生態防護在公路邊坡防護中的應用

景志遠，張春禹，張 姣，王新民

（路域生態工程有限公司，北京100082）

0 引言

我國公路建設在迅猛發展的同時產生了大量的公路邊坡工程創面。長時間的檢驗發現，常規公路邊坡防護措施的大量工程缺陷在后期養護中不斷出現，不僅降低了生態防護效果，還推高了公路邊坡養護的成本。“美麗中國”的提出對于生態環境有了更高的要求，生態防護措施作為一種循環低碳的綠色工程創面防護模式，其經濟、高效、穩定、環保與低成本的優勢受到更多決策者的青睞。

1 邊坡生態防護的涵義

邊坡生態防護是指應用系統生態學的原理從邊坡植被建立后坡面穩定的物質循環與能量流動的基本原理進行工程化應用，在受損的公路邊坡重建穩定的生產者、消費者與分解者，實現邊坡生態學的物質與能量的自循環的一種防護措施。公路邊坡生態防護體系建立后形成的穩定的路域生態系統具備自身特定的結構與功能，從而有效地解決了當前公路邊坡圬工防護長期的養護高成本問題，同時它還具備優美的環境景觀，能有效地消除公路兩側產生的污染問題，形成巨大的碳源儲備庫，是綠色循環低碳公路建設的一種重要技術模式。

2 邊坡生態防護工程發展概況

2.1 國外生態防護工程發展概況

生態防護理念起步較早。1633 年，日本人采用鋪草皮、栽樹苗的方法治理荒坡，成為日本植被護坡的起源。到了20 世紀30 年代，這種生物途徑首次引入中歐，得到迅速發展并在歐洲盛行，主導著世界植被護坡的研究與應用。20 世紀60 年代以后，植被護坡技術已推廣到世界許多國家。在北美，植被護坡的運用歷史可以追朔到1926 年，而且承襲了中歐的經驗，主要致力于與農林業和道路建設有關的侵蝕控制。在英國，這個方法始于20 世紀40 年代末，用于陸地景觀的穩定、堤岸和交通線路邊坡的穩定等。歐美國家主要圍繞防止坡面遭受雨水侵蝕的目的而進行，重點應用于公路邊坡的植被防護及河堤防護。當前國外主體生態防護技術如表1 所示。

表1 國外當前主要生態防護技術

2.2 國內生態防護工程發展概況

植被護坡的國內歷史源遠流長。最早有記載的植被護坡應用在1591 年的中國，當時柳樹等已用于河岸邊坡的加固與保護；而在17 世紀，中國就利用植被護坡技術保護黃河河岸。近年來，隨著國家對生態環境建設投入力度不斷加大，針對公路邊坡等工程創面植被恢復的工程綠化技術也在不斷發展，植草技術、造林技術與坡面防護技術的結合，使得公路綠化從傳統的鋪草皮技術，發展到人工建植、機械建植、表層覆蓋相結合的現代公路綠化技術。當前國內公路邊坡工程創面采用的生態防護主體技術措施見表2。

表2 當前國內公路邊坡生態防護主體工程技術措施

3 公路邊坡生態防護與常規防護措施的區別

3.1 生態防護與常規植物防護的主要區別

公路邊坡植物防護與生態防護技術措施的主要差異如表3所示。

表3 公路邊植物防護與生態防護技術措施的主要區別

3.2 生態防護與柔性防護的區別

公路邊坡柔性防護與生態防護技術措施的主要差異如表4所示。

表4 公路邊坡柔性防護與生態防護技術措施的主要區別

3.3 邊坡生態防護與常規綠化措施的區別

公路邊坡綠化與生態防護技術措施的主要差異如表5所示。

表5 公路邊坡綠化與生態防護技術措施的主要區別

3.4 邊坡生態防護與其他防護措施的區別

公路邊坡圬工防護與生態防護技術措施的主要差異如表6所示。

表6 公路邊坡圬工防護與生態防護技術措施的主要區別

4 公路邊坡生態防護的功能

4.1 改善行車狀況

植被可以提高公路交通的安全狀況。通過視線誘導種植可預示或預告線形的變化；通過明暗適應種植，當汽車進入隧道時，可幫助駕駛員縮短對明暗急劇變化的適應時間；通過緩沖種植，當車體與路外物發生沖擊時，可降低車輛和駕駛員的損害程度。栽植的樹木花草增加了地表植被覆蓋度，攔截、抬升部分氣流，消除風的動能，可起到降低風速、防止風沙危害的作用；覆蓋的植物能減緩坡面溫差及溫度變化的影響，降低路表溫度，延緩瀝青的老化，維持路面良好的使用質量。

4.2 景觀功能

公路邊坡的開挖，使原來的自然景觀遭到破壞。采用植被護坡技術可以較大程度地恢復被破壞的生態環境，生態防護使裸露的地表重新披上新裝。生態防護和純工程防護相比，由于植物婀娜多姿、豐富多彩的形態，使生硬的公路構造物景觀充滿生氣，極大地豐富了公路的景觀環境。

4.3 生態功能

生態防護可以作為公路構造物向周圍環境過渡的緩沖帶；植物群落可以成為生物的棲息地，也能逐漸恢復因坡體開挖而遭到破壞的生物鏈，使已破壞的生態環境得到最大程度恢復，從而有效降低公路建設對生物多樣性的影響。

4.4 環保功能

植物對顆粒污染物具有吸滯和阻擋作用，能使空氣中的部分顆粒物沉降下來，據調查草坪的滯留塵埃的能力比裸露的土地大70 倍；植物能吸收多種交通污染物質，如CO、CO2、氮氧化物、大氣中的金屬和非金屬粉塵；植物的吸聲作用會有效減弱交通噪聲。

5 生態防護在公路邊坡防護工程中的發展方向與應用前景

5.1 生態防護成為產業引導新方向

黨的十八大作出建設生態文明的戰略部署，突出建設“美麗中國”的目標，“五位一體”總體布局的要求與“三個格局”對于生態文明建設提出了新的要求，為生態防護技術的迅速發展提供了良好的契機，更為生態技術應用提供了良好的平臺，也為生態防護技術的開發與應用指引了新的方向。

5.2 邊坡防護工程技術由傳統型向綜合技術型發展

生態防護技術具備經濟、高效、穩定、環保與低成本等優勢。同時，國內高校與科研機構生態領域研究技術成果轉化亟需推廣應用。隨著邊坡生態防護技術的應用與發展，防護技術正在從傳統防護型向綜合技術型方向發展。

5.3 生態防護成為新的主體產業技術

隨著公路工程建設過程中工程創面的不斷產生，邊坡修復對于技術的要求越來越高，傳統的工程防護措施在公路邊坡應用中的弊端不斷顯現，導致邊坡養護與重建成本不斷增大。而邊坡生態防護技術作為一種高效、經濟、環保的新技術必將成為一種新型的產業技術，在今后的公路邊坡生態防護工程中成為主體產業技術。

[1] 黃樹青，顧衛，袁帥，等.半干旱地區工程創面植被恢復的溫度效應研究[J]. 中國農業大學學報， 2011，（1）：105-112.

[2] 周躍. 坡面生態工程及其發展現狀[J]. 生態學雜志，1999，18（5）：68-73.

[3] 陶巖，江源，顧衛，等.內蒙古中部高速公路邊坡植被恢復研究與實踐[J]. 中國水土保持科學， 2006， 4（增刊）：61-66.

[4] 方華， 林建平. 植被護坡現狀與展望[J]. 水土保持研究，2004，11（3）：283-284.

[5] 周躍.土壤植被系統及其坡面生態工程意義[J].山地學報，1999，17（3）：224-229.

[6] 王永安，王雙生.公路綠地系統的生態學分析[J].華東公路，2002，（3）：69-73.

[7] 劉龍，蔡志洲.隴西立交樞紐生態綠化工程研究[J].交通環保，1999，（1）：39-41.

[8] Marumoto, T., Hayakawa, S., Ezaki. Function of Mulching Sheet for Reforestation and the Prevention of Soil Erosion[J].Special Issue,EPEI,1997,（52）：613-616.

[9] 周曉峰. 中國森林生態環境[M]. 北京：中國林業出版社，1999.