绿化植物初始配置对边坡植被护坡性能影响效应的后续影响

　　摘要:由于我国地理、地质生态以及各种工程项目破坏，形成大面积裸露程度不同的边坡或者坡地，增加了水土流失、滑坡、泥石流等生态灾害，植物护坡技术的研究，能够有效实现防护和生态恢复的作用。本文采用文献综述法，在已有文献资料的研究基础上，对边坡防护过程中绿化植物的种类、数量、生活型构成等对护坡性能影响效益的后续影响(4-8年)进行了系统的研究。结果显示：(1)初始配置的绿化植物种类影响边坡植被护坡性能，在边坡条件、播种量及其他建植措施相同的条件下，一年生草本植物(黄荆、狗尾草)所在的草灌混合群落成坪时间(65d)明显短于其他多年生草本(p<0.05)，坪初期的群落盖度、地上生物量也高于多年生的木本群落 (p<0.05)且随坪龄逐年递减， 产流系数、侵蚀模数低于多年生的木本群落且随坪龄逐年增加，说明一年生的草本植物在建坪初期有较好的水土保持能力随后开始降低，而多年生的草本植物群落随着恢复年限的增加，却展现出较强护坡性能。(2)边坡植被的配置模式影响其护坡性能，同龄群落间，群落的丰富度呈现乔木型>灌木型>草-灌-乔混合型>草本型趋势(P<0.05)，同类配置中，乔木类取代种所在样地的丰富度最高，草本类取代种最低;建坪初期，不同观测区内的群落盖度、物种多样性水平均表现为草本型>草-灌-乔混合型>灌木型>乔木型，草本型配置径流系数和侵蚀模数均较低，表现出较好的水土保持性能;随着坪龄增加，草-灌-乔混合型配置径流系数和侵蚀模数较低，表现出较好的水土保持性能。(3)初始绿化植物的物种数量与植被护坡性能关系密切，初始绿化植物越多随着恢复年限的增加，植物群落物种组成逐渐丰富，土壤保持能力，蓄水能力也越强，护坡性能也逐渐加强;(4)边坡植被的水土保持性能与其群落特征密切相关：群落盖度或多样性水平越高，则径流系数、侵蚀模数越小，土壤保持能力、蓄水能力也越强，护坡性能越强。可见在生态护坡过程中科学合理的绿化植物的初始配置对改善边坡植被的护坡性能至关重要。KIX知览论文网

　　关键词:绿化植物;初始配置;边坡植被;护坡性能;后续影响KIX知览论文网

　　第一章 文献综述KIX知览论文网

　　1.1 本论文的研究背景、目的及意义KIX知览论文网

　　1.1.1 研究背景KIX知览论文网

　　在现代经济大力发展的同时，造成了许多环境问题，道路、铁路、水利等工程的工程建设给自然环境和生态系统带来不同程度的负面影响。质地的变化、大气、水体污染、噪音污染等。如公路和铁路在线路的选择和施工过程中，不可避免地破坏沿线的生态环境和植被，留下大量裸露的斜坡，或高陡、少土、少切坡、或贫瘠干旱的路堤边坡或路堤。回填土平台。有的是土质边坡，有的是岩质边坡，有的是陡坡。这些裸露的坡度，如果不及时处理，不仅受到道路通行能力的损害，而且容易被雨水侵蚀，导致土壤侵蚀，甚至滑坡或滑坡，这对交通是危险的。这种工程边坡仅靠自然力量来恢复生态平衡需要很长时间，传统的工程保护措施过于昂贵，对公路景观造成破坏，将不利于自然生态环境，这时候就需要以植物为主的生态护坡。KIX知览论文网

　　植物是边坡生态防护的主体，植物数量、植物种间的搭配及不同类型植物的立地适宜条件等将直接关系到生态恢复的速度与改善能力,因此用于边坡防护植物的研究是边坡生态防护研究的一个重要方面。KIX知览论文网

　　不同的绿化植物物种数量，物种种类，生活型构成对边坡植被产生的护坡效益就不相同，时期不同，不同配置之间的效益也不同，这时候就需要找到合适的初始配置，才能产生较好的护坡效益。KIX知览论文网

　　1.1.2研究的目的及意义KIX知览论文网

　　本文研究的目的在于通过调查、研究及分析,从绿化植物的物种数量，物种种类，生活型构成对植物防护下的边坡植被的护坡性能在4-8年间不同年限的影响，持续的跟踪分析,从而验证植物防护的作用从边坡植物防护和绿化角度,开发一系列适用于边坡生态恢复的绿化植物的初始配置，研究出针对性强、操作简便、经济而适用的边坡植被建植技术。分析绿化植物的初始配置-物种多样性-护坡性能间耦合关系，阐明绿化植物初始配置成对边坡植被水土保持性能的影响机制，为生态防护提供理论指导，对提高我国边坡的防护技术水平、维持路域生态系统的平衡有着重要意义。KIX知览论文网

　　1.2国内外的研究状况及存在问题KIX知览论文网

　　1.2.1国内的研究概况KIX知览论文网

　　在现代,我国植被护坡技术的研究起步较晚,上世纪50年代开始对边坡生态恢复技术进行了研究，我国高速公路建设20世纪90年代后迅速发展,1996年云南昆曲高速公路开始运用生态护坡进行绿化[1],从此公路植被恢复揭开了新的篇章。与传统形式的护坡相比，生态护坡不仅稳定了坡度，还保持了水土，同时也节约了成本，但与绿化工程建设相比，相关研究滞后于一些发达国家。KIX知览论文网

　　我国正在慢慢发展植物的选择和配置。我们对护坡植物的选择进行了系统的研究，通过研究草种的比例和播种率，我们已经开始对一些护坡植物进行初步的调查。如在宁夏古王高速公路边坡生物防护中沙打旺(Astragalus adsurgensPall.)、紫花苜蓿(Medicago sativaL.)具有较强的抗逆性,适合于干旱地区护坡[2];李西筛选出两种抗性强的岩生植物金发草和丛毛羊胡子草[3];在植物选择的方法上,提出运用层次分析法以植物的抗逆性、护坡效果、抗冲刷能力[4]等作为评价指标,构建评价体系进行筛选,为植物材料的选择提供了科学的方法。在植物配置上,遵循生物多样性原理[5]。KIX知览论文网

　　对于公路坡面恢复植物植被后期养护与管理的研究较少,张玉珍提出了运用生物多样性的原理,在植被恢复后一年,通过增加群落中植物种类、提高群落中木本植物比例,以改善植物群落功能[6]。为公路边坡恢复植被后期养护提供了科学方法。KIX知览论文网

　　关于边坡植被恢复后的群落研究较少,杨喜田等对黄土地区高速公路边坡植物侵入状况做了初步探讨,发现边坡侵入植物受坡度、坡向、坡长、坡面局部稳定性、土壤硬度及其自身生物学特性的影响,坡度陡、坡长大、阳坡、坡面不稳定、土壤硬度较大的边坡植物入侵慢[7]。KIX知览论文网

　　对道路生态方面进行了大量研究，在影响动植物，人类，自然保护区，道路周围植被的道路生态环境中存在植被破坏和土壤铅污染等问题它也影响恢复的稳定性和连续性。近年来，道路地区生态环境保护措施研究不断深入。陈跃提出了公路建设与生态环境可持续发展的问题和对策。他指出，公路建设必须坚持“环保优先”的理念，实现道路建设和生态环境的可持续协调发展。KIX知览论文网

　　近些年我国公路边坡恢复技术有了良好的进步，它不仅能起到良好的边坡防护作用，而且还能改善工程环境。体现自然环境之美的斜坡生态修复新技术与传统的边坡工程防护措施相结合，形成了植物保护系统坡型生态修复技术的主要功能和应用条件各不相同。针对某些绿化问题，如寒冷雪覆盖地区，岩质边坡和特殊土壤条件下的种植技术，已开始研究;草地，乔木，灌木等植物的合理配置，合理安排生态群落，生态保护，坡度等。支护结构与其他类型的关系也进行了一些有益的探索。KIX知览论文网

　　1.2.2 国外的研究概况KIX知览论文网

　　欧洲发达国家早些时候开始在公路，铁路和水利工程中发展得更快。这些国家在建设中特别重视环境设计。他们不仅充分考虑了平面，垂直和剖面的组合，还考虑了它们如何与自然环境、景观结合、协调。KIX知览论文网

　　自20世纪20年代以来，美国等发达国家意识到生态平衡在道路建设中的重要性，并开始在道路边坡进行植被恢复工作。早在1943年和1944年,Moorish，R.H.和Harrison，C.M就进行了公路两侧种植草皮的试验,通过不同播种时间、不同草种及草种组合的小区试验来探讨建立草皮的方法[8].在20世纪50年代初期，随着高速公路建设期的延长，美国制定了一项反应法，要求在新的道路上恢复生态。KIX知览论文网

　　2003年Kendra研究了不同的一年生草本植物与其它多年生草本植物配置后对密度、盖度、生物量以及水土流失的影响,并比较筛选出较佳的边坡植物种类和配置形式[9]随着公路植被恢复的发展,野生乡土植物应用研究也得到了广泛的重视,1991年,Hansen，等人提出了运用乡土植物对公路边坡进行植被恢复[10];2000年认厄对植被恢复中乡土植物种子供求之间的矛盾及解决办法进行了研究[11],促进了乡土植物在边坡植被恢复中的充分利用。KIX知览论文网

　　植物护坡的实践历史悠久。早期植物护坡主要用于治理河岸和荒山。近年来，植物护坡在道路防护和绿化工程中得到了广泛的应用。斜坡生态防护技术的快速发展在20世纪30年代。生物护岸首先引入中欧，并在欧洲迅速发展并盛行。它主导了世界植被护坡的研究和应用。自60世纪60年代以来，植被护坡技术在世界上大多数国家得到广泛应用。1926年，借鉴中欧的经验，北美开始利用植被进行坡面防护，重点是防治与侵蚀有关的道路建设和农林业。在英国，始于20世纪40年代后期，主要致力于陆地景观的稳定性，堤岸的稳定性和交通边坡的稳定。欧洲和美国的植被护坡技术主要应用于保护公路的斜坡以及河岸和其他植被，以防止边坡遭受雨水侵蚀。KIX知览论文网

　　20世纪50年代末，草皮的工业化生产开始出现并迅速发展。在草坪生产中，强调和研究了草种和混种草的混合。然而，由于土壤养分的逐渐耗竭和草坪草种的退化，单一草坪植被往往容易出现局部斑片状脱发。严重时甚至会造成大面积草地成为裸地，给后续的裸地二次绿化造成更大的困难。山寺喜成[5]研究表明单一的草本植物群落,存在着很多弊端,诸如容易引起品种退化、防灾机能差、与周围景观不协调。20世纪70年代以后，日本在工程中增加了生态学的应用，以生态原理作为植被坡度管理的理论指导，在草本的基础上引进木本植物，结合草木结合创造出立体化绿化空间在实践过程中，发现草与花的结合具有良好的景观效果，逐渐开始在护坡上采用。KIX知览论文网

　　1.2.3存在问题KIX知览论文网

　　近年来，借助生态工程技术，以工程建设地段的乡土植物为基础，以灌木为主体，乔木或草本为辅佐恢复边坡植被的生态护坡技术已成为控制侵蚀和稳定边坡的重要措施[11-12]。但迄今，相关研究多局限典型植被配置模式下护坡效益的比较[13-15]。 包括植物种类的选择，配置，种植密度，以及野生本土护坡植物的开发利用等。虽然中国已经进行了大量的相关研究，但中国幅员辽阔，地质地貌地貌多样，植物选择的复杂性和配置。现有的研究远远不能满足实际项目的需求。在许多地区恢复高速公路的斜坡仍然是一个尚未解决的问题。KIX知览论文网

　　在边坡植被的群落结构、多样性水平及其生态性能等方面尚缺乏系统研究,并且缺乏对边坡绿化植物的初始配置对护坡性能影响的持续有效跟踪。事实上，植物群落多样性水平是生态系统稳定性和抗干扰能力的重要指标，而初始绿化植物的种类、数量及其生活型构成则可直接影响边坡植被的群落结构 、演替行为和多样性水平，进而影响其生态性能[16-18]。KIX知览论文网

　　(全文略)KIX知览论文网

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