景观生态学

景观生态学在河道护坡中的应用及研究综述

摘要水环境是人类文明的一面镜子。自古以来人们就喜欢逐水而居、滨水而栖。

随着人类追求人与自然和谐共处理念的提出，拥有一个优美和谐的水环境成为人们一种强烈的共识。本文主要介绍了河道护坡和景观生态学的相关概念和它们之间的关系及其的发展现状和发展趋势，以及目前河道生态护坡类型和现有的生态护坡技术。

关键词：河道护坡；景观生态学；生态护坡；护坡技术

1.相关概念

1.1景观生态学

1939年特罗尔(C.Tron)最早提出“景观生态”一词，并提出了“将地理学的区域空间的水平分析方法与生态学的结构功能的垂直分析方法研究相结合”的景观生态学新方向，使景观生态学成为生态学中最年轻的分支学科之一[1]。但直到80年代之后，景观生态学才真正总结出自己独特的一般性规律，使景观生态学成为一门有别于系统生态学和地理学的科学。关于景观生态学，大多数景观生态学家都认为，就景观生态学的本质而言可称为空间生态学[1]，它以研究水平过程与景观结构(格局)的关系和变化为特色，这些过程包括物种和人的空间运动，物质(水、土、营养)和能量的流动，干扰过程(如火灾、虫害)的空间扩散等，可应用于不同的组织层次和分辨尺度。强调空间格局、生态学过程与尺度之间的相互作用是景观生态学研究的核心所在[2]。

景观生态学的研究对象是作为复合生态系统的景观，景观是自然和人文系统的载体。景观生态学家对“景观”的理解不尽相同，这些观点既有所联系，又不完全一致。景观生态学不仅要研究景观生态系统自身发生、发展和演化的规律特征，而且要探求合理利用、保护和管理景观的途径与措施。目前，应遵循系统整体优化、循环再生和区域分异的原则，为合理开发利用自然资源、不断提高生产力水平、保护与建设生态环境提供理论方法和科学依据；探求解决发展与保护、经济与生态之间的矛盾，促进生态经济持续发展的途径和措施[3]。

1.2河道护坡

传统的河道护坡工程一般以水泥、石料、混凝土等硬性材料为主要建材，在设计上以力学的角度去思考边坡稳定，通常都以安全、经济为优先，忽略了生

态，而生态河道护坡应该包括两方面的含义：首先是护坡。特别是水位变动区的水土保持，其次是生态，这二者的高度统一才是真正的生态边坡[4]。

其具体内涵为：首先在满足行洪排涝要求的基础上，保证岸坡的稳定，防止水土流失；其次生态护坡是开放式的系统，它是与周围生态系统密切联系的，不断与周围生态系统进行物质交换；生态护坡是动态平衡的系统，系统内的生物之间存在着复杂的食物链，它们互为食物。保持着系统的动态平衡；生态护坡是动力式的系统。它与水流之间是相互作用的，水流对岸坡有冲刷作用，岸坡对水流有阻碍作用，岸坡生态系统是地表水与地下水交换的媒介；生态护坡是整个生态系统（包括自然生态系统和社会生态系统）的一个子系统。它与其他生态系统之间是相互协调、协同发展的，它的生态功能好坏直接影响其他生态子系统功能的发挥，甚至还会破坏其他生态系统；生态护坡是可持续发展的系统[5]。

生态护坡主要是指坡面植被物根系对土体的加固、植被遏制坡面水土流失及浅层滑坡的作用。生态护坡是在传统护坡基础上发展而来，与传统护坡的相比有以下特点：生态护坡较传统护坡更具有自然生机，与周围景观相协调。生态护坡具有一定的开放性，能保护生物的多样性，较少改变河道生物栖息环境。生态护坡材料以环保材料为主，多数为天然材料，对环境污染小[6]。

2.发展现状及趋势

2.1景观生态学发展现状及趋势

景观生态学作为生态学和环境科学领域的一门新兴综合交叉学科,从其诞生到现在,已有60余年的时间。但是直到20世纪80年代，这门学科才逐渐获得了蓬勃发展。尽管景观生态学在学科特性和理论体系等方面还不够完善,一些争论尚存，但是其原理和方法已经应用到许多领域，尤其在环境科学研究与实践中发挥着重要作用。目前 ,景观生态学已经很好地融合到了生态科学中。考虑空间异质性 ,是否以及怎样将其纳入研究 ,需要有一个清晰的判断 ,这已经成为一条准则。虽然大家普遍认同景观结构定量化方法 ,但是景观的产生过程与其形成的格局之间的一般关系仍未十分清楚。然而 ,现在已经有大量的关于探索景观格局生态学响应的经验性研究的积累[7]。

总之 ,景观生态学已经走向成熟。正如Wiens所说 ,该学科是从它独特的方法中获得活力 ,即强调空间格局、格局与过程关系、尺度推绎、异质性、边界

和空间能流与物流[8]。中国景观生态学应深深扎根于中国这片沃土,建立符合中国国情的、有特色的景观生态学流派。中国景观生态学应以人工自然景观为主要研究对象, 以景观和区域尺度上的景观生态建设为研究重点,坚持景观生态学的开放性, 善于从相关学科吸取营养,特别是努力运用 RS，GIS和空间模拟模型的新方法和新技术,并加强景观生态学在环境、土地利用的变化与规划、城市化与区域可持续发展、气候变化及其效应、生态系统恢复与生物多样性保护、土地退化过程与治理、人与自然和谐发展等方面的应用。通过中国科学家的不懈努力, 社会大众的了解和决策者的支持,中国景观生态学将会实现跨越式发展,接近并赶超国际前沿水平为国际景观生态学的发展做出贡献[9]。

2.2河道护坡发展现状及趋势

人类在与江河长期斗争的实践中，探索出一些适应当地自然条件的河道护坡模式。传统的河道护坡主要有浆砌或干砌块石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土块体护坡等。这些护坡工程的造价均相对较高，且水下施工、维护工作难度较大。其最大的缺点在于。它仅仅从满足河道岸坡的稳定性和河道行洪排涝功能的角度出发进行设计施工，很少考虑对环境和生态的影响。但随着社会经济的发展和城市建设步伐的加快，人们对水环境要求越来越高，不断追求人与自然的和谐相处，生态护坡技术也就越来越受到人们的广泛关注，并且进行了一系列的较深入的研究与探索，并且日益受到重视[10]。

3.景观生态学在河道护坡中的应用及研究

3.1河道生态护坡类型

传统的刚性结构水工护坡应用比较广泛的有钢筋混凝土、沥青混凝土、浆砌块石、灌砌块石铺面、泥灰土等做成的防侵蚀护面，这些形式的护坡往往片面强调河道的防洪、引水、排涝、蓄水和航运功能。其最大的缺点在于它仅仅从满足河道岸坡的稳定性，适应河道行洪排涝功能而进行设计施工，很少考虑对生态环境及居住环境的影响。但随着社会经济的发展和城市建设步伐的加快，水环境的整治已经越来越受到人们的关注。充分利用生态资源，开发建设好城市堤岸景观带，对提高人民生活条件，营造城市新形象有着积极的作用。生态护坡是个完整的生态系统，护坡除结构外，它不仅包括植物，还应包括动物及微生物，系统内