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。     

公路边坡防护与绿化对策

防止水土流失和恢复生态环境是高速公路边坡生态防护绿化的主要目的。根据目前国内外边坡生态防护的现状和发展趋势，介绍了几种主要的边坡生态防护方法，将促进我国边坡生态防护事业的发展。     

液压喷播在黄土地区边坡植被建植中的应用研究

液压喷播技术是从国外引进的边坡快速绿化播种工程技术，目前在我国南方得到大规模应用，但在水土流失较为严重的黄土地区应用效果不理想。为解决黄土地区喷播植被群落建设问题，开展了微环境改良技术（土壤改良、覆盖改良）、植物选择与配比、边坡坡向等不同处理措施对植被建植的影响研究。结果表明：边坡开挖水平阶截持水分量是未处理的1．75倍，初始植株保存数量较未处理高82．5％；覆盖稻草与遮光网下的截持水量是覆盖无纺布的1．14倍与1．71倍，最高，遮光网与无纺布覆盖下初始植株保存数量分别为麦草覆盖下的43％与52％；麦草比无纺布覆盖下植被盖度高5％～23．7％；柠条＋外来草种与唐古特白刺＋本地草种当年生长季末盖度可分别达到59％和56．5％，第2年为52．5％和77．5％。研究指出，黄土地区边坡土壤可蚀性强，喷播层易于流失，干旱、盐碱性突出等因素是造成喷播植被难以建成的主要原因，进行微环境改良、选择乡土灌木＋乡土草种组合可以成功建植液压喷播植被，实现持续效果。     

苔藓植物在道路边坡植被生态恢复中的应用分析

在分析我国边坡植被生态恢复面临问题的基础上,系统综合目前有关苔藓植物生物学生态学特征的研究成果,结合对河北云蒙山边坡自然植被中苔藓植物进行的案例调查与分析,讨论了将苔藓植物应用于边坡植被生态恢复的意义、问题,提出促进苔藓植物在边坡植被生态恢复中应用的途径。     

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。     

苔藓植物在道路边坡植被生态恢复中的应用与分析

在分析我国边坡植被生态恢复面临问题的基础上,系统综合目前有关苔藓植物生物学生态学特征的研究成果,结合对成都附近铁路边坡自然植被中苔藓植物进行的案例调查与分析,讨论了将苔藓植物应用边坡植被生态恢复的意义、问题,提出促进苔藓植物在边坡植被生态恢复中应用的途径.     

8种乡土植物在边坡植被恢复工程中的应用

由于边坡修复工程中植物配置单一,尤其是草种比例过高,导致后期景观效果不佳,且物种退化现象严重,因而丰富边坡喷播植物群落多样性和提高其稳定性,已成为解决此问题的重要途径.针对华南地区首次选择8种乡土植物种子,通过设置不同的种子配比,进行边坡客土喷播绿化试验,持续观测其株高、密度和冠幅的变化,以及样方群落物种多样性指标,以评价其适应性及护坡效果.结果表明:车前草、白背枫、牡荆、蓖麻和木芙蓉这5种多年生乡土植物,其生长速度基本符合边坡绿化工程验收的需求,且具备绿化效果快、护坡效果显著、种子易收集等优点,为边坡的稳定和植物群落演替提供可行性途径,比较适合应用于边坡生态修复和其他水土保持工程,具有极高的推广应用价值;但应注意植物种子配比量,保证灌木所需的生长空间,以保持后期边坡植物群落的稳定性和多样性.     

门头沟山区矿产废弃地及公路边坡植被恢复技术适应性研究

对在北京市门头沟区典型矿产废弃地和裸露公路边坡实施的8种植被恢复技术的效果进行了调查与分析,结果表明:对潭柘寺及妙峰山石灰窑废弃地进行的人工景观修复效果最佳,植被覆盖度达85%以上,美景度达优级,居民满意度最高;付家台公路上边坡绿化笼砖裸岩生态修复技术和黄土台无土碎石边坡创新生态修复技术的植被恢复效果也较好,冲蚀量及入渗速率都有明显的改善,但无土碎石边坡植被恢复中,容器苗修复技术存在着植株成活率较低的问题;百花山景区公路沿线采用客土移栽修复技术植被恢复效果显著,但这种技术对土质及坡度都有较高的要求,具有一定的局限性;植生袋及保育棒修复技术虽然植被盖度较高,但所用植株较低、绿期短,且存在建设成本较高的问题;挂网喷播修复技术具有较大的局限性,在坡角大于50°时,由于土壤冲蚀量大,坡面挂不住土层,所以植株无法正常生长,而在坡角小于50°时,一般无需使用这种技术,因为它的建设成本及维护成本较高。     

锚喷边坡坡面植被恢复生境构建技术

边坡通过锚杆喷射混凝土处置,其整体稳定性得到了保证,但其对周边生态环境却造成了不良影响,而且由于喷射混凝土的存在,该类边坡坡面植被恢复生境构建难度增加。某锚喷坡面在采用了挡土翼、坡面植生孔、植生营养袋及TBS厚层基材喷播绿化等综合技术措施后,基本实现了坡面植被恢复生境构建,可为类似工程提供参考和借鉴。     

喷射混凝土边坡面上植被恢复结构研究

总结了目前喷射混凝土边坡植被恢复技术的现状,分析了在喷射混凝土边坡面上进行植被恢复所要解决的技术关键问题,提出了植被恢复的评价系统,并且研究了一种适合于在喷射混凝土边坡上进行植被恢复的结构措施,工程实践证明可以进一步大规模推广和使用,为业界提供一种新型的解决方案。     

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。     

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。     

Evaluation of vegetation and soil characteristics during slope vegetation recovery procedure

为了加快建设工程损毁立地植被群落正向演替,探究土壤特性与植被生长效果的响应关系,选取北京市延庆县上辛庄水土保持科技示范园20个典型绿化护坡小区为评价单元,运用主成分分析及聚类分析法在求得各护坡小区综合评价得分的基础上,将20个护坡小区划分为3类。采用Margalef指数、Pielou指数、Simpson指数和Shannon-Wiener指数评价了3类护坡小区植被群落年际分异特征,并构建了5种模式的植被-土壤环境耦合度及其预测模型。结果表明：1）坡面植被恢复过程中以土质边坡为主的护坡小区植被恢复效果普遍优于岩质边坡组成的护坡小区。2）随着年份的增加,3类护坡小区物种多样性指数增大,变异系数减小,植被演替愈加剧烈。3）植被恢复5 a后,植被-土壤耦合协调程度不是十分理想,以土质边坡为主的护坡小区处于中级协调发展阶段,岩质边坡组成的护坡小区仅处于初级协调发展阶段。该研究可为建设工程损毁立地边坡植被恢复提供参考依据。     

坡面植被恢复过程中植被与土壤特征评价

为了加快建设工程损毁立地植被群落正向演替,探究土壤特性与植被生长效果的响应关系,选取北京市延庆县上辛庄水土保持科技示范园20个典型绿化护坡小区为评价单元,运用主成分分析及聚类分析法在求得各护坡小区综合评价得分的基础上,将20个护坡小区划分为3类。采用Margalef指数、Pielou指数、Simpson指数和Shannon-Wiener指数评价了3类护坡小区植被群落年际分异特征,并构建了5种模式的植被-土壤环境耦合度及其预测模型。结果表明:1)坡面植被恢复过程中以土质边坡为主的护坡小区植被恢复效果普遍优于岩质边坡组成的护坡小区。2)随着年份的增加,3类护坡小区物种多样性指数增大,变异系数减小,植被演替愈加剧烈。3)植被恢复5a后,植被-土壤耦合协调程度不是十分理想,以土质边坡为主的护坡小区处于中级协调发展阶段,岩质边坡组成的护坡小区仅处于初级协调发展阶段。该研究可为建设工程损毁立地边坡植被恢复提供参考依据。     

论厚层客土喷播技术的植物群落目标设定和植物种选配

 为建立稳定、高效的人工植物群落,必须对厚层客土喷播技术中的植物选择与植物群落的目标进行科学的确定。认为植物群落目标的设定应以遵循保证坡面稳定性的前提,实现与周围景观相协调,并且维护管理量小等原则。在此基础上,综合分析不同群落类型的生态稳定性以及影响因素,认为植物选择要以乡土植物为主,并按照恢复目标合理确定初期密度。坡面自身稳定性以及客土喷播层的质量,也是影响恢复植物群落能否顺利向设定目标群落方向演替的重要因素。     

植被恢复措施对不同排土年限煤矿排土场边坡细沟侵蚀的影响

为研究排土场边坡细沟侵蚀特征,采用野外调查方法,以内蒙古永利煤矿为研究对象,测定不同排土年限（1、3、5 a）和植被措施（裸地、沙柳方格+沙棘+油菜/沙打旺、沙柳方格+沙打旺）的排土场边坡物理指标和细沟形态指标。结果表明：1）排土年限为5 a时,同一措施下分形维数和土壤容重较1 a增大3.60%～7.20%和7.26%～20.00%,含植被措施土壤颗粒分形维数较裸地小0.40%～3.80%。2）以排土年限1 a为基准,裸地和沙柳方格+沙棘+油菜/沙打旺措施的细沟总长、细沟密度、平均沟深、平均沟宽和细沟割裂度随排土年限增加而加大97.65%～349.76%、10.34%～277.59%、80.51%～205.11%、28.69%～83.50%、50%～625%和86.37%～129.30%、12.96%～175.93%、1.81%～21.32%、60.61%～67.63%、75%～275%。3）排土年限为3和5 a时裸地细沟侵蚀模数较1a增加4.11%和581.28%,沙柳方格+沙棘+油菜/沙打旺减小27.27%和50.65%。4）细沟总长、平均和最大沟深是评价细沟侵蚀和细沟形态的优选指标。研究结果可为矿区生态恢复重建提供参考。     

子午岭植被自然恢复过程中土壤有机碳密度的时空变化

To probe the processes and mechanisms of soil organic carbon （SOC） changes during forest recovery, a 150-year chronosequence study on SOC was conducted for various vegetation succession stages at the Ziwuling area, in the central part of the Loess Plateau, China. Results showed that during the 150 years of local vegetation rehabilitation SOC increased significantly （P 〈 0.05） over time in the initial period of 55-59 years, but slightly decreased afterwards. Average SOC densities for the 0-100 cm layer of farmland, grassland, shrubland and forest were 4.46, 5.05, 9.95, and 7.49 kg C m^-3, respectively. The decrease in SOC from 60 to 150 years of abandonment implied that the soil carbon pool was a sink for CO2 before the shrubland stage and became a source in the later period. This change resulted from the spatially varied composition and structure of the vegetation. Vegetation recovery had a maximum effect on the surface （0-20 cm） SOC pool. It was concluded that vegetation recovery on the Loess Plateau could result in significantly increased sequestration of atmospheric CO2 in soil and vegetation, which was ecologically important for mitigating the increase of atmospheric concentration of CO2 and for ameliorating the local eco-environment.     

河岸植被对坡面径流侵蚀产沙的阻控效果

河岸植被在流域水土保持与非点源污染控制方面具有重要作用。为探究河岸植被阻控坡面径流侵蚀产沙效果及其影响因素,该文通过野外模拟径流冲刷试验,定量分析了北江干流河岸植被阻控坡面径流和侵蚀产沙的特征,探讨了河岸植被对径流与泥沙相互关系的影响以及河岸植被阻控效果与坡度和放水强度的关系。结果表明,(1)植被的存在延迟了坡面初始产流时间、降低了坡面径流系数、减弱了径流侵蚀力,放水强度和坡度越大,坡面产流时间越早、径流系数越大、植被对径流的拦截效果越低,其中,植被对不同坡度上径流系数的平均阻控效果分别为3.35%、3.36%、4.28%和3.17%,对不同放水强度下径流系数的平均阻控效果分别21.69%、17.40%和10.01%,对坡面径流侵蚀力的阻控效果分别为60.00%、32.23%、27.29%和22.76%;(2)植被坡对坡面累积泥沙量的阻控效果分别为60.14%、32.83%、24.19%和20.86%,植被的存在可以有效提高土壤的抗侵蚀能力并减少侵蚀产沙量和降低侵蚀泥沙中值粒径,植被阻控泥沙的效果大于其阻控径流的效果;(3)相关性分析表明,产流时间与累积泥沙量、粒径均呈显著负相关,植被的存在一定程度上改变了退流时间与两者之间的关系;径流系数、径流侵蚀力与累积泥沙量、粒径均呈显著正相关;植被对累积泥沙量和径流侵蚀力的阻控效果与随坡度和放水强度的增加而降低。综上,河岸植被对坡面径流和泥沙具有不同的阻控效果,且受坡度和放水强度影响显著,研究结果可为流域水土保持与河岸植被建设提供支持。     

百喜草人工植被对坡面径流的影响

  为研究百喜草(Paspalum notatum Flugge)及其凋落物水源涵养作用,采用土壤水分渗漏装置进行试验,得到不同处理的地表和土壤径流深。结果表明:不同处理小区的径流组成有很大差异,A(百喜草覆盖处理小区)、B(百喜草敷盖处理小区)、C(裸露对照处理小区)各处理的总径流深分别为1245.24、1453.81和1383.23mm,其中,地表径流深分别为24.46、50.2和592.07 mm,土壤径流深分别为1220.78、1403.61和791.16mm;A、B、C各处理的地表径流深与降雨量拟合最优经验方程均为二次抛物线型方程,相关系数分别为0.933、0.861和0.810,方程均达极显著性相关;方差分析结果显示,不同处理的地表径流深存在显著性差异。     

重庆四面山植被类型对坡面产流的影响

 为研究长江三峡库区植被类型对坡面产流的影响,在重庆四面山布设针阔混交林、阔叶林、楠竹林、灌丛和农耕地5种不同植被类型的标准径流小区。对天然降雨过程和由降雨产生的地表径流进行观测。结果表明:不同植被类型林地地表径流量的平均值,从大到小依次为农地、灌丛、楠竹林、阔叶林和针阔混交林,分别是6·45、4·12、2·91、2·34和1·57mm。3种以乔木为主的林地地表径流量,均小于农地的地表径流量,不同乔木林地地表径流量差异不显著。不同植被类型林地地表径流量与降雨量存在显著的相关关系,与降雨强度也存在极显著的相关关系,并且都表现为多项式或幂函数关系。在同一降雨条件下,不同植被类型林地(包括农地),地表径流变化趋势存在一定差异,且均是农地地表径流量最大。