香港人工斜坡与生态工法设计之探讨

香港地少人多,市区人口密度之高,为世界之冠,超过5300人/km2。为制造出更多的平地空间,改造斜坡便成为香港市区发展的重要因素之一。早期人工斜坡的设计,多以结构体之安全性和稳定性为考量。随着市民环境保护意识之提高,现今的斜坡设计,除了须满足一般之城市规划要求外,更需考虑环境之美化和生态之效益。本文介绍生态工法设计在香港斜坡工程上的各种应用,以探讨其优劣处、局限性、可行性和综合效益。     

台湾东部地区防风定砂之植生工法设计

对于台湾东部地区提出防风定砂之植生工法,以改善台湾东海岸及河川内之风砂危害。台湾台东地区,近年来受到2001年6月的奇比7、月的尤特和9月的利奇马台风,几个强台风接连的肆虐,造成海岸地区及河川高滩地之自然植被流失,海岸及河床大面积裸露。易遭上游冲刷的泥浆粉砂覆盖,枯水干旱期间再加上东北风横吹,致使粉砂土扬起吹向市区,造成严重的风砂为患。为了减少农作物之损失、自然环境之破坏以及维护生活品质、当地居民生命财产之安全,采取较不破坏环境景观之植生工法,针对东台湾之环境特性,设计适宜之防风定砂设施,以减低风害、盐害并达到营造河海岸之生物多样性生态环境的目的。     

生态工法材料之探讨与应用原则

将目前台湾地区所使用生态工程施作地点及应用材料等，进行调查汇整、研究及分析，并就符合多样性生物栖息环境之生态工程材料进行开发研究，包括现地调查，国内外资料搜集与资料分类整理，并将已汇整的材料表格化。材料组件分为生物材料与非生物材料，而工法组合材料则分为木材工法类、地工材料类、土石材料类、植生工程类、再生材料类。工法所用材料之评估，分别就其功能性、生态栖地特性、经济性、材料再生特性进行综合指数评估。并将材料整合评析，如种类、适用范围、使用条件、生命周期及各阶段对环境之兼容性等，进而归纳出生态工程应用材料规划设计原则。     

台湾地区农地渠道与生态工法之探讨

台湾地区之农田灌溉、排水渠道与农田水路,以往多以输水效益、结构体之安定性为考量。如今自然生态环境保育意识抬头,农地之排水渠道,除须符合一般之规划设计外,更需考量生态之效益,复育逐渐丧失之水路生态空间且影响水生动植物正常栖息与繁衍的生态系统。本研究针对台湾地区农地排水渠道之发展过程、规划设计及相关效益之分析,以探讨渠道生态工法之必要、可行性与其综合效益,期能作为排水渠道生态工法之推广依据,并唤起对日益恶化之农地生态环境的保育与关怀。     

环境伦理与生态工法

环境伦理是探讨如何适当关怀、重视,并履行我们保护自然环境之责的理论与实务做法,亦可称为环境道德（environment almorals）。早在几千年前的中国,道家与儒家基本思想已有明确的启示,强调天地自然和谐对人类存的重要,强调人类做为万物之灵必须尊重生命的永恒意义。20世纪初,欧洲地区拜工业发展之赐,社会经济骤然起飞,但在提升物质生活的丰富度之余,却也因各项需求接踵而至,必须大量开发自然资源以因应社会发展的步调,但是随着森林野地的过度开发利用,大规模的灾害因而接二连三发生,包括雪崩、山崩、洪泛等。1938年德国Seifert首先提出近自然河溪整治的概念,将自然景观生态的精神及手法,融入河溪治理工法之中,因而激活了尔后生态工程学门开端。而事实证明,唯有不违反大自然的运行规则,以生态系为环境管理之基本单元的原则,方是根本解决之道,因此人类展开各种利用或遵循生态特质之技术的研究与研讨。“生态工法”是以生态学为基础的应用概念,是将生物学及地域生态学的知识活用于构造物的建设或保全上的技术。生态工法主要是利用水、土石、植物等自然性素材为基础,建造能达成自然保全或改善景观机能的构造物,其功能有助于复原被破坏的自然环境,同时对地域景观的改善也有帮助。生态工法的推展开启了工程界和保育界之间的对话机制,已从过去的概念或理想,走向实务的运用,政府并将之列入重大研究与议题之中,相信未来定对台湾环境品质的提升,定有更正向的助益。     

利用鸟类评估生态工法成效之可行性探讨

近年来，国际上风行所谓的“生态工法”（Ecological Engineering Methods)，而台湾自1997年起亦大力倡导，虽然有许多学者提出相关论述，但仍仅停留于技术发展阶段，致于如何共评估生态成效，则仍未触及，由于生态成效所涉猎的范围甚为广泛，如何评估实为一大课题。鸟类是一种对于环境相当敏感的族群，而且比较容易观测，因此许多研究常常以鸟类与环境的关系进行探讨，鸟类在生态上为较高级的消费者，因此当植物发生改变时，鸟类的数量与种类也随之改变，探讨鸟类做为评估生态工法成效可行性，并应用穿越线法（Line transects)探讨中兴大学校园内不同植群对于鸟类栖息的影响，结果发现鸟类于不同植群时，其数量与类别有显著的差异，由观测的结果发现，鸟类的栖息与植群环境的关系密切，且许多文献均指出不同的鸟类其栖息环境均有差异，因此选择适当的指针鸟类，可做为评估生态工法成效之参考。     

岩石边坡植生基质生态防护工程技术的研究与应用

在已有岩石边坡生态防护工程技术的大量实践、研究的基础上 ,总结了岩石边坡植生基质生态防护工程技术(PMS技术 )的特点、基本原理 ,同时结合北京五环高速公路红山口岩石坡面应用PMS技术的实例 ,介绍了PMS技术的具体应用效果     

台湾溪流生态工法的研究综述

 成功的生态工法,需要与生态原理相调合的设计方法论;近年来,台湾溪流整治工法逐渐尝试不同方式,亦考虑当地生态环境及水中栖息生物。在诸多案例中,有些堆石护岸工法虽已达生态保育目的,但一经台风或豪雨,常造成严重之冲蚀或破坏;所以在溪流整治时,必须充分了解溪流特性,并经审慎评估后,以最佳施工方法及生态观念相结合,建立适合台湾溪流之生态工法。     

红壤坡地植生工程技术应用及效益分析

植生工程的核心技术主要包括山边沟、草沟、梯壁植草、草路、生态经济果园、水土保持植物优化组合等技术,它将生态效益、经济效益和社会效益融于一体,是协调人类、自然资源与环境关系的生态工程,也是水土流失防治的主要技术措施之一。2005年6月至2007年6月,江西省水土保持科学研究所实施了"红壤坡地植生工程技术示范推广"项目,使推广区形成了较为完善的水土流失综合防护体系,实现了水土保持与自然景观的协调统一,发挥了示范样板和辐射带动作用,取得了较好的生态、社会与经济效益。     

纤维丝补强土植生工法抗剪机理研究及评价方法

连续纤维丝补强土植生工法由于具有优越的边坡抗剪性能,特别是采用环境、生态与景观相融合的边坡保护工法,逐渐引起了学者的广泛兴趣,因为其具有整合成本、资源、美学、生态等多方面的优点。但对于其抗剪、抗侵蚀的机理、机制尚无系统性研究,植被恢复效果评价方法的欠缺也影响了该工法的应用推广,本文在综合国内外研究的基础上,对其抗剪机理进行了阐述,并提出利用景观影响度(LED)作为其评价方法。     

森林植被和小流域生态修复对水沙变化的影响研究

为探讨植被建设对水沙变化的影响,分析了北洛河流域森林植被和小流域生态修复的减水减沙作用.结果表明,森林植被对径流、泥沙有明显的削减作用,可削减径流62.4%,泥沙94.9%,同时还调蓄了径流的年内分配,可将20%～30%左右的汛期径流调节到非汛期释放.但也应当看到,森林一旦遭受破坏,在暴雨洪水的作用下,林区洪水泥沙也会剧增.另外,从小流域生态修复对水沙变化的影响来看,生态修复具有一定的减水减沙作用.     

小流域生态修复过程中不同森林植被土壤入渗与贮水特征

在山东省邹城市刘庄小流域水土保持生态修复区内,对9种森林植被类型的土壤入渗和土壤贮水特征进行了研究。结果表明：①各种森林植被都具有明显的改良土壤水文物理性质、提高土壤入渗和贮水能力的作用,混交林的土壤入渗和贮水能力明显大于单纯林,单纯林的土壤饱和贮水量和土壤稳定入渗率分别比荒草坡地高33％和142％,而混交林的分别比荒草坡地高54％和358％。②各种森林植被对土壤(非毛管)滞留贮水功能的改善程度大于对土壤(毛管)吸持贮水功能的改善,混交林的土壤(毛管)最大吸持贮水量比荒草坡地高37％,而平均土壤(非毛管)最大滞留贮水量比荒草坡地高89％。③霍顿(Horton)入渗模型和通用经验入渗模型都能较好地反映研究地区各种森林植被的土壤入渗过程,但菲刑浦(Philip)模型对入渗过程的拟合效果较差。     

北京市门头沟区石灰窑遗址及公路边坡裸露地表植被修复模式的生态评价

研究对北京市门头沟区石灰窑废弃地及公路边坡裸露地表8种生态修复模式中的植被生态学特征及生态恢复效果进行了调查评价。结果表明：石灰窑遗址人工景观再建模式、框格＋植被模式及无土碎石挡土墙灌浆模式修复效果较好,容器苗修复模式和挂网喷播模式效果最差。8种生态修复模式中,植被物种丰富度以客土移栽模式最高（29±1.15）,石灰窑人工景观再建模式次之（23.6±2.02）,保育棒模式最低（7±1.1）;植被盖度以石灰窑人工景观再建模式（88.3%）和框格＋植被模式（87%）最高,植生袋模式和挂网喷播模式最低,分别为48%和32%;植被高度以客土移栽模式最高（546.3cm）,人工景观模式次之（316cm）;挂网喷播和植生袋最低,分别为44.97cm和54.13cm。综合评价结果认为,石灰窑人工景观再建、框格＋植被和挡土墙灌浆模式是门头沟区石灰窑及公路边坡裸露地表生态恢复较适合的修复模式。     

基于SWAT模型的罗玉沟流域森林植被变化的水文生态响应研究

以甘肃天水罗玉沟流域为研究区,应用分布式水文模型（SWAT）对该流域的径流、泥沙和水质状况进行模拟研究,并重点探讨了降雨和森林植被变化对水文生态响应的影响。结果表明:降雨因子对径流的影响略大于对泥沙的影响;森林植被具有明显的减水减沙生态水文功能,尤其对泥沙的影响更大于对径流的影响。     

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。     

退耕还林中的生态安全问题

退耕还林工程是当前中国最为宏大的生态修复与重建工程。其终极目标是为区域乃至全国的社会经济可持续发展提供优良的生态环境基础和优良的生物资源库。在工程的实施中，存在着区域生态安全格局、生物多样性保护、外来物种入侵等方面的问题。遵循区域生态安全格局的原则、生态恢复的物种原则以及遏制外来物种入侵是实现其生态目标的根本保证，必须对实施方案做详细、认真的生态安全论证。     

退耕还林中的生态安全问题

退耕还林工程是当前中国最为宏大的生态修复与重建工程.其终极目标是为区域乃至全国的社会经济可持续发展提供优良的生态环境基础和优良的生物资源库。在工程的实施中,存在着区域生态安全格局、生物多样性保护、外来物种入侵等方面的问题。遵循区域生态安全格局的原则、生态恢复的物种原则以及遏制外来物种入侵是实现其生态目标的根本保证,必须对实施方案做详细、认真的生态安全论证。     

三峡库区森林植被坡面产流特性

以重庆缙云山4种不同植被类型坡面为研究对象,对2002年降雨和地表产流实测值进行对比分析,结果表明:三峡库区4种坡面在相同的降雨条件下,产流量依次为:混交林地(65.18 mm)＞毛竹林地(64.72 mm)＞灌木林地(30.52 mm)＞阔叶林(18.71 mm),并且产流量集中分布在4-9月,其中阔叶林的产流量为4种植被类型坡面中最低,表明阔叶林相对于其它坡面在调节径流方面的作用最大;地表特性各因素与产流量间的灰关联度大小依次为:土层厚度＞枯落物量＞林分郁闭度＞坡度,地表特性各因素对产流量的影响均较大,其中土层厚度对产流量的影响最大,而坡度对产流量的影响最小;产流量与降雨量都表现出较好的线性相关关关系,且土层厚度直接影响着起始产流雨量.     

子午岭林区植被类型对土壤氮素的效应

以黄土丘陵沟壑区的子午岭次生林区主要植被类型为对象,研究了植被类型对土壤全氮的影响作用。结果表明,长期草地(白羊草地和茭蒿草地)、灌木林和乔木林地表层土壤(0—5cm)的全氮含量为坡耕地表层土壤全氮含量的1.4～2.5倍。长期草地和乔木林地表层土壤(0—5cm)全氮的含量相近,高于灌木林地及恢复草地表层土壤的全氮含量。在林草植被下,表层土壤的全氮含量明显高于下层土壤的含量,土壤剖面中全氮的含量随着土层深度的增加而表现为下降趋势。与坡耕地相比,草、灌木和乔木可以分别提高0—15cm,0—25cm和0—50cm土层中土壤全氮的含量,表明了植被类型对土壤全氮效应的差异性。研究结果说明,在黄土丘陵区,坡地退耕还林,恢复植被,可以有效地驱动上层土壤氮素含量逐渐提高。