水土保持生态边坡修复新技术研究

水土保持生态边坡修复新技术研究

摘要：土壤生物工程是一项建立在可靠的土壤工程基础上的生物工程，即采用存活植物及其他辅助材料来构筑各类边坡（山地斜坡、江河湖库堤岸、海岸坡岸等）结构，实现稳定边坡，减少水土流失和改善栖息地生态环境等功能的集成工程技术。利用植物稳定边坡的方法己成为边坡稳定、侵蚀控制和生态修复的重要工程手段。

关键词：土壤生物工程；边坡；生态修复；应用

1.水土保持生态修复的概念

水土保持生态修复有广义和狭义之分。广义水土保持生态修复是指,在特定的土壤侵蚀地区,通过解除生态系统所承受的超负荷压力,根据生态学原理,依靠生态系统本身的自组织和自调控能力的单独作用,或依靠生态系统本身的自组织和自调控能力与人工调控能力的复合作用,使部分或完全受损的生态系统恢复到相对健康的状态;狭义水土保持生态修复是指,在特定的土壤侵蚀地区,通过解除生态系统所承受的超负荷压力,根据生态学原理,依靠生态系统本身的自组织和自调控能力的单独作用,或辅以人工调控能力的作用,使部分受损的生态系统恢复到相对健康的状态。广义水土保持生态修复和狭义水土保持生态修复的区别在于前者不强调恢复作用力的主次,并且恢复的生态系统既可以是部分受损的,也可以是完全受损的;而后者则强调必须以生态系统本身的自组织和自调控能力为主,以人工调控能力为辅,恢复的生态系统只能是部分受损的。目前,通常所说的水土保持生态修复指的是狭义的概念。

2. 生态修复的目标和效果期望

2.1 生态修复目标

通过对开挖回填边坡进行坡面整理、植被恢复来达到水土保持、改善生态环境、减少和防止滑坡和泥石流等地质灾害的发生。最终修复山体，消除隐患，美化环境，恢复生态，保持水土，实现资源利用、环境保护、景观效果的统一。①远期目标：营造较强固土护坡效果和较好景观效果的以灌木为主体，草和地被植物大面积覆盖、小乔木局部点缀且能自然协调生长和演替的坡面植物群落。②中期目标：营造有较强固土护坡效果和较好景观效果的以灌木为主体、草和地被植物为辅、适当点缀花卉且基本上能达到免养护或简单养护状态的植物群落。③近期目标：完成生态系统安全环境建设，营造能在坡面存活并有一定护坡复绿效果的草灌结合且物种合理搭配的先锋植物群落。

2.2生态修复效果期望

以最科学、安全、经济、有效的生态治理办法，使边坡在最短时间里实现生态恢复，并采用恰当的养护措施，保护目标植物和目标群落，使其逐步向自然群落过度，最终形成一个可自我更新、循环并进展演替的稳定高效的生物群落，成为生态环境系统的良好一环。

3. 边坡生态修复的新技术

3.1 土壤生物修复技术的概念

土壤生物修复技术是采用存活植物及其他辅助材料来构筑各类边坡（山地斜坡、江河湖库堤岸、海岸坡岸等）结构，实现稳定边坡，减少水土流失和改善栖息地生境等功能的集成工程技术。

3.2 土壤生物修复技术原理

土壤生物修复技术的原理与其他修复技术不同，土壤生物修复技术采用有生

命力植物的根、茎（枝）或整体作为结构的主体元素，把它们按一定的方式、方向和排列插扦、种植或掩埋在边坡的不同位置；在植物群落生长和建群过程中加固和稳定边坡，控制水土流失和实现生态修复。众多研究表明：植物能降低土壤空隙的压力，吸收土壤水分；同时植物根系能提高土壤的剪切力，增强土体的黏附力，从而使土壤结构趋于坚固和稳定。边坡植物可以截留降雨，延滞径流，调节土壤湿度，减少风力对土壤表面的影响；还可以通过拦截、蒸发蒸腾和存储等方式来促进土壤水循环，促进土壤发育和表层活土的形成，调节近地面温度和湿度以促进植物生长，提供并改善多种生境，恢复边坡的生态功能和生物多样性。

3.3土壤生物修复的基本技术

土壤生物修复技术要求使用大量的可以迅速生长新根的木本植物，最常用的木本灌木和乔木是：柳、杨类、山茱萸类、或其他当地物种。除了要求迅速生根之外，用于河道坡岸的植物，特别是在水位线附近的植物还必须有良好的耐水性能。土壤生物工程的种植技术比较简单，主要有3种形式：（1）单枝扦插：直接扦插能够成活并生长根系的乔灌木枝干（如柳枝条等）。其工程特点为工作量小，成本低，有广泛的适应性，经常与柴笼和灌丛垫联合使用。（2）捆栽：也叫柴笼，将枝条捆扎成一束，通常按等高线水平浅埋入岸坡高水位以上的位置。其工程特点为施工简单，造型容易，多用于坡度较缓的边坡水土流失控制。柴笼生长成型后具有很好的景观效果。（3）层栽：也称灌丛垫，植物枝条的结构是交互成层或成排形状，枝条组成篱笆状，既可按水平或垂直方向布置，也可按不同的角度插栽。通常与其他结构例如土工布、石笼、堆石等联合使用，其施工技术较为复杂。生长成型后，具有较强的抗侵蚀、抗冲蚀和稳固岸坡的功能，而且景观效果很好。上述3种基本的种植技术和方法，从点、线、面结合起来，可以构筑各种不同类型的边坡、不同形状的坡面和不同景观效果的生态坡岸。

4. 土壤生物修复技术的应用

土壤生物修复技术可以在我国发达地区使用，更应当在贫困地区推广。由于土壤生物修复技术方法简单，造价便宜，效果明显，可以大规模在我国西部、东北、西南和中原等落后地区的土壤侵蚀，水资源管理和水土保持上广泛应用。应用土壤生物修复技术和当地的植物资源对这些地区的各类边坡（山地斜坡、江河湖库堤岸等）实现稳定加固、水土流失控制和生态修复，可在很大程度上改善这些地区的生态环境。例如西部地区有适生性较好的沙柳、柠条、沙棘等灌木，其根深枝繁叶茂，较耐干旱，且抗风护沙能力最强，在其丛下构成优良的小生态环境与土壤条件，从而形成荒漠与草原中独特的灌丛“小生境”，具有很强的复壮更新能力。我国不少湖泊水库汇水流域水土流失严重，采样土壤生物工程方法在水土流失严重的冲刷水沟、塌陷和侵蚀坡面构筑以活体植物为主体的边坡，可以有效地控制水土流失，恢复边坡的生态环境。

结论

土壤生物修复技术的作用与效果，已经越来越为人们所认识。其要求运用生态学的原理，对实际的植物和土壤系统作出周密的考察和设计，利用植物对土壤结构的强化，对表层土壤颗粒运动的限制，以及对边坡生态系统的改善等作用，不仅能够稳定边坡和控制水土流失，还能确保边坡植被水平和垂直结构合理，生态系统演替有序和景观优美。同传统的工程技术相比，土壤生物修复的技术、生态、经济和美学优势是显而易见的。当然，土壤生物修复技术不能完全替代传统的工程技术，在工程实际中通常是两者联合使用、相互完善。

参考文献: