生态护坡应用及护坡植物群落的选择

从植被的力学效应和水文效应2个方面分析了生态护坡的作用机理;介绍了生态护坡技术方法和适应范围;从植物演替和生物多样性理论出发,结合植物生物学特性,根据中国不同地域和气候条件,列举出了适合于中国6大区域生态护坡的植物群落,并提出草灌结合种植技术为生态护坡最佳植物群落选择的理论;最后对生态护坡存在的问题提出了一些对策。     

竹类生态护坡效益探讨

生态护坡是指用活的植物覆盖坡面,使用有生命的植物与非生命的材料有机结合的方式代替纯工程防护的方式,而形成的一种保护生态环境的新技术。生态护坡不仅可涵养水源,防止水土流失,加固边坡,提高边坡表面抗冲蚀能力,而且是一种最经济的防护形式。国外早在20世纪20年代就开始了关于生态护坡的研究,有许多成功经验可以借鉴。国内研究从20世纪90年代随着高等级公路建设开始而全面展开,已取得部分成果。总体上看国内研究多集中于水土保持学方面的研究,而对坡面植物根系的工程力学作用以及植被防护与工程防护相结合的防护研究开展较少,在理论研究上远落后于工程实践。在植被护坡的植物选择上多采用进口草坪植物,本地物种应用较少。我国是竹类植物种类最多、利用最早的国家,竹类植物主要生长于山地及坡地地带,其根系发达,固土能力强,加固边坡表层的功能强大。探讨竹类植物在生态护坡中应用的可行性意义重大。     

河道生态护坡关键技术及生态功能

本文以某生态河道示范工程为例,主要阐述的对象时生态护坡关键技术,本文主要阐述了三种生态护坡技术,全系列生态护坡、土壤生物工程护坡和复合式生态稳定护坡技术,通过对这三种技术的使用,还对工程的进行了三年的生态监测,同时对检测的结果进行了分析,结果显示,该工程护坡植物生长比较好,起到比较好的护坡作用,该护坡工程减少了河岸土壤的侵蚀,提高了河岸的稳定性,而且对提高河岸的生态环境起到一定的作用,加强了生物多样性的建设。     

树木根系固土力学机制研究综述

近30 a来,由于科学技术的发展和生态环境建设的需要,根系固坡力学机制研究成为学科交叉的新领域。鉴于此,概述了近30 a来固土力学机制的研究进展及今后研究方向。综观根系固坡的研究历程,研究集中在林木根系抗拉、锚固、根系-土壤复合体提高抗剪强度等方面。今后应加强对根系纤维素、半纤维素的定量分析,探讨不同植物根系弹性、抗拉力及应力-应变关系的差异,加强水土保持树种搭配的理论研究,从不同力学特性的根系相搭配的角度来研究根系固土护坡的功效。在边坡的稳定方面,应用有限单元方法研究根土复合体边坡的应力场、位移场的变化及边坡的稳定性情况,并用有限元的方法解决实际生产中的边坡造林中树种选择、造林密度等问题。     

植物根系固土护坡效应的原位测定

通过对南望山山脚下樟树的4个含根土样和素土样在现场进行原位剪切试验,对比素土样和4个含根土样的强度值、位移值,分析评价植物根系的固土护坡效应。结果表明:1)根系的存在提高了土体的峰值强度和残余强度,且根系提高土体残余强度的程度更高;2)同素土样相比,4个含根土样在强度峰值点对应的位移值更大,在土体被剪破前,含根土体能够承受更大的变形,根系增加了土体的延性;3)含根土体的应变软化段曲线较素土体的更加平缓,根系降低了土体峰值点后抗剪强度的减小幅度,使土体在较大应变处仍能保持较高的强度,提高了土体的延性;4)剪切断面上总根长、根面积比与土体抗剪强度的增量均成正相关。     

玉米根系的拉伸特性研究

对玉米品种豫单5766和浚单18根系的拉伸特性进行了测试,测取了供试材料不同直径根系的最大拉力及抗拉强度,分析了玉米根系的拉伸特性。研究表明:在根系受拉后的初始阶段,拉力变形线为直线,外皮破裂后,拉力变形线为曲线,其变形属于非线性变形。玉米根系的抗拉强度不仅与品种有关,还与直径的大小有关,不同品种的抗拉强度不同,同一品种直径越大抗拉强度越小。     

植物根系抗拉力学性能研究进展

根系是植物固土的基本单元,根系力学性能研究是植物根系固土研究的基础。植物护坡工程中,植物根系通过发挥抗剪和抗拉作用提高边坡稳定性。根系抗拉能力是增强边坡稳定性最重要的因素之一,根系抗拉力学性能研究具有重要意义。在分析国内外多种植物根系抗拉力学性能研究的基础上,总结了这些植物根系抗拉力学特性的研究现状,分析比较了植物根系抗拉力学性能研究试验的方法和多种影响因素与植物根系抗拉性能的关系,得出如下结论:①目前尚未形成标准的根系抗拉试验,根系抗拉性能试验研究的方法和设备有待科学规范;②根系直径与抗拉力和抗拉强度关系研究已经形成共识,即根系直径越大,抗拉力越大,抗拉强度越小;③根系抗拉强度随根系采伐时间的推移而降低;④根系长度、含水量、加载速率、根系内部化学成分和微观结构等对抗拉力和抗拉强度的影响研究较少,尚未形成统一结论,还需要加强研究。最后,探讨了植物根系抗拉力学性能研究存在的问题和趋势,认为夹具的改进、根系形态解剖结构研究、根系疲劳破坏研究应成为今后研究的重点。     

根系分泌物影响黄瓜枯萎病抗性的机理研究

以黄瓜品种津研4号(感枯萎病)、津春4号(抗枯萎病)和云南黑籽南瓜为试验对象,探讨根系分泌物影响黄瓜枯萎病发生的生理机制。结果表明:经感病品种根系分泌物处理的植株根系活跃吸收面积低于其他处理,而伤害度高于其他处理。未经根系分泌物处理的对照植株接菌后10 d内根系可溶性糖含量明显高于根系分泌物处理植株。接菌后,以抗病品种根系分泌物处理的过氧化物酶和多酚氧化酶活性上升较明显。对照植株的苯丙氨酸解氨酶活性于接菌后48~60h出现一较明显的活性峰。对照植株、经抗病品种根系分泌物处理的植株超氧化物歧化酶活性于接菌后12 h出现一小的活性峰,比感病品种根系分泌物处理早12 h。试验结果与不同处理枯萎病发生轻重存在相关性,说明不同抗性品种的根系分泌物是影响黄瓜抗病性的原因之一。     

护坡木本植物根系的力学特性及其与细胞壁成分的关系

为研究人工边坡立地条件下木本植物根系固土护坡的力学机制,以京承高速(3期)边坡为例,对榆树、紫穗槐、刺槐、胡枝子4种木本植物共395个根样进行室内单根拉伸试验,然后按5个根系径级分类并分别测定其半纤维素、纤维素、木质素含量,系统分析植物根系材料的力学性能。结果表明:4种木本植物根系直径为0.95~5.42 mm,抗拉强度为7.66~36.94 MPa,抗拉力为22.18~464.50 N。4种植物之间抗拉力、抗拉强度差异显著,从大到小依次为榆树＞紫穗槐＞胡枝子＞刺槐,根系抗拉力随根系直径增大以幂函数增大,抗拉强度随根系直径增大以逆函数或幂函数减小。4种木本植物5个径级根系半纤维素质量分数为1.37%~29.26%,纤维素质量分数为20.57%~36.91%,木质素质量分数为15.12%~29.84%,综纤维素质量分数为28.18%~66.17%,木纤比比值为0.45~1.31。不同树种间及不同径级根系间细胞壁成分差异显著。根系抗拉力与木质素显著负相关;抗拉强度与木质素正相关,与半纤维素负相关。根系拉伸的应力--应变曲线随树种根系结构组成的不同而不同。单根拉伸的应力--应变特征初始阶段为线性关系,拉力继续增大会逐渐表现出塑性特征,根系最大应力随直径增大而减小。综合4种植物的抗拉特性,榆树和紫穗槐的护坡作用较大。      

磨盘山4种典型护坡植物根系特征及其对土壤含水率的影响

采用野外定位实测和室内分析相结合的方法,基于结构方程模型研究了西南典型红壤土石山区4种公路边坡护坡植物根系特征及其对同空间内土壤水分的影响.结果表明:灌木植物根系属V type垂直构型,草本植物为散生须根属M type团网构型,4种植物根系呈浅层化分布,代表根径均为细根,草本植物根系长度、干质量、表面积均大于灌木植物,且分布趋势均随土层加深而减少;根系分布与同空间内土壤水分显著正相关(P<0.01),根系表面积和根系干重等特性对土壤含水率呈极显著的正相关影响,结构方程路径总系数达0.99,根系结构由粗根含量决定,且对土壤含水率存在系数-0.39的显著负相关,对根系特性和根系延伸范围存在总系数-1.50和-1.54的极显著负影响.草本植物对较浅或贫瘠的土壤边坡的适应性更好,其保持土壤水分的作用更好,而土层较深边坡建议选择灌草搭配的方式来达到保水固土的目的.     

高等级公路边坡植物护坡机理与深根锚固作用

从植物根系的力学作用、茎叶及枯枝落叶的水文效应、植物的蒸腾排水效应3个方面分析了植物护坡的作用机理.通过对胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz)根系的野外试验证实:深根具有锚固作用;有植物根系的边坡,在剪切处于不同阶段时,抗剪强度由根与土的复合体和植物根共同承担;植物根系不能延长土体结构发生破坏的时间,只能延长根与土复合体的破坏过程.     

长沙市公路边坡生态防护技术探讨

以长沙市市区公路主干线的边坡为研究对象,对公路边坡生态防护技术现状进行了调查研究。结果表明,长沙市公路边坡生态防护技术主要有植物护坡、土工格室植草护坡、框格结构植草护坡、三维植被网护坡、多种护坡技术结合等,指出其分布、适用范围、常用的绿化植物种类及优缺点。在此基础上提出对应的改善措施及建议。     

沭河流域水资源生态补偿机制的研究

通过分析沭河流域的污染情况并根据国外的生态补偿的成功案例对沭河流域水资源进行生态补偿机制研究。生态补偿是以保护和可持续利用生态系统服务为目的,以经济手段为主调节相关者利益关系的制度安排。针对已经存在的问题,沭河流域的生态补偿应加强市场补偿力度,减轻政府在生态补偿所占比重,政府补偿制度应增强创新意识,市场补偿制度逐渐成熟,生态补偿体系有待完善,配套相关法律制度来完善生态补偿制度。     

宁杭高速公路边坡生态防护及防护效应

为科学准确地评价高速公路边坡5种常用灌木的生态防护效果,通过对宁杭高速公路绿化现状的调查,把试验取样地点设置在已建成的高速公路边坡,通过挖掘法挖取植物根系,观察根系的构型;使用根系分析仪测定根系的形态学指标(根长、根体积);通过简易的设备和直剪仪测定根系的抗拉强度和抗剪强度,综合分析根系的形态学指标和力学指标,测得5种灌木对于生态边坡的防护效果按照从强到弱的顺序依次为木芙蓉(Hibiscus mutabilis)、马棘(Indigofera pseudotinctoria)、夹竹桃(Nerium indicum)、伞房决明(Cassia corymbosa)、红叶石楠(Photinia serrulata)。     

边坡生态防护技术及发展趋势浅析

自然因素及基础工程建设形成了各种类型的边坡,因地制宜地选择边坡生态防护技术,开展以环境保护为目标的边坡生态防护建设是亟需解决的科学问题。边坡生态防护主要考虑选择低价、亲和、针对性强、实施方便的材料和技术模式,最终不仅要实现稳固坡体的作用,同时也要使坡面景观与当地自然环境相融合,这是目前边坡防护工程需要突破的技术难题。本文通过长期工程实践总结及文献查阅,总结出了各类边坡生态技术的基本原则、适应性及限制因素,对各类技术的优缺点进行了对比分析。最后,展望了边坡生态防护技术的发展趋势,以期为指导坡面工程建设实现生态防护提供理论支撑。     

生态护坡的发展及其应用要点

传统护坡的设计注重对其行洪排涝和水土保持等功能的发挥,而忽视了其可能会对环境带来的不良影响,容易引起生态退化。生态护坡不仅具有传统护坡的功能,而且还融入了景观、文化和生态等多方面的内容。从而实现对自然生态系统的维护和恢复。阐述了生态护坡的概念和内涵,介绍了国内外生态护坡的发展。在分析传统护坡缺陷的基础上,对比了生态护坡的优势,探讨了生态护坡设计和应用的原则和要点,展望了生态护坡技术今后的研究方向。     

道路护坡用植被混凝土研究与应用

介绍了道路护坡用植被混凝土的概念和护坡原理,重点阐述了这类植被混凝土在研究和施工中出现的问题及解决方法。     

工程边坡生态防护技术*

 随着人们对景观和环保意识的增强,传统的护坡方式已经不能满足人们的要求。在这种情况下,生态护坡技术应运而生,它采用植物护坡、土工材料复合种植基护坡、植被型生态混凝土护坡、厚层基材喷射、喷混绿化、客土喷播、挂网植草等技术来达到护坡的目的。这些新兴的技术可弥补传统护坡方式的不足,逐步恢复自然生态和美化环境,同时也必将成为一种趋势而被人们所接受。