黄土高原北部风沙区喷播植物护坡研究

应用液体喷播快速绿化材料turf mulch喷播植物技术对黄土高原北部风沙地区的护坡问题进行了探讨。喷播用植物种子为油蒿(Artimisiaordosica),柠条(Caraganamicrophylla),紫穗槐(Amorphafruticosa),杨柴(Hedysarummongolicum),紫羊茅(Festucarubra)。结果显示,对750黄土边坡来说抗风蚀效率能达到95%以上,对300边坡风沙土来讲抗风蚀效率能达到100%;坡向对植物的影响表现为南坡植物种类多于北坡,南坡植物密度大于北坡;不论黄土还是风沙土,喷播turf-mulch材料后,植物密度大于其它的固沙固土措施,而且对边坡具有明显的保水和防止水蚀的效果;就喷播植物种而言,以油蒿为喷播植物种护坡为最佳。     

公路边坡防护与生态恢复

论述了公路边坡植物防护的主要形式如种草、铺草皮、液压喷播植草护坡、框格防护、合成材料植被网草皮护坡、喷混植生植物护坡、绿化笼砖护坡、香根草生物边坡防护技术、客土喷播技术等,在目前,公路防护工程设计要针对设计对象的土质、水文、气候等特点,灵活采用不同的防护型式,确保公路边坡的可持续性。     

喀斯特地区岩质边坡抗侵蚀植被恢复技术研究

对喀斯特地区裸露岩质边坡的绿化,传统客土喷播技术很难发挥作用。本文中采用新的抗侵蚀边坡植被恢复方法,通过研究修复后土壤理化性质和植被的变化对抗侵蚀喷播的效果进行综合效果评价。结果表明,抗侵蚀喷播能够有效保持水土、提高土壤养分含量、保持植物群里健康生长,可以为喀斯特地区岩质边坡植被恢复提供借鉴。     

预制基质客土持水与抗侵蚀性能试验研究

高陡岩质边坡的生态防护存在着客土稳定性差、植物生长困难和传统客土喷播初期抗雨水冲刷能力较弱的问题,通过采用具有一定强度的预制客土模块及土工格栅进行边坡绿化支护,可以使得客土层具备良好的持水性和抗侵蚀性,从而适用于高陡岩质边坡的生态防护。本文通过蒸发试验、最大毛细上升高度试验研究了不同配比对客土模块的持水性、毛细性的影响,通过室内人工雨水冲刷试验探究了预制客土模块的抗侵蚀特性。结果表明无论是否掺入泥炭,随秸秆含量的增高黄土含量降低,客土吸水性增加,毛细性变差,同时降低了客土层密度,利于边坡的稳定;泥炭替代部分黄土,客土蒸发速率增强,泥炭的掺入增强了客土的毛细性。预制客土模块在模拟极限降雨条件下,侵蚀量微小,抗侵蚀性能良好。     

毛乌素沙地植被恢复主要植物种的气体交换特性研究

使用Li-6400便携式气体分析系统,观测了自然条件下毛乌素沙地主要植物种小叶锦鸡儿、沙柳、羊柴和油蒿的气体交换特征.结果表明:4种植物的气体交换特征均显示出对干旱环境良好的适应特性.其中,油蒿净光合速率(Pn)和蒸腾速率(E)日变化为双峰型曲线,其它3种植物Pn和E日变化均为单峰型.沙柳和羊柴Pn和E的日均值显著高于小叶锦鸡儿和油蒿,并依赖高光合能力维持其水分利用效率(WUE).而小叶锦鸡儿和油蒿则更加依赖降低气孔导度(Gs)减少蒸腾来提高WUE.此外,沙柳和羊柴的最大净光合速率(Pnmax)、表观量子效率(AQY)和光饱和点(LSP)高于小叶锦鸡儿和油蒿,反映了其较强的光能利用和适应能力.同时,依据不同物种的适应特性,并基于自然生态系统原理,兼顾经济效益,提出了4种植物在植被恢复过程中科学配置的建议.     

草根与土的相互作用实验及分析

近年来草皮护坡越来越多地出现在实际工程当中,但是相关研究却是一个相对较新的领域。传统的边坡工程加固措施,大多采用砌石挡墙及喷混泥土等护坡结构,仅仅起到了一个保护水土流失的作用。现基于土力学,弹性力学和生态学原理和方法,采用室内直剪试验的技术路线来探讨5种不同固土植物的根系对土体抗剪强度的影响,以及根和土复合体的抗剪特性。不断的研究和应用实践完善草皮护坡的科学基础,使其实用性与科学性进一步融合,并扩大和加深其工程应用的理论内涵和应用范围。     

鄂尔多斯草地荒漠化过程与植被特征的变化

就鄂尔多斯草地荒漠化过程与植被特征变化的关系进行了研究。结果表明：在鄂尔多斯草地荒漠化过程中，植物群落退化的趋势为本氏针茅群落→本氏针茅 油蒿群落→油蒿群落→沙地以及油蒿群落→油蒿 牛心朴子群落→牛心朴子群落→沙地。退化阶段植被区系组成的变化表现为物种数和密度先降后升的的过程，本氏针茅群落→油蒿群落→牛心朴子群落密度的变化幅度为51.98→31.12→62.76→(ind.(tus.)/m^2),种数为15→12→17种；生活型谱变化不明显，说明植被的退化主要是群落中优势种的衰退造成的；生物量的变化幅度较大，为218.1→748.72→155.6(g/m^2)；植物水分生态类型表现为中旱生植物逐渐减少，强旱生植物逐渐增多。     

岩质边坡新型生态修复基材的抗崩解性试验研究

矿山、公路工程等工程开挖后的裸露边坡，在降雨和径流作用下，易发生崩解软化，引发滑坡、泥石流等地质灾害，而目前的客土基材难以同时满足其边坡防护和生态建设的要求.因此，引入一种新型PDS型固化剂和凹凸棒土作为生态护坡基材.通过一系列室内试验，对不同含量下的PDS型固化剂和凹凸棒土改良基材的崩解性能进行研究，并讨论其微观特性和加固机理.结果表明：(1)PDS型固化剂显著提高试样的抗崩解性；(2)随凹凸棒土置换量的增加，崩解速率在试验前期逐渐增加，后期逐渐减小；(3)随固化剂和凹凸棒土复合材料含量的增加，试样的整体崩解速率逐渐减小；(4)PDS固化剂形成网状弹性膜，协同凹凸棒土颗粒共同填充颗粒间的孔隙，提升团聚体之间的胶结力和土体的整体抗崩解.     

基于冻融循环试验的季冻区生态边坡稳定性影响研究

为研究季冻区生态边坡的稳定性，通过室内试验研究了冻融循环次数与含水率共同作用下素土及根-土复合体抗剪强度指标的变化规律。结果表明：在冻融循环作用下，初期素土及根-土复合体的黏聚力均有降低，而摩擦角均有增加，之后黏聚力及内摩擦角趋于稳定；随着含水率的提高，边坡的稳定性降低；随着冻融循环次数的增加，根系增强了滑裂面土体的抗剪强度，提高了根-土复合体边坡抵抗冻融循环作用的能力，增强了边坡的稳定性。研究结果可为季冻区生态固土护坡提供一定的理论依据。     

岩石边坡客土喷播技术探讨

岩石边坡客土喷播,是对沿线对有龟裂的基岩坡面、软、岩坡面、砂地、贫瘠地、酸性土壤等绿化困难地区,使用含有机质及粘土近似于自然表土的种植土,使其形成最适合植物生长的高团粒结构,并混入短纤维形成生育基础,采取液压喷播草籽作业。     

三维土工网垫植草护坡性能试验

通过边坡模型正交试验,在不同降雨强度下分析了网垫类型、草籽密度、土质和坡度等4个因素对三维网垫植草护坡性能的影响。结果表明,坡面侵蚀模量在模拟小雨时受影响因素显著性高低顺序为草籽密度、坡度、土质和网垫类型,而暴雨时网垫类型对侵蚀模量的影响明显增加,且采用三维网垫植草护坡时坡面侵蚀模量相比无护坡时减少了5倍左右,三维网垫植草护坡抗冲刷效果明显;由网垫、根系和土组成的坡面浅层加筋土复合体的等效黏聚力随深度的增加总体上呈逐渐减少的趋势,且二者之间呈现三次曲线变化关系;坡面采用厚度大的网垫和植物根系密度较大时都会使坡面浅层土的渗透系数增加。     

黄花蒿耗水及生长规律试验研究

黄花蒿可作为干旱地区收复弃耕地的先锋植物。通过小区试验，对黄花蒿耗水规律、生长过程和生态效应进行了研究。试验结果表明，黄花蒿的生长可分为发芽、展叶、分枝、现蕾、开花、结实6个阶段，其中分枝期长，相应的耗水强度最大；黄花蒿株高和侧枝生长对土壤水分状况敏感，具有较强的抗逆性和环境适应性；同时，其主茎和侧枝较长，覆盖度大，具有一定抗风沙能力。该研究对干旱区生态建设有一定帮助。     

深浅根混种法加固边坡稳定性的数值分析

为了研究深浅根混种法对路基边坡稳定性的影响效果,统计了含根土体抗剪强度增强特性,利用数值模拟对比了不同护坡方式的加固效果,并对浅根加筋和深根锚固作用进行了参数分析.统计结果表明,黏聚力为15 kPa的边坡土体加入植物根系后,黏聚力最大提升15～20 kPa.数值分析结果表明:深浅根植物单独护坡作用有限,而配合土工格栅的深浅根混种法能有效提高边坡稳定性,安全系数最大提高8%;浅根植物加筋作用能提高边坡表层土强度及整体性,最适宜加筋深度为60 cm左右;深根植物主根穿过塑性区后能有效发挥锚固作用,且边坡稳定性随深根生长而提高;深根植物种于坡脚时固坡效果最明显,且宜采取坡下密坡上疏方式种植.     

山区公路边坡绿化及生态恢复种植材料的选择与处理

边坡绿化及生态恢复是基于对路堑、路基等边坡环境的保护、恢复及优化，营造人工植被，和周围环境协调统一，以达到固土护坡、发挥生态机能的目的。山区边坡立地条件比较恶劣，只有优化选择好种植材料并辅以科学的施工工艺、种子处理技术、养护管理措施，才能使条件恶劣的边坡（岩质边坡、浆砌片石护坡、人工挡墙等）绿化成为可能，才可达到边坡复绿的效果。     

固沙植物油蒿、柠条水分竞争模型的稳定性分析

以沙坡头人工固沙植物油蒿和柠条为研究对象，针对水分是沙坡头植物生长的限制因子的现实，对混播油蒿、柠条种间竞争模型平衡点的稳定性进行了分析，对于优化防护林的布置格局，建立相对稳定的防风固沙人工群落，具有现实意义；对充分有效地利用水资源，合理规划设计防护林，稳定人工系统提供科学依据，在理论与实践上具有重要意义。     

多花木兰根系抗拉特性及边坡稳定性分析

以护坡典型植物多花木兰根系为对象进行室内抗拉试验;在假定滑动面平行于坡面的前提下,推导生态护坡中坡体稳定系数的计算公式;研究不同坡度下根系的抗拉力、抗拉强度、弹性模量及边坡的稳定性.研究表明:多花木兰根系抗拉力随着直径的增大呈幂函数增加;根系抗拉强度为21.15~76.08MPa,随着直径的增加呈幂函数减小;坡度越大,同一直径根系的抗拉力与抗拉强度越大.多花木兰根系弹性模量为0.64~2.33GPa,随着直径的增加其弹性模量逐渐减小;根系直径为1.2~2.2mm时,弹性模量减小的幅度大,其他区间减小的幅度较小.坡体的稳定系数与根系的抗拉力呈正相关关系,与边坡的坡度呈负相关关系,并受根的生长方向和密度、植物的种植密度以及原状土的性质等影响.坡体的稳定系数随根系直径的增加呈线性增加.     

高速公路边坡不同恢复年限土壤性质及生态防护模式研究

以陕南土石山区不同植被恢复年限高速公路为研究对象,综合分析了不同护坡模式的防护效果及不同坡向间土壤理化性质的差异性。结果表明:①土石山区高速公路边坡土壤养分条件受恢复年限的影响显著。土壤有机质、全N含量处于缺乏和显著缺乏水平;随着边坡植被恢复年限延长及植被的演替进程推移,植被长势渐好,豆科植物的固氮作用使得土壤有机质和全N含量增加,但仍处于较低水平;②有机质、全N、速效K、含水率排序均为骨架护坡挂网喷播拱形+植生袋,且养分表现出向表层富集的趋势,骨架护坡保水保肥效果较好,该护坡模式为最优选择;③土壤有机质、全N、速效P、速效K、含水率、孔隙度等均表现为阴坡阳坡;④土壤的养分(有机质、全N、速效P)已成为边坡植被恢复和演替的限制因子,应适当采取土壤改良措施,为植被恢复创造良好的环境,促进植物生长,使其尽快发挥其水土保持效果。     

Microclimate's Affection on the Composition of Plant Colmnunity on Southern and Northern Slope of Purple Mountain

通过监测紫金山南、北坡海拔约300m处的气温和湿度,发现紫金山南、北坡小气候存在差异,呈现南坡温暖干燥,北坡阴冷潮湿的特征,其中夏季南北坡温差可达2.6℃,相对湿度约相差6％.紫金山南、北坡海拔约300m地带主要植物群落的组成结构表明:南、北坡植物群落中有很多相同的优势种和伴生种,其中苦槠(Castanopsis sclerophylla)、女贞(Ligustrum lucidum)是最重要的常绿成分；落叶成分中,栎属(Quercus)树种和枫香(Liquidamba formosana)占重要地位.但在南坡与北坡观察到的偶见种却有明显不同.综合分析小气候与植物群落物种组成的关系表明:小气候的微弱差异虽然不影响紫金山南、北坡植物群落中的优势成分和伴生成分,但对群落中的偶见种成分却有明显影响,紫金山南坡植物群落中多生长喜暖、耐干燥的偶见种,而北坡的偶见种大多是耐寒、喜湿物种.     

基于数值模拟方法的根系护坡研究进展

为深入探究植被根系固土效果,探寻最佳植被护坡模式。基于现有的植被护坡研究成果的基础上,论述运用数值模拟方法,对植被根系水文效应和力学机制进行模拟。重点总结了模拟不同的坡度、降雨、根系倾角、根长、根的密度和根的分布情况等因素条件下,根系的护坡效果。根据边坡的位移量和应力场情况,或通过对比在不同条件下边坡的稳定性系数和根土体的抗剪强度,更加准确反映出根系的护坡效果,也更进一步验证数值模拟方法的适用性。数值模拟能够考虑多重影响因素,对植被根系护坡作用进行分析,未来在根系护坡的运用中还需不断完善根系模型,考虑更全面的因素。     

基于FLAC3D的寒旱环境植被根系分布形态对边坡稳定性的影响

随着生态护坡技术的不断发展,植被根系固土护坡作用越来越受到重视。为研究寒旱环境的霸王植被根系分布形态对边坡稳定性影响,同时减少试验成本和挖掘根系对环境的破坏,将根系简化为主根型,通过数值模拟根-土复合体直剪试验,获得与室内根-土复合体直剪试验基本吻合的抗剪强度参数,采用无限边坡理论模型,对不同分布形态根系穿过滑裂面的边坡进行稳定性影响分析。研究发现：不同垂直压力作用下,土体进入塑性剪切阶段时,素土剪切应力均小于根-土复合体;随根截面比增加,土体黏聚力增加幅值大于内摩擦角;当根截面比为0～0.88%时,根系穿过边坡潜在滑裂面时,边坡稳定系数增幅显著,但大于0.88%时,边坡稳定系数增幅较小。因此,在植物固坡工程设计中应找到最优根截面比,以满足寒旱环境边坡的稳定性要求。