根据我国生态环境建设的总体规划和人们对生态环境要求的日益提高，在南水北调总干渠沿线建设生态防护林，不仅是总干渠供水水质保护的需要，也是总干渠沿线景观再造、生态环境建设的需要。为此，受长江水利委员会南水北调中线项目办的委托, 对总干渠沿线区域综合特征、生态防护林模式以及植物护坡模式与技术等方面进行了系统的研究。经过2年的综合调查、研究，根据总干渠沿线不同区域的产业结构特征、经济发展方向，结合不同地段的自然特征、主要生态防护功能，将绿化和美化相结合，因害设防、因地制宜地进行植物选择、模式配置及其相应技术的研究与规划，提出适合不同区域的优质、高效的植物护坡模式和技术。

1 总干渠沿线区域综合特征

南水北调中线干渠全长约1 246 km，位于北纬约32°30′~40°，东经约111°40′~116° 30′之间。总干渠从丹江口水库陶岔渠首至北京玉渊潭，其中河南省长约708 km，河北省段长约462 km, 北京段长约76 km。

1.1 自然特征^{1)、2)、3)、4)、5)}

1) 水利委员会长江勘测规划设计研究院.南水北调中线工程环境影响评价专题报告.水利部长江水利委员会，1995

2) 水利部长江水利委员会长江勘测规划设计研究院.南水北调中线工程汇报材料.水利部长江水利委员会，1998

3) 南水北调工程审查委员会办公室.南水北调中线工程有关专题材料.水利部长江水利委员会，1998

4) 水利部长江水利委员会长江综合勘测局.南水北调中线工程总干渠工程地质图册.水利部长江水利委员会，1995

5) 水利部长江水利委员会长江综合勘测局.南水北调中线工程总干渠工程地质简要报告.水利部长江水利委员会，1995

1.1.1 气候

干渠沿线属温暖的大陆性季风气候，四季分明，冬季寒冷干旱多西北风，夏季炎热多雨。干渠沿线河南段所经过地区平均温度13.6℃~14.8℃，平均日照时数2 034.9~2 447.3 h，无霜期201~230 d，年降水量578.1~794.8 mm；河北、北京、天津段年平均温度7.4℃~13.9℃，平均日照时数2 300~2 800 h，无霜期131~204 d，年降水量570~620 mm。

1.1.2 植被

总干渠自陶岔渠首向北直至南阳盆地属北亚热带, 森林植被为落叶阔叶常绿阔叶混交林, 地带性林木以壳斗科栎属为主，有麻栎(Quercus acutissima)、栓皮栎(Q.variabilis)等；自南阳盆地北缘向北直至燕山脚下, 属暖温带生物气候带, 地带性森林植被属落叶阔叶林带, 代表性树种主要有辽东栎(Q. liaotungensis)、蒙古栎(Q.mongolica)等, 针叶树种主要为油松(Pinus tabulaeformis)。

1.1.3 地貌

干渠沿线地貌主体为山前洪积冲积扇形平原, 部分区域出现丘陵岗岭地貌。北自北京附近, 南迄河南平顶山一带, 是一条由西向东倾斜的洪积冲积扇联缀起来的平原, 海拔多在100 m以内, 地表倾斜较明显, 一般坡度为1/600左右, 自西向东逐渐缓坦, 并过渡到黄淮海平原。

1.1.4 土壤

干渠北段自北京附近向南至河南辉县属太行山山前洪积冲积平原褐土系列, 山前向下依次出现典型褐土(或石灰性褐土)—潮褐土—潮土, 河漫滩为冲积土; 自辉县向西转南至黄河北岸的孤形地段为黄河冲积平原, 母质为近代冲积物, 土壤为潮土系列, 按其质地划分, 有粘潮土—壤潮土—沙潮土及冲积土; 黄河以南自荥阳上街, 经禹县至宝丰一线为黄土质褐土系列, 有褐土—潮褐土—褐土性土。干渠南段自鲁山经南阳至陶岔为黄褐土系列, 有典型黄褐土—粘盘黄褐土—砂姜黑土及冲积土。

1.2 社会经济条件

从调水源头至终点北京，中线工程的总干渠经过了湖北、河南、河北、天津和北京3省2市。该区域自然资源丰富，人口密集，土地利用率较高，耕地集中，经济基础好，交通便利，是我国重要的工业和粮、棉、油生产基地(张修真，1999)。

2 总干渠沿线立地类型划分

南水北调中线干渠沿线地貌、土壤等主要立地因子并不十分复杂，根据沿线自然特点和南水北调中线工程建设要求，立地类型划分遵循了客观性、科学性与实用性相结合、与引水工程相协调的原则。在对总干渠沿线区域特征进行综合调查与评价的基础上，采用在综合多因子基础上的主导因子法(中国森林立地编写组，1995)，初步提出具有代表性的立地类型11个。南水北调中线干渠沿线立地类型划分结果及其各立地类型主要特征如下：

丘陵垅岗黄褐土(LD01)        该立地类型主要分布在鲁山、叶县以南的南阳盆地各县市。地貌为陵、垅岗的中上部, 海拔200 m以下；土壤为黄褐土，质地黏重，土层深厚，pH值6.5~7.5；主要适生树种为马尾松(P.massoniana)、刺槐、栓皮栎、板栗(Castanea mollissima)、沙枣(Elaeagnus angustifolia)、柿树(Diospyros kaki)等。

岗丘坡地黄褐土性土(LD02)        该立地类型主要分布在平顶山市以南各地。地貌为低山丘陵坡地，海拔〈200 m; 土壤为黄褐土性土，土层薄，一般仅50 cm左右，pH值6.5~7.5;主要适生树种有马尾松、刺槐、侧柏(Platycladus orientalis)、栓皮栎、柿树、麻栎、板栗等。

低平洼地砂姜黑土(LD03)        该立地类型主要分布在平顶山市以南方城、南阳、邓州等县市。地貌为河流中下游坡地、洼地，海拔200 m左右；土壤为砂姜黑土，土层厚，质地黏重，pH值7.5~8.0;主要适生树种为水杉(Metasequoia glyptostroboides)、杨树、楸树(Catalpa bungei)、桑(Morus alba)、柳树(Salix matsdana)等。

低平地河滩地灰潮土(LD04)        该立地类型主要分布在平顶山市及南阳地区。地貌为低平洼地或河流两岸阶地；土壤为灰潮土，成土母质为冲积物，呈弱酸性或中性；主要适生树种为水杉、柳树、杨树、白蜡(Fraxinus bungeana)等。

低丘山脊顶粗骨土(LD05)        该立地类型主要在干渠北段满城、易县一带分布较多，河南省安阳、焦作地区也有分布。地貌为低山丘陵脊部或圆顶山各坡向，海拔100 m左右；土壤为粗骨土，土层浅薄，土层中石砾含量大于30%；呈弱酸性或中性反应；主要适生树种为刺槐、侧柏、油松、臭椿(Ailanthus altissima)、火炬树(Rhus typhina)等。

山前低丘平原褐土(LD06)        该立地类型主要分布在河南平顶山市以北至郑州附近平原及豫北冀西太行山东麓低山丘陵。地貌为山前低山及黄土丘陵；土层较厚，土壤构型完整，pH值8.0~8.5；主要适生树种为刺槐、侧柏、油松、黄连木(Pistacia chinensis)、栓皮栎、沙棘、火炬树、柿树、板栗等。

洪积扇高阶地潮褐土(LD07)        该立地类型主要分布在邢台以北至新乐一带，新乡地区、焦作市也有分布。地貌为山麓平原或洪积扇阶地，海拔100~200 m；土层较厚，母质为洪积冲积壤土，pH值8.0~8.5；主要适生树种为刺槐、杨树、楸树、臭椿、黄连木、山楂(Crataegus pinnatifida)等。

冲积平原阶地沙壤质潮土(LD08)        该立地类型主要分布在安阳以南至郑州附近，北京至天津沿线。地貌为小地形平坦或略有起伏；土壤为沙壤质潮土，土层深厚，沙、壤、黏层常相间出现；主要适生树种为杨树、楸树、泡桐(Paulownia spp.)、白蜡、刺槐等。

河谷滩地新积土(LD09)        该立地类型主要在禹县、新郑以北至北京一带零散分布。地貌为河流沿岸滩地，多雨年洪水期可淹及；土壤为新积土(冲积土)，母质为近代河流冲积的沙砾土或沙壤土；主要适生树种为禾本科或豆科草类、柳树、白蜡、桑、紫穗槐(Amorpha fruticosa)等。

低山丘陵坡地褐土性土(LD10)        该立地类型主要分布在豫北冀西太行山麓低山丘陵区。地貌为坡度较大坡地或洪积扇地形；土体发育较弱，地表侵蚀严重，土体中含石量多，土层薄；主要适生树种为刺槐、臭椿、楸树、油松、板栗等。

冲积平原低平洼地盐碱化潮土(LD11)        该立地类型主要分布在河北及京津地区冲积平原。地貌为冲积平原低平洼地或河渠两侧槽形或碟形洼地；土壤质地为壤土或黏土，表土板结，土壤反应为碱性，pH值8~9；主要适生树种为臭椿、刺槐、白蜡、紫穗槐、枣树等。

3 总干渠沿线植物护坡模式与技术 3.1 总干渠沿线植物护坡模式的建立 3.1.1 基本原则

由于坡地地形的多样化，植物的配置方法必须因地制宜，生物措施与工程措施相结合，草、灌相结合，生态防护与景观美化相结合；以护堤为主，兼顾保护水质、防止水土流失和防风固沙；经济、生态和社会效益相结合；与干渠沿线区域的生态工程建设、铁路公路绿化、水利工程建设等相协调。

3.1.2 模式的建立

以实现多模式、多效益、多用途，使干渠沿线形成一条亮丽的风景线为宗旨，将所选植物按其生物生态特性、景观特征及防护作用进行合理配置与组合(丁宝章等，1988；河北植被编辑委员会，1996)。

单一草地(草坪)系列(SGT)        该模式是由一种草本植物所组成，具有生长整齐美观，高矮、稠密、叶色等一致特点。适合于坡度较为平缓，城镇、道路边缘的地段(胡中华等，1999)。主要有以下几种类型：a.小冠花(Coronilla varia)，b.狗牙根(Cynodon dactylon)，c.紫花苜蓿(Medicago sativa)，d.野牛草(Buchloe dactyloides)，e.鸭茅(Dactylis glomerata)，f.红豆草(Onobrychis viciaeolia)，g.苇状羊茅(Festuca arundinacea)，h.无芒雀麦(Bromus inermis)，i.碱茅(Puccinellia distans)。

混合草地(草坪)系列(MGT)        该模式是由多种草本植物混合播种组成，它可以按照草本植物的功能和当地生产的需要，合理地按比例配合，如夏季生长良好的和冬季抗寒性强的混合；宽叶草种和细叶草种混合；耐磨性强的和耐修剪的混合。混合栽培不仅能延长草地(坪)植物的绿色观赏期，而且能提高草坪的使用效果和防护功能。主要有以下几种类型：a.加拿大早熟禾(Poa compressa)×苇状羊茅，b.小糠草(Agrostis alba)×苇状羊茅，c.结缕草(Zoysia japonica)×假俭草(Eremocloa ophiuroides)×天堂草(Cynodon dactylon×C.transvadlensis)，d. 草(草芦)(Phalaris arundinacea.)×小冠花，e. 草(草芦)×紫花苜蓿，f.无芒雀麦×紫花苜蓿，g.披碱草(Clinelymus dahuricus)×紫花苜蓿，h.鸭茅×无芒雀麦。

矮生灌木系列(BT)        该模式系列主要是在矮性灌木中选用一些枝叶茂密、丛生性强，适应性比较强的，有些甚至呈匍匐状、铺地速度快的植物(孙余杰，1999)。对一些坡度较陡的地段，可采用该模式。主要有以下几种配置：a.沙地柏(Sabina vulgaris)，b.虎榛子(Ostryopsis davidiana)×黄刺玫(Rosa xanthina)，c.虎榛子与三裂绣线菊(Spiraea trilobata)，d.华北珍珠梅(Sorbaria kirilowii)，e.玫瑰(Rosa rugosa)，f.锦鸡儿(Caragana sinica)，g.胡枝子(Lespedeza bicolor)，h.狼牙刺(Sophora viciifolia)，i.蚂蚱腿子(My ripnois dioica)，j.葛藤(Pueraria lobata)，k.铁杆蒿(Artemisia gmelinii)，l.爬山虎(Parthenocissus quinquefolia)，m.铺地柏(Sabina procumbens)，n.草麻黄(Ephedra sinica)，o.金丝桃(Hypericum chinense)，p.刺梨(Chenopodium aristata)，q.小花溲疏(Deutzia paruiflora)，r.西北栒子(Cotoneaster zabelii)，s.花木蓝(Indigefera kirilowii)。

草灌系列(BGT)        该模式是将草本植物和灌木进行混合配置，以起到更强、更持久的防护作用。主要适合于生态条件比较恶劣的地方¹⁾(石清峰，1994)。主要有以下几种配置：a.锦鸡儿×野牛草，b.胡枝子×野牛草，c.胡枝子×沙打旺，d.连翘(Forsythia suspense)×加拿大早熟禾，e.玫瑰×无芒雀麦。

1) 王贤, 陈默君.水土保持牧草栽培学.北京林业大学黄土高原水土保持技术培训中心，1991

缀花草坪(FGT)        它是草坪铺设的一种新形式，主要是在以禾草植物为主的草坪上，配置部分多年生的开花地被植物。根据干渠沿线区域特征，可在草坪上点缀种植西伯利亚鸢尾(Iris sibirica)、葱兰(Zephyranthes candida)、紫花地丁(Polygala sibrica)、蒲公英(Taraxacum mongolicum)等。这些植物的种植数量，一般不超过草坪总面积的1/4~1/3(胡中华等，1999)。分布有疏有密，自然错落，远远望去绿茵似毯。该模式比较适合于城镇境内人流较少的游憩草地上。

3.1.3 不同立地类型植物护坡模式的配置

在植物配置过程中，既要考虑提高坡面的防灾功能，又要考虑与周围环境相协调。从坡面防灾功能来看，要根据坡面的形态、坡度、立地条件等因子，确定相应的护坡技术与植物配置模式；从景观方面来看，应该选择与周围环境相协调的植物群落，形成富有四季色彩变化的坡面自然景观。结合所划分的11个立地类型，对每个立地类型适合的植物护坡模式进行了配置，结果见表 1。

3.2 总干渠沿线主要护坡技术

一般造成坡面处于不稳定状态的原因：降雨、地表径流等因素引起表层侵蚀；渗流、地下水等往往是崩塌、滑坡的诱导因素(王礼先，1995)。提高植被覆盖度，并结合良好的绿化基础工程，基本上不会发生表层侵蚀或滑塌。

根据总干区沿线的立地特征，适合的主要护坡技术有以下几种：植物护坡技术        草本植物护坡适合于坡度较缓、立地条件较好的地段，或者作为护坡的前期植物，以增加坡面初期的植被覆被率，防止表层土壤侵蚀；灌木不仅根系粗长、而且具有韧性，由于支柱根的作用及其根系的网络结构，当坡面变陡时，根系向坡侧延伸，而且根系可延伸至坡体内部，对土壤固持力将逐年增强，防灾功能较强。根据干渠沿线不同地段的实际情况，可采用种植草本植物或灌草混栽。

植物与工程措施相结合护坡技术        一般地，对于45°以上的急陡坡、坡面土体较松散的及植物生长环境较恶劣的地段(如硬质地、软岩、硬岩、强酸性或强碱性地段，或者是风口等气象条件比较严酷的地段)，由于植物无法正常生长发育或者难于利用植物根系本身来维持稳定，为了有效地固定斜坡, 防止陡坡侵蚀, 必须进行减缓坡度，设置相应的工程措施(也就是绿化基础工程)，采取植物与工程措施相结合的固坡技术(也就是“绿化基础工程+植被工程”)。目前绿化基础工程主要类型有：①树脂网铺设工程；②金属丝网铺设工程；③植被基础开穴工程、开沟工程；④预制框架工程；⑤喷附框架工程(现场构制混凝土框架工程)；⑥石笼工程(罗晶等，1997)。

坡面快速绿化技术        ①喷射乳液植被法：对于裸露地面很大, 土壤容易受到侵蚀的地段，必须采取化学的、生物的措施加以预防。应选择发芽快、生根迅速、适应性强、护坡固沙能力强的草籽，与合成树脂乳液相配合，用高压水或压缩空气向地表面散布, 在植物得以发挥作用前的这段时间, 防侵蚀剂可以暂时地起到防止土壤侵蚀, 防止种子或幼苗流失和播种面干燥。②植生带方法：在斜坡上铺设草坪植生带, 可防止因雨水冲刷而造成的种子流失, 雨水滴落在植生带上, 不仅可缓和冲击力, 且可使雨水顺着纤维渗入土中, 起到良好的保土作用。应用到渠岸斜坡上的植生带, 以长5 m, 宽50 cm为宜, 以便沿等高线铺设。③植生袋方法：植生袋是在斜坡上采用重点保土固坡的绿化种草方法。植生袋在选择做袋的材料时应注意质地柔软且有网眼, 以便草坪种子顺利地发芽, 并通过网眼正常地出苗; 采用的土壤以沙质土为宜, 每个植生袋必须用木桩固定，植生带之间的距离以50 cm为宜。④植生盘方法：植生盘是由粘土25%(不宜超过25%)和草炭土组成，通常用植生盘机压制而成。使用时可水平横向铺设在斜坡上, 最优固坡方式是一行铺设植生盘, 一行栽植草坪植物植株, 这样可更加迅速、更加有效地固定斜坡, 防止在植生盘中草籽没有出苗之前就遭到风雨等自然因子的危害。