CN106416652A - 一种草皮保护利用方法 - Google Patents

Abstract

一种草皮保护利用方法，其是在草皮保护利用规划设计中，根据自然植被类型与覆盖度划定草皮保护级别，根据降雨、温度与土壤因素划定植被可恢复级别，再进行现场调查复核前述两个级别级别，叠加划分若干生态控制段落，在每个生态控制段落内，根据植被类型与覆盖度确定草皮起挖工艺，根据公路工程施工进度与草皮利用的时间间隔选择成堆堆放、成层堆放、骨架分层假植三种保护工艺，根据风蚀、水蚀特征与扩繁系数确定棋盘式、井字格与条带式三种铺植模式，以实现草皮保护与利用规划、贮存、利用的科学统一，使生态效益发挥最佳，更适于应用。

Description

一种草皮保护利用方法

技术领域

本发明涉及一种生态环境领域的表土植被保护方法，特别是涉及一种草皮保护利用方法。

背景技术

青藏高原及我国东北高寒冻土区，由于海拔高、气候严寒，植物生长极其缓慢，且由于恶劣的生长环境条件，植物种类极其单一，生态环境极其脆弱。公路、铁路等基础设施建设中，不可避免地要对沿线植被造成破坏，而一旦破坏后恢复十分困难，不仅可供恢复的植物种类较少，且恢复的效果也不尽理想。在青藏高原等高寒高海拔区域，曾经开展了大量种子建坪的试验，效果不大理想，主要表现在：

1.种子建坪过程中的严重水土流失问题。由于气候寒冷，植物发芽及生长缓慢，导致了种子建坪速度极为缓慢，而在草皮建成前常常要发生大量的水土流失。

2.种子建坪中的种子适应性问题。由于该区域护坡草皮培育所用的种子材料较缺乏，而原生草种许多种类种子收集与发芽各个环节均存在许多问题，所以一般坡面绿化中应用的植物各类较为单一，所建成的草皮抗性弱，很易退化。

正因如此，在交通、管道等基础设施建设中原生草皮的保护与利用显得尤其重要，工程建设部门都非常重视原生草皮的保护与利用。长期以来，交通部门在此区域建设中探索了大量的方法，保护原生草皮与表土，并在公路边坡植被恢复建中进行利用。但从目前的工程实践来看，存在诸多问题，突出表现在：

1.草皮保护利用规划问题

其存在的问题主要体现在两个方面：

(1)缺乏科学的生态规划方法，导致草皮与表土保护随意而无目标

在高寒高海拔区域，不同段落、不同生态类型区域草皮质量不一，有的地方草皮覆盖好、质量好可以起挖利用，而有的地方草皮覆盖差，在挖掘机挖草皮时无法成块；而由于传统草皮保护规划缺乏科学决策方法，对哪些区域的哪些草皮的价值缺乏科学的评价，从而使得在青藏高原交通基础设施建设中表土草皮保护的推广比较随意，致使草皮保护利用仅局限于局部生态最为重要或景观较为突出的地带，而一些仍有保护价值的原表土草皮与表土都直接在施工中破坏掉。

(2)缺乏科学的植被可恢复性评估导致植被修复失败或效率低下

从植被修复来看，由于高寒高海拔区域植物的生长环境条件较为恶劣，对于哪些地方适合于开展植被修复，哪些地方不适合进行植被修复，缺乏科学的评估，致使工程建设单位的决策比较盲目，这会导致两方面的问题：一是在不适于开展植被修复工程的地方强行实施植被修复，这会造成大量的养护资金投入，并且一旦在养护管理无法保证时所建植的人工植被极易退化，造成了大量的人力物力与财力的浪费；二是在经费无法保障全面实施植被修复工程时，对于放弃哪些区域的植被修复又比较盲目，甚至造成一些应当恢复的区域未进行有效恢复，造成了大量的水土流失及路基水毁现象。

(3)缺乏科学调配规划导致植被修复失败

对于草皮保护与利用缺乏科学规划甚至完全没有规划，建设单位往往只根据自己的施工进度组织调配各段落草皮的保护与利用，施工组织调动比较随意，其中一个比较突出的问题是在不适于草皮的生态区域铺植草皮，由于公路本身呈线形结构，尤其在一些海拔高差变化比较大的山区，短距离内就会存在较大的生态环境差异，这种草皮的组织调配经常造成铺植草皮无法适应当地小环境，生长不良甚至完全死亡，导致植被修复失败。

(4)缺乏科学利用规划导致水土流失控制失当

在草皮利用环节，缺乏科学合理的调配利用规划，草皮铺植较种子繁殖在控制坡面水土流失方面具有显著的突出优点，尤其在高海拔高寒地区的冻融条件下。如相关学者研究了铺草皮、铺草皮+三维网、客土喷播、客土喷播+三维网4个种植被建植形式的三个冻融循环期的坡面冻胀量、坡面移动量、冻结面分布、目标点的移动轨迹等数据的现场测试，捕捉了冻融侵蚀过程，分析不同植被护坡类型与坡面冻融特性之间的关系，结果表明，移动量最大值为客土喷播，最小值为铺草皮，可见铺草皮防护较其他防护措施更能抵御冻融侵蚀。目前一些建设单位在草皮的利用环节缺乏科学规划与设计，很多地方草皮不够使用时，就采用播种方式，缺乏将草皮防护与种子防护的有机结合，提高路域的水土保持成效；同时也缺乏草皮扩繁与种子建坪的有机结合以充分发挥无性繁殖与有性繁殖的各自优势。这样的后果，导致路域边坡内有的坡面水土流失极强，有的坡面水土流失控制较好，而缺乏整个路段内的水土流失治理的统筹规划与管理。

2.草皮堆放贮存中缺乏科学设计导致草皮的保护失败

由于公路不同区域、不同工艺中草皮剥离与利用时间不一，而针对这些往往缺乏科学设计，工程实践中存在两种存在缺陷的行为：

(1)草皮堆放工艺设计不合理造成草皮死亡

①草皮堆放工艺与施工时期缺乏统筹考虑

在堆放工艺与时间要求的选择上，不论保护与利用的时间间隔长短，目前均在采用成堆堆放贮存方式，这种堆放形式只适于短期(一年内的堆放)，且对于堆放过程必须要有精细的养护条件，且据目前的一些文献报道，为了保证草皮的成活，堆放层数不能超过3-5层，而在草皮经过一年无规则的堆放，其死亡率在50％以上；在该种堆放方式下，草皮在成堆凌乱地堆放中，大量草块被埋压在土壤堆中，由于无法见到太阳光，且无法充分接触到氧气，浇水养护中水分又很难渗透进入草块土堆，草块在堆放一段时间之后，出现黄化、死亡或腐烂现象，导致了保护的草皮失去利用价值，从而不利于植被修复工作的开展；由于公路工程施工组织的复杂性，有些地方的草皮可能会面临堆放一年以上时间的情形，这种情况下采用什么堆放工艺，迄今仍较缺乏研究。

②草皮堆的场址选择与养护条件缺乏科学考虑

目前工程实践中，基本都是在施工场地旁边就地成堆堆放，很多时候对于后期的养护缺乏科学考虑，导致工程施工中，水车无法到达并浇灌草皮堆，一段时间后草皮堆逐渐干透而死亡。

③草皮堆的工艺设计使得养护成本很高

目前在草皮堆放贮存中，很多草皮堆都采用了覆盖遮光网的方式，这虽然可以减少太阳的暴晒从而在一定程度上减少堆体内水分的蒸发损失，但同时由于遮光网本身就可以完全的透水透气，其水分蒸发损失仍然较为严重，从而对后期浇水养护作业的实施频度要求高；同时，由于草块与土相互形成一个高出的堆体，这个堆体在后续的浇水养护中水分只能冲淋表面，难以下渗进入堆体内，很容易从堆体表面流失，造成堆体内部无法有效接受到水分，而青藏高原区域蒸发作用强烈，堆体很容易干燥失水，为了不造成草皮块的死亡，对浇水作业的频度、单次喷淋的持续时间都有很高的要求。

(2)草皮假植铺放占用巨大空间并造成新的草地破坏

在草皮保护中，为了缓解草皮堆放中产生的死亡问题，一种方法就是将原生草皮铲起后临时假植于特定的场所，同时将表土挖出堆放在专门的表土堆放场所，在路基修筑完成后再将表土与草皮回铺于待恢复绿化的坡面之上，从而起到恢复植被、减少水土流失的作用。原青藏铁路在建设中即采用这种草皮移植保护方法，保存了大量原生草皮，这些草皮对本地环境气候条件适应性好，草皮铺植的坡面水土保持效果好，大量草皮的利用也取得了良好的生态效益。

但这种植被保护利用方法具有诸多突出缺陷：

1)草皮假植及表土堆放带来的巨大土地与空间占用问题。草皮的保护面积与用于假植的土地面积是对等的，而在草皮移走用于坡面绿化之后又会遗留下原大范围的假植场所的植被恢复问题，而如果将这些草皮假植于环境植被之上，又存在埋压自然植被导致自然植被失去活力的问题，因此保护的同时也造成了大量的新的破坏。

2)草皮的多次移植带来的养护及存活问题。草皮在挖出保护时需要经历一次土根分离，当临时假植于土壤上时需要再次长出根系，而铺植于坡面之前又得从假植场所挖出使新长出的根系再次受损，铺砌到坡面之后又需要继续促发其萌发新的根系，在此过程中多次反复使根系受损与萌发，本身对植被的成活就够成了严酷的胁迫。

3)假植保护场所的选择与管护问题。在传统草皮移植假植保护模式下，由于草皮多次经历根土分离与结合，在此过程中特别需要精心浇水养护，而在青藏高原及我国东北高寒冻土区，又时常受到水源限制使得很多时候并不能有效地获得水源，因此对于假植场所环境条件一般要求较高，一般需要在水源与管理方便之处的裸地，而这样的场所本身选址十分困难。

3.草皮铺植利用缺乏科学设计导致生态效益发挥受限

1)草皮不够用的问题。在草皮块的利用环节，当今的利用方式都是直接将挖出草块拼合整齐，完完整整地铺盖于土壤表面，形成铺草皮边坡，而在工程实践中，由于草皮的起挖与保护效率、草块堆放过程中的成活率使得草皮可供利用的量远无法满足坡面覆盖绿化需要量的需求，这使得大量边坡仍然不得不采用建坪效果不佳、水土流失严重的种子直播建坪方式，不利于公路全线的边坡的统合防护水平的提高。

2)草皮铺植工艺不合理造成的成活率低下的问题。当今工程实践中，在许多路段，草皮的铺植工艺设计不合理，主要体现在：一是草皮与下面基层土的培育没有同步开展，尤其对于一些石质或干砌石坡面，草皮与下层土壤之间、土壤与下面岩石之间在采用传统人工撒布方式下，结合不够紧密，在后续水流的冲刷下，草皮块下的薄层土壤易于流失，从而使草皮根系层无法有效固定土壤并从土壤中吸取水分与营养，经过一段时间后逐渐干化死亡。

3)草皮铺植中的繁殖效率低下问题。由于在传统草皮移植保护时，为了有效节省地面空间资源，草皮往往被铺植成一整片，满铺的草皮无法进一步扩繁，而由于高寒地区草皮本身就比较珍贵，而公路施工期又相对较长，在公路路基成形后草皮又多次受到损伤，不大适宜再进一步扩繁，使得原生草皮可以覆盖的裸露地表也比较有限，这无疑会降低草皮的无性繁殖成效。

4)草皮繁殖中生长繁殖速率过慢无法满足需求的问题。由于在青藏高原高寒地区，昼夜温差极大，适于草皮生长的时期较短，扩繁速率极为缓慢，在工程实践中，保护的草皮的量也远远无法满足坡面绿化的需求。

有鉴于上述现有的草皮移植与假植保护方法、草皮块堆放与利用方法存在的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种新型一种草皮规划保护利用方法，既可解决草皮保护利用中缺乏规划或规划不合理问题，使草皮铺植能最大程度地发挥其生态效益，又可解决其贮存、利用问题，使其更具有环保性与实用性。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有工程实践中缺乏草皮保护与利用规划，草皮区域之间调配利用实施比较随意，草皮铺植利用与播种建坪缺乏科学合理的规划，对水土保持效益发挥考虑不足的弊端，所要解决的技术问题是使其过程控制更为科学合理，生态效益最好，非常适于实用。

本发明的另一目的在于，克服现有工程实践中草皮贮存方法设计不当，草皮贮存技术无法适应公路施工时期进度的安排与要求，草皮贮存过程中养护管理难度大，草皮堆放死亡现象较为突出等弊端，所要解决的技术问题是使草皮贮存能够综合考虑到贮放工艺对成活率与成活时间的影响，能够考虑到公路工程施工工艺与时间要求。

本发明的还一目的在于，克服现有工程实践中草皮利用方法不科学，草皮铺植水土保持生态功能没能很好地发挥，所要解决的技术问题是使草皮的铺植能够综合考虑到草皮的可利用量，同时还能有效地将草皮扩繁与种子建坪的优势相结合，更好地弥补当今工程实践中草皮不够用，种子建坪效果不佳冻融侵蚀严重的弊端，更适用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种草皮保护利用方法，其在草皮保护利用规划设计中，利用GIS手段根据自然植被类型与覆盖度划定草皮保护级别，根据降水、温度与土壤因素划定植被可恢复级别，再开展现场调查复核前述两个级别，根据草皮保护级别与草皮质量确定草皮巻、草皮块、草土混合层三种起挖工艺，结合草皮起挖与利用间隔时间长短确定成堆堆放、分层堆放、骨架支撑堆放、植草空心砖堆放四种草皮贮堆工艺，最后确定草皮利用工艺，包括确定草皮保护面积、植被恢复面积、草皮扩繁系数、草皮调运量与植被建植工艺，具体步骤如下：

步骤1:划定草皮保护级别

——收集遥感数据资料进行基础分析

收集公路沿线的植被类型与NDVI测算的植被覆盖度数据，并进行栅格化处理，利用GIS分析工具提取公路矢量数据，应用GIS中的矢量分析工具“buffer”提取公路两侧各5km缓冲区，作为公路两侧草皮保护的评估区域；

——划定草皮保护级别

按照提取的植被类型及植被覆盖度确定草皮保护级别，基于工程实践及植被恢复的可行性，按照植被类型与植被覆盖度进行分类赋权值：

①一级区的划定，针对公路两侧各5km缓冲区内的植被类型，其中：草本植被、高寒草原、高山垫状矮半灌木、温带山地矮禾草、矮半灌木草原等植被类型中，植被覆盖度大于40％的，可以起挖草皮，进行保护与利用，赋值为1，划定为一级区；

②二级区的划定，对于灌木、半灌木荒漠植被，一旦起挖后植被易于枯死，植被保护与恢复利用的可行性相对较小，赋值0.7，划定为二级区；同时，所述的①中植被覆盖度小于40％，也划定为二级区；

③三级区的划定，对于农业作物、盐壳、流动沙丘、裸露戈壁、裸露石山、高山碎石，倒石碓和高寒荒漠冰川雪被，基本上没有植被保护与恢复利用的可行性，赋值为0.1，划定为三级区；

步骤2：划定植被可恢复级别

——收集公路沿线的降水、温度、土壤因素的空间栅格数据，针对公路两侧各5km缓冲区，提取环境因子数据，即年降水量、年均温、土壤类型因子数据，利用GIS进行分析，划定植被可恢复级别；其中:

年降水量是以植被保护级别的一级至三级区的降水条件外延，认为大于该区年降水量的区域分别划分为年降水量的一级至三级区，未达到区域按照自然分界法，划分为四、五级区；

年均温是以植被保护级别的一级至三级区的温度条件外延，高于该区年均温的区域分别划分为年均温的一级至三级区，未达到区域按照自然分界法，划分为四、五级区；

土壤类型是按照土壤土质条件，并参照土壤分类，划分为土壤类型的一至三级，分别为草甸土、草原土、荒漠土，其他划分为四、五级；

再将以上三个环境因子进行平均值加和叠加，划定出植被可恢复级别：一级至五级区，可恢复区域为植被可恢复级别的一级区和二级区；

步骤3：现场调查复核级别

开展现场调查踏勘、校核各段落的草皮保护级别、植被可恢复级别的区域，并可根据现场草皮质量与土壤土质状况进行草皮保护级别和植被可恢复级别进行调整；

步骤4：确定草皮起挖工艺

根据草皮保护级别、草皮质量、草皮利用的时期，确定草皮起挖工艺：草皮保护级别为一级区，且草皮块联结性好的，采用草皮毯起挖方式，利用推土机辅助剥离草皮毯；

草皮保护级别为二级区，植被覆盖度大于20％且小于40％以及草皮保护级别一级区内草皮块联结差无法成毯的，采用草皮块起挖方式，先利用推土机辅助剥离草皮与表土层，再捡拾分离草皮块；

对草皮保护级别二级区中的植被覆盖度小于20％的，草皮层与下土层不予分离，进行统一剥离草土混合层；

步骤5：确定草皮贮堆工艺

按照所述的步骤4中起挖形成的草皮毯、草皮块、草土混合层，根据草皮起挖与利用的间隔时间长短确定草皮贮堆工艺，具体如下：

对于即起即用或1个月内利用的草皮毯与草皮块，进行集中成堆堆放；

对于起挖后3个月内利用的草皮毯与草皮块，进行分层堆放；

对于起挖后3个月-6个月利用的草皮毯与草皮块，利用骨架支撑堆放，在每一层骨架上铺放土壤层，并在其上铺植草皮毯、草皮块进行假植，骨架可采用钢筋、格栅或其他材料制作而成；

对于起挖后6个月以上利用的草皮毯与草皮块，采用植草空心砖堆放,将草皮毯切割形成草皮块，利用空心砖填入散土并栽植草皮块，再将植草空心砖搭建成支撑骨架进行堆放；

对于草土混合层，全部采用集中成堆堆放；

以上各种草皮贮堆工艺，均需在堆体表面用遮阳网、无纺布或纤维毯进行覆盖，并精心浇水养护；

步骤6：确定草皮利用工艺

——公路规划阶段,计算草皮保护面积、植被恢复面积；

草皮保护面积＝走廊带宽度范围内草皮保护级别一级区面积×该一级区的平均覆盖度+走廊带宽度范围内草皮保护级别二级区面积×该二级区的平均覆盖度；

植被恢复面积＝走廊带宽度范围内植被可恢复级别一级区面积+走廊带宽度范围内植被可恢复级别二级区面积-走廊带宽度范围内路面面积

——公路设计阶段，计算各标段草皮保护面积、各标段植被恢复面积、草皮扩繁系数、草皮调运量：

各标段草皮保护面积＝各标段征地范围内草皮保护级别一级区面积×该一级区的平均覆盖度+该标段征地范围内草皮保护级别二级区面积×该二级区的平均覆盖度；

各标段植被恢复面积＝各标段征地范围内植被可恢复级别一级区面积+该标段征地范围内植被可恢复级别二级区面积；

草皮扩繁系数＝Σ(公路设计阶段各标段植被恢复面积)÷Σ(公路设计阶段各标段草皮保护面积)；

草皮调运量以各标段草皮调入量表示，其计算方法：

各标段草皮调入量＝(公路设计阶段各标段植被恢复面积-公路设计阶段各标段草皮保护面积×草皮扩繁系数)÷草皮扩繁系数；

——草皮建植工艺

草皮的建植工艺分为满铺式草皮和间铺式草皮工艺，其中，满铺式草皮将草皮毯或草皮块紧密镶嵌铺植于整个坡面上；间铺式草皮将草皮毯或草皮块分散铺植于坡面上，并在草皮毯或草皮块间撒播草籽；施工工艺主要包括垫铺基土层、铺植草皮毯或草皮块、草皮覆盖三个环节，其中，

所述的垫铺基土层是根据边坡坡位、坡率确定基土层的铺展方式与铺展厚度，具体如下：对于土质下边坡与上边坡用人工撒布基土层的方法，在铺植草皮前，先进行坡面润湿，同时撒布2-5cm的基土层土壤，再浇水湿润，适当拍实；对于石质边坡含砌石边坡，根据边坡坡率划分为45°以下坡面及大于45°的坡面两种情况，对大于45°坡面及干砌石坡面，采用客土喷播机将湿土喷射到坡面上形成5cm以上厚度的土壤层；对于45°以下坡面，采用人工撒布基土层，撒水润湿、拍实；

所述的铺植草皮毯或草皮块是在垫铺基土层上铺植草皮毯或草皮块，使该铺植草皮毯或草皮块与基土层的土壤压实、结合牢固；对于间铺式草皮，铺好草皮块后，还将在草皮块间填充土壤，填充土壤可以采用前述的草土混合层,使土壤表面与铺好的草皮地面在一个平面上，在填充土壤上撒播草籽，并耧耙拍实；

所述的草皮覆盖是对植被恢复场地覆盖无纺布、纤维毯，减弱太阳辐射、保持土壤湿度，以促进裸地块种子的建坪，同时防止草皮块蒸发过于强烈，促进草皮的恢复生长。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种草皮保护利用方法，其中所述的划定植被可恢复级别除提取年降水量、年均温、土壤类型3个环境因子数据外,还可以提取生长季月均温、生长季降水量、生长季土壤水分值、海拔、坡度环境因子数据，及植被类型、植被覆盖度因子数据，以作为植被可恢复性的评价指标,构建植被可恢复性评价模型,具体方法如下：

收集公路沿线植被、土壤空间分布数据、遥感数据、数字高程模型以及气象数据，经过数字化处理、空间校正，生成相同大小单元的栅格数据，应用空间格局分析、多因子叠加分析、定性与定量分析结合的方法，完成沿线植被可恢复性综合评价，划定等级，获得全线的植被可恢复性等级评价图；主要步骤如下：

步骤1：提取公路沿线矢量数据，取两侧各5km缓冲区，作为评估区域；

步骤2：将上述数据进行坐标转换，统一为UTM/WGS84投影；

步骤3：进行各种数据处理

——对于植被类型指标，采用赋值方法，即对高山垫状矮半灌木、草本植被、温带山地矮禾草、矮半灌木草原、高寒草原等，由于恢复的可行性较大，赋值为1；对于灌木、半灌木荒漠植被，恢复可行性相对较小，或恢复成本较高，赋值0.7；对于农业作物、盐壳、流动沙丘、裸露戈壁、裸露石山、高山碎石，倒石碓和高寒荒漠冰川雪被等，恢复难度大，或没有植被恢复的必要，赋值为0.1；

——对于植被覆盖度指标，采用NDVI数据反演；

——对于年均温指标，取一个或多个年度的年均气温；

——对于生长季月均温指标，取5-9月的平均气温；

——对于年降水量指标，取一个或多个年度的年降水量进行平均；

——生长季降水量指标，取5-9月降水量进行加和；

——生长季土壤水分值指标，取0-10cm、10-40cm两个深度，一天至多天的平均值；

——对于海拔、坡度指标，采用DEM数字高程生成；

步骤4：在spatial analyst模块下，对上述数据进行裁剪，并将计算单元设为500m×500m单元格；

步骤5：对所有数据分别进行标准化，转换为[0-100]间的无量纲单位的数值，转换公式如下：

其中x为标准化数据值，x_i为数据原始值，x_max为样本数据的最大值，x_min为样本数据的最小值；

步骤6：构建植被可恢复性评价模型，并将上述标准化后的数值代入，进行栅格代数运算，分别计算相应年分公路沿线植被可恢复性评价值。

Evaluate＝[std_elev]×(-1.2)+[std_ndvi]×1+[std_pre]×1.5+[std_slope]×(-1)+[std_soi lmoi0-10]×1.2+[std_soi lmoi1040]×1.1+[std_temp]×1+[std_veget]×1+[std5-9pre]×1.8+[std5-9tep]×1.2

其中：

Evaluate：植被可恢复性综合评价值

[std_elev]：标准化后的海拔高度

[std_slope]：标准化后的坡度

[std_soi lmoi010]：标准化后的0-10cm土壤水分含量值

[std_soi lmoi1040]:标准化后的10-40cm土壤水分含量值

[std_veget]:植被类型

[std_ndvi]：标准化后的某年NDVI均值

[std_pre]：标准化后的年降水总量

[std5-9pre]：标准化后的生长季降水总量

[std_temp]：标准化后的年均温度

[std5-9tep]：标准化后的生长季温度月均值

步骤7：根据评价模型，计算获得公路全线的植被可恢复性等级评价图。

前述的一种草皮保护利用方法，其中所述的间铺式草皮工艺是根据降雨条件、风沙条件、对路面径流的管理方式以及草皮扩繁要求，采用不同形式的草皮铺植与播种建坪相结合的方法，具体布置方式如下：

对于风蚀为主、水蚀较弱坡面,采用棋盘式布置方式，即利用草皮块在坡面进行棋盘式铺植，即路侧上方路肩位置、下方坡脚位置、左侧、右侧各铺植一条草块带，并在围合成的封闭格框内随机点缀铺植草皮块，草皮块带两侧及草皮块间空隙用种植土填充，使土表略低于草皮块表面，再在未铺草皮块的土表播撒适生草种，耙平拍实,以控制裸地斑块面积大小为主，控制土路肩高度，以充分利用散排的路面径流，改善坡面水分条件；

对于水蚀为主、风蚀较弱坡面是在坡面上采用井字格式布置方式,即适当抬高土路肩高度，并在路肩铺植一条草皮带拦水，利用草皮带以层层拦截坡面径流，坡脚铺植拦水草皮带，坡面间隔设置草皮排水沟，通过以上铺植方式，减少坡面冲刷；或采用草皮块沿坡面等高线平行铺植，形成格栅式铺植的草皮带，草皮带间回填种植土并播撒草种；

上述布置方式也可根据草皮扩繁系数调节草块、草皮带间的铺植间距。

前述的一种草皮保护利用方法，其中所述的植草空心砖堆放的主要步骤如下：

步骤1：划定草皮保护面积

在公路、铁路等基础设施建设清表时，结合将被干扰处草皮及土层厚度质量、路基设计坡率及拟修复的坡面面积，划定需要保护的草皮范围面积、确定草块土壤起挖深度，同时选择好六角形空心砖或方形空心砖，空心砖孔径上大下小，或下层仅留有一些透水孔，以固持土壤，同时选择好空心砖摆放场所；

步骤2：计算堆放场所所需的范围

综合考虑环境气候状况、堆放场所基础的稳定性，设计每堆空心砖的摆放层数、上下层错位空间大小，并计算堆放场所所需的范围；

步骤3：起挖切割草皮

利用专用起草皮机械或常规铁铲等工具起挖草皮，并将起挖出的草皮切割成大小一致的小块草皮，草皮大小根据扩繁需要比空心砖内径小一定比例，再装入营养袋中，搬放到堆放场所；

步骤4：切割草皮放入空心砖

先在多个空心砖的底部预先衬有瓦片、三维网等挡土装置，再在多个空心砖内填埋表土或种植土，将切割小块草皮覆盖在多个空心砖内的表土或种植土上；或者直接将营养袋整体放入空心砖内，用土壤填充好缝隙并拍实；

步骤5：堆放空心砖

采用多种铺放形式避开上层空心砖对下层空心砖内草皮的压埋，将有小块草皮覆盖的多个空心砖相互保留一定间距铺放于堆放场所的平地上，相邻空心砖间留出一定空间，使上层空心砖底部正好稳定地放在两个空心砖之间，层层叠放，形成多层空心砖分别在上下层相互错位层叠式铺放，使该多个空心砖内草皮不受埋压，多层多排空心砖排列形成一个蜂窝状的立体保护场所，每层砖铺好之后浇水至透，此时的空心砖内的草皮为假植草皮；对于边缘下层缺乏支撑之处，加入一个衬垫砖或其他起到支撑作用的物体，使其整体结构稳定，且空心砖横向不超过四排，使位于中间的空心砖能够承受到喷淋的水分，纵向不超过1.5m以稳定且方便人员管理；所述的空心砖采用方形空心砖、六棱形空心砖。

步骤6：铺植草皮养护

进行空心砖内假植草皮的日常正常维护作业，在堆体外侧覆盖塑料膜，上侧设置透明水袋，内侧布置浇水管，使其在白天充分吸收太阳能，调节昼夜温差变化，减少堆体内水分散发，延长适宜植被生长与繁殖的时期，直至待恢复绿化坡面成形具备施工条件；

步骤7：工程坡面的植被修复

待恢复绿化坡面成形具备施工条件时，从上至下搬运装有假植草皮的空心砖，并将搬运的空心砖按照设计要求码放在待绿化坡面之上，直接将该空心砖铺砌于待绿化的坡面之上，实现固土利用；

步骤8：工程坡面的养护

进行工程坡面的浇水养护，直至铺植草皮成活并实现正常生长。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。其至少具有下列优点：

1、本发明提出的草皮保护与利用方法，由于根据植被类型与覆盖度对草皮进行了保护级别划分，并在植被恢复环节根据环境因子的状况进行植被可恢复性的评价与等级划分，并使以上程序在室内通过遥感图件的分析即可初步实现，结合现场踏勘可以再进行微弱细调，从而可以大大提高草皮保护环节、植被恢复环节的针对性与可行性，提高保护与恢复的效率，避免现场决策的无序性。

2、本发明提出的草皮保护与利用方法，由于在规划中，同步开展了植被可恢复性评价与等级划分，该步骤将环境因子与植被因子进行了有机结合，使植被恢复的决策不仅要考虑满足决定植被生长的环境因子(水、热)要求，而且还要有环境植被条件(种类与覆盖度)作为保障，从而提高了决策的科学性；同时，从环境因子角度说，植被能够生长成活的环境界限往往比较模糊，而人为判别常常会发生较大偏差也缺乏检验的标准，本发明还从自然植被的分布范围内所在的土壤、气候条件推导符合这些条件的环境区域为可恢复区域，这减少了人为主观划分环境要素值的偏差，从而也在一定程度上提高了决策的科学性，这样评价还可以在植物生长成活的相关气候数据缺乏时获得相对比较客观真实的结果；另外，由于在自然环境中，植被生长的环境条件在不断地发生变迁，而草皮的退化或生长则具有滞后性，本发明将植被因子与环境因子分别结合进行等级划分与相互印证，对于二者评价等级矛盾区域进行现场踏勘核查，对等级区域进行修正，可以找到相关地区环境因子或植被因子恶化的原因，这也提高了决策的科学性。

3、本发明提出的草皮保护与利用方法，由于在草皮保护规划环节，加强了草皮保护价值的评价，并根据草皮的保护量、区域土壤水分温度条件决定的植被可恢复性，来综合决策草皮的保护范围、利用范围，确定区段之间的草皮扩繁系数与调配量，从区域的水分条件与土壤侵蚀强度类型确定草皮的铺植方式，从而使工程全线的草皮保护、草皮堆放、草皮利用有的放矢，科学合理，更有利于指导工程施工作业。

4、本发明提出的草皮保护与利用方法，由于在草皮堆放环节，采用了不透水带孔材料层进行草皮堆的覆盖，并在草皮堆体周围设置围堰，大大提高了堆体内的水分条件，减少了堆体浇水养护管理作业。

(1)不透水层的应用减少了堆体的水分蒸发，并可以使一部分蒸发水分在塑料膜等材料上凝结成水滴而补充堆体水分；而材料带孔、下层通风又可保障草皮堆的透气呼吸作用。

(2)堆体围堰设计可以实现堆体上承受的降水、浇水车的撒水等在堆体坡脚处得到拦截，并逐渐在堆体外侧底部横向渗透进行堆体内，改善堆体内的水分条件；同时大大节约了浇水的时间，提高了浇水养护的效率。

5、本发明提出的草皮保护与利用方法，由于在草皮利用环节，针对一些石质或干砌石坡面，草皮层下土壤易于流失、草皮易于干化死亡的问题，采用了在基层土壤的铺展中采用了客土湿喷的方式，湿喷中可以加入保水剂、粘合剂等物质，从而使草皮与土壤层、土壤层与岩石层之间结合紧密，并形成一个统一的整体，利于草皮的成活与恢复生长；在草皮的铺植环节，根据小环境的降雨侵蚀特点，灵活设计草皮块的铺植形式，实现对路面径流的充分利用功能，通过草皮块的条带式铺植可以充分利用路肩与坡脚草块带、或井字形格的草块带实现对土壤与水分的拦截功能，其与播种技术相结合时，可以实现草皮块的扩繁功能与减少坡面水土流失的兼顾，从而弥补了传统满铺式草皮在扩繁方面的不足，又弥补了传统播种方式下水土保持效果不佳的弊端，最大程度地发挥了所保护草皮的水土保持效益，大大提高了坡面植被的建植成效。

6、本发明提出的草皮保护与利用方法，由于提出了利用空心砖作为骨架支撑材料进行需要隔年利用的草皮的临时假植的方法，草皮及土壤直接在空心砖内铺植，并可在立体空间上多层错位叠放，从而可以实现单位面积上保存尽可能多的草皮，这大大减少了假植场地面积，从而也减少了假植场地的恢复需求；由于每一层的相邻空心砖间留出了下层草皮生长的空间，形成蜂窝状的立体保护结构，故虽在空间上将草皮叠放在一起，但并不会阻碍下层草皮对水分与空气的获取，从而更好地满足了草皮生长的要求，减少了堆放草皮的死亡率；在可供利用的摆放场所有限时，可以就近利用原生草地进行放置，由于下层空心砖也是采用间空式铺放方式，故一般不会对摆放场所的草地造成毁灭性破坏，可以利用局部未被空心砖直接压住的草皮的自繁扩充功能，实现后期堆放场地的自然修复；由于草皮及土壤直接移植于后续需要进行坡面防护的空心砖内，并在公路施工期养护生长，在公路路基施工完成后，直接将空心砖搬放并摆放在坡面上，减少了较传统草皮移植假植保护方式下减少了草皮多次萌发生根并被破坏的机会，从而不仅更加有利于施工也减少了草皮受伤的机会，更有利于其提高成活率；土壤填充于空心砖下部，草皮在空心砖表面，从而有机地将表土的保护与草皮的保护两者结合了起来，不仅有利于草皮的生长，同时也较施工期传统表土堆放方式大大减少了水土流失量；由于每个空心砖的大小相对确定，在知道草皮的扩繁与生长速率的情形下，在填充并种植各空心砖内草皮时，可以将草皮切割成比内径小一定比例的形状，采用非满铺式方法，从而更合理地发挥草皮的无性扩繁功能，提高草皮的繁殖成效；由于可以高效地对堆体进行覆盖保温保水，并布设透明水袋、水管等装置进行吸热、调温，从而延长适宜于草皮生长繁殖的时间，更有利于植被的扩繁。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1是本发明草皮保护级别示意图。

其中：

1：一级区

2：二级区

3：三级区

图2是本发明植被可恢复级别示意图。

其中：

4：评价等级1

5：评价等级2

6：评价等级3

7：评价等级4

8：评价等级5

图3是本发明最终植被可恢复等级示意图。

其中：

14：评价等级1

15：评价等级2

16：评价等级3

17：评价等级4

18：评价等级5

图4是本发明六角形空心砖示意图。

图5是本发明植草六角空心砖底层摆放示意图。

图6是本发明植草六角空心砖第二层植草空心砖摆放示意图。

图7是本发明植草六角空心砖摆放形式立面透视图。

图8是本发明植草方形空心砖示意图。

图9是本发明植草方形空心砖摆放形式底层平面图。

图10是本发明植草方形空心砖摆放形式第二层平面图。

图11是本发明植草方形空心砖摆放形式透视图。

图12是本发明棋盘式草皮铺植利用平面图。

图13是本发明井字格草皮铺植利用平面图。

图14是本发明条带式草皮铺植利用平面图。

其中：

9：路面 10：路肩

11：坡口线 12：种植土

13：草皮块

图15是本发明实施例公路全线的植被可恢复性等级评价图。

其中：

19：评价等级1

20：评价等级2

21：评价等级3

22：评价等级4

23：评价等级5

图16是本发明框架图。

具体实施方式

实施例1

某公路位于青藏高原高寒区，沿途植被类型以高寒草原、高寒草甸、荒漠草原等为主，在公路建设中，为了实现全线植被的科学规划、高效保护与利用，采用了本发明人提出的方法，具体如下：

(1)划定草皮保护级别

1)收集遥感数据资料进行基础分析

收集该公路项目沿线的植被类型与NDVI测算的植被覆盖度数据，并进行栅格化处理，利用GIS分析工具提取公路矢量数据，应用GIS中的矢量分析工具“buffer”提取公路两侧各5km缓冲区，作为公路两侧草皮保护的评估区域；

2)划定草皮保护级别

按照提取的植被类型及植被覆盖度确定草皮保护级别，基于工程实践及植被恢复的可行性，按照植被类型与植被覆盖度进行分类赋权值：

①一级区的划定，针对公路两侧各5km缓冲区内的植被类型，其中：草本植被、高寒草原、高山垫状矮半灌木、温带山地矮禾草、矮半灌木草原等植被类型中，植被覆盖度大于40％的，可以起挖草皮，进行保护与利用，赋值为1，划定为一级区；

②二级区的划定，对于灌木、半灌木荒漠植被，一旦起挖后植被易于枯死，植被保护与恢复利用的可行性相对较小，赋值0.7，划定为二级区；同时，所述的①中植被覆盖度小于40％，也划定为二级区；

③三级区的划定，对于农业作物、盐壳、流动沙丘、裸露戈壁、裸露石山、高山碎石，倒石碓和高寒荒漠冰川雪被，基本上没有植被保护与恢复利用的可行性，赋值为0.1，划定为三级区；

根据以上方法，获得划分结果，具体见图1所示，图中1为一级区，2为二级区，3为三级区。

(2)划定植被可恢复级别

收集公路沿线的降水、温度、土壤因素的空间栅格数据，针对公路两侧各5km缓冲区，提取环境因子数据，即年降水量、年均温、土壤类型因子数据，利用GIS进行分析，划定植被可恢复级别；其中：

年降水量是以植被保护级别的一级至三级区的降水条件外延，认为大于该区年降水量的区域分别划分为年降水量的一级至三级区，未达到区域按照自然分界法，划分为四、五级区；

年均温是以植被保护级别的一级至三级区的温度条件外延，高于该区年均温的区域分别划分为年均温的一级至三级区，未达到区域按照自然分界法，划分为四、五级区；

土壤类型是按照土壤土质条件，并参照土壤分类，划分为土壤类型的一至三级，分别为草甸土、草原土、荒漠土，其他划分为四、五级；

再将以上三个环境因子进行平均值加和叠加，划定出植被可恢复级别：一级至五级区，可恢复区域为植被可恢复级别的一级区和二级区；

根据以上方法，获得划分结果，见图2所示:图中4为评价等级1、5为评价等级2，6为评价等级3，7为评价等级4，8为评价等级5。

(3)现场调查复核级别

在以上级别划分的基础上，开展了现场调查踏勘、校核各段落的草皮保护级别、植被可恢复级别的区域，并根据现场草皮质量与土壤土质状况进行了草皮保护级别和植被可恢复级别的调整；

现场调查复核修正后，各评价等级面积如表1所示.

表1 各评价等级面积及比例

	面积hm2	百分比％
			评价等级1	306250	25.15
评价等级2	168500	13.84
			评价等级3	272425	22.38
评价等级4	115950	9.52
			评价等级5	354400	29.11

在上述表中，分别提出了不同评价等级的区域的保护与恢复策略，评价等级1的区域由于气候条件和植被条件较差，应以保护为主；评价等级2的区域视草皮状况采取恢复与利用措施，评价等级3的区域以保护植被为主，评价等级4、5的区域草皮质量较好，建议在施工过程中对占用部分采取起挖工艺进行异地铺植和扩繁，对于该区域公路边坡建议采取铺植草皮或表土恢复的工艺。

根据以上方法，获得复核结果，见图3所示：14为评价等级1，15为评价等级2，16为评价等级3，17为评价等级4，18为评价等级5。

(4)确定草皮起挖工艺

根据草皮保护级别、草皮质量、草皮利用的时期，确定草皮起挖工艺：

草皮保护级别为一级区，且草皮块联结性好的，采用草皮毯起挖方式，利用推土机辅助剥离草皮毯；

草皮保护级别为二级区，植被覆盖度大于20％且小于40％以及草皮保护级别一级区内草皮块联结差无法成毯的，采用草皮块起挖方式，先利用推土机辅助剥离草皮与表土层，再捡拾分离草皮块；

对草皮保护级别二级区中的植被覆盖度小于20％的，草皮层与下土层不予分离，进行统一剥离草土混合层；

以该公路沿线某段为例，计算草皮保护面积，该段各草皮保护级别如下：一级区105564.70hm²、二级区17701.4hm²、三级区66943.47hm²。

(5)确定草皮贮堆工艺

对于起挖形成的草皮毯、草皮块、草土混合层，根据草皮起挖与利用的间隔时间长短再进一步确定草皮贮堆工艺，具体如下：

对于草土混合层，全部采用集中成堆堆放方式；

对于即起即用或1个月内利用的草皮毯与草皮块，进行集中成堆堆放；

对于起挖后3个月内利用的草皮毯与草皮块，进行分层堆放；

对于起挖后3个月-6个月利用的草皮毯与草皮块，利用骨架支撑堆放，我们在本段公路中，利用了砖块支撑格栅材料方式搭建骨架，在每一层骨架上铺放土壤层，并在其上铺植草皮毯、草皮块进行假植；

以上各种草皮贮堆工艺，在堆体表面用遮阳网、无纺布或纤维毯进行覆盖，并精心浇水养护；

本实施例中，对于起挖后6个月以上利用的草皮毯与草皮块，采用了六角形植草空心砖堆放,如图4-图7所示；及方形空心砖堆放，见图8-图14所示；将草皮毯切割形成草皮块，利用空心砖填入散土并栽植草皮块，再将植草空心砖搭建成支撑骨架进行堆放,具体步骤如下：

步骤1：划定草皮保护面积

在清表时，结合将被干扰处草皮及土层厚度质量、路基设计坡率及拟修复的坡面面积，划定需要保护的草皮范围面积、确定草块土壤起挖深度，同时制造或购买六角形空心砖，该空心砖孔径上大下小，选择好空心砖摆放场所；

步骤2：计算堆放场所所需的范围

综合考虑环境气候状况、堆放场所基础的稳定性，设计每堆空心砖的摆放层数、上下层错位空间大小，并计算堆放场所所需的范围；

步骤3：起挖切割草皮

利用专用起草皮机械或常规铁铲等工具起挖草皮，并将起挖出的草皮切割成大小一致的小块草皮，草皮大小根据扩繁需要比空心砖内径小一定比例，再装入营养袋中，搬放到堆放场所；

步骤4：切割草皮放入空心砖

先在多个空心砖的底部预先衬有瓦片、三维网等挡土装置，再在多个空心砖内填埋表土或种植土，将切割小块草皮覆盖在多个空心砖内的表土或种植土上；

步骤5：堆放空心砖

采用多种铺放形式避开上层空心砖对下层空心砖内草皮的压埋，将有小块草皮覆盖的多个空心砖相互保留一定间距铺放于堆放场所的平地上，相邻空心砖间留出一定空间，使上层空心砖底部正好稳定地放在两个空心砖之间，层层叠放，形成多层空心砖分别在上下层相互错位层叠式铺放，使该多个空心砖内草皮不受埋压，多层多排空心砖排列形成一个蜂窝状的立体保护场所，每层砖铺好之后浇水至透，此时的空心砖内的草皮为假植草皮；对于边缘下层缺乏支撑之处，加入一个衬垫砖或其他起到支撑作用的物体，使其整体结构稳定，且空心砖横向不超过四排，使位于中间的空心砖能够承受到喷淋的水分，纵向不超过1.5m以稳定且方便人员管理；在本案例中，采用的植草六角空心砖见图4；植草六角空心砖底层摆放形式见图5、植草空心砖第二层摆放形式见图6、组合成的植草六角空心砖多层摆放形式平面图见图7；采用的植草方形空心砖见图8、植草方形空心砖底层摆放形式见图9、植草方形空心砖第二层摆放形式见图10、组合成的植草六角空心砖多层摆放形式平面图见图11。

本实施例采用六角形空心砖进行植草并保护草皮，参见图4－图7所示，根据空心砖内径边长数据参数，选择适当的草皮切割模具，使起挖草皮被切割后恰好能铺置进空心砖内，也可比空心砖内径小。

设计摆放三排空心砖，使其底层空心砖间隔一定距离，本实施例中横向刚好间隔了一个空心砖孔径的距离，纵向空心砖间隔了内对角线的距离，使上层空心砖恰好孔径对着下层空心砖的空缺位处。如图5、6所示。

本实施例的摆放效果是单块空心砖外径面积0.23m²(含壁厚5cm)，内部空间横断面积(内径)0.15m²，六角壁所占面积0.08m²，砖的高度为0.15m；单层空心砖码放7块，保留空间情形下占地面积4.1m²,根据摆放场地地面承载条件以及后期养护管理便捷度，本实施例中总计摆放14层，共98块砖，堆放高度2.1m，共计保存草皮面积为：98＊0.15＝14.7m²。

本实施例中单堆植草空心砖可以保存的草皮面积较传统方式(1：1铺植)下提高到3.585:1，大大节约了摆放场所，在空心砖铺砌条件下，同时本实施例中采用三排空心砖沿南北向摆放，使阳光能充分照射到空心砖堆层内部，保证了植物成活所需的基本光照条件。

首先根据空心砖内径边长数据参数，选择适当的草皮切割模具，使起挖草皮被切割后恰好能铺置进空心砖内，也可比空心砖内径小。

设计摆放三排空心砖，使其底层空心砖间隔一定距离，本实施例中横向刚好间隔了一个空心砖孔径的距离，纵向空心砖间隔了内对角线的距离，使上层空心砖恰好孔径对着下层空心砖的空缺位处。

本实施例还采用采用方形空心砖进行植草并保护草皮，参见图7－图11所示。

同样在底层设计摆放三排空心砖，使其底层空心砖同样间隔一定距离，本实施例中摆成梅花形，空档间刚好可以在相邻的空格间上方摆放一个空心砖，从而使上层空心砖可以摆放成规则的三排。相邻上层空心砖摆放于空格之处，使下层空心砖草皮露出不受埋压。见图7-图11所示。

本实施例的摆放效果是单块空心砖外径面积0.16m²(40cm*40cm的方砖，壁厚5cm)，内部空间横断面积(内径)0.09m²；单层空心砖码放16块，保留空间情形下占地面积4.68m²,根据摆放场地地面承载条件以及后期养护管理便捷度，本实施例中总计摆放14层，共196块砖，堆放高度2.1m，共计保存草皮面积为：196＊0.09＝17.64m²。

本实施例中单堆植草空心砖可以保存的草皮面积较传统方式(1：1铺植)下提高到3.76:1，大大节约了摆放场所，在空心砖铺砌条件下，同时本实施例中采用三排空心砖沿南北向摆放，使阳光能充分照射到空心砖堆层内部，保证了植物成活所需的基本光照条件。

另，其中所述的步骤5中在摆放空心砖时，对于边缘下层缺乏支撑之处，加入一个衬垫砖或其他起到支撑作用的物体，使其整体结构稳定。

步骤6：铺植草皮养护

进行空心砖内假植草皮的日常正常维护作业，在堆体外侧覆盖塑料膜，上侧设置透明水袋，内侧布置浇水管，使其在白天充分吸收太阳能，调节昼夜温差变化，减少堆体内水分散发，延长适宜植被生长与繁殖的时期，直至待恢复绿化坡面成形具备施工条件；

步骤7：工程坡面的植被修复

在恢复绿化坡面成形具备施工条件时，从上至下搬运装有假植草皮的空心砖，并将搬运的空心砖按照设计要求码放在待绿化坡面之上，直接将该空心砖铺砌于待绿化的坡面之上，实现固土利用；

步骤8：工程坡面的养护

进行工程坡面的浇水养护，直至铺植草皮成活并实现正常生长。

(6)确定草皮利用工艺

——公路规划阶段,计算草皮保护面积、植被恢复面积；

草皮保护面积＝走廊带宽度范围内草皮保护级别一级区面积×该一级区的平均覆盖度+走廊带宽度范围内草皮保护级别二级区面积×该二级区的平均覆盖度；

在该段落，获得草皮保护面积(hm²)＝105564.70×45％+17701.40×30％＝53699.60hm²

植被恢复面积＝走廊带宽度范围内植被可恢复级别一级区面积+走廊带宽度范围内植被可恢复级别二级区面积-走廊带宽度范围内路面面积

在该段落，获得植被恢复面积＝105564.70+17701.40-1008.25＝122257.85hm²

——公路设计阶段，计算各标段草皮保护面积、各标段植被恢复面积、草皮扩繁系数、草皮调运量，以此来实现标段之间的调配，在此不予赘述。

——草皮建植工艺

在草皮的建植环节，由于该段落草皮缺口较大，我们采用了间铺式草皮工艺，即将草皮毯或草皮块分散铺植于坡面上，并在草皮毯或草皮块间撒播草籽；施工工艺主要包括垫铺基土层、铺植草皮毯或草皮块、草皮覆盖三个环节，其中，

在垫铺基土层时根据边坡坡位、坡率确定基土层的铺展方式与铺展厚度，具体如下：对于土质下边坡与上边坡用人工撒布基土层的方法，在铺植草皮前，先进行坡面润湿，同时撒布2-5cm的基土层土壤，再浇水湿润，适当拍实；对于石质边坡含砌石边坡，根据边坡坡率划分为45°以下坡面及大于45°的坡面两种情况，对大于45°坡面及干砌石坡面，采用客土喷播机将湿土喷射到坡面上形成5cm以上厚度的土壤层；对于45°以下坡面，采用人工撒布基土层，撒水润湿、拍实；

在垫铺基土层后再铺植草皮毯或草皮块，使该铺植草皮毯或草皮块与基土层的土壤压实、结合牢固，对于草皮块间空隙全部填充好土壤，填充土壤可以采用前述的草土混合层,使土壤表面与铺好的草皮地面在一个平面上，在填充土壤上撒播草籽，并耧耙拍实；

在完成草皮铺植后，对恢复场地覆盖了植物纤维毯，以减弱太阳辐射、保持土壤湿度，以促进裸地块种子的建坪，同时防止草皮块蒸发过于强烈，促进草皮的恢复生长。

通过以上措施的实施，取得了良好成效。

实施例2

对于该公路的草皮保护中，根据降雨条件、风沙条件、对路面径流的管理方式以及草皮扩繁要求，采用不同形式的草皮铺植与播种建坪相结合的方法，具体布置方式如下：

对于风蚀为主、水蚀较弱坡面,采用棋盘式布置方式，见图12，图中9为路面，10为路肩，11为坡口线，12为种植土，13为草皮块。这些边坡坡率为1：2、坡高小于3m，在草皮块13间回填土壤播撒草籽，即利用草皮块13在坡面进行棋盘式铺植，即路侧上方路肩位置、下方坡脚位置、左侧、右侧各铺植一条草块带，并在围合成的封闭格框内随机点缀铺植草皮块13，草皮块13带两侧及草皮块13间空隙用种植土填充，使土表略低于草皮块表面，再在未铺草皮块13的土表播撒适生草种，耙平拍实,以控制裸地斑块面积大小为主，控制土路肩高度，以充分利用散排的路面径流，改善坡面水分条件；这种方式适应那些坡面水土流失弱，控制要求相对较低、草皮需要迅速扩繁覆盖的要求，取得了良好成效。

对于水蚀为主、风蚀较弱坡面，在坡面上采用井字格式布置方式,本实施例中主要用于在坡率1：1、坡高大于5m的坡面，见图13，图中9为路面，10为路肩，11为坡口线，12为种植土，13为草皮块。地形整理时，适当抬高土路肩高度，并在路肩10(或坡口线11下方)铺植一条草皮带拦水，用草皮块13横竖交叉，围合成一个个井字形格子，井格间用棋盘式草皮铺植方式中所述方法回填种植土并播撒草种，利用草皮带以层层拦截坡面径流，坡脚铺植拦水草皮带，坡面间隔设置草皮排水沟；

针对坡率1：2、坡高大于3m,且小于5m的坡面，或采用草皮块13沿坡面等高线平行铺植，形成格栅式铺植的草皮带，草皮带间回填种植土并播撒草种，见图14，图中9为路面，10为路肩，11为坡口线，12为种植土，13为草皮块；

本实施例中，通过井字格与条带式铺植方式的利用，极大地减少了高陡坡面的冲刷，并尽可能地扩繁了草皮，实现水土流失控制与绿化效果兼顾的要求，取得了良好效果。其他同实施例1。

实施例3

同样，对于该公路，本实施例在进行植被可恢复性评价时，采用了另外的方法，这种方法除了提取年降水量、年均温、土壤类型3个环境因子数据外,还提取了生长季月均温、生长季降水量、生长季土壤水分值、海拔、坡度环境因子数据，及植被类型、植被覆盖度因子数据，以作为植被可恢复性的评价指标,构建植被可恢复性评价模型,具体方法如下：

收集公路沿线植被、土壤空间分布数据、遥感数据、数字高程模型以及气象数据，经过数字化处理、空间校正，生成相同大小单元的栅格数据，应用空间格局分析、多因子叠加分析、定性与定量分析结合的方法，完成沿线植被可恢复性综合评价，划定等级，获得全线的植被可恢复性等级评价图；主要步骤如下：

步骤1：提取该公路沿线矢量数据，取两侧各5km缓冲区，作为评估区域；

步骤2：将上述数据进行坐标转换，统一为UTM/WGS84投影；

步骤3：进行各种数据处理

——对于植被类型指标，采用赋值方法，即对高山垫状矮半灌木、草本植被、温带山地矮禾草、矮半灌木草原、高寒草原等，由于恢复的可行性较大，赋值为1；对于灌木、半灌木荒漠植被，恢复可行性相对较小，或恢复成本较高，赋值0.7；对于农业作物、盐壳、流动沙丘、裸露戈壁、裸露石山、高山碎石，倒石碓和高寒荒漠冰川雪被等，恢复难度大，或没有植被恢复的必要，赋值为0.1；

——对于植被覆盖度指标，采用NDVI数据反演；

——对于年均温指标，取一个或多个年度的年均气温；

——对于生长季月均温指标，取5-9月的平均气温；

——对于年降水量指标，取一个或多个年度的年降水量进行平均；

——生长季降水量指标，取5-9月降水量进行加和；

——生长季土壤水分值指标，取0-10cm、10-40cm两个深度，一天至多天的平均值；

——对于海拔、坡度指标，采用DEM数字高程生成；

步骤4：在spatial analyst模块下，对上述数据进行裁剪，并将计算单元设为500m×500m单元格；

步骤5：对所有数据分别进行标准化，转换为[0-100]间的无量纲单位的数值，转换公式如下：

其中x为标准化数据值，x_i为数据原始值，x_max为样本数据的最大值，x_min为样本数据的最小值；

步骤6：构建植被可恢复性评价模型，并将上述标准化后的数值代入，进行栅格代数运算，分别计算相应年分公路沿线植被可恢复性评价值。

Evaluate＝[std_elev]×(-1.2)+[std_ndvi]×1+[std_pre]×1.5+[std_slope]×(-1)+[std_soi lmoi0-10]×1.2+[std_soi lmoi1040]×1.1+[std_temp]×1+[std_veget]×1+[std5-9pre]×1.8+[std5-9tep]×1.2

其中：

Evaluate：植被可恢复性综合评价值

[std_elev]：标准化后的海拔高度

[std_slope]：标准化后的坡度

[std_soi lmoi010]：标准化后的0-10cm土壤水分含量值

[std_soi lmoi1040]:标准化后的10-40cm土壤水分含量值

[std_veget]:植被类型

[std_ndvi]：标准化后的某年NDVI均值

[std_pre]：标准化后的年降水总量

[std5-9pre]：标准化后的生长季降水总量

[std_temp]：标准化后的年均温度

[std5-9tep]：标准化后的生长季温度月均值

步骤7：根据评价模型，计算获得公路全线的植被可恢复性等级评价图，见图15，图中19为评价等级1，20为评价等级2，21为评价等级3，22为评价等级4，23为评价等级5。其他同实施例1。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种草皮保护利用方法，其特征在于在草皮保护利用规划设计中，利用GIS手段根据自然植被类型与覆盖度划定草皮保护级别，根据降水、温度与土壤因素划定植被可恢复级别，再开展现场调查复核前述两个级别，根据草皮保护级别与草皮质量确定草皮巻、草皮块、草土混合层三种起挖工艺，结合草皮起挖与利用间隔时间长短确定成堆堆放、分层堆放、骨架支撑堆放、植草空心砖堆放四种草皮贮堆工艺，最后确定草皮利用工艺，包括确定草皮保护面积、植被恢复面积、草皮扩繁系数、草皮调运量与植被建植工艺，具体步骤如下：

步骤1:划定草皮保护级别

——收集遥感数据资料进行基础分析

收集公路沿线的植被类型与NDVI测算的植被覆盖度数据，并进行栅格化处理，利用GIS分析工具提取公路矢量数据，应用GIS中的矢量分析工具“buffer”提取公路两侧各5km缓冲区，作为公路两侧草皮保护的评估区域；

——划定草皮保护级别

按照提取的植被类型及植被覆盖度确定草皮保护级别，基于工程实践及植被恢复的可行性，按照植被类型与植被覆盖度进行分类赋权值：

①一级区的划定，针对公路两侧各5km缓冲区内的植被类型，其中：草本植被、高寒草原、高山垫状矮半灌木、温带山地矮禾草、矮半灌木草原等植被类型中，植被覆盖度大于40％的，可以起挖草皮，进行保护与利用，赋值为1，划定为一级区；

②二级区的划定，对于灌木、半灌木荒漠植被，一旦起挖后植被易于枯死，植被保护与恢复利用的可行性相对较小，赋值0.7，划定为二级区；同时，所述的①中植被覆盖度小于40％，也划定为二级区；

③三级区的划定，对于农业作物、盐壳、流动沙丘、裸露戈壁、裸露石山、高山碎石，倒石碓和高寒荒漠冰川雪被，基本上没有植被保护与恢复利用的可行性，赋值为0.1，划定为三级区；

步骤2：划定植被可恢复级别

——收集公路沿线的降水、温度、土壤因素的空间栅格数据，针对公路两侧各5km缓冲区，提取环境因子数据，即年降水量、年均温、土壤类型因子数据，利用GIS进行分析，划定植被可恢复级别；其中:

年降水量是以植被保护级别的一级至三级区的降水条件外延，认为大于该区年降水量的区域分别划分为年降水量的一级至三级区，未达到区域按照自然分界法，划分为四、五级区；

年均温是以植被保护级别的一级至三级区的温度条件外延，高于该区年均温的区域分别划分为年均温的一级至三级区，未达到区域按照自然分界法，划分为四、五级区；

土壤类型是按照土壤土质条件，并参照土壤分类，划分为土壤类型的一至三级，分别为草甸土、草原土、荒漠土，其他划分为四、五级；

再将以上三个环境因子进行平均值加和叠加，划定出植被可恢复级别：一级至五级区，可恢复区域为植被可恢复级别的一级区和二级区；

步骤3：现场调查复核级别

开展现场调查踏勘、校核各段落的草皮保护级别、植被可恢复级别的区域，并可根据现场草皮质量与土壤土质状况进行草皮保护级别和植被可恢复级别进行调整；

步骤4：确定草皮起挖工艺

根据草皮保护级别、草皮质量、草皮利用的时期，确定草皮起挖工艺：草皮保护级别为一级区，且草皮块联结性好的，采用草皮毯起挖方式，利用推土机辅助剥离草皮毯；

草皮保护级别为二级区，植被覆盖度大于20％且小于40％以及草皮保护级别一级区内草皮块联结差无法成毯的，采用草皮块起挖方式，先利用推土机辅助剥离草皮与表土层，再捡拾分离草皮块；

对草皮保护级别二级区中的植被覆盖度小于20％的，草皮层与下土层不予分离，进行统一剥离草土混合层；

步骤5：确定草皮贮堆工艺

按照所述的步骤4中起挖形成的草皮毯、草皮块、草土混合层，根据草皮起挖与利用的间隔时间长短确定草皮贮堆工艺，具体如下：

对于即起即用或1个月内利用的草皮毯与草皮块，进行集中成堆堆放；

对于起挖后3个月内利用的草皮毯与草皮块，进行分层堆放；

对于起挖后3个月-6个月利用的草皮毯与草皮块，利用骨架支撑堆放，在每一层骨架上铺放土壤层，并在其上铺植草皮毯、草皮块进行假植，骨架可采用钢筋、格栅或其他材料制作而成；

对于起挖后6个月以上利用的草皮毯与草皮块，采用植草空心砖堆放,将草皮毯切割形成草皮块，利用空心砖填入散土并栽植草皮块，再将植草空心砖搭建成支撑骨架进行堆放；

对于草土混合层，全部采用集中成堆堆放；

以上各种草皮贮堆工艺，均需在堆体表面用遮阳网、无纺布或纤维毯进行覆盖，并精心浇水养护；

步骤6：确定草皮利用工艺

——公路规划阶段,计算草皮保护面积、植被恢复面积；

草皮保护面积＝走廊带宽度范围内草皮保护级别一级区面积×该一级区的平均覆盖度+走廊带宽度范围内草皮保护级别二级区面积×该二级区的平均覆盖度；

植被恢复面积＝走廊带宽度范围内植被可恢复级别一级区面积+走廊带宽度范围内植被可恢复级别二级区面积-走廊带宽度范围内路面面积

——公路设计阶段，计算各标段草皮保护面积、各标段植被恢复面积、草皮扩繁系数、草皮调运量：

各标段草皮保护面积＝各标段征地范围内草皮保护级别一级区面积×该一级区的平均覆盖度+该标段征地范围内草皮保护级别二级区面积×该二级区的平均覆盖度；

各标段植被恢复面积＝各标段征地范围内植被可恢复级别一级区面积+该标段征地范围内植被可恢复级别二级区面积；

草皮扩繁系数＝Σ(公路设计阶段各标段植被恢复面积)÷Σ(公路设计阶段各标段草皮保护面积)；

草皮调运量以各标段草皮调入量表示，其计算方法：

各标段草皮调入量＝(公路设计阶段各标段植被恢复面积-公路设计阶段各标段草皮保护面积×草皮扩繁系数)÷草皮扩繁系数；

——草皮建植工艺

草皮的建植工艺分为满铺式草皮和间铺式草皮工艺，其中，满铺式草皮将草皮毯或草皮块紧密镶嵌铺植于整个坡面上；间铺式草皮将草皮毯或草皮块分散铺植于坡面上，并在草皮毯或草皮块间撒播草籽；施工工艺主要包括垫铺基土层、铺植草皮毯或草皮块、草皮覆盖三个环节，其中，

所述的垫铺基土层是根据边坡坡位、坡率确定基土层的铺展方式与铺展厚度，具体如下：对于土质下边坡与上边坡用人工撒布基土层的方法，在铺植草皮前，先进行坡面润湿，同时撒布2-5cm的基土层土壤，再浇水湿润，适当拍实；对于石质边坡含砌石边坡，根据边坡坡率划分为45°以下坡面及大于45°的坡面两种情况，对大于45°坡面及干砌石坡面，采用客土喷播机将湿土喷射到坡面上形成5cm以上厚度的土壤层；对于45°以下坡面，采用人工撒布基土层，撒水润湿、拍实；

所述的铺植草皮毯或草皮块是在垫铺基土层上铺植草皮毯或草皮块，使该铺植草皮毯或草皮块与基土层的土壤压实、结合牢固；对于间铺式草皮，铺好草皮块后，还将在草皮块间填充土壤，填充土壤可以采用前述的草土混合层,使土壤表面与铺好的草皮地面在一个平面上，在填充土壤上撒播草籽，并耧耙拍实；

所述的草皮覆盖是对植被恢复场地覆盖无纺布、纤维毯，减弱太阳辐射、保持土壤湿度，以促进裸地块种子的建坪，同时防止草皮块蒸发过于强烈，促进草皮的恢复生长。

2.根据权利要求1所述的一种草皮保护利用方法，其特征在于其中所述的划定植被可恢复级别除提取年降水量、年均温、土壤类型3个环境因子数据外,还可以提取生长季月均温、生长季降水量、生长季土壤水分值、海拔、坡度环境因子数据，及植被类型、植被覆盖度因子数据，以作为植被可恢复性的评价指标,构建植被可恢复性评价模型,具体方法如下：

收集公路沿线植被、土壤空间分布数据、遥感数据、数字高程模型以及气象数据，经过数字化处理、空间校正，生成相同大小单元的栅格数据，应用空间格局分析、多因子叠加分析、定性与定量分析结合的方法，完成沿线植被可恢复性综合评价，划定等级，获得全线的植被可恢复性等级评价图；主要步骤如下：

步骤1：提取公路沿线矢量数据，取两侧各5km缓冲区，作为评估区域；

步骤2：将上述数据进行坐标转换，统一为UTM/WGS84投影；

步骤3：进行各种数据处理

——对于植被类型指标，采用赋值方法，即对高山垫状矮半灌木、草本植被、温带山地矮禾草、矮半灌木草原、高寒草原等，由于恢复的可行性较大，赋值为1；对于灌木、半灌木荒漠植被，恢复可行性相对较小，或恢复成本较高，赋值0.7；对于农业作物、盐壳、流动沙丘、裸露戈壁、裸露石山、高山碎石，倒石碓和高寒荒漠冰川雪被等，恢复难度大，或没有植被恢复的必要，赋值为0.1；

——对于植被覆盖度指标，采用NDVI数据反演；

——对于年均温指标，取一个或多个年度的年均气温；

——对于生长季月均温指标，取5-9月的平均气温；

——对于年降水量指标，取一个或多个年度的年降水量进行平均；

——生长季降水量指标，取5-9月降水量进行加和；

——生长季土壤水分值指标，取0-10cm、10-40cm两个深度，一天至多天的平均值；

——对于海拔、坡度指标，采用DEM数字高程生成；

步骤4：在spatial analyst模块下，对上述数据进行裁剪，并将计算单元设为500m×500m单元格；

步骤5：对所有数据分别进行标准化，转换为[0-100]间的无量纲单位的数值，转换公式如下：

$x=\frac{x_i-x_{min}}{x_{\max }-x_{min}}\×100$

其中x为标准化数据值，x_i为数据原始值，x_max为样本数据的最大值，x_min为样本数据的最小值；

步骤6：构建植被可恢复性评价模型，并将上述标准化后的数值代入，进行栅格代数运算，分别计算相应年分公路沿线植被可恢复性评价值。

Evaluate＝[std_elev]×(-1.2)+[std_ndvi]×1+[std_pre]×1.5+[std_slope]×(-1)+[std_soilmoi0-10]×1.2+[std_soilmoi1040]×1.1+[std_temp]×1+[std_veget]×1+[std5-9pre]×1.8+[std5-9tep]×1.2

其中：

Evaluate：植被可恢复性综合评价值

[std_elev]：标准化后的海拔高度

[std_slope]：标准化后的坡度

[std_soilmoi010]：标准化后的0-10cm土壤水分含量值

[std_soilmoi1040]:标准化后的10-40cm土壤水分含量值

[std_veget]:植被类型

[std_ndvi]：标准化后的某年NDVI均值

[std_pre]：标准化后的年降水总量

[std5-9pre]：标准化后的生长季降水总量

[std_temp]：标准化后的年均温度

[std5-9tep]：标准化后的生长季温度月均值

步骤7：根据评价模型，计算获得公路全线的植被可恢复性等级评价图。

3.根据权利要求1-2中任意一项所述的一种草皮保护利用方法，其特征在于其中所述的间铺式草皮工艺是根据降雨条件、风沙条件、对路面径流的管理方式以及草皮扩繁要求，采用不同形式的草皮铺植与播种建坪相结合的方法，具体布置方式如下：

对于风蚀为主、水蚀较弱坡面,采用棋盘式布置方式，即利用草皮块在坡面进行棋盘式铺植，即路侧上方路肩位置、下方坡脚位置、左侧、右侧各铺植一条草块带，并在围合成的封闭格框内随机点缀铺植草皮块，草皮块带两侧及草皮块间空隙用种植土填充，使土表略低于草皮块表面，再在未铺草皮块的土表播撒适生草种，耙平拍实,以控制裸地斑块面积大小为主，控制土路肩高度，以充分利用散排的路面径流，改善坡面水分条件；

对于水蚀为主、风蚀较弱坡面是在坡面上采用井字格式布置方式,即适当抬高土路肩高度，并在路肩铺植一条草皮带拦水，利用草皮带以层层拦截坡面径流，坡脚铺植拦水草皮带，坡面间隔设置草皮排水沟，通过以上铺植方式，减少坡面冲刷；或采用草皮块沿坡面等高线平行铺植，形成格栅式铺植的草皮带，草皮带间回填种植土并播撒草种；

上述布置方式也可根据草皮扩繁系数调节草块、草皮带间的铺植间距。

4.根据权利要求1-2中任意一项所述的一种草皮保护利用方法，其特征在于其中所述的植草空心砖堆放的主要步骤如下：

步骤1：划定草皮保护面积

在公路、铁路等基础设施建设清表时，结合将被干扰处草皮及土层厚度质量、路基设计坡率及拟修复的坡面面积，划定需要保护的草皮范围面积、确定草块土壤起挖深度，同时选择好六角形空心砖或方形空心砖，空心砖孔径上大下小，或下层仅留有一些透水孔，以固持土壤，同时选择好空心砖摆放场所；

步骤2：计算堆放场所所需的范围

综合考虑环境气候状况、堆放场所基础的稳定性，设计每堆空心砖的摆放层数、上下层错位空间大小，并计算堆放场所所需的范围；

步骤3：起挖切割草皮

利用专用起草皮机械或常规铁铲等工具起挖草皮，并将起挖出的草皮切割成大小一致的小块草皮，草皮大小根据扩繁需要比空心砖内径小一定比例，再装入营养袋中，搬放到堆放场所；

步骤4：切割草皮放入空心砖

先在多个空心砖的底部预先衬有瓦片、三维网等挡土装置，再在多个空心砖内填埋表土或种植土，将切割小块草皮覆盖在多个空心砖内的表土或种植土上；或者直接将营养袋整体放入空心砖内，用土壤填充好缝隙并拍实；

步骤5：堆放空心砖

采用多种铺放形式避开上层空心砖对下层空心砖内草皮的压埋，将有小块草皮覆盖的多个空心砖相互保留一定间距铺放于堆放场所的平地上，相邻空心砖间留出一定空间，使上层空心砖底部正好稳定地放在两个空心砖之间，层层叠放，形成多层空心砖分别在上下层相互错位层叠式铺放，使该多个空心砖内草皮不受埋压，多层多排空心砖排列形成一个蜂窝状的立体保护场所，每层砖铺好之后浇水至透，此时的空心砖内的草皮为假植草皮；对于边缘下层缺乏支撑之处，加入一个衬垫砖或其他起到支撑作用的物体，使其整体结构稳定，且空心砖横向不超过四排，使位于中间的空心砖能够承受到喷淋的水分，纵向不超过1.5m以稳定且方便人员管理；所述的空心砖采用方形空心砖、六棱形空心砖。

步骤6：铺植草皮养护

进行空心砖内假植草皮的日常正常维护作业，在堆体外侧覆盖塑料膜，上侧设置透明水袋，内侧布置浇水管，使其在白天充分吸收太阳能，调节昼夜温差变化，减少堆体内水分散发，延长适宜植被生长与繁殖的时期，直至待恢复绿化坡面成形具备施工条件；

步骤7：工程坡面的植被修复

待恢复绿化坡面成形具备施工条件时，从上至下搬运装有假植草皮的空心砖，并将搬运的空心砖按照设计要求码放在待绿化坡面之上，直接将该空心砖铺砌于待绿化的坡面之上，实现固土利用；

步骤8：工程坡面的养护

进行工程坡面的浇水养护，直至铺植草皮成活并实现正常生长。