邊坡生態(tài)防護工程現(xiàn)狀與可持續(xù)發(fā)展的探討

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簡介： 本文介紹了邊坡植物防護類型、技術(shù)特點、適用條件及應(yīng)用現(xiàn)狀，針對邊坡綠化防護施工技術(shù)中的難點問題，從實施可持續(xù)發(fā)展的著眼點出發(fā)，提出了邊坡生態(tài)防護工程可持續(xù)發(fā)展的對策與建議。
關(guān)鍵字：邊坡 植物 生態(tài)環(huán)境 可持續(xù)發(fā)展 綠化工程 防護措施

1.前言
　　生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護是21世紀(jì)人類共同關(guān)注的熱門話題，也是世界各國政府和人民為之不懈努力解決的焦點問題?；窘ㄔO(shè)的快速發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致了人類賴以生存環(huán)境的生態(tài)破壞，同時也制約了社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，對人類的生存和社會發(fā)展構(gòu)成了威脅。因此，項目開發(fā)與環(huán)境保護兼顧是經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重大課題，在工程建設(shè)中合理利用資源、保護環(huán)境、美化環(huán)境，是我們必須正視和認(rèn)真對待的問題。

　　公路、鐵路、水利等工程建設(shè)與自然環(huán)境密切相關(guān)。其工程規(guī)模大、項目多、涉及面廣，土石填挖工程形成的大量土石裸露邊坡，破壞了既有植被，對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境影響較大，以往通常采用單純的工程防護，如漿(干)砌片石、噴錨防護等，這些工程措施都導(dǎo)致原有植被破壞、水土流失、滑坡、邊坡失穩(wěn)等一系列生態(tài)環(huán)境和工程問題。國家已經(jīng)十分重視工程建設(shè)中的生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護，國務(wù)院下達了［2000］31號文件“關(guān)于進一步推進綠色通道建設(shè)的通知”，工程建設(shè)中的生態(tài)建設(shè)、環(huán)境保護已提上議程，這對整個工程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施起到了推動作用。

2.邊坡生態(tài)防護現(xiàn)狀

　　近十多年來人們開發(fā)出了多種既能起到良好邊坡防護作用，又能改善工程環(huán)境、體現(xiàn)自然環(huán)境美的邊坡植物防護新技術(shù)，與傳統(tǒng)的坡面工程防護措施共同形成了邊坡工程植物防護體系。

　　根據(jù)不同的邊坡土質(zhì)條件，采用不同的施工方法和施工工藝可將邊坡植物防護技術(shù)分為：①人工種草護坡；②平鋪草皮護坡；③液壓噴播植草護坡；④土工網(wǎng)植草護坡；⑤OH液植草護坡；⑥行栽香根草護坡；⑦蜂巢式網(wǎng)格植草護坡；⑧客土植生植物護坡；⑨噴混植生植物護坡。各類邊坡植物防護技術(shù)的主要作用及應(yīng)用條件各不相同。

2.1人工種草護坡

　　人工種草護坡，是通過人工在邊坡坡面簡單播撒草種的一種傳統(tǒng)邊坡植物防護措施。多用于邊坡高度不高、坡度較緩且適宜草類生長的土質(zhì)路塹和路堤邊坡防護工程。具有施工簡單、造價低兼等特點。但由于草籽播撒不均勻，草籽易被雨水沖走，種草成活率低等原因，往往達不到滿意的邊坡防護效果，而造成坡面沖溝，表土流失等邊坡病害，導(dǎo)致大量的邊坡病害整治、修復(fù)工程，使得該技術(shù)近年應(yīng)用較少。

2.2平鋪草皮護坡

　　平鋪草皮護坡，是通過人工在邊坡面鋪設(shè)天然草皮的一種傳統(tǒng)邊坡植物防護措施。具有施工簡單、工程造價較低等特點。適用于附近草皮來源較易、邊坡高度不高且坡度較緩的各種土質(zhì)及嚴(yán)重風(fēng)化的巖層和成巖作用差的軟巖層邊坡防護工程，是設(shè)計應(yīng)用最多的傳統(tǒng)坡面植物防護措施之一，但由于施工后期養(yǎng)護管理困難，平鋪草皮易被沖走，且成活率低，工程質(zhì)量往往難以保證，達不到滿意的邊坡防護效果，而造成坡面沖溝，表土流失、坍滑等邊坡病害，導(dǎo)致大量的邊坡病害整治、修復(fù)工程。近年來，由于草皮來源緊張，使得平鋪草皮護坡的作用逐漸受到了限制。

2.3液壓噴播植草護坡

　　液壓噴播植草護坡，是國外近十多年新開發(fā)的一項邊坡植物防護措施，是交草籽、肥料、粘著劑、紙漿、土壤改良劑上、色素等按一定比例在混合箱內(nèi)配水?dāng)噭?，通過機械加壓噴射到邊坡坡面而完成植草施工的。其特點是：①施工簡單、速度快；②施工質(zhì)量高，草籽噴播均勻發(fā)芽快、整齊一致；③防護效果好，正常情況下，噴播一個月后坡面植物覆蓋率可達70%以上，二個月后形成防護、綠化功能；④適用性廣；⑤工程造價低。目前，國內(nèi)液壓噴播植草護坡在公路、鐵路、城市建設(shè)等部門邊坡防護與綠化工程中使用較多。

2.4土工網(wǎng)植草護坡

　　土工網(wǎng)植草護坡，是國外近十多年新開發(fā)的一項集坡面加固和植物防護于一體的復(fù)合型邊坡植物防護措施。該技術(shù)所用土工網(wǎng)是一種邊坡防護新材料，是通過特殊工藝生產(chǎn)的三維立體網(wǎng)，不僅具有加固邊坡的功能，在播種初期還起到防止沖刷、保持土壤以利草籽發(fā)芽、生長的作用隨著植物生長、成熟，坡面逐漸被植物覆蓋，這樣植物與土工網(wǎng)就共同對邊坡起到了長期防護，綠化作用，土工網(wǎng)植草護坡能承受4m/s以上流速的水流沖刷，在一定條件下可替代漿(干)砌片石護坡。目前，國內(nèi)土工網(wǎng)植草護坡在公路、堤壩邊坡防護工程中使用較多，鐵路部門相對較少。

2.5 OH液植草護坡

　　該項技術(shù)是國外近十多年新開發(fā)的一項邊坡化學(xué)植草防護措施。它是通過專用機械，將新型化工產(chǎn)品HYCEL_OH液用水按一定比例稀釋后和草籽一起噴灑于坡面，使之在極短時間內(nèi)硬化，而將邊坡表土固結(jié)成彈性固體薄膜，達到植草初期邊坡防護目的，3～6個月后其彈性固體薄膜開始逐漸分解，此時草種已發(fā)芽、生長成熟，根深葉茂的植物已能獨立起到邊坡防護、綠化雙重效果，具有施工簡單、迅速，不需后期養(yǎng)護，邊坡防護、綠化效果好等特點。盡管OH液植草護坡具有理想的邊坡防護、綠化效果，但由于該技術(shù)所用的這種HYCEL_OH液還末能實現(xiàn)國產(chǎn)化，使得其工程造價較高綜合造價達40元/m2左右，故目前還無法推廣應(yīng)用。只是在京九鐵路等個別工點進行了嘗試性試驗。

2.6行栽香根草護坡

　　香根草是近十多年才被人們“重新發(fā)現(xiàn)”的一種禾本科植物，具有長勢挺立，在3～4月內(nèi)可長成茂密的活籬笆；根系發(fā)達、粗壯，一年內(nèi)一般可深入地下2～3m；根系抗拉強度大，達75MPa，耐旱、耐澇、耐火、耐貧瘠、抗病蟲、適應(yīng)能力極強等特點。行栽香根草護坡就是在土質(zhì)邊坡上行栽香根草進行邊坡防護的一種工程措施，該技術(shù)充分利用了香根草的優(yōu)良特征，具有顯著增強邊坡穩(wěn)定性和理想的固土護坡功能，大有取代傳統(tǒng)片石護坡之趨勢。目前國內(nèi)應(yīng)用較少，還有待于在公路、鐵路、堤壩、城市建設(shè)等邊坡防護工程中進一步試驗推廣。

2.7蜂巢式網(wǎng)格植草護坡

　　蜂巢式網(wǎng)格植草護坡，是一項類似于干砌片石護坡的邊坡防護技術(shù)。是在修整好的邊坡坡面上拼鋪正六邊形混凝土框磚形成蜂巢式網(wǎng)格后，在網(wǎng)格內(nèi)鋪填種植土，再在磚框內(nèi)栽草或種草的一項邊坡防護措施。該技術(shù)所用框磚可在預(yù)制場批量生產(chǎn)，其受力結(jié)構(gòu)合理，拼鋪在邊坡上能有效地分散坡面雨水徑流，減緩水流速度，防止坡面沖刷，保護草皮生長。這種護坡施工簡單，外觀齊整，造型美觀大方，具有邊坡防護、綠化雙重效果，工程造價適中，略高于漿砌片石骨架護坡，該技術(shù)多用于填方邊坡的防護。

2.8客土植生植物護坡

　　客土植生植物護坡，是在邊坡坡面上掛網(wǎng)機械噴填(或人工鋪設(shè))一定厚度適宜植物生長的土壤或基質(zhì)(客土) 和種子的邊坡植物防護措施。該技術(shù)的特點是可根據(jù)地質(zhì)和氣候條件進行基質(zhì)和種子配方，從而具有廣泛的適應(yīng)性，多用于普通條件下無法綠化或綠化效果差的邊坡。由于客土可以由機械拌和，掛網(wǎng)實施容易，因此施工的機械化程度高，速度快，無論從效率和成本上都比漿砌片石和掛網(wǎng)噴砼防護要優(yōu)越，而且植被防護效果良好，基本不需要養(yǎng)護即可維持植物的正常生長。該技術(shù)在公路邊坡防護中已被大量應(yīng)用，在日本等國家已經(jīng)被作為邊坡綠化的常規(guī)方法加以應(yīng)用。

2.9噴混植生植物護坡

　　噴混植生植物護坡，是在穩(wěn)定巖質(zhì)邊坡上施工短錨桿、鋪掛鍍鋅鐵絲網(wǎng)后，采用專用噴射機，將拌和均勻的種植基材噴射到坡面上，植物依靠“基材”生長發(fā)育，形成植物護坡的施工技術(shù)，具有防護邊坡、恢復(fù)植被雙重作用，可以取代傳統(tǒng)的噴錨防護、片石護坡等圬工措施。該技術(shù)使用的種植基材由種植土、混合草灌種子、有機質(zhì)、肥料、團粒劑、保水劑、穩(wěn)定劑、PH緩解劑和水等組成，其種植基材的配方是成功的關(guān)鍵，良好的配方能夠達到在陡于1∶0.75的巖質(zhì)邊坡上既具備一定的強度保護坡面和抵抗雨水沖刷，又具有足夠的空隙率和肥力以保證植物生長。該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于鐵路、公路、水利等各類巖石邊坡綠化防護工程。

3.邊坡綠化工程中的難點問題

　　隨著邊坡植物防護技術(shù)的推廣應(yīng)用，各類邊坡植物防護技術(shù)已發(fā)展成為公路、鐵路綠色通道建設(shè)中的重要組成部分，但也存在一些難點問題。

3.1邊坡植草的退化

　　在公路、鐵路等工程建設(shè)中，其邊坡綠化防護上投入的資金比例較低，在低投入、低養(yǎng)護或無養(yǎng)護情況下，邊坡草坪處于自生自養(yǎng)狀態(tài)，極易退化、死亡。因為人工種植草種生長較弱、品種單一，隨著時間的增長，在養(yǎng)分水分供應(yīng)較差的邊坡上都會呈現(xiàn)不同程度的草坡退化現(xiàn)象，這是一個十分突出和嚴(yán)重的問題，若草被退化得不到解決，不僅造成重復(fù)建設(shè)、資金浪費，而且起不到邊坡綠化防護效果，最終可能會引起水土流失、坡面坍塌等許多不良后果。

3.2噴播時的植物種子配比與最終植物狀態(tài)

　　在較短的時間內(nèi)把開挖的邊坡恢復(fù)到自然狀態(tài)，施工者將面臨：①植物種子的配比如何確定；②如何考慮當(dāng)?shù)刈陨鷥?yōu)勢群落的結(jié)構(gòu)特點進行種子配比；③如何確定噴播時的植物配比與最終形成的植物群落之間的動態(tài)關(guān)系。只有對這些問題作詳盡的調(diào)查研究分析，才能正確指導(dǎo)施工，否則邊坡的植物生長將無法實現(xiàn)人工強制綠化向原始植物群落的順利演替。

3.3干旱對土體很薄的坡面植物構(gòu)成威脅

　　開挖后的巖石邊坡，巖石層厚、整體性好，坡體高陡，對邊坡進行植物綠化后，隨著時間的增長，秋冬季干旱、夏伏季炎熱，土體養(yǎng)分逐漸流失，土壤肥力降低，如何解決邊坡呈現(xiàn)的無土、缺水、缺肥的狀態(tài)及邊坡植被面臨的干、熱威脅，這將直接影響到邊坡最終的綠化效果和生態(tài)效益。

4.邊坡綠化工程可持續(xù)發(fā)展的著眼點

　　可持續(xù)發(fā)展，是指在人類與自然和諧的前提下，不斷提高人類的生活質(zhì)量和環(huán)境承載能力，滿足當(dāng)代人的需求又不損害對子孫后代的需求；滿足一個區(qū)域或一個國家的需求面又不損害其他區(qū)域或國家的需求。根據(jù)可持續(xù)發(fā)展內(nèi)涵的要求，邊坡綠化工程中應(yīng)著眼于與自然環(huán)境(生態(tài)系統(tǒng))的協(xié)調(diào)性和環(huán)保生態(tài)功能，結(jié)合目前國內(nèi)邊坡綠化防護工程現(xiàn)狀及問題，提出以下對策與建議。

4.1注重邊坡生態(tài)防護的設(shè)計與資金投入

　　在公路、鐵路設(shè)計與建設(shè)中，人們常將設(shè)計重點和大量資金放在它的工程功能及安全功能上，而生態(tài)功能的設(shè)計與投資力度不足，生態(tài)防護工程往往采取低價中標(biāo)的方式，這種低投入、低質(zhì)量的惡性循環(huán)，使邊坡生態(tài)環(huán)境發(fā)展不夠好，抗災(zāi)能力不強等。應(yīng)建立和加大公路、鐵路邊坡建設(shè)、養(yǎng)護和生態(tài)環(huán)境保護的專項資金，在設(shè)計上要深入細(xì)化，根據(jù)不同氣候條件、不同環(huán)境、不同區(qū)域結(jié)合具體情況單獨設(shè)計，注重落實邊坡的生態(tài)環(huán)境保護方案。

4.2邊坡植草退化的防治技術(shù)

　　防治邊坡草被退化的重要措施就是喬灌草相結(jié)合，盡量模擬出當(dāng)?shù)氐闹参锶郝浣Y(jié)構(gòu)，走向本地化。實際上國外已經(jīng)開始流行以喬灌木為主的綠化方式。天然植被一般都是草木混生的，在較高的貧瘠土質(zhì)或石質(zhì)邊坡上，采用草灌結(jié)合的客土噴播或噴混植生技術(shù)施工，可以將草種和灌木樹種進行混播，早期以草坪防護為主，后期以灌木防護為主，構(gòu)建喬灌草立體防護生態(tài)體系，達到恢復(fù)自然植被的目的。植物種子的選擇及配置應(yīng)走本地化的道路，以地帶性植被、鄉(xiāng)土植物為基調(diào)，適當(dāng)引進適于本地生長條件的野生植物和外地植物。同時也應(yīng)考慮淺根植物和深根植物的結(jié)合、豆科植物與非豆科植物的結(jié)合，還要盡可能配置抗逆性強的植物和水、肥、光、熱利用率高的植物，這樣才能使植物更能適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚺c自然植被融為一體，建設(shè)一個具有生物多樣性的穩(wěn)定的、生命力強的立體生態(tài)群落。

4.3積極引進開發(fā)邊坡生態(tài)防護新技術(shù)

　　邊坡綠化工程中的難點問題，是對邊坡生態(tài)防護可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境科學(xué)技術(shù)的挑戰(zhàn)，邊坡生態(tài)防護技術(shù)涉及到工程力學(xué)、生物學(xué)、土壤學(xué)、肥料學(xué)、園藝學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)等學(xué)科，必須不斷在這些理論領(lǐng)域有所突破，積極引進開發(fā)新材料、新工藝及配套施工機械設(shè)備，充分吸收新的科研成果、先進技術(shù)和工程施工經(jīng)驗，注重國際和行業(yè)間的技術(shù)交流與合作?？傊岣哌吰律鷳B(tài)防護技術(shù)的科技含量，是邊坡綠化防護工程成敗的重要環(huán)節(jié)。

　　目前在邊坡綠化防護工程中，液壓噴播、客土噴播、噴混植生是具有典型生態(tài)防護施工技術(shù)；在邊坡綠化養(yǎng)護工程中，滴灌、滲灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有節(jié)約水資源、提高成活率、促進草灌木植物生長的灌溉技術(shù)；在土壤肥力方面，ABT生根粉、菌根菌、農(nóng)菌及各種微生物肥料的應(yīng)用，具有促進植物生根、生長和發(fā)育，提高植物的生理機能和抗逆性。在這些新技術(shù)的應(yīng)用過程中，還有許多問題和工藝需要探討、改進，使其成本更低、操作更為簡單、效果更好。隨著邊坡生態(tài)防護各項科研技術(shù)的不斷深入，其各項新技術(shù)新工藝的應(yīng)用將日趨完善和成熟。

5.結(jié)論

　?、僭谶吰轮参锞G化防護施工措施中，根據(jù)目前的國情、機械化施工程度、適用性、經(jīng)濟性和質(zhì)量效果比較，液壓噴播、客土噴播、噴混植生是具有典型生態(tài)防護施工技術(shù)，符合邊坡綠化工程可持續(xù)發(fā)展的理念，值得普遍推廣應(yīng)用。

　?、谡_的決策必須建立在相關(guān)科學(xué)研究的基礎(chǔ)上，在邊坡生態(tài)防護方面，針對難點問題有必要開展系列研究，加大這方面的科研投入，積極引進先進的技術(shù)和設(shè)備，鼓勵和扶持施工企業(yè)朝生態(tài)防護專門化隊伍方向發(fā)展，為徹底解決邊坡生態(tài)防護可持續(xù)發(fā)展問題提供堅定的基礎(chǔ)。

　?、墼诠?、鐵路設(shè)計與建設(shè)中，應(yīng)將生態(tài)功能與工程功能及安全功能同等考慮，并根據(jù)具體情況相應(yīng)提高經(jīng)費投入的比例，其可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)效益是巨大的。

　?、苓吰律鷳B(tài)防護工程建設(shè)，應(yīng)樹立“尊重自然、恢復(fù)自然”的理念，采取一切措施，盡快恢復(fù)邊坡原來的自然植物，使防護工程的植被與周圍環(huán)境融為一體。根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)植物結(jié)構(gòu)，將喬、灌、草有機結(jié)合、合理配置，恢復(fù)其生態(tài)平衡，實現(xiàn)人工強制綠化向自然植被的自我繁衍。