、灌木紫穗槐、杠柳（少量试验）、藤本木藤蓼，草坪黑麦草、高羊茅、紫花苜蓿和沙达旺（少量试验）混播的绿化防护，施工过程为反季节施工。
施工过程：
(1)对边坡表层松动石块或碎石碴堆积物进行清理，去除活动的石块和石碴平整坡面，填补超过20cm坡面深坑，使坡面保持相对平缓。
(2)在坡顶开挖宽30cm，深20cm的沟槽，将森林毯顶端埋入沟槽中覆土压实，将另一端顺坡铺于坡面。
(3)森林毯的厚度约10cm，表层是生态种植层，向下依次是一层约2cm厚聚酯纤维种植毯，一层约1cm厚聚酯纤维种植毯，一层约5cm厚基质层，一层约1cm厚聚酯纤维种植毯。
(4)固定森林毯，按照间距1m×1m将锚钉打入坡内20至30cm深。坡面不平整时，还要在最低点打入辅助浅锚钉，使森林毯与坡面紧密接触。
(5)按照设计种植间距，在森林毯表层和第一层聚酯纤维种植毯上切一小口，然后将乔、灌、藤本植物栽植到森林毯内，然后用打钉机的码钉固定，然后用防水胶贴封闭切口。种植的植物种类有刺槐、（乔木）、紫穗槐、杠柳、（灌木）、木藤蓼（藤本）、高羊茅、黑麦草、紫花苜蓿、沙达旺（混播草）。
(6)在坡顶设置一行滴灌带，用植物生长营养液灌溉养护坡面植物，营养液只要能满足植物对n、p、k和微量元素的基本需求即可以保证植株的正常生长。
栽植的营养袋乔、灌、藤本苗木可以在反季节施工，植株干茎枝叶高出坡面20cm至100cm，施工完成后乔灌藤本多层群落结构成效初步显现。经过灌溉养护4天后，草种根系开始生长，15左右草种萌发基本完成，30天左右整个坡面呈现绿色，45天时间草坪覆盖率达到100%。经过2年的养护之后，乔、灌、藤本植物生长壮大，草坪郁蔽，森林群落在自然环境之中成活生长实现融入自然环境之中，不再需要进行人工养护。施工过程中混植在紫穗槐中的杠柳生长势和耐旱性强于紫穗槐，紫花苜蓿第一年覆盖度大于沙达旺，第二年以后沙达旺的覆盖度大于紫花苜蓿。
与喷射植草工艺技术相比，森林毯以铺代喷，植草成本降低60%以上，与打穴种植乔灌木技术相比，森林毯以毯代穴，苗木建植成本降低50%以上。以森林毯建植边坡植被营造稳定的乔灌藤草植物群落，每平方米建植成本与二年的养护费用只有80元/平方米，大大降低了施工和养护成本。
实施例2
西安咸阳机场专用高速公路气候属暖温带半湿润大陆性季风气候，年平均气温13.1至13.4℃。7月最热，月平均气温26.1至26.3℃。1月最冷，月平均气温-0.3至-1.3℃。年降水量平均为507.7毫米~719.8毫米，一年有三个降雨高峰时段，分别是春季的4-5月，夏季的7-8月，秋季的9-10份。机场高速边坡坡比1︰0.75，土质为黄土，属于湿陷性黄土，土质坚硬，受水浸湿后土的结构迅速破坏，强度也随之降低，易出现水土流失，引发边坡滑塌等水毁地质灾害。实施了1200m2边坡绿化试验工程，分为6个试验小区。植栽乔木刺槐、火炬树、灌木紫穗槐、柠条，草坪黑麦草、高羊茅、紫花苜蓿，苔藓和藻类以及复苏植物（少量）的绿化防护，施工过程为春季施工。
施工过程：
(1)清理拉毛坡面。公路土质边坡是机械开挖成型坡面，表面有机械挖齿产生凹凸不平，坡面部分有土石混合带。主要清理松动石块，横向拉毛坡面。
(2)在坡顶开挖宽30cm，深20cm的沟槽，将森林毯顶端埋入沟槽中覆土压实，将另一端顺坡铺于坡面。
(3)有三个试验区的森林毯的厚度约10cm，表层是生态种植层或苔藓、藻层，向下依次是一层约2cm厚聚酯纤维种植毯，一层约1cm厚聚酯纤维种植毯，一层约5cm厚基质层，一层约1cm厚聚酯纤维种植毯。另外有三个试验区的森林毯的厚度约5cm，表层是生态种植层或苔藓、藻层、复苏植物，向下依次是一层约3cm聚酯纤维种植毯，一层约2cm厚聚酯纤维种植毯。
(4)按照设计种植间距，在森林毯的表层和第一层聚酯纤维种植毯上切一小口，然后将乔、灌、藤本植物或复苏植物栽植到森林毯内，然后用打钉机的码钉固定，然后用防水胶贴封闭切口。种植的植物种类有刺槐、火炬树（乔木）、紫穗槐、柠条（灌木）、高羊茅、黑麦草、紫花苜蓿（混播草）、苔藓、藻类、复苏植物(少量）。
(5)有4个试验区分别种植苔藓和藻类。其中两个试验区使用在苗圃内育好成形苔藓或藻的种植纤维层其覆盖率达100%，然后将这层育好的种植纤维层直接贴在森林毯上，一步成形使边坡变绿。另外两个试验区是指将含有苔藓或藻类的液体通过喷播的手段喷在森林毯之后，然后进行浇水养护，使之逐步生长成形，使其覆盖达100%，让边坡变绿。
(6)在坡顶设置一行滴灌带，用植物生长营养液灌溉养护坡面植物，营养液只要能满足植物对n、p、k和微量元素的基本需求即可以保证植株的正常生长。
施工完成后，苔藓和藻类植物就可以对坡面全覆盖，实现坡面绿化覆盖率达到100%。经过灌溉养护4天后，草种根系开始生长，15天左右草种萌发基本完成，30天左右整个坡面呈现绿色，45天时间草坪覆盖率达到100%。经过2年的养护之后，乔、灌、藤本植物生长壮大，草坪郁蔽覆盖裸露地表、苔藓和藻类生长密实，复苏植物生长旺盛，森林群落在自然环境之中成活生长最终实现融入自然环境之中，无需人工维护。不含基质的森林毯栽植的植物成活率与含基质的森林毯相比苗木、草坪、苔藓、藻类以及复苏植物成活率差异不大，但含基质森林毯苗木高生长和径生长指标明显优于不含基质的森林毯。
与喷射植草工艺技术相比，森林毯以铺代喷，植草成本降低40%以上，与打穴种植乔灌木技术相比，森林毯以毯代穴，苗木建植成本降低30%以上。以森林毯建植边坡植被营造稳定的乔灌藤草（苔藓、藻）植物群落，每平方米建植成本与二年的养护费用只有40元/平方米，大大降低了施工和养护成本。而且采用森林毯护坡后，没有水毁现象产生。