土壤生物工程技術(shù)的河道坡岸生態(tài)修復(fù)

吳志強(qiáng) 朱啟兵

摘 要：土壤生物工程技術(shù)屬于新型的集成工程技術(shù)，是利用存活植物來構(gòu)筑邊坡的新技術(shù)，在河道坡岸生態(tài)修復(fù)中，表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。本文就土壤生物工程的原理進(jìn)行闡述，并針對土壤生物工程技術(shù)在河道坡岸生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用做出總結(jié)。

關(guān)鍵詞：土壤生物工程技術(shù)；河道坡岸生態(tài)；修復(fù)；應(yīng)用

土壤生物工程是利用種植一些植物及其一些輔助工程來鞏固邊坡結(jié)構(gòu)，減少水土流失，保護(hù)植被及改善周邊生態(tài)環(huán)境的一項工程。近年來歐美一些發(fā)達(dá)國家用這種方法來加固邊坡結(jié)構(gòu)和保護(hù)環(huán)境，也有記載我國古代也用這種方法來達(dá)到穩(wěn)定邊坡的目的。1996年，DonaldGray教授和RobbinSotir女士撰寫了論文“邊坡穩(wěn)定的生物技術(shù)和土壤生物工程”對美國邊坡穩(wěn)定和侵蝕控制中的寶貴的經(jīng)驗進(jìn)行了總結(jié)，為土壤生物工程奠定了理論和實踐基礎(chǔ)。隨著人們保護(hù)環(huán)境意識的加強(qiáng)，逐步認(rèn)識到土壤生物工程對生態(tài)修復(fù)有著重要的意義?，F(xiàn)代土壤生物工程利用生態(tài)學(xué)原理，周密的考察和設(shè)計實際的植物和土壤生態(tài)系統(tǒng)，同時利用植物強(qiáng)化土壤的結(jié)構(gòu)，限制表層的土壤顆粒，起到保護(hù)邊坡的生態(tài)，防止水土流失，確保邊坡的植被達(dá)到水平的作用。土壤生態(tài)技術(shù)同傳統(tǒng)的工程技術(shù)相比，具有技術(shù)上、生態(tài)上、經(jīng)濟(jì)上和美學(xué)上的顯著優(yōu)勢。但是，生物技術(shù)工程也不能完全取代傳統(tǒng)的工程技術(shù)，兩者要結(jié)合起來，達(dá)到進(jìn)一步的完善。

一、土壤生物工程的原理

植物的根、莖或整體是具有生命力的土壤生物工程結(jié)構(gòu)主體元素，將它們按照不同的方式和方法進(jìn)行不同方位種植、插秧，建立一個個有強(qiáng)大生命的群體，起到穩(wěn)固邊坡，防止水土流失和修復(fù)生態(tài)的作用。

（一）對土壤的加固和穩(wěn)定

植物的根系能夠固定土壤，并且吸收其水分，使土壤的分子空間更加密集，從而使其結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。

（二）控制水土流失

引起土壤侵蝕的原因除去人為的因素外，主要是降雨和風(fēng)力。尤其是暴雨和疾風(fēng)造成土壤表面的水土流失和土壤的侵蝕非常嚴(yán)重。邊坡植物能夠截留降雨，阻礙水流運動，調(diào)節(jié)土壤的濕度，一定程度上減少風(fēng)力對土壤表面的破壞。

（三）修復(fù)生態(tài)

土壤生物工程影響邊坡生態(tài)環(huán)境表現(xiàn)在以下幾點：（1）利用攔截、蒸發(fā)蒸騰和存儲等方式來促進(jìn)土壤的水循環(huán)和土壤發(fā)育、形成表層活土，改善生態(tài)環(huán)境。（2）對接近地面的溫度和濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以利于植物生長。（3）邊坡的生態(tài)功能和生物多樣性得到平衡發(fā)展。

二、河道坡岸生態(tài)修復(fù)的土壤生物工程技術(shù)

（一）活枝扦插技術(shù)

把可以扎根的活枝直接扦插在坡岸的土壤中，等其生根成活后，能夠固定坡岸的土壤顆粒使其粘結(jié)性更強(qiáng)，還能起到吸收多余土壤水分作用。這種方法便捷且成活率高，可聯(lián)合其他土壤生物工程技術(shù)使用。能夠防止土壤表面受到侵蝕，改善周邊的環(huán)境，為生物構(gòu)建其安居環(huán)境。這項技術(shù)適用于生態(tài)問題和水力學(xué)問題相對簡單的河段。

（二）活枝柴籠捆插技術(shù)

把有根的成活植物捆成一束，形成圓柱體的條狀結(jié)構(gòu)，然后水平方向?qū)⑵溲诼?，同時在其空隙處扦插一些活枝，以便對捆扎束起到固定作用，能夠?qū)ζ掳镀鸬接行У谋Ｗo(hù)作用，防止坡岸受到侵蝕。水壩一樣的坡岸結(jié)構(gòu)，能夠防止土壤顆粒的下滑，使坡岸的表面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，對植物的生長起到促進(jìn)作用，有效改善植被的定居環(huán)境。這項技術(shù)可以應(yīng)用在淺水的坡岸上，為了便于排水，坡岸的等高線呈階梯狀排列。

（三）活枝層栽技術(shù)

把活的有根枝條按照交叉或重疊的方式在土層間種植，為預(yù)防枝條成長初期出現(xiàn)垮塌、淋蝕、或者沖蝕，枝層間的土層要用土木織物包起來，用來扦插的無根枝條也采取這種方式處理，這樣能有效延緩坡岸的徑流流速，保護(hù)水土流失。

（四）有植被的土工布袋技術(shù)

使用土工布把坡岸的土壤包住，在土壤裸露出種植灌木。這種方法使坡岸的植被迅速生長，吸收粉塵，改善空氣質(zhì)量，增加有氧度。這項技術(shù)能夠修復(fù)一些受到嚴(yán)重侵蝕的河段。

（五）指標(biāo)檢驗方法

對于坡岸植物新生根系的測量，主要以現(xiàn)場挖掘法為主，即在實驗場地中挖掘相關(guān)的植物根系，測定植物的生長深度和生物量，在岸坡植被的觀測上，也應(yīng)該采取該種方式。對于不同的岸坡種類，設(shè)置相應(yīng)的固定樣帶，調(diào)查好植物的生活型、種類、物候相、高度、覆蓋度、土壤剪切力、土壤濕度、土壤緊實度等等，采用土壤參數(shù)測試儀來確定土壤的參數(shù)情況。

三、土壤生物工程在西部生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

西部地區(qū)的一些植被，耐旱性較好，抗風(fēng)護(hù)沙能力較強(qiáng)，在荒漠和草原中形成獨特的灌木林，固沙護(hù)林能力較強(qiáng)。應(yīng)用土壤生物工程實現(xiàn)對西部地區(qū)邊坡的穩(wěn)定和加固，再配合當(dāng)?shù)氐闹参镔Y源，控制水土流失，保護(hù)西部地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。由于土壤生物工程方法簡單、造價便宜、效果明顯，可以大規(guī)模地在我國西部、東北、西南和中原等落后地區(qū)的土壤侵蝕、水資源管理和水土保持中廣泛應(yīng)用。

四、結(jié)論

土壤生物工程對保護(hù)生態(tài)環(huán)境有著重要的作用，在多國都已經(jīng)得到顯著的成效。本文就它的基本原理以及一些技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行闡述。該技術(shù)利民利國，既保護(hù)生態(tài)，維護(hù)環(huán)境，又造福人類。未來，土壤生物工程技術(shù)的運用前景將會非常廣闊，值得科研工作者投入大量時間和精力進(jìn)行研究和改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1]周香香，張利權(quán)，袁連奇.上海崇明島前衛(wèi)村溝渠生態(tài)修復(fù)示范工程評價[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2008（02）.

[2]高甲榮，劉瑛，HanspeterRauch.土壤生物工程在北京河流生態(tài)恢復(fù)中的應(yīng)用研究[J].水土保持學(xué)報，2008（03）.

[3]陳小華，李小平.河道生態(tài)護(hù)坡關(guān)鍵技術(shù)及其生態(tài)功能[J].生態(tài)學(xué)報，2007（03）.

[4]陳小華，李小平，張利權(quán).河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的水土保持效益研究[J].水土保持學(xué)報，2007（02）.

（作者單位：1.菏澤高新區(qū)呂陵鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服中心；2.菏澤高新區(qū)國土資源局）