论边坡的生态恢复

对裸露边坡采用植被防护的方式日益引起全球重视,但边坡植被恢复是一项比较复杂的工程,本文阐述了边坡植被的功能,生态恢复的原理,植物品种的筛选,边坡生态恢复的方法及应用,边坡生态恢复的发展方向。     

生境因子对岩质边坡生态恢复过程中植被多样性的影响

通过对舟山市已生态恢复的岩质边坡进行植物群落调查,记录了36个不同生境条件下边坡样地中的植物种及生境因子,计算了4个植物物种多样性指数,利用广义线性混合模型分析了生境因子与边坡植被多样性交化的关系,以揭示生境因子对岩质边坡生态恢复植被的影响.结果表明:从1 a到7 a的岩质边坡生态恢复过程中,坡位对边坡植被多样性的影响最显著(P＜0.05),不同坡位的Shannon-Wiener指数、Margalef指数、物种丰富度差异明显,其变化呈现一致的趋势为下坡＞中坡＞上坡;坡向与Margalef指数显著相关(P＜0.05),从阳坡、半阳坡、半阴坡到阴坡,植被多样性呈总体上升趋势;随着边坡恢复年限的延长,边坡植被多样性逐渐增加,但没有表现出统计学意义上的差异(P＞0.05);坡度、海拔、土壤厚度对边坡植被多样性的变化无明显影响(P＞0.05);Pielou均匀度指数与各个生境因子均无显著关系,在边坡植被恢复过程中基本保持稳定的状态.因此,坡位、坡向是影响岩质边坡生态恢复过程中植被多样性最重要的因子;Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数是岩质边坡生态恢复过程中植物群落变化的主要指示因子.     

岩质公路边坡生态恢复土壤特性与植物多样性

以深圳市盐田港高速公路岩质边坡上历经10a的植被恢复边坡为研究对象,在厚层基材喷附、客土喷附、自然复绿3种边坡生态恢复方式下,重点分析和研究了土壤理化性质与酶活性、植物多样性、土壤特性与植物多样性之间的相关性。结果表明:3种生态恢复方式下,1)土壤含水量、养分与酶活性均呈现出厚层基材喷附边坡>客土喷附边坡>自然复绿边坡的分布差异;2)3种生态恢复方式的植物群落指数均偏低,群落演替仍处于灌草植物群落阶段;3)土壤特性同植物多样性之间存在明显的相关关系,即土壤速效氮与均匀度指数存极显著的正相关,与木本层多样性指数存显著的正相关;土壤全磷与均匀度指数存显著的负相关;土壤有效磷与丰富度指数、多样性指数及均匀度指数都存极显著的负相关;土壤全钾与丰富度指数存极显著的负相关,与草本层多样性指数存显著的负相关;土壤速效钾与均匀度指数存极显著的负相关;土壤蔗糖酶活性与草本均匀度指数存显著的负相关。该调查研究有助于对岩质边坡这类特殊生境下植被恢复基础生态资料的积累,其结果可为边坡生态恢复工程技术方法的开发、设计、施工,调控植被演替速度和预期植被恢复绩效等提供依据。     

泌桐高速公路生态护坡不同草灌混播10a后的植被群落特征

稳定的边坡群落是公路边坡生态防护的目标,为探究高速公路生态护坡工程10 a演替后群落特征,该研究以泌桐高速公路为依托,布设自然恢复、单一狗牙根播种和5个不同播种密度的草灌混播生态防护措施,分析不同恢复方式对边坡群落组成、生活型和物种多样性的影响。结果表明:(1)调查样方内共有52种植物,分属于17科49属。禾本科、菊科和豆科植物共26属29种,占种总数的55.77%,表明这三大科植物在边坡群落演替过程中起着重要作用。(2) 10 a演替后不同恢复方式下群落中多年生植物比例高于一年生草本植物。(3)在草灌混播样地中,群落物种多样性指数随着播种密度的增加呈先增加后降低的单峰变化趋势,在播种密度为每平方米500株时达到最大。(4)草灌混播的生态恢复效果优于纯草本种植和自然恢复方式。(5)播种密度对草灌混播群落类型,地上生物量和物种多样性指数没有显著影响。从植物的生长效果及成本方面考虑,初播密度每平方米为500~600株的草灌混播可构建较为稳定的边坡植物群落,实现最佳的边坡恢复效果,可应用于类似区域边坡生态恢复工程。     

表土在彭湖高速公路低缓边坡生态恢复中的应用

选取江西省彭泽至湖口高速公路沿线5个典型低缓边坡试验点,利用表土生态恢复,采用样线法调查1年后的试验边坡植物的生长情况。结果表明:在彭湖高速公路低缓边坡利用表土资源进行边坡生态恢复是可行的,各种利用表土的试验设计均取得了较好的恢复效果,其中,边坡覆盖7～10cm中层厚度表土后采取人工撒播恢复方式,边坡植物群落的Simpson多样性指数(平均0.80)及Pielou均匀度指数(平均0.84)相对较高,恢复效果较好;同时,此试验条件下生物量的积累值(平均446g.m-2)和木本植被的群落重要值(平均14.5)都显著高于其他恢复方式,这有利于群落结构的稳定和延续。     

深圳市高速公路边坡和采石场植被恢复技术

因此 ,基于高速公路边坡和采石场没有植被生长的基本条件 ,治理难度大 ,迫切需要进一步开展采石场近自然 (接近自然植物群落 )生态修复技术的试验研究。本文系统分析总结了近年来深圳市在高速公路边坡、采石场植被恢复过程中 ,所采用的种子喷射、植物袋、植物砌块等主要技术及其存在的问题 ,为进一步开展高速公路边坡、采石场近自然生态修复技术的开发研究提供参考     

高速公路弃土场堆积边坡的生态防护试验

高速公路弃土场边坡的生态恢复与水土保持是公路建设环境保护的重要内容.在京珠高速公路粤境南段3号弃土场开展试验,探讨弃土场堆积边坡的生态防护技术及其应用效果.结果表明:弃土场采用香根草(Vetiveria zizaniodes)生态护坡技术,香根草在无养护措施的情况下能够快速生长形成密集草带,并具先锋植物的优势,1年后坡面植被覆盖率达100%,乡土植物种类增加到16种以上;而对照坡面植被自然恢复缓慢,仅生长少量本地杂草,植被覆盖率只有15%.香根草护坡效果显著,坡面土壤流失量比对照小区减少95.41%,边坡稳定,在一定程度上可代替浆砌片石骨架植草护坡措施.因此,高速公路弃土场边坡可大力推广应用香根草生态护坡技术.     

矿区不同类型生态护坡工程植物多样性对环境因子的响应

以太原市西山矿区岩质边坡、土质边坡、岩土混合边坡3种类型生态护坡工程为对象,采用典范对应分析(CCA)排序研究不同类型边坡环境因子与物种分布的关系,并分析土壤和地形等环境因子对植物多样性的影响.结果表明:岩土混合边坡植被组成较为丰富(8科17属19种),以菊科、禾本科、豆科、葡萄科、唇形科、苦木科为主;物种丰富度指数、...     

GIS支持下的中国西部公路建设生态影响区划

根据公路的线形景观结构及其对生态系统影响特征,构建了公路建设对生物多样性潜在影响指数(B),以及反映区域生态系统对公路建设扰动的抵抗能力和生态恢复难易程度的生态脆弱性指数(EV),运用GIS技术,以25km×25km的像元分别计算该两个指数的数值。以计算结果为依据,结合公路建设中造成的边坡侵蚀类型,完成了中国西部公路建设生态影响区划。该区划包括3个公路边坡侵蚀影响大区,10个生物多样性潜在影响区和32个生态易损性小区。西部公路建设生态影响区划的研究结果表明,西部地区今后公路建设中生态保护的重点内容具有明显区域差异,因而不同区域应采取的保护措施也应不尽相同。     

边坡植被重建效果评价：研究进展与展望

边坡植被重建是开展生态修复的重要工作,对边坡植被重建效果进行评价具有重要意义。本文从评价指标体系构建、评价指标数据获取和相关标准规范等方面总结边坡植被重建效果评价的研究进展;重点对防护性能、土壤状况、植被状况、景观效果、综合效益五个方面的评价指标进行了梳理,将边坡植被调查方式总结为人工实地调查、卫星遥感解译、无人机航拍三个发展阶段。针对目前边坡植被重建效果评价中存在的缺少定量评价数据、缺少信息技术支撑、缺少持续追踪监测、缺少工程实践互馈等问题,提出未来相关工作与研究应朝着数据定量化、技术现代化、监测长效化、工程应用化的方向发展。     

遂渝铁路边坡草本植物多样性季节动态和空间分布特征

以遂渝铁路边坡植物群落为研究对象,自然边坡为对照,分别于2008年9月、12月、2009年3月和6月对其进行植物调查。采用Margalef指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数等指标评价不同季节、坡位和植被类型条件下草本植物多样性的变化。结果表明：在时间尺度上,铁路边坡坡中物种丰富度呈现明显的季节性差异(P<0.05),以秋季最大为2376;铁路边坡各坡位草本植物多样性和均匀度指数也呈现显著季节性变化(P<0.05),且变化规律一致：春季>夏季>冬季>秋季;与铁路边坡不同,自然边坡草本植物丰富度、多样性和均匀度指数变化趋势不明显(P>0.05)。在空间分布上,坡位对铁路边坡物种丰富度影响显著(P<0.05),其中,夏季坡上植物丰富度最大为2.164,春季、秋季和冬季丰富度最大值均在坡中最大,分别为2.261、2.376和1.983;坡位仅对自然边坡秋季物种丰富度和均匀度影响显著(P<0.05),其中,物种丰富度表现为坡上>坡下>坡中,而均匀度为坡中>坡上>坡下。不同植被类型的物种丰富度、多样性和均匀度也有较大差异,自然边坡物种多样性明显大于铁路边坡,总体上自然边坡植被恢复优于铁路边坡。因此,加强对植被恢复的管理是铁路边坡生态恢复的重要环节。     

乡土植物生活型构成对川渝地区边坡植被水土保持效益的影响

乡土植物灌木化建植是高速公路边坡防护的重要生态模式。为了探讨生态恢复过程中乡土植物的生活型构成对边坡植被水土保持效益的影响,揭示乡土植物生活型-物种多样性-生态系统功能间的偶合关系,借助3个物种配置试验,于2009年4月构建了以草本、灌木或乔木为主体的草本型、灌木型、乔木型绿化配置及草-灌-乔混合型试验区。自建植次年(2010年)起,对试验区进行持续5a生态监测。结果表明:1)边坡植被的物种丰富度与乡土植物的生活型有关,呈现乔木型灌木型草-灌-乔混合型草本型趋势;2)植被的物种多样性(Shannon-Wiener指数、Pielou指数)与乡土植物生活型构成及建植年限有关:建植后第1、第2年,多样性水平呈草本型草-灌-乔混合型灌木型乔木型变化趋势;自建植后第三起(2012—2014年),呈草-灌-乔混合型草本型灌木型乔木型波动;3)植被的水土保持性能(径流系数、侵蚀模数)与群落的物种多样性密切相关:多样性水平越高,水土保持性能越强。可见,乡土植物的生活型构成对提高边坡植被的物种多样性、改善生态性能至关重要。     

道路边坡绿化防护工程中的生态学原理

随着我国公路和铁路建设的快速发展,公路护坡及山体边坡的绿化工程也日益受到人们的重视并付诸实施。然而,出于急功近利的目的,一些工程并没有按照科学的规律开展工作,结果导致了最终的失败。本文从生态学的观点出发,提出在路坡边坡绿化工程中应遵循的一些生态学原理,如适应性原理、生物多样性原理、生态位原理、生物共生原理、限制因子原理和力能学原理,试图为有关从业人员提供有益的帮助。     

型框喷播技术与植生喷播技术优势对比研究

通过对比分析研究了二种不同生态护坡工法对边坡绿化效果的影响, 得出应用型框喷播技术进行坡面绿化有更好的景观效果。二组试验坡面分别采用植生喷播技术(Hydromulching System)和型框喷播技术(Soil Create System)进行了绿化, 对2005 年、2009 年和2014 年的植物总盖度、生物量、物种密度、pH 值、基材厚度等观测数据进行分析。结果表明, 从1999年开始试验, 应用此两种生态治理工法的四个坡面经过十五年的自然演变, 均保持良好的植被覆盖率, 最低为80.6%; 型框喷 播比植生喷播技术更具优势, 坡面基材流失较少, 植被覆盖率较高, 是一种更能长期保持边坡美化效果的治理方法, 由此总结出利用工程措施防止基材流失是维持客土喷播边坡长期性绿化效果的关键因子。     

粤北南岭典型矿山生态修复工程技术模式与效益预评估——基于广东省山水林田湖草生态保护修复试点框架

广东粤北南岭山区地处国家生态安全格局“两屏三带”中的南方丘陵山地带的核心区,由于历史上有色金属矿产无序开采、选矿和冶炼等活动,导致区域生态环境问题突出,并造成下游区域土壤、水、农作物污染。修复历史遗留矿山、做好源头控制是解决区域生态环境问题的关键所在。以典型矿山废弃地单元（废土堆）为例,提出其生态修复工程技术模式与关键技术,开展修复效益预评估方法和实践研究。研究结果表明：粤北南岭山区矿区生态环境问题主要包括矿山植被破坏和水土流失问题突出、地质灾害风险隐患较大、矿山周边水土污染严重几个方面;矿山生态修复应以防控安全隐患为基础,以恢复生态功能为主要目标,同时治理矿山水土污染。构建了遵循山水林田湖草系统共治的“依山就势”重塑地形、“因势利导”疏导水流、“柔性防护”稳定边坡的粤北南岭废土堆立体生态修复模式,提出了相应的场地平整、清污分流、土壤改良、边坡生态袋植生、立体植被配置等生态恢复关键技术;建立了包括涵养水源、保持水土、净化环境及净化水质4个方面的生态效益评估模型,废土堆修复后生态效益预计可达到66754.25元/a。研究结果可为粤北南岭山区及类似区域山水林田湖草系统共治提供技术支撑。     

基于AHP法黑龙江多宝山铜业矿山排土场植物筛选

以黑龙江多宝山铜业矿山排土场边坡植被恢复和景观重建的植被筛选为目的,在对矿区本底植物调查、黑龙江省栽培植物调查的基础上,运用层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)构建生态适应性、生态防护性、绿化效果、经济性4个方面10个具体指标的筛选评价体系,对74种植物进行权重排序,最终筛选出适用于多宝山铜业矿山排土场植被修复的乔木、灌木、草本共计20种,为矿山排土场生态环境的改善和景观重建提供了植物选择,也为我国寒区其他矿山排土场生态修复植物的选择提供一些实践借鉴。     

漫溢干扰过程中微地形对幼苗定居的影响

通过对比漫溢干扰后边坡、坡中和坡底幼苗的物种组成、密度、幼苗周边的环境条件及土壤种子库的差异来分析漫溢干扰过程中,微地形对幼苗定居的影响.结果表明:(1)微地形对幼苗物种组成和生物多样性指数的影响很大.漫溢干扰后,位于边坡、坡中和坡底幼苗的Simpson多样性指数和Mcintosh均匀度指数在0.01的水平上差异极显著,Margalef丰富度指数在0.05的水平上差异显著.(2)微地形对土壤盐分含量影响很大.方差分析的结果表明,除HCO3-和K+外,边坡、坡中和坡底的pH值、C023-、SO24-、Ca2+和Mg2+各指标在0.01的水平上差异极显著;全盐、总盐、Cl-和Na+各指标均在0.05的水平上差异显著.(3)微地形通过改变幼苗定居的环境条件,进而影响幼苗库的物种组成、密度和生物多样性指数.微地形中,幼苗库的各种生态指标均小于对应的土壤种子库的生态指标,从坡底到坡中到边坡,除单位面积上的植被密度外,土壤种子库和幼苗库的各项生态指标的变化趋势均不同.     

模拟边坡条件下常见护坡植物苗期根系构型特征

植物根系对提高边坡稳定性具有重要作用。采用喷播的方式在侵蚀槽中制备模拟石质边坡,植物生长6个月后采用全根挖掘和Win-RHIZO根系分析仪扫描相结合的方法,研究了模拟边坡条件下11种常见护坡植物苗期的根系构型特征。结果表明：紫花苜蓿根系生物量最大,柠条根系生物量最小,二者主根发达,仅分布在下坡方向。沙打旺、胡枝子、紫穗槐和欧李根系生物量、总根数、总基根数、总根长、总根表面积、总根体积均较大,在上坡方向和下坡方向分布均匀,拓扑指数介于0.53—0.61之间,为叉状分枝结构,根系固土护坡能力较强,可作为边坡生态修复工程的优选植物。根系生物量与根系表面积、根体积呈现显著的线性正相关关系(R²分别为0.68和0.80),拓扑指数与根系长度、根系表面积、总根数、总基根数呈现显著的指数负相关关系(R²分别为0.82、0.68、0.87、0.86),可为植物根系构型研究提供科学依据及理论支撑。     

岷江干旱河谷土石混合边坡不同种植处理下乡土植被的生态效益

岷江干旱河谷生态环境脆弱,植被恢复困难,大规模的公路建设极易对当地生态环境造成破坏。筛选适宜的植被恢复措施对干旱地区道路边坡的乡土植被恢复重建和生态功能提升尤为重要。以岷江干旱河谷极端退化的土石混合的道路边坡为案例,选取乡土灌木和草本植物构建植物群落,进行裸地播种、播种后覆盖纤维毯和添加腐殖土后播种并地表覆盖纤维毯3种不同的种植处理,揭示了不同处理下群落结构、土壤改良以及水土保持效益的差异。发现,乡土灌草群落是干旱河谷适宜的道路边坡植被恢复模式,种植后第3年群落特征趋近于岷江干旱河谷区自然生态系统的多年生灌草植被。纤维毯覆盖+覆土处理在促进植物生长和群落构建,水土流失防治上效果最好,群落总盖度为74%,群落总生物量为506.35 g/m²;生长季内,与自然恢复相比小区径流量减少了87.8%,泥沙流失量降低了92.1%。土壤改良效应在3种处理之间差异不明显,但是与自然恢复样地相比,各处理均提升了边坡0—20 cm土层土壤养分。不同种植处理下植物群落结构差异是影响干旱河谷土石混合的道路边坡水土流失的关键因子。     

绿化植物的生活型对边坡植被物种多样性及护坡性能的影响

为了探讨绿化植物生活型构成对边坡植被物种多样性及护坡性能的影响, 揭示生活型构成-群落特征-物种多样性-生态系统功能间的内在联系, 借助三物种组装实验, 分别构建以草本、灌木或乔木为主体的草本型(HHX_i)、灌木型(SSX_i)、乔木型(AAX_i)或草-灌-乔混合型(HSA)配置模式的实验小区, 对实验区内边坡植被的群落特征、护坡性能进行持续4年的生态监测。结果表明: (1)边坡植被的物种丰富度与绿化植物生活型构成有关, AAX_i的物种丰富度总体高于其他模式, 呈AAX_i > SSX_i > HSA > HHX_i趋势。(2)不同配置模式边坡植被的群落盖度不一样, 年际间差异显著: 建坪初期(2010-2011年), HHX_i的群落盖度远高于其他模式, HSA次之, AAX_i最低; 2012-2013年间, HSA的群落盖度最高, HHX_i次之, AAX_i最低。(3)边坡植被的Shannon-Wiener指数、Pielou指数与绿化植物生活型构成有关, 其变化规律与群落盖度类似: 建坪初期, HHX_i的多样性水平远高于其他模式, 呈HHX_i > HSA > SSX_i > AAX_i趋势; 之后, 呈HSA > HHX_i > SSX_i > AAX_i趋势。(4)边坡植被的护坡性能与群落内的物种多样性密切相关: 多样性水平越高, 护坡性能越强。可见, 在生态护坡过程中, 绿化植物生活型构成对提高边坡植被物种多样性、改善护坡性能至关重要。