1、1公路下边坡生态修复技术比较研究摘 要：本文对 109 国道门头沟段的公路下边坡几种生态修复技术进行了实地调查，基于相同的施工难度和工程成本，比较了其生态修复效果。结果表明：灌浆修复技术效果最好，得分值是其他修复方式两倍左右，其次是保育块技术，这两种方式是适合北京地区无土碎石边坡生态修复的首选技术措施。 关键词：公路边坡；生态修复；比较研究 中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号： 1.调查对象 本文所调查的对象是 109 国道门头沟段的公路下边坡，所谓公路下边坡是指在修建公路过程中，因大规模土石压占所造成的植被破坏地段。调查对象的修复时间是 2006 年 5 -7 月，本次调查时间是
2、 2008 年 6 月。共调查了黄土台、安家庄、斋堂、百花山等地，共采用：1）灌浆修复技术；2）网格修复技术；3）植生袋堆砌修复技术；4）鱼鳞坑客土修复技术；5）梯田客土修复技术；6）保育块技术等 6 种生态修复技术。 2.评价指标体系 作为评价的指标体系，是基于相同的施工难度和工程成本，来比较生态修复的效果。因此评价指标体系主要包含工程成本、施工难度、修2复效果三个内容板块。遵循系统性、科学性、简洁性及可操作性原则，选择每个板块的指标。 2.1 工程成本组成： 1.施工面积； 2.施工总成本：这里指标底； 3.预估潜在最低成本：去掉利润才是最真实的成本要低于总成本，另外工程规模扩大及技术改进
3、还会进一步降低工程成本。 2.2 施工难度组成： 1.施工前坡度（一级，25以下；二级，25-45；三级，45-60；四级，60以上） ； 2.施工前坡向（一级，阴坡；二级，半阴坡；三级，阳坡） ； 3.施工前土壤含量（一级，土质；二级，偏土含石；三级，偏石含土；四级，无土） ； 4.施工地距离最近中心城镇的距离。 2.3 修复效果组成： 1.植物多样性：以 shannon-wiener 指数度量，草本植物每调查点随机设 6 个 1m1m 样方调查，木本植物每调查点随机设 6 个 2m2m 样方调查； 2.群落的稳定性：以非设计物种的累计重要值来衡量，基于植物多样性调查的样方计算重要值以及累计
4、重要值； 3.生态系统自给能力：人为管理措施导致该指标减少，每次人为措施使该指标减少一个单位； 34.木本植物成活密度； 5.生态修复后的经济效益分析：有经济效益为 1，无经济效益为 0； 6.修复后和周围景观的协调性：以打分形式进行，满分为 5 分。 3.评价方法 3.1 按照各个板块构建模糊集合 根据相对隶属度的这一属性，在模糊集合设定的基础上，建立了相对隶属度矩阵 R，即上限隶属度 Rh，下限隶属度 Ruh。由于各指标的量纲和属性不一致，需要对原始数据进行变换处理来消除指标的量纲，计算其相对属度为 0-1。 评价指标一般分为两类，即正指标和逆指标，不同指标对应不同的标准化计算公式。 （1
5、）评价指标为正指标时公式如下： (3-1) （2）评价指标为逆指标时公式如下： (3-2) 式中，Ci 指根据评价某板选取的某指标值的现状值，Cmax 和 Cmin分别所选指标的最优值和最差值； （3）相对隶属度矩阵： (3-3) 3.2 用熵权法确定权重 熵的概念源于热力学，用来描述离子或分子运动的不可逆现象，后在信息论中度量事物出现的不确定性。步骤如下： 4（1）计算原始指标数据矩阵样本 j 第 i 个指标的比重 (3-4) （2）计算样本 j 中第 i 项指标的信息熵值 (3-5) （3）计算样本 j 中第 i 项指标的权重 (3-6) 3.3 最后用综合评价模型进行评价 (3-7) H
6、 为综合评价指数；w 为各评级指标的权重值；Rh 为相对隶属度矩阵。4.结果与分析 4.1 工程成本 不同生态修复方法的工程成本如表 1 所示，灌浆、鱼鳞坑和梯田等修复方法，工程成本的一个重要来源是苗木移栽费用，移栽大苗或者栽植密度高导致工程成本较高。 表 1 4.2 施工难度 表 2 是施工难度指标体系中各个指标的权重，由此计算修复方法所在施工地施工难度。其中，灌浆修复地的施工难度为 0.336，网格修复地的施工难度为 0.371，植生袋修复地的施工难度为 0.325，鱼鳞坑修复地的施工难度为 0.410，梯田修复地的施工难度为 0.352，保育块修复地的5施工难度为 0.450。 表 2
7、4.3 修复效果 表 3 是修复效果指标体系中各个指标的权重，由此计算不同修复方法的效果。其中，灌浆修复效果值为 0.821，网格修复效果值为 0.227，植生袋修复效果值为 0.412，鱼鳞坑修复效果值为 0.269，梯田修复效果值为 0.560，保育块修复效果值为 0.754。 表 3 4.4 生态修复技术的得分 定义每种生态修复技术得分等于修复效果值除以单位面积成本再除以施工难度值。 按实际成本计算不同生态修复技术的得分值分别为：灌浆修复得分值 0.022213，网格修复得分值 0.006579，植生袋修复得分值 0.010223，鱼鳞坑修复得分值 0.010034，梯田修复得分值 0.
8、012333，保育块修复得分值 0.015807。 按潜在最低成本计算不同生态修复技术的得分值分别为：灌浆修复得分值 0.027149，网格修复得分值 0.010198，植生袋修复得分值0.012677，鱼鳞坑修复得分值 0.016341，梯田修复得分值 0.015909，保育块修复得分值 0.020944。 65.结论与讨论 通过对这六种生态修复技术的实地调查和评价，得出灌浆修复得分最高，其次是保育块技术，这两种生态修复技术对北京地区及无土碎石同类边坡的生态修复有重要意义。同时发现一些设计和施工中的共性问题，在此提出仅供讨论。 1）草本和木本植物的关系。修复设计中只考虑木本植物，虽可实现固土
9、保水，但大量裸露的地表，也易造成水土流失；而过于注重草本，则会造成春旱时木本植物返绿，而草本却迟迟不能返绿的枯黄色调和周围环境的极不协调。笔者认为不论何种修复方式，应以木本和草本搭配，且首选本地的乡土植物材料，同时草本的设计密度不能太大，以避免耗水过度及导致群落的稳定性下降。 2）坡面整理的必要性。生态修复地的立地条件一般比较恶劣，生态修复就是通过引种植物并辅以合理的技术措施，来实现植物健康生长和立地条件改善的良性循环。但有些立地条件的改善仅依靠客土和引种植物是不能实现的。对于边坡，坡度是影响土壤水分和养分再分配的最重要因素，坡度过大，不但植物难以成活，还增加了发生地质灾害的可能性，所以边坡修复前进行放坡是必要的。依据不同地区、不同地质，制定边坡的坡度标准，修建公路时依标准进行，将有利于后续的生态修复。参 考 文 献 1 李卫忠.公益林效益评价指标体系与评价方法的研究D.北京林7业大学博士论文,2003. 2 彭少麟.南亚热带森林群落动态学M.北京:科学出版社,1996,5-25. 3 任海,彭少麟.恢复生态学导论M.北京:科学出版社 2001.3-10.
