土壤生物工程在沿河公路护坡中的初期水土保持效应

为了研究土壤生物工程措施在护坡中水土保持作用,选择北京郊区琉璃河河段裸露岸坡作为研究对象,针对坡面存在着溅蚀、面蚀、沟蚀等土壤侵蚀现象,采用扦插、灌丛垫和梢捆3种土壤生物工程措施,每种措施分别栽种毛柳和金丝柳进行边坡治理。分别对施工后1个月、4个月后植物的生长特征进行调查观测。同时,对施工后4个月的3种土壤生物工程措施通过人工模拟降雨观测其削减地表径流和泥沙含量。测定岸坡施工前后坡形的变化。结果表明:两种柳树生长状态良好,适宜用做土壤生物工程材料;削减地表径流的能力梢捆最强,扦插次之,灌丛垫最弱;泥沙含量梢捆最小,灌丛垫次之,扦插最大;对边坡坡形的影响:梢捆有缩短边坡坡长,使坡面形成复式断面,灌丛垫和扦插不能改造坡形。土壤生物工程对边坡可以起到保持水土,在一定程度上改变坡形,减轻径流和雨滴的侵蚀作用,有利于边坡保持稳定。     

土壤生物工程减少坡面侵蚀效果

选取怀柔区琉璃河示范区为研究对象,采用人工模拟降雨的方法,研究土壤生物工程措施实施2年后,对减少坡面侵蚀的效果,结果表明：与施工前裸露岸坡相比,经土壤生物工程施工后,岸坡径流量和坡面侵蚀明显减少;在3组不同雨强作用下,扦插和埋根的径流量显著大于梢捆和灌丛垫,而产沙量则明显小于梢捆和灌丛垫,因此可以得出扦插和埋根具有良好的固土作用,而灌丛垫和梢捆拦截径流作用较好。土壤生物工程具有显著降低径流和减少坡面侵蚀的作用。此项技术利用活性植物材料构建稳定边坡符合当前生态工程的理念要求,具有广阔的发展前景。     

土壤生物工程在北京河流生态恢复中的应用研究

为了研究土壤生物工程措施在河流生态修复中效果,选择北京怀九一渡河段裸露坡岸为研究对象,针对该河段坡面存在着溅蚀,面蚀,沟蚀及侧渗侵蚀等土壤侵蚀现象,采用扦插、生物垫和梢捆3种土壤生物工程措施对河流岸坡进行治理,分别对施工4个月、8个月后植物的生长特征、稳固岸坡效果进行了调查观测,结果表明:在不同土壤生物工程措施下,成活金丝柳的生长情况均达到较高水平,但在以水分、覆土过厚等制约因素下,金丝柳的生长表现出明显差异;扦插措施根系扎根深,易成活,对深层土壤的加固作用良好;土壤生物工程施工后河流岸坡植物快速恢复,生物多样性增加。最后总结了北京地区土壤生物工程施工以及后期管理防护中的注意问题,以期为北京地区河流的生态治理提供一定的技术指导和理论支持。     

土壤生物工程在北京山区公路绿化中的应用

山区公路边坡绿化不仅可以保护边坡,防治水土流失,而且还可以改善公路施工过程中对环境造成的创伤,已经成为公路边坡治理的重要内容。以北京市怀柔区琉璃河岸坡为试验示范区,以旱柳(Salix matsudana)作为主要的绿化植物,采用扦插、埋根、灌丛垫、柳篱挡墙、梢捆等土壤生物工程措施,对沿河公路路基边坡进行治理,并对施工完成5个月后的生长状况、护坡效果等进行观测调查。结果表明:5种土壤生物工程中旱柳的成活率均在90%以上,在试验区具有很好的适应性;在不同的工程类型、水淹与否等条件下,旱柳的生长状况表现出明显的差异,各措施按旱柳生长状况由好到差排序依次为梢捆、灌丛垫、埋根、扦插、柳篱挡墙;水淹1个月的旱柳基径和株高较未水淹的平均值分别小13.2%和21.4%。     

土壤生物工程中植物材料的应用——以昌平试验区为例

应用金丝柳、紫穗槐、毛柳植物材料对40m人工边坡进行生态修复性试验,调查与监测这3种植物材料的生长状况,并对其进行适宜性评价。结果表明:1)采用扦插措施,金丝柳的基径与毛柳的基径存在显著性差异,毛柳平均基径比金丝柳小33.3%,金丝柳的株高与紫穗槐的株高存在显著性差异,紫穗槐平均株高比金丝柳小33.3%。2)采用灌丛垫措施,紫穗槐的基径与金丝柳的基径存在显著性差异,金丝柳比紫穗槐的平均基径小18.2%,株高的生长情况3种植物无明显差异。在扦插和灌丛垫措施下,金丝柳、毛柳表现出良好的适应性,而紫穗槐适用于灌丛垫措施。     

护岸柳树表层根系水土保持效果

选取北京市怀柔区琉璃河示范区试验河段,采用野外人工模拟降雨的方法对几种不同地表的坡面侵蚀状况进行研究,以探讨3种不同土壤生物工程措施下柳树表层根系的水土保持效果。结果表明:与裸露岸坡相比,扦插、篱墙和灌丛垫地表状况下产流产沙量均明显减少,扦插措施下坡面累积径流量为裸露岸坡的30.62%,产沙总量为裸露岸坡的33.90%;篱墙措施坡面累积径流量为裸露岸坡的17.11%,产沙总量为裸露岸坡的25.80%;灌丛垫措施坡面累积径流量为裸露岸坡的13.32%,产沙总量为裸露岸坡的20.60%,表明柳树表层根系的生发能够起到有效减少坡面侵蚀的效果。在3组不同降雨强度的作用下,灌丛垫拦截径流和减少产沙效果最好,篱墙次之,最后为扦插。     

柽柳在河岸生态修复中的应用———以西宁市湟水河为例

为了解柽柳在河岸生态修复中的应用效果,筛选适用于西北地区河岸生态修复的植物材料,选择湟水河在西宁市海湖桥到新宁桥段之间的一段裸露岸坡,针对该段河岸边坡存在的溅蚀、面蚀以及沟蚀等土壤侵蚀现象,采用活枝扦插柽柳的方法对岸坡进行近自然修复,分别对完工后6个月、15个月和51个月时柽柳的成活率、覆盖度以及完工后51个月时柽柳的生长状况、周边小气候和生物多样性进行调查监测.结果表明,完工51个月后柽柳的生长情况达到较高水平,成活率和覆盖度分别为88％和100％,新生枝条的平均基径和平均株高分别为3.19 cm和348.9 cm.由于柽柳根系对岸坡土壤的固定,周边植被迅速恢复,生物多样性明显增加;此外,柽柳的蒸腾作用使周边环境的小气候也有所改善,柽柳试验区的气温比周边裸露区低63.4％,空气湿度比周边裸露区高62.8％.最后,总结了柽柳应用于河流生态修复中存在的问题并提出了一些相应的建议.     

柳篱挡墙植物生长特征及其坡面侵蚀防治效果研究

为了研究柳篱挡墙措施在河岸生态修复中的适用性及其侵蚀防治效果,采用柳篱挡墙措施对怀九河裸露坡岸进行生态治理,在完工后2个月、5个月和6个月对该措施植物的生长特征进行跟踪研究;以裸露岸坡为对照样区,采用人工模拟降雨试验,对河流岸坡径流过程和产沙量开展试验研究。研究结果表明:柳篱挡墙措施完工6个月后植物平均生长高度达到80.6～156.4 cm,其中,柳桩的生长速度最快,其次为柳枝,最后为扦插部分;该措施控制岸坡土壤侵蚀效果明显,相对裸露岸坡产流时间推迟1.78 min,减少径流总量60%,减少土壤侵蚀65%。     

植物混凝土格栅技术在北京地区生态护坡中的应用

植物混凝土格栅技术是一种新型的生态护坡技术。选择北京地区延庆县水土保持科技示范园内一处陡峭裸露边坡为研究对象,研究了植物混凝土格栅技术在北京地区的适用性以及在岸坡生态修复中的作用。针对该段坡面存在的溅蚀、面蚀以及沟蚀等土壤侵蚀现象,采用植物扦插与混凝土格栅相结合的方法对裸露边坡进行近自然修复。分别对施工后3个月、15个月和47个月时旱柳的成活率、覆盖度以及47个月后旱柳的生长状况、土壤养分和生物多样性进行了调查监测。结果表明,利用该技术使旱柳的生长情况达到了较高的水平。47个月后旱柳的平均基径和平均株高分别为2.02cm和317.2cm,而且岸坡植被迅速恢复,生物多样性明显增加,土壤性质有所改良。     

城市河道岸坡近自然治理技术及其生态效应评价

根据国内外先进的河道护岸技术,并结合重庆市桃花溪的立地条件在该河道岸坡开展示范区,以河岸生物多样性和岸坡稳定性为目的的河道护岸技术研究。在示范区各观测带采用了抛石结合植物扦插、自然原型护岸、土工织物扁袋结合扦插、天然材料织物垫4类护坡技术,并植入土壤生物工程的理念,对4种模式下的岸坡进行连续两年的生态监测,研究护坡工程的水土保持功能。经过整治,岸坡的植物种类明显增加,生物多样性更加丰富,植物群落由单一结构向复杂结构转变,坡面的抗剪强度也大幅提高,岸坡稳定性增强。     

植物护坡及其生态效应研究

河道生态系统中的河岸侵蚀和滨水缓冲带建设倍受关注。以上海市浦东新区机场镇的生态河道示范工程为例,探讨了以生态修复和稳定坡岸为目标的植物护坡技术在生态河道坡岸修复中的应用及其生态效应。在不同河段分别采用了全系列生态护坡、土壤生物工程护坡和复合式生物稳定等3类植物护坡技术。通过对工程实施后3a(2004年~2006年)来的生态监测发现,护坡植物生长良好,新生枝叶和根系的护坡作用明显,土壤抗剪强度明显增加,河岸土壤侵蚀得到有效控制,坡岸的结构稳定性增强;同时河岸生境得到改善,本地植物快速恢复,生物多样性增加,河岸植物群落结构由单一结构向复杂结构转变,生态稳定性逐渐增强。生态河道的植物坡岸修复技术可以在我国各类岸坡的生态修复和边坡稳定中广泛运用。     

植物护坡及其生态效应研究

河道生态系统中的河岸侵蚀和滨水缓冲带建设倍受关注。以上海市浦东新区机场镇的生态河道示范工程为例,探讨了以生态修复和稳定坡岸为目标的植物护坡技术在生态河道坡岸修复中的应用及其生态效应。在不同河段分别采用了全系列生态护坡、土壤生物工程护坡和复合式生物稳定等3类植物护坡技术。通过对工程实施后3a（2004年～2006年）来的生态监测发现,护坡植物生长良好,新生枝叶和根系的护坡作用明显,土壤抗剪强度明显增加,河岸土壤侵蚀得到有效控制,坡岸的结构稳定性增强;同时河岸生境得到改善,本地植物快速恢复,生物多样性增加,河岸植物群落结构由单一结构向复杂结构转变,生态稳定性逐渐增强。生态河道的植物坡岸修复技术可以在我国各类岸坡的生态修复和边坡稳定中广泛运用。     

河道生态护坡技术的水土保持效益研究

2004年春季在上海市浦东新区机场镇实施了河道生态护坡示范工程，主要采用了全系列生态护坡、土壤生物工程以及复合式生物稳定技术等3类生态护坡技术。护坡工程完成后，对生态护坡进行了连续3年（2004～2006年）的现场监测，以研究护坡工程的水土保持效益。杞柳枝、垂柳枝、结缕草等护坡植物生长良好，其新生枝叶和根系的水土保持效益明显，有效地控制了河岸土壤侵蚀，并为其他生物创造了稳定生境。本地草本植被逐渐得到恢复，物种数和盖度均增加，植物的水土保持效应增强。表层土壤和浅层土壤的抗剪强度测定结果显示生态护坡的土壤抗侵蚀性明显增强，3年中各类生态护坡均未出现明显的土壤侵蚀。     

江苏省沿海平原沙土区典型河沟边坡土壤侵蚀试验研究

为探明江苏省沿海平原沙土区河沟边坡土壤侵蚀过程并建立预测模型,在4个坡度和2个雨强条件下,对江苏省沿海平原沙土区典型河沟边坡土壤开展人工模拟溅蚀试验和微区模拟降雨试验,了解河沟边坡土壤溅蚀特征,明确河沟边坡产流产沙过程,并利用传递函数方法分别建立了溅蚀率、产流强度和产沙强度的估算模型.结果表明:(1)河沟边坡土壤溅蚀率...     

陕北佳县“7·27”特大暴雨中心区侵蚀灾害调查

针对2012年陕北省佳县"7·27"特大暴雨侵蚀灾害,以暴雨中心区(王家砭镇)受灾最严重的行政村为对象,调查了"7·27"特大暴雨中道路、河岸、河道、房屋建筑、坡耕地、退耕林地、退耕草地等的侵蚀灾害情况。选取不同恢复措施的典型坡面,量测了地表植被、地形、土壤结皮等状况和"7·27"暴雨侵蚀产生的土壤侵蚀量。重点调查了不同生态恢复措施与恢复效果在该次暴雨中的抗侵蚀作用。对"7·27"特大暴雨侵蚀灾害的原因进行了初步分析。结果表明,植被盖度、植被物种多样性、坡度以及土壤生物结皮对于暴雨侵蚀的防御具有重要影响。     

Cadmium and zinc accumulation in willow and poplar species grown on polluted soils

Woody plant species that produce high biomass have been proposed for use in phytoremediation technology. We investigated the accumulation of cadmium (Cd) and zinc (Zn) in Salix babylonica, S. caprea, S. dasyclados, S. matsudana × alba, S. purpurea, S. smithiana, Populus tremula, and P. nigra clones grown in a pot experiment on a Calcaric and a Eutric Cambisol (pH 7.2 and 6.4) of different levels of contamination (total metal concentrations in mg kg^–1 in soil A: 32.7 Cd, 1760 Zn; soil B: 4.34 Cd, 220 Zn). Generally, the tested clones tolerated large metal concentrations in soils and had larger Cd and Zn concentrations in leaves compared to the roots. The largest Cd concentrations in leaves were found in two clones of S. smithiana (440 mg kg^–1 on soil A; 70 mg kg^–1 on soil B). One of the S. smithiana clones had also the largest Zn concentrations (870 mg kg^–1) on soil B but accumulated slightly less Zn than a S. matsudana × alba clone (2430 mg kg^–1) on soil A. The Cd concentrations in leaves of both S. smithiana clones on soil A are the largest ever reported for soil‐grown willows. The bioconcentration factors of the best performing clone reached 15.9 for Cd and 3.93 for Zn on the less contaminated soil B. Also based on the metal contents in leaves, this clone was identified as the most promising for phytoextraction. The metal concentrations in leaves observed in the pot experiment do not reflect those found in a previous hydroponic study and the leaf‐to‐root ratios are clearly underestimated in hydroponic conditions. This demonstrates the need for testing candidates for phytoextraction crops on soils rather than in hydroponics. Our data also show that the phytoextraction potential should be tested on different soils to avoid misleading conclusions.