岩石边坡植被护坡研究中的关键问题

近年来,岩石边坡植被护坡技术在理论、方法与应用诸方面取得了长足的发展。作为一门多学科交叉的工程应用技术,岩石边坡植被护坡是一项复杂的系统工程,其发展面临着许多新的问题和新的挑战。基于岩石边坡植被护坡研究现状,结合岩土工程学、恢复生态学及景观生态学中的基本原理,本文从工程原理与实践两方面提出岩石边坡植被护坡研究中的关键问题,以促进该技术途径的发展与完善。     

我国岩质边坡植被修复与水土保持应用进展

针对我国岩质边坡植被修复的植物选择、植物配置及水土保持的应用进行了综述,并总结了有关现状和发展.在岩质边坡植被修复中,需强化岩质边坡植被修复的景观异质性,深入开展相关水土保持研究、技术方法与应用体系等.     

植被护坡技术的研究

文章阐述了植被护坡理论和技术的发展历史。介绍了两种不同类型的边坡，在此基础上，提出了植物品种的选择应以边坡特殊的立地条件为依据，遵循适地适植物的原则，同时也提出了目前植物选择所存在的几个误区。最后，结合我国植被护坡的发展现状，展望了植被护坡的研究方向。     

庆丰采石场岩质边坡植被恢复状况和土壤特性研究

通过对庆丰采石场人工修复边坡的植被恢复状况和土壤特性进行调查,探讨了土壤理化性质及土壤酶活性与边坡植被恢复状况间的关系,以及影响土壤质量的主要因子,以期为岩石边坡的防护及生态恢复提供可以借鉴的理论依据。结果表明,在人工修复边坡上,无论是物种多样性、群落的结构及稳定性,还是土壤质量等,在短期内都难达到周边自然边坡的状态。土壤性质与修复边坡草本层及木本层植物的Margalef指数、Shannon—Wiener指数、Pielou指数间存在不同程度的相关性,其中草本层植物的物种多样性对土壤含水量、酸性磷酸酶活性、蛋白酶活性影响较大;木本层植物的物种多样性对土壤全磷质量分数、蛋白酶活性影响较大。土壤速效养分、土壤酶活性和土壤有机质等因子是影响土壤质量的主导因子。     

植被护坡与灰浆砌体护坡的比较分析

植被防护和灰浆砌体防护是边坡坡面防护的常见形式,这里分别从力学效应和水文学效应方面比较分析他们的效能与局限性.植被护坡在改善生态环境方面的作用是显著的,但植被对坡体稳定性的影响却很复杂,积极与消极的作用共存.植被削弱雨水对边坡溅蚀、抑制水土流失的作用是显著的,并且对浅层土体也有加筋作用,但植被对边坡深层稳定的加固效应有明显的局限性,并有诱发深层滑坡的可能.灰浆砌体护坡对浅层土体没有加固作用,但能够防止水对边坡表面的冲蚀,把水挡在边坡之外,避免水分渗入坡体造成危害.     

岩质边坡生态修复植被的选择和配置研究

近年来开发建设活动的迅猛开展形成了大量的岩质边坡,随着人们环保意识的逐渐增强,边坡的生态修复已成为工程建设的重要组成部分。针对南方热带亚热带区域、北方暖温带区域、高寒地区和半干旱地区的不同气候特点,分析总结了适合各区域岩质边坡生态修复的植被选择和配置方式,并提出了岩质边坡生态修复技术领域有待深入研究的问题。     

植被护坡技术及其应用

 回顾植被护坡技术发展,介绍国外植被护坡理论、技术发展状况,分析我国植被护坡的现状及存在问题,提出了我国植被护坡研究对策。     

西南地区几种典型边坡植被的护坡效益分析

植被对边坡防护有着非常重要的作用,但其防护效果易受配置模式及建植年限的影响。以西南地区5种典型边坡植被配置模式为对象,比较了不同配置模式的护坡性能及建植年限等因素所致的年际间差异。坡上设景观过渡带（株行距分别为0.5 m×0.5 m,0.05 m×0.1 m的小乔木、地被植物）,坡下为不同配置的坡面防护带（喷播密度为10 g/m²的灌木、草本植物）:M₁为慈竹—野牛草,M₂为小冠花—紫羊茅,M₃为苜蓿—狗牙根,M₄为小冠花—黑麦草,M₅为黄荆—狗尾草。测定了成渝高速永川段2012—2014年各植被配置模式在自然降雨条件下的产流、产沙特征。结果表明:（1）建坪初期,狗尾草所在群落（M₅）生长快、成坪早,在2012年汛期即呈现较强的护坡性能:蓄水、保土能力分别达到59.14%,96.22%,产流量、产沙量（61.2 mm,52.0 g/m²）也明显低于其他小区（p < 0.05）;狗牙根、黑麦草等多年生草本所在群落成坪迟、生长慢,护坡性能普遍较差。（2）2013年汛期,M₁—M₄的护坡性能较2012年明显提高,以M₃,M₄最为显著。（3）2014年汛期,具有发达根系的狗牙根所在群落护坡性能最强:蓄水、保土能力分别达到80.03%,98.49%;M₅的护坡性能最差,其产流量、产沙量（62.1 mm,150.33 g/m²）也明显高于其他观测区。相同降雨条件下,边坡植被的护坡性能与群落结构有关,即建坪初期与地上生物量大小正相关,之后与根系重量正相关。     

恢复生态学理论在岩质边坡绿化工程中的应用

运用恢复生态学理论,分析了岩质边坡生态恢复工程的特点,结合植被混凝土护坡绿化技术,探讨了岩质边坡绿化工程的生态环境和生物种群等问题,指出了当前我国在岩质边坡绿化工程中存在的不足。     

西南丘陵地区几种典型边坡植被的护坡效益分析

以成渝高速(永川段)为例,以"景观过渡带(小乔木+地被植物)+坡面防护带(灌木+草本植物)"的群落结构为基础,研究西南丘陵地区几种典型的人工护坡植被在自然降雨条件下的产流、产沙特征,并比较其年际间差异。结果表明:(1)一年生草本植物所在的草灌混合群落(黄荆+狗尾草,M5)生长快、成坪早(65d),在建坪初期(2010年汛期)即表现出较强的保水、防沙性能;(2)黑麦草、狗牙根等多年生草本植物所在的草灌混合群落(小冠花+黑麦草,M4;苜蓿+狗牙根,M3)成坪迟、生长慢,分别在建坪中期(2011年汛期)、后期(2012年汛期)呈现较强的保水、防沙性能;(3)相同环境条件下,不同植被配置模式的护坡性能与其群落特征密切相关,建坪初期,防沙、护坡性能与其地上生物量呈显著正相关(p<0.05),建坪后期则与其根系生物量呈显著正相关(p<0.05)。     

岩石边坡植被恢复工程中的客土稳定性分析

[目的]讨论岩石边坡植被恢复工程中的客土稳定性计算方法,为该类工程的稳定性评价提供依据。[方法]模拟计算抗剪型和摩擦型根系产生的作用力,转换为抗剪强度后作为客土稳定性的附加值,进而推导出稳定性计算公式,并通过济南—莱芜高速公路的客土喷播工程案例进行实测和验证。[结果](1)客土稳定性系数取决于无根土抗剪强度(Fs)、客土容重(γ)、客土厚度(d)、根系抗剪强度增量(τR);(2)根系产生的抗剪强度可细分抗剪型根系抗剪应力(τRg)和摩擦型根系抗剪应力(τRf)二者之和;(3)稳定性计算值始终小于实测值,分布规律及偏差值较稳定,植被恢复初期的3~5a内客土稳定性系数与植被恢复期成明显的正相关关系。[结论]客土稳定性系数计算可以作为岩石边坡植被恢复工程的参数设计和稳定性评价方法。     

扰动边坡植被恢复过程中的土壤性质演变

采用空间代替时间法研究了扰动边坡植被恢复过程中的土壤性质演变。结果表明,扰动边坡植被恢复过程中土壤含水量呈上升趋势,土壤容重呈下降趋势。随着植被的恢复,土壤物理性质逐渐改良。土壤有机质、全氮、速效氮、微生物量碳、微生物量氮、土壤呼吸呈上升趋势。全磷和全钾变化趋于稳定,速效磷和速效钾随着植被恢复演替在前期呈现增加的趋势,随后又降低,最后趋于稳定。土壤微生物呼吸速率随着植被恢复年限的增加呈上升趋势,说明植被在恢复过程中,土壤的熟化程度越来越高。     

南方岩质坡地生态恢复探讨

介绍和运用生态恢复有关理论,对南方岩质坡地的生态恢复一般规律进行了分析。在此基础上,介绍了适用的土壤固定方法和水土保持技术,并以植被混凝土绿化技术为例,建立了岩质坡地生态恢复过程模型。最后分析了开发利用应注意的问题。     

岩石边坡生态护坡研究简介

介绍了国外岩石边坡生态护坡目前研究的３种新型生态材料,护坡施工方法以及实际应用的护坡效果,以便为国内岩石边坡生态护坡材料的研究提供借鉴,并为国内的岩石边坡生态护坡研究提出了几点建议。     

山东省济莱高速公路生态护坡植被恢复过程分析

以山东省中部半干旱地区济青南线济南至莱芜高速公路部分石质边坡客土喷播生态防护试验工程为研究对象,通过应用样方调查法对试验研究区内的路堑岩石边坡原生和次生生态恢复植被进行了随机调查.结果表明,客土喷播和植生带绿化等是实现开挖山体坡面的快速植被恢复的边坡生态防护措施,次生植被恢复演替进程比自然植被恢复明显加快.从植被种群的物种重要值、生态位宽度、生态位重叠等计测结果发现,在次生植被恢复过程中逐渐形成以紫花苜蓿、高羊茅、紫穗槐、多年生黑麦草、马棘等为主的重要值较高的草灌型植被,演替趋势为豆科草向豆禾草演替,多草型向草灌型演替,种间资源竞争不强证明边坡植被恢复1.5a时期的植被仍处于演替的初级阶段.     

不同植物边坡的糙率系数和水力学特征参数

[目的]研究北方土石山区植物边坡糙度,为坡面生态防护的最佳植物配置选择提供依据。[方法]在北京市昌平区试验基地设置多组不同地表类型的径流小区,设计了控制流速、流量的野外放水冲刷试验。[结果](1)与乔灌植被相比较,草本植被对地表径流流速具有良好的阻滞作用,毛白杨对地表流速有加速作用。(2)草地的平均糙率系数最大,裸地最小。对裸地进行处理后发现,铺设枯枝物,可以有效提高地表糙率系数值,通过砾石压盖处理的地表糙率系数并未有明显改变。(3)各类地表下垫面的雷诺系数Re均介于21.34~23.49之间,枯落物小区Re最大,毛白杨小区Re最小,水流均为层流,紊动性弱;弗劳德数Fr介于0.35~2.55之间;阻力系数f介于1.03~54.43之间。[结论]枯落物和草地可以有效减缓地表径流流速;毛白杨下垫面防蚀功能最弱。     

坡面和坡向对遂渝铁路岩石边坡创面人工土壤植被恢复的影响

针对采用客土喷播人工土壤进行植被恢复的铁路边坡,对铁路边坡岩石创面人工土壤植被的盖度、高度、根深、根幅、地上生物量、地下生物量和多样性指数在不同坡位、坡向的空间变异性进行了观测研究.结果表明,铁路边坡植被盖度在不同坡位之间存在明显差异,表现为坡下(87%)>坡上(31%)>坡中(19%).铁路边坡坡位对植被的盖度、高度、Pielou均匀度指数有显著影响,但对根深、根幅、地上生物量、地下生物量、Marglef丰富度指数和Simpson多样性指数的影响不显著.铁路边坡坡向对植物群落的Pielou均匀度指数有显著影响,表现为西坡>北坡>南坡>东坡,但对Simpson多样性指数、Marglef丰富度指数以及植被的盖度、高度、平均根深、根幅、地上生物量、地下生物量的影响均不显著.     

客土喷播在边坡生态修复与防护中的应用

 为了推广客土喷播技术在边坡生态修复与防护中的应用,结合业已完成的客土喷播技术应用实例,对该技术的原理、技术要点、适用范围进行了较完整的介绍。客土喷播技术,融工程防护和生物防护为一体,其特点是,以高分子黏结剂代替水泥,重视生态保护,采取以柔性防护为主的措施等,以求自然生态景观得以恢复重建。     

韶赣高速红砂岩边坡草灌混播防护技术研究

为研究草灌混播技术在红砂岩边坡防护工程中的生态防护效果与施工工艺,选取韶赣高速典型红砂岩边坡4个路段,采用样地记录法对不同草灌配比路段的物种组成,灌木植物的数量、高度、频度等指标进行了调查.通过研究样地植物群落的相对多度、相对高度、相对频度、重要值等指标探讨了试验区植物群落组成与群落特征,并进一步通过各种多样性指标研究试验区植物数量特征及生态学特征.研究结果表明,草灌结合对土壤贫瘠、易风化、易冲刷红砂岩地带具有更强的适应性;豆科植物能通过根瘤固氮作用在坡面贫瘠土壤正常生长,对韶赣高速红砂岩边坡的植被生态恢复起到重要作用;一定配比的本地乡土灌木、豆科植物和少量草种等组成的多物种组合可有效构建较为稳定的红砂岩边坡植物群落,防护效果良好.