边坡绿化防护技术的发展和植被护坡机理

（广西华蓝岩土工程有限公司，广西 南宁 530001）

【摘 要】当前，随着社会经济的快速发展，人们的环保意识不断提高，环境建设及环境保护工作被提上日程。公路边坡绿化防护是实现社会可持續发展的一种重要手段，对于这方面的研究，发达国家进行得比较早，我国在这方面的研究起步比较晚。作为边坡绿化防护的一种基本形式，我们有必要对植被护坡机理进行了解，并将其用于提升植被护坡设计方面。基于此，文章从不同角度针对边坡绿化防护技术的发展和植被护坡机理进行了分析。

【关键词】边坡绿化防护技术；发展；植被护坡机理

【中图分类号】U418.9 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2016）07-0078-03

公路、矿山、电力等工程在建设过程中往往需要进行大量的挖方和填方，因此会形成大量裸露边坡，这些裸露边坡会带来很多环境问题，例如滑坡、水土流失等，甚至会造成生物链的破坏，而这些工程边坡很难依靠自身力量恢复生态平衡，必须采取一定的工程措施，对边坡进行防护，以减少生态灾害的发生[1]。近年来，结合大量基础设施的建设，边坡植被防护与绿化技术得到了较快发展，并且也促使相关人员在草、乔灌木等植物的合理配置、生态群落的合理布置等方面展开了一系列有益的探索。

1 实施边坡植被防护的重要意义

随着近年来人类精神文明的日益提高，越来越多的人开始关注生态恢复问题，人们的环保意识越来越强烈，然而工程建设不可避免地会破坏生态环境，大面积护坡的出现使得原有生物群落失去了平衡，不仅对生态造成了严重威胁，同时道路沿线不协调、不美观的各种工程防护开始出现。随着近年来护坡技术逐渐发展成熟，人们开始关注生态恢复工作，采用边坡指标防护技术，对公路沿线护坡景观进行改善，对于生态平衡的恢复起到了积极作用。区域内物种共存也更加和谐，在保证路基边坡稳定的前提下，有效地改善了景观生态平衡现状。

边坡植被防护技术在当前尚未形成系统的理论体系，这方面的研究也并不深入，因为我国各地区的气候差异比较大，各地区的地质情况也大不相同，例如特殊的膨胀土、黄土等[2]。然而，当前既没有典型的地区植被防护技术案例，也没有对设计人员的设计方向进行规范，因此在边坡设计工作上，不同地区均应以对边坡稳定性进行保护为前提，针对不同土质、不同地区分别提出有针对性的防护性手段和措施，针对不同区域设计不同的防护类型。

2 边坡生物治理理论发展研究

单独利用植物或者将植物和构筑物结合起来对边坡进行绿化及防护，这就是边坡生物治理。边坡生物治理需要跨越很多不同学科，需要应用工程力学、土木工程学及生态学等多个学科的知识，尤其是水土保持工程学等相关学科的发展，直接给人们的认识带来了巨大的影响。随着近年来水土保持工程学及恢复生态学的快速发展，加上人们对于植物对边坡的影响进行了更加深入的研究，人们开始认识到必须在边坡防护的过程中对边坡原有植被进行恢复。

2.1 水土保持工程学的发展

近年来，水土保持工程学研究获得了很大的成果，这直接表明边坡水土流失防护工作中植被起到了关键性作用。土壤流失需要对降雨、边坡长度、土壤的可侵蚀性、植被覆盖等因素进行充分考虑。大量工程实验证明，植被覆盖率的增加是防止土壤流失的关键性因素，良好的植被覆盖坡面可以大大减少土壤流失，而土壤可侵蚀性、降雨等因素对土壤流失的影响很小，几乎可以忽略。

2.2 恢复生态学的研究

边坡自然植被受到了人类行为不同程度的侵害，不管采用怎样的手段进行治理，其最好的结果就是使边坡原有生态系统得到恢复。这就需要突破原来的防护理念，从生态学的角度展开边坡治理工作，利用恢复生态学基本理论对边坡治理进行指导。当前，恢复生态学已经建立了非常完整的理论体系，例如生态系统结构理论、生态位原理等[3]，为生态系统恢复提供了有力的指导，在植物选择、恢复评价及物质循环等不同方面的生物治理工作提供了支持。

2.3 边坡防护绿化技术的发展

在以上理论的指导下，人们开始充分重视植物在边坡治理工作中的固坡作用，同时也广泛应用了农学、园艺学及生态学等方面的知识，当前修剪技术、扦插技术及土壤改良技术等均在边坡工程中得到了广泛应用，在近30年的时间里创造出了多种防护绿化方法及技术。土质边坡的防护方法主要有单独利用植物、利用植物与护坡建筑相配合的方式进行绿化和防护，例如框格绿化法、阶梯墙绿化法等。

岩土边坡防护绿化是以土质边坡绿化为基础发展起来的，它主要建立在喷锚结构和岩石力学基础上。发达国家非常重视环境绿化工作，因此边坡绿化工作在很早就引起了它们的注意。例如日本，他们对边坡绿化的研究起步非常早，其建筑工程主导思想与绿化同步进行。早在1973年，日本就开发出了纤维土绿化工法，这标志着基材喷射护坡技术开始在软弱岩石边坡生态防护中得到应用。随着近年来这些技术的完善和改进，当前喷射绿化技术已经发展成为一种被广泛应用的生态护坡技术，常常应用于软弱岩石边坡、中硬岩石边坡的绿化中。

我国应用岩石边坡防护和土质边坡防护技术的时间比较晚，尤其是岩石边坡绿化技术，在近年来才得到发展。利用喷射绿化技术配方、工艺，不能起到边坡防护作用，具有一定的局限性，例如后层基材喷射绿化法保水性能较差，还具有不耐旱等缺点。当前，边坡治理已经发展到了生态恢复和防护的阶段，但是对生态恢复方面的研究还需要很长的时间，而我国目前刚刚将恢复生态学理论纳入边坡领域工作中，只是单纯的概念性引入，其实践成果非常少，还需进一步加大对其理论的研究力度。在这种情况下，必须加大对防护绿化的研究深度。

3 植被护坡机理分析

3.1 植被护坡简述

边坡灾害是工程建设人员非常关心的问题，由于受到风蚀、雨蚀等因素的影响而造成的滑落是边坡灾害的主要形成原因，很多深层不稳定边坡通常会利用挡土墙、锚索及抗滑桩等设施进行治理，对于表层不稳定边坡，通常会利用干砌片石护坡、浆砌片石护坡等方式进行治理。随着当前人们环保意识的不断增强，工程建设人员开始认识到环境保护工作的重要性，尤其是在公路、铁路等工程中，采用喷射混凝土、浆砌片石等灰色护坡技术逐渐受到指责，而植被护坡技术的应用可以起到喷射混凝土、浆砌片石等边坡防护的功能，同时又不会破坏环境，因此这一新型护坡技术引起了大家的关注。

植被护坡主要利用其水文效应和机械效应实现，从水文方面来看，植被可以调节地表、地下水文情况，对地面气候进行调节，并使植被生長地区水循环出现变化，进而对侵蚀过程造成影响，以此来减少水土流失。从机械效应方面来看，植被主要利用根系和土壤的机械性作用来增加根际土层的机械强度，起到加固土壤、固土护坡的作用[4]。植物护坡主要利用植物地下根系及地上茎叶起到护坡的作用，其作用主要可以分成植物水文效应和根系力学效应2个部分。

3.2 植物根系和边坡的相互作用

通常，坡面会表现出浅层不稳定、表层不稳定及深层不稳定，植物枝叶及根系主要集中于土壤表面，可以充分控制由于水造成的斜坡表面物质浅移，可以对表层不稳定起到很好的抑制效果。乔木也可以对表层移动带来影响，乔木和灌木可以通过影响土力学状况及水力性质，达到提升土壤强度、锚固土层的作用，可以影响浅层不稳定性。我国很多地区表层及浅层不稳定都是利用植被护坡的方式起到防护性作用。

3.3 植被的水文效应

气候、土壤、水文等因素都对土壤侵蚀具体重要影响，植被也可以不同程度地起到控制地表侵蚀的作用。对于降雨造成的土壤侵袭，植被可以起到有效抑制侵蚀的作用[5]：第一，植被的降雨截留作用，在降雨过程中一部分雨水到达地面之前就已经被植被的茎叶截留，然后蒸发到大体中，通过截留作用，植被可以降低降雨达到坡面的雨量，通过这种方式减弱雨水对坡面的侵蚀作用。第二，植物的减弱溅蚀功能，雨滴的溅蚀是指雨滴降落到地面的拍打作用，降雨过程中雨滴从高空落下，由于雨滴本身具有一定的加速度，下落过程中会产生打击力量，在这种力量的打击下，裸露的表土结构会遭到破坏，溅起的土颗粒落在坡面，会向坡下滚动很多。植物可以将高速下落的雨滴拦截下来，利用茎叶起到缓冲作用，大量消耗雨滴的能量，这样一来，雨滴的能量就降低了很多。第三，植被可以抑制地表径流，通常情况下地表径流集中会形成坡面土体冲蚀的主要动力，径流速度大小直接决定了土体冲蚀的强弱，草本植物本身分蘖较多，可以使径流得到有效分散，通过这种方式达到阻截径流的作用，这样径流就可以在草丛中迂回流动。可见，利用覆盖草本植物的方式可以减慢径流的速度，也能增加雨水入渗量。

4 结语

综上所述，随着当前科学技术的快速发展，人们对植物护坡的作用已经有了一定的了解，同时还在多年的研究过程中发展出多种边坡防护绿化方法。当前，越来越多的人认识到必须在边坡防护的过程中进行原有植被的恢复。植物和边坡岩土体之间的作用是相互的，植物可以利用水文效应和力学效应增加坡面的稳定性，同时植物也与土体环境分不开，需要从土体中得到它需要的水分及矿质养分。因此，在植物边坡防护设计工作中，应该对植物护坡的机理进行深入了解，展开深入的研究和探索，这样才能将植物防护效果更好地发挥出来。

参 考 文 献

[1]方军辉，朱德滨，程承，等.客土喷播的护坡机理及基材和施工等控制要点[J].森林工程，2014（3）：116-119，123.

[2]熊孝波，桂国庆，郑明新，等.高速公路边坡生态防护研究现状与展望[J].井冈山学院学报，2008（5）：5-11.

[3]崔玉萍，周科文，杨圣超，等.基于断裂理论的公路边坡防护体系研究[J].公路，2008（5）：190-194.

[4]王金惠，杨知建.护坡植物的选择及对护坡土体稳定性的影响研究进展[J].作物研究，2011（1）：84-88.

[5]罗珂，高照良，王凯.毛坝至陕川界高速公路边坡生态防护技术及其应用研究[J].中国农业资源与区划，2015（6）：128-135.

[责任编辑：陈泽琦]

【作者简介】廖霖，女，广西河池人，硕士，广西华蓝岩土工程有限公司工程师，研究方向：基坑工程中土与支护结构相互作用机理、边坡防护技术的发展和护坡机理。