1、1浅议河道整治中的植物护坡技术【摘要】植物措施因其固土护坡、生态保护功能，被广泛应用于河道整治工程中。本文介绍了植物措施护坡机理，阐述了河道坡岸水土流失特点，探讨了护坡植物的选择以及其重要性。 【关键词】河道 植物护坡 措施 中图分类号： J522.3 文献标识码： A 文章编号： 一、前言 在河流生态系统中，河岸护坡是水陆之间的重要纽带，是保证河流生态系统健康发展的重要屏障。传统的护坡多采用浆砌或干砌块石、混凝土等硬质护坡，这类护坡环境效益低，阻碍了河流与陆地之间的交流。植被护坡是生态护坡中最重要的一类护坡，也可以认为是广义上的生态护坡。研究者对植物护坡的研究已有很长的历史了，但至今为止还没
2、有形成一个统一的英文术语，国内也有植被护坡、植被固坡、生物护坡工程及坡面生态工程之称。 二、植物措施护坡机理 河道坡岸植物重要的功能之一就是保持土壤，即固土护坡。在河岸坡面上的土壤侵蚀一般包括 3 个基本过程：坡面土壤表层被雨水溅蚀、动物踩踏或机械耕作后疏松和破坏；疏松土壤被坡面径流冲刷和搬运；滑坡或崩塌导致的块体运动。从上游侵蚀到下游沉积，不同的立地条件表现不同的侵蚀方式。最终土壤流失是侵蚀力和土壤抗侵蚀力相互作用2的结果，坡岸植物通过机械效用和水文效用减弱侵蚀力或增强抗侵蚀力而保持土壤。植物的机械效应主要是通过浅根的加筋作用和深根的锚固作用增加土壤的抗侵蚀能力，主要表现为根系与土壤的固结作
3、用。植物的生长增加了土壤负荷，根系能加强土壤的聚合力，在土壤本身强度不变的情况下，通过根系的机械束缚增强根际土壤的总体强度，使其固结为一整体。同时，垂直根系把浅层根际土锚固到深处较稳定的土层上，更增强了土体的稳定性。同时植物体的机械作用还表现在对坡上物质起到阻挡和支持的作用，减少了块体运动的可能。植物水文效应主要是通过调节近地面气候、地表和地下水文状况，使植物生长地区的水循环途径发生一定变化，从而影响侵蚀力或坡面抗侵蚀力。 三、河道植物护坡及试点工程建设情况 植物护坡技术是指利用植被涵养水分、固土护坡、保护生态的功能，稳定土质边坡、保护河道水质、改善生态环境的一项综合治理措施，是涉及水利工程学
4、、岩土工程学、恢复生态学、植物学、土壤肥料学等多种学科，工程与非工程相结合的综合技术。 自然状态下的河道通常都有植物，包括常水位以下的河道水生植物，常水位以上、洪水位以下的河坡植物和河滩植物，以及洪水位以上的河堤植物，植物种类包括低矮的草本和地被植物、密集的灌木以及坚硬的乔木。随着人口的增长，人们对土地也有了更多的需求，对生活环境的要求也发生了变化。在这个阶段，往往出现人、水争地的矛盾，为了缓和矛盾，人们在河道整治中往往铲除河岸植物，取而代之以人工硬化河岸，以便利用尽可能窄的河道，输送入们需要的水资源，宣泄人们不需3要的洪水。我国上世纪末的城市河道整治是这一阶段的典型代表，在一些新兴城市，甚至
5、出现了人工渠化的三面光河道。随着经济的发展、生活水平的提高和人们对环境认识的深化，人们逐步改变了对河道功能的认识，出现了对过度硬化河道整治措施的批评。所以在新一轮河道整治过程中，人们开始重视生态治理和拟自然河道建设。浙江省万里清水河道建设工程的目标是“水清、流畅、岸绿、景美” 。为了达到这个建设目标，各级财政在 5 年内投入 100 亿元资金，通过疏浚、护岸、绿化、截污等综合措施，治理河道 10000km。为了配合工程建设，浙江省科技厅、水利厅分别立项，分析研究植物措施在拦污截污、固土护坡、水分涵养、美化环境方面的功能。课题组根据浙江省地理地貌分布情况，在全省范围内选择山区、丘陵区、平原和沿海
6、围垦区等不同区域的河道建设试点工程，进行现场试验观测，以便为课题研究取得第一手资料。共建设 7个试点工程，义乌市九都溪代表山区性河道；永康市酥溪、上虞市担山村河代表丘陵区河道；慈溪市新周家路江、海宁市辛江塘港代表平原河道；温岭市松建村南门溪和慈溪市云水浦排涝河代表沿海围垦区河道。针对不同类型河道在河道功能、水利特性、立地条件等各方面的特点和要求，配置了不同的植物群落模式。经过试验观测，各试点工程的植物长势良好，植物措施在固土护坡、拦污截污、美化环境等方面都发挥了较好的作用。 四、植物护坡技术的的重要性 1、植物护坡技术具有近自然型、成本低、养护要求低、施工简单等优势, 固坡作用突出, 为我国各
7、类边坡(山地斜坡、江河湖库堤岸、海岸4坡岸、城市河网等) 的侵蚀控制和生态修复提供了新的工程技术和方法。其中,土壤生物工程的护坡植物形成的河岸景观比较单一, 有时密集生长的护坡植物导致生物多样性可能降低; 复合式生物稳定技术对河岸的稳固作用最有效, 护坡植物杞柳生长良好, 但成本和施工难度较高, 且石笼、土工布等人工基质不适合其他本地植物的生长, 导致植物群落结构单一, 多样性较低。在实际工程设计中, 3 类生态护坡技术可以整合运用, 发挥各自优势, 以获得坡岸生态修复的最佳效果。 2、植物护坡的结构稳定性主要体现在护坡植物的固坡作用和土壤的抗侵蚀性。监测结果表明, 植物护坡的护坡植物生长良好
8、, 新生的枝叶和根系具有良好的护坡特性。尤其是土壤生物工程的杞柳枝和垂柳枝形成先锋群落, 对河岸形成良好防护。应用土壤生物工程的方法和当地的植物资源对山地斜坡、江河湖库堤岸等各类边坡实现稳定加固、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, 采取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
9、, 可以有效地控制水土流失, 恢复边坡的生态环境。 3、河岸生态系统的稳定性直接依赖于系统结构的复杂度以及系统内物种的多样性。机场镇生态河道示范区植物护坡工程完成后的 3 年中, 护坡植物生长良好, 植被恢复快, 为其它物种营造了适宜的生境, 生物5多样性增加。坡岸植被的恢复使坡岸生境得到明显改善, 河岸野生动物明显增多, 尤其是两栖类动物。护坡工程完成后的 3 年中, 植物护坡的植物群落的结构在不断变化, 本地草本植物的覆盖度在不断增加, 草本群落由一年生草本占优势向多年生草本占绝对优势转变。各类植物护坡的演替特征有所不同, 活枝扦插与柴笼组合护坡、全系列护坡的本地草本植物种数趋于稳定, 覆
10、盖度增加, 而灌丛垫和复合式生物稳定技术护坡的新生枝条易形成郁闭环境, 导致恢复后的草本植物群落的种类数和总盖度出现减小趋势。随着河岸植被系统与环境的相互作用, 群落结构将逐渐趋于稳定, 生态稳定性提高。 4、植物护坡技术的生态修复作用与效果已经越来越为人们所认识。现代植物护坡工程要求运用生态学原理, 对植物- 土壤系统进行考察和设计, 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, 稳定边坡和控制水土流失, 并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, 植物护坡技术的生态、经济和美学优势是显而易见的, 但植物护坡技术并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。 结论 植物护坡护堤效果好。有环保、社会和经济效益。应大胆试验, 摸索创新。相信植物护坡技术会结出丰硕的果实。 【参考文献】 1 徐海波，宗瑞英. 谈城市河道生态护坡技术J. 工程建设与设6计，2005, 53（1）：57-59. 2 周德培，张俊云 . 植被护坡工程技术 M. 北京：人民交通出 版社，2003.
