高速公路邊坡生態防護技術及發展趨勢分析

摘" 要：該文詳細闡述生態防護在高速公路工程建設中的重要性，主要通過植被的蓄水、保肥和固土功能來加固和保護邊坡。這種防護作用主要體現在根系的力學效應和植被的水文效應2個方面。同時，深入探討公路路基邊坡生態防護技術及其機理，并試圖將這些知識應用于提升生態防護技術手段。為實現此目標，結合多年野外工作實踐經驗，以公路邊坡植物防護技術為研究對象，從多角度對邊坡植樹種草防護技術的發展和生態防護機理進行深入分析。

關鍵詞：邊坡生態防護;植樹種草技術;生態護坡技術;高速公路;公路路基

中圖分類號：U412.36+6" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）26-0006-10

Abstract： This paper expounds in detail the importance of ecological protection in highway engineering construction， mainly through the functions of water storage， fertilizer conservation and soil consolidation of vegetation to strengthen and protect the slope. This protective effect is mainly reflected in two aspects： the mechanical effect of root system and the hydrological effect of vegetation. At the same time， this paper deeply discusses the highway roadbed slope ecological protection technology and its mechanism， and tries to apply these knowledge to improve the ecological protection technology. In order to achieve this goal， combined with many years' practical experience in field work， taking the plant protection technology of highway slope as the research object， the development of recommended protection technology and ecological slope protection mechanism of slope tree planting are analyzed from multiple angles.

Keywords： slope ecological protection; tree planting recommendation technology; ecological slope protection technology; highway; highway roadbed

截至2022年底，我國公路總里程達到535萬km，十年增長112萬km，其中高速公路通車里程17.7萬km，穩居世界第一。生態文明是全面建設社會主義現代化國家的重要議題之一[1]。隨著社會公眾對生態環境保護意識的日益增強，高速公路邊坡防護的規劃與設計，以及生態護坡工程的興建等正逐步受到廣泛關注[2]。高速公路邊坡的生態保護，作為一種創新的護坡方式，利用植被的自然機能提升邊坡的穩定性和防護效能[3]。邊坡植物防護的核心目標在于土壤固結與邊坡穩定，有效防止水土流失，同時也為環境美化提供了輔助功能。近年來，高速公路網絡的擴張對周邊原始地形和自然生態帶來了顯著影響[4]。因此，在開展高速公路邊坡防護工作時，必須同步關注環境質量的保護與提升，秉持“保護環境光榮，污染環境可恥”的原則，采取恰當的預防和保護措施，如避開生態敏感區域，以實現高速公路的持久性、安全性、舒適性和便捷性。圍繞“耐久、舒適、安全、經濟”的綜合目標，加強生態環境建設，構建堅實的生態安全屏障，同時強化施工工藝的創新，充分展現了高速公路系統“暢通、安全、綠色、美觀、優質”的特性。通過這些措施，不僅能夠取得顯著的環境效果，還能獲得經濟上的收益，為全面建設小康社會貢獻力量。

1 研究概述

邊坡是指為保證路基穩定，在路基兩側做成的具有一定坡度的坡面（圖1）。其功能是防止雨水沖刷，固土護坡，保持水土平衡，保持路基及坡面的穩定。護坡是指為了穩定邊坡、保護邊坡不致被沖刷、裂崩而采取保護措施的行為或其結果[5]。

生態護坡是一種以植物為核心，綜合工程力學、土壤學、生態學和植物學等學科的基本知識對斜坡或邊坡進行支護，形成由植物或工程和植物組成的綜合護坡系統的護坡技術[6]。邊坡防護工程是指對存在位移或有可能發生位移的邊坡進行保護性工作，對邊坡進行加固處理及發生邊坡塌方的預防處理措施[7]。在過去的幾十年中，我國高速公路建設實現跨越式發展，規模穩居世界第一，但同時也暴露出一些問題。我國的高速公路建設過程中，邊坡修建作為施工中完成的最后收尾工程，往往遺留問題最多，隨著我國高速公路項目建設的持久快速發展，必將形成大量的邊坡[8]。因此，高速公路邊坡防護與生態恢復是我國公路建設中必須關注的重要環節。邊坡的高速公路土壤侵蝕防治和開挖邊坡治理作為一項極為重要的工作，在環保意識逐漸增強的環境下，受到全社會的重視[9]。

發達國家十分重視高速公路邊坡生態防護工作，在歐美（歐洲和北美的統稱）、日本等國家和地區，高速公路建設早就包括了邊坡生態防護，并對其進行了長期的實踐與研究。美國的高速公路邊坡防護原則是以自然為主，人工為輔，最大程度協調邊坡與周圍生態環境的平衡，并要求新建公路必須綠化;加拿大的公路邊坡防護原則在于人與自然和諧統一，明確規定公路與自然區域保持一定距離;日本的公路邊坡防護策略則是環境優先、自然再生，由于地理環境而追求“精細化”的公路防護目標;此外，英國、意大利等結合植被防護技術與加筋土技術修建了擋土墻。21世紀以前，我國的道路主要以公路和較低等級的道路建設為主，邊坡的生態防護在道路修建中往往被輕視甚至忽視[10]。21世紀以來，我國的經濟蓬勃發展，高速公路建設飛速成長，高速公路邊坡防護的重要作用日益顯現，我國的生態防護技術在引進國外技術的基礎上逐漸完善并形成體系。國家也制定了相應的行業標準，2018年5月22日中華人民共和國交通運輸部發布了JT/T 1108.3—2018《公路路域植被恢復材料 第3部分：植物纖維毯》，這標志著我國的生態防護技術邁上了新的臺階[11]。我國對高速公路生態防護機理的研究較淺。植物護坡的機理是利用植物根系、莖葉和代謝活動等生命活動，主要包括植物根系的力學效應、植物的蒸騰排水效應，以及植物莖葉及枯枝落葉的水文效應等來護坡。具體來說，植被通過以下機制起到固土、護坡的作用（圖2）。它適用于高速公路地形較為復雜的區域，可以達到綠化美化、保持和改善生態環境的目的。

2" 公路路基邊坡生態防護技術

公路邊坡的生態防護是一種采用生態工程方法來增強邊坡穩定性的技術[12]。國內學者將其定義為植物固坡或坡面生態工程，而國外研究人員則強調將植物與其他土木工程材料相結合以提高邊坡穩定性[13-15]。公路邊坡生態防護的基本原理可以概括為以下幾點。

根系錨固：植物根系在土壤中生長，能夠錨固土壤顆粒，增加土壤的抗剪強度，從而防止滑坡和侵蝕。

蒸騰作用：植物通過蒸騰作用降低周圍土壤的水分含量，減少孔隙水壓力，有助于提高土壤的穩定性。

土壤改良：植物根系的生長和分解可以改善土壤結構，增加土壤的透水性和通氣性，有利于土壤的自我穩定。

水文調節：植被覆蓋可以減少雨水對邊坡的直接沖刷，促進水分入滲，減少地表徑流，從而降低水土流失。

生物多樣性：生態防護措施有助于恢復和保護生物多樣性，為其他生物提供棲息地，促進生態系統的恢復和平衡。

綜上所述，公路邊坡生態防護不僅能夠提高邊坡的穩定性，還具有美化環境、保護生態、減少維護成本等多重效益。通過合理設計和應用，可以實現邊坡的長期穩定和生態系統的可持續發展。

高速公路工程建設不斷發展，傳統工程防護養護和重建邊坡成本過高，因此對邊坡的修復技術提出更高的要求。公路路坡的防護分為2類：一是生態防護，主要是充分利用植物自身特點，有時又與一些工程防護相結合來替代純工程防護的方式穩固坡面與抵御腐蝕，同時達到工程建設和環境保護的目標（圖3）[16]。植物防護技術可以實現力學效應、水文效應、生態效應和經濟效益等多種效應的統一[17]。植被可以截留降雨從而削弱濺蝕，降低坡體深層孔隙水壓力，同時抑制坡面徑流，除此之外，還能凈化空氣、降低噪聲、防止光污染[18]。生態防護的作用體系較為特殊，在一定條件下植物防護也有負面作用，在后續應用階段，需要根據實際情況以及防護指標，按照技術形式的具體要求落實到實踐工程之中。二是工程防護，相比于“有生命”的植物防護，工程防護主要是用砂石、水泥、石灰等“無生命”的無機材料進行防護。主要包括抹面、捶面、噴漿及噴射水泥混凝土等形式的坡面防護，包括護面墻、干砌片石防護、漿砌片石防護等砌石防護以及擋土墻防護[19]。工程防護可防治路基病害，確保路基穩定，但美化效果較差。做好坡面防護，主要是避免地表水流沖刷坡面巖土導致風化剝落現象出現，同時減少對生態環境的破壞。

高速公路邊坡防護技術是土木工程領域的重要課題之一，其研究旨在保護邊坡免受坍塌、滑坡、侵蝕等自然災害的侵害，同時確保人員和財產的安全[20]。隨著世界范圍內高速公路的興建，生態防護技術逐漸興起，它充分利用植被的護坡機理以達到生態效應和經濟效益的統一，緩解了傳統的工程防護技術下工程建設與生態環境之間的矛盾，減少了高速公路對生態環境的影響[21]。

高速公路邊坡的生態保護技術如下。

菱形格護坡、片（塊）石護坡、窗孔肋式護坡和六角空心磚護坡等。

骨架式錨碇保護工藝：在路堤成形后，按設計圖紙在工地上進行施工放樣，釘入鋼釘，劃出對應的格段，再用人工和機器進行挖掘。

植物保護方法：在高速公路路塹邊坡的生態保護中，采用花卉等植物，既能起到美化作用，還可以減少降雨對斜坡的侵蝕，使高速公路的邊坡穩定得到了較好改善。

土釘墻支護方法：土釘墻是由錨桿、混凝土面板和錨板以有規律的方式組合而成，它能對周圍的坡面進行局部土體有效加固，從而形成一個由墻后承受土壓力的土釘墻。

土工布保護技術：在高速公路路堤的生態保護建設中，由于其整體內聚力較好，自身質量相對較小，因此其在公路路堤的生態保護中得到了較為滿意的應用。在完成工程之后，還具有良好的抗張和防腐性能。

3" 邊坡生態防護的作用和特點

作為生態系統中的生產者，植被是協調其結構與功能的基石，也是開發項目發揮良好經濟效益、生態效益和社會效益的前提條件[22]。邊坡生態防護主要是充分利用植物自身特點，用植物和材料相結合的方式，代替純工程防護的方式，起到穩定邊坡和防止侵蝕的作用，同時達到工程建設和環境保護的目標。以下將對生態防護的作用機理和特點進行分析。

3.1" 防止土壤侵蝕

對植物與土壤之間相互作用動態過程的研究是國際生態環境科學的前言和重大課題[23]。劉國彬教授在陜西安塞試驗與研究結果表明，植物根系強化抗沖性作用的方式有網絡串聯作用、根土黏結作用及根系的生物化學作用，并揭示了根系提高土壤抗沖性能的本質作用。在自然環境中，土壤侵蝕是一種常見現象，尤其在降雨過程中，土壤流失可能導致土地退化、生態失衡和農業生產力下降。然而，林草地作為一種自然的土地覆蓋類型，其在防止土壤侵蝕方面的作用不容忽視。林草地在較大降雨過程中的土壤流失量，僅為農田的1%～2%，其防止土壤侵蝕的效果極為明顯（表1、表2）。根據表1和表2的數據，可以清晰地看到林草地與農田在降雨過程中土壤流失量的對比。林草地的土壤流失量遠低于農田，這得益于林草地特有的土壤保護機制。林草地減少土壤侵蝕的機制：土壤分散率和侵蝕率的降低。林草地的土壤分散率和侵蝕率相較于裸地分別減小了5.9%和6.5%。這是因為植被的存在改變了雨滴的打擊方式，減少了土壤顆粒的濺移。一是植被的截留和消能作用。當雨滴擊落在樹（草）葉上時，部分雨水被截留，不被截留的部分也因為樹葉的消能作用使沖擊能大為減小，從而減少了濺面蝕作用。二是土壤結構和有機質含量的改善。林草地的地面通常含有較多的細粒土和有機質，這使得土體的黏結強度較大，有助于維持土壤結構的穩定性。三是植被根系的積極作用。在干旱區，植被根系極為發達，這不僅能在降雨過程中存儲大量的水分，加強雨水的下滲，避免形成徑流，還能通過類似加筋的作用穩定坡體，防止土壤流失。林草地通過上述機制顯著降低了土壤流失量，這對于保護土地資源、維護生態平衡和提高土地利用效率具有重要意義。尤其在面對氣候變化和人類活動干擾的背景下，林草地的保護和恢復顯得尤為重要。綜上所述，林草地在減少降雨引發的土壤流失方面發揮著至關重要的作用。通過降低土壤分散率和侵蝕率、截留和消能雨滴、改善土壤結構和有機質含量以及發展植被根系等多種機制，林草地有效地保護了土壤，減少了水土流失。因此，應當重視林草地的保護和合理利用，以實現土地資源的可持續管理和生態環境的和諧發展。

3.2" 深根的錨固作用

植物根系的錨固作用類似于預應力錨桿的作用，能改善邊坡力學參數，增強土體的穩定性[24]。具體如下。

1）禾草、豆科植物和小灌木在地下0.75～1.5 m深處能明顯增強土體的抗剪強度。

2）木本植物的垂直根系可以把淺層不穩定土層錨固到深處較穩定的土層上，并影響更深的巖土層。

3）根的直徑與其抗拉強度呈反相關，越細的根抗拉強度越高，直徑在2～5 mm的根抗拉強度為8～80 MPa。 4）植草的根系在土體中縱橫交錯，將松散的土體聯結成為根土復合體，體現了根系的加筋作用，增強了土體強度。

結合以上信息，可以得出植物根系通過錨固作用提高土體的抗剪強度和整體穩定性，從而有效防止水土流失和邊坡滑塌。這種自然加固技術是一種生態工程方法，它利用植物的自然生長過程來加固和保護斜坡。

根系是植物從土壤中吸收水分和養分的器官。植被恢復主要解決邊坡的災害防治，林地土壤的物理性質較之荒地有明顯的改善[25]。邊坡的破壞按滑動體的厚度可分為深層滑動和淺表層滑動（包括表層的雨蝕及風蝕的滑落）。圖4是植物根系錨固淺表層滑坡的示意圖。

植物的根系通過其主根和側根與周邊土體的摩擦作用，可以顯著增強土體的穩定性。這種作用類似于全長黏接型錨桿的工作原理，其中主根相當于錨桿的軸向部分，而側根則類似于錨桿的分支。通過計算主根和側根與周邊土體之間的摩擦力可以確定錨固力的大小。在寧夏固原試驗中，土壤抗沖性在不同深度的土層中表現出不同的強度。在0～30 cm的A層，土壤抗沖性隨著深度的增加而遞減;而在70 cm的B、C層，土壤抗沖性保持在一個較低的穩定狀態。這表明土壤的性質和抗沖性在不同的深度和土層中會有所變化。植物的垂直根系穿越坡體淺層的松散風化層，深入到較穩定的深層巖土層中，分擔荷載作用，并限制土體的變形，這有助于提高邊坡的穩定性，防止滑坡和侵蝕等地質災害的發生。不同深度和土層的土壤性質和抗沖性的變化，以及植被根系的深入，都對邊坡的穩定性產生了積極的影響。這種深部錨固作用的力學模型可以幫助我們理解和預測植被對邊坡穩定性的影響（圖5）。總的來說，木本植物的垂直根系通過其錨固作用，可以有效地提高土體的整體穩定性，防止水土流失和邊坡滑塌，從而在生態工程和邊坡防護中發揮著重要的作用。

3.3" 降低坡體孔隙水壓力

植物通過吸收和蒸騰作用調節土壤水分，對高速公路邊坡的穩定性具有積極影響[26]。以下是這一過程的詳細分析。

1）植物吸收土壤中的水分，通過蒸騰作用釋放到大氣中，從而降低土壤的含水量。

2）土壤含水量的降低導致孔隙水壓力減小，這有助于提高土體的抗剪強度。

3）抗剪強度是衡量土體抵抗剪切力（即滑坡發生時的力）的指標，抗剪強度越高，土體越穩定。

4）植物根系的生長還能夠增加土壤的凝聚力，進一步提高土體的穩定性。

5）降雨是導致邊坡失穩的重要因素之一，因為它會增加孔隙水壓力，降低土體的抗剪強度。植物通過吸收和蒸騰作用，可以減少降雨對邊坡穩定性的負面影響。

6）當孔隙水壓力降低到一定程度時，甚至可能變成負值，這在力學上稱為基質吸力，可以進一步增強土體的抗剪強度。

綜上所述，植物通過調節土壤水分，降低孔隙水壓力，增加土體的抗剪強度，從而有助于保持邊坡的穩定性，延長公路的使用壽命。這一生態工程方法不僅有效地利用了植物的自然功能，還減少了對環境的干擾，是一種可持續發展的邊坡防護技術。

3.4" 截留降雨，削弱濺蝕

植物的根系可以對土壤進行加固，植被的覆蓋可以有效加強邊坡對雨水的抗沖刷能力，減緩降雨對坡面的侵蝕[27]。植物在減少降雨侵蝕、改善土壤水文性質、固結土體、增強土壤抗侵蝕能力、消減洪峰以及涵養水源方面發揮著重要作用（表3）。植物對于水土保持具有多方面的積極影響，其通過地上部分和地下部分的功能性狀，直接影響土壤的理化性質和水文條件，間接改善生態環境，對抗土壤侵蝕和水土流失具有重要意義。

植被能攔截高速下落的雨滴，削弱雨水的勢能及減少土粒的飛濺。林冠截留量直接影響著大氣降水產生的地表徑流，植物的地上部分主要包括植物的莖葉和植物的枯落物[27]。一部分降雨直接被植物的莖葉截留吸收以后重新蒸發到大氣或下落到坡面，一部分降雨通過植物的地上部分形成莖稈流流到坡面，剩下的則穿過植物空隙直接落到坡面，進入森林生態系統，并參與水文循環過程。

通過試驗證明，溫帶針葉林林冠截留率一般在20%～40%，黃土高原林冠截留率一般在15%～35%，在陜西宜君林冠截留率一般在24.3%，它們對于邊坡土壤有著重要的水土保持作用，使林地徑流量的凈雨減少。

3.5" 控制土粒流失

植物護坡不僅在于植被的力學作用——深根錨固作用和淺根的加筋作用，降低了坡體空隙水壓力，還在于植被的水文作用——植物截留降雨、削弱濺蝕，控制土粒流失[28]。植被是土壤的綠色保護傘，具有防止土壤侵蝕、調節水文循環的重要作用，植被通過增加地表粗糙度、促滲、截留以及蒸發蒸騰的聯合作用，降低了地表徑流的速度，減少了地表徑流量[29]。通過試驗表明，在坡度與雨強相似情況下，林地的產沙量相比裸地大大降低，林地由坡度10°的0.01 kg/m2，增加到坡度20°的0.07 kg/m2，祼地由1.16 kg/m2增加到1.74 kg/m2。

在土壤侵蝕控制方面，植被覆蓋率的增加對減少土體流失量有著顯著的效果。具體如下。

1）植被覆蓋率與土體流失量的關系：研究表明，隨著植被覆蓋率的增加，土體流失量通常呈指數關系降低。這是因為植被覆蓋可以保護土壤不受雨水直接沖擊，從而減少土壤顆粒被沖走的可能性。

2）植被的沉積作用：植被能夠加速被徑流帶走的土粒在地表的沉積，這有助于減少一定范圍內的土體流失量。

3）抑制地表徑流和雨滴濺蝕：植被通過其枝葉和根系結構抑制地表徑流，削弱雨滴對地面的直接沖擊（濺蝕），從而有效地控制土粒流失。

4）片蝕和溝蝕的控制：地表徑流帶走已被滴濺分離的土粒，可能導致片蝕和溝蝕。植被通過減緩徑流速度和增加土壤入滲，有助于防止這些侵蝕形式的發生。

綜上所述，植被的存在對于控制土壤侵蝕、保護水土資源具有重要作用。在土地管理和生態修復項目中，提高植被覆蓋率是減少土體流失、維護生態平衡的有效措施。

3.6" 生態系統服務功能明顯

生態系統服務功能確實對人類有著重要的積極影響和效益。在高速公路邊坡的生態恢復中，生態防護起到了至關重要的作用[30]。以下是對高速公路邊坡生態防護的一些具體分析。

1）水土保持：植物的根系能夠固定土壤，減少雨水沖刷，從而有效防止水土流失。

2）邊坡穩定：植被的生長能夠增強邊坡的穩定性，防止坡面失穩、塌陷或滑坡等病害的發生。

3）生物多樣性：生態防護措施通常涉及種植多種植物，這有助于提高生物多樣性，為其他生物提供棲息地。

4）美化環境：植被覆蓋的邊坡不僅美觀，還能改善周圍的微氣候，提高駕駛時的視覺舒適度。

5）凈化空氣：植物通過光合作用吸收二氧化碳并釋放氧氣，有助于凈化空氣。

6）減緩徑流：植被可以減緩雨水徑流速度，增加水分滲透，補充地下水資源。

7）噪音屏障：植被還可以作為天然的噪音屏障，減少交通噪音對周圍環境的影響。

綜上所述，高速公路邊坡的生態防護不僅對于維持生態系統服務功能至關重要，而且對于保障公路的安全、穩定和延長使用壽命也有著顯著的效果。因此，高速公路邊坡的生態防護是實現可持續發展和生態文明建設的重要組成部分。植被的結構、功能與生態系統服務功能如圖6所示。

3.7" 綜合效益顯著

3.7.1" 生態效益

在生態效益方面，植物的選擇對于邊坡綠化和生態防護的效果至關重要。喬木生長周期長，但其根系最發達（可長達數十米以上）、最長、最深，有利于穩定坡體（圖7）。以下是對植物在邊坡生態防護中作用的分析。

1）根系作用：發達的根系能夠在土壤中互相穿插形成網絡，并通過根系分泌分解產物的膠結作用，防止邊坡風化剝落。

2）草本植物：草本植物能夠增強坡面的抗沖刷性能，適合短期內提供防護作用。

3）木本植物：木本植物的固坡效果更為顯著，其根系可分為主直根型、散生根型和水平根型，對穩定坡體有長期作用。

4）生態防護的多重效益：生態防護不僅能作為高速公路構造物向周圍環境過渡的緩沖帶，還能成為生物的棲息地，恢復生物鏈，降低對生物多樣性的影響。

5）噪聲減緩：植被覆蓋的邊坡能減少噪聲，提高聲屏障效果，改善周圍環境質量。

6）景觀美化：喬木、灌木、草的合理搭配，結合高速公路兩側的自然景觀，形成美觀的風景線。

7）生長周期：草本植物生長周期短，可快速產生作用;灌木根系較發達，需3年以上才能完全發揮作用;喬木生長周期長，但根系最發達，有利于長期穩定坡體。

綜上所述，生態防護采用喬、草、灌相結合的方式，能夠有效地實現邊坡的水土保持、邊坡穩定、生物多樣性保護和景觀美化等多重效益，是高速公路生態恢復的重要內容。

三維網植草防護，作為一種新型的坡面道路防護方法，適宜于沖刷較大、坡面較陡的山坡，缺點是成本較高（圖7）。三維植被網護坡技術具有良好的固土蓄水、避免坡面沖刷的能力，三維網是以熱塑性樹脂為原料，經過一系列工序互相纏繞而成的立體結構，其表面錯綜復雜的網包能夠固定網內的土壤以及草種防止被水流沖刷，同時對雨水的消能作用顯著，網包的存在大大降低了雨水降落的勢能，降低了雨滴的濺蝕作用。同時，三維網具有一定的保溫功能，可以促進網包內植物的生長。同時，由于網包的特殊結構，會導致風、水在邊坡表面產生饒流，降低了風、雨的能量，減緩了風、雨對邊坡的侵蝕[31]。

3.7.2" 經濟效益

高速公路生態防護的經濟效益體現在多個方面，其中包括以下幾個方面。

1）提高交通流量和收入：高速公路作為重要的交通基礎設施，能夠吸引更多的交通流量，增加客運和貨運收入。

2）帶動相關行業發展：高速公路建設的發展促進了建筑行業和機械行業的發展，提高了相關行業的就業率。

3）恢復和保護生態環境：生態防護工程通過植被覆蓋和土壤保持，有助于恢復和保護生態環境，同時減少防災費用。

4）美化環境：生態防護不僅提高了高速公路的美觀度，還改善了沿線的景觀，提升了駕駛體驗。

5）減少維護成本：植物護坡技術相比傳統工程措施，長期來看可以降低維護成本，因為它利用了自然植被的自我修復和維持能力。

6）促進鄉村振興：高速公路的暢通和沿線環境的改善，有助于推動鄉村振興，提升當地居民的生活水平。

7）設計簡單，可操作性強：植物護坡技術設計簡單，易于實施，可以根據不同的地形和土壤條件選擇合適的植物種類。

8）成本低廉：與傳統的工程防護措施相比，植物護坡通常成本更低，經濟實惠。

9）運輸方便：植物材料通常易于獲取和運輸，這進一步降低了施工成本。

綜上所述，高速公路生態防護不僅具有顯著的生態效益和社會效益，而且在經濟效益方面也具有重要價值。通過合理規劃和科學管理，可以實現高速公路生態防護的多方面效益，促進可持續發展。

3.7.3" 社會效益

生態防護在提高公路交通安全狀況方面發揮著重要作用。以下是生態防護在交通安全方面的具體應用和效益。

1）視線誘導種植：通過在道路沿線種植植被，可以預示或預告線型的變化，幫助駕駛員提前做出反應，減少交通事故的發生。

2）遮光種植：在對向車道旁種植樹木或灌木，可以防止夜間行駛時對向車輛燈光的炫目，提高夜間行車的安全性。

3）明暗適應種植：在隧道入口附近進行合理種植，可以幫助駕駛員在進入隧道時更快地適應光線的急劇變化，減少因視覺適應問題導致的事故風險。

4）緩沖種植：在路外設置植被緩沖帶，當車體與路外物發生沖擊時，可以作為天然的屏障，降低車輛和駕駛員的損害程度。

同時，高速公路邊坡綠化的目的不僅僅是為了交通安全，還包括以下幾個方面。

1）護坡：植物根系能夠固土護坡，防止水土流失，保持邊坡穩定。

2）穩定路基：植被可以減少雨水沖刷，保護路基穩定，延長公路使用壽命。

3）減少水土流失：植被覆蓋可以減緩雨水流速，增加水分滲透，從而減少水土流失。通過道路綠化、城鄉美化亮化等方式，實現人居環境改善。

4）豐富路域景觀：合理的綠化設計可以提升道路的美觀度，改善駕駛體驗，豐富路域景觀。

5）改善人居環境：綠化可以改善周圍的微氣候，提供更多的綠色空間，提升居民的生活質量。

6）豐富生態文化：綠化帶可以成為生物的棲息地，促進生物多樣性，豐富生態文化內容。

高速公路邊坡綠化是實現交通安全、環境保護和生態恢復的重要手段，對于提高公路交通的安全狀況和加強國家安全具有重要意義[32-33]。

4" 邊坡防護技術發展趨勢

在我國高速公路建設中，邊坡修建往往是施工的最后階段，并且常常是最容易出現問題的部分。隨著高速公路項目的快速推進，形成了大量的邊坡[34-35]。為了有效防治土壤侵蝕，應當在面蝕階段就開始預防，避免溝蝕的形成，并通過促進雨水就地入滲來減少侵蝕。結合水工保護構筑物和水土保持措施，可以取得顯著的經濟和環境效益[36]。邊坡植樹種草是高速公路生態建設的重點和難點，其效果直接影響到公路的整體景觀、邊坡土壤侵蝕狀況和路基穩定性。因此，邊坡防護研究在高速公路生態建設中顯得尤為重要和緊迫。

我國對生態護坡技術的研究尚淺，需要向國外借鑒，以滿足生態系統可持續恢復的需求。采取合理的植被保護措施，正確種植樹木、灌木等植物，是提高生態系統穩定性的關鍵[37]。高速公路邊坡的生態建設和防護是確保公路安全、穩定和美觀的重要環節，同時也是實現生態系統服務功能和生物多樣性保護的有效途徑。通過科學的規劃和管理，可以實現邊坡的生態恢復，促進生態平衡，提高公路沿線的生態環境質量。

邊坡防護技術的發展趨勢：多學科交叉融合;綠色環保;面向智能化、自動化;國際合作與交流[37]。邊坡防護技術在保護人類生命財產安全、保護生態環境等方面具有重要意義。隨著科學技術的不斷進步和社會需求的日益增長，邊坡防護技術正面臨著前所未有的發展機遇。這一領域的創新和進步，將為人類社會的可持續發展貢獻巨大的力量[38]。事實上，隨著基礎設施建設的快速推進，特別是公路建設的廣泛進行，新的斜坡不斷涌現。然而，這些斜坡表面的植被往往因為建設活動而遭到破壞，這不僅加劇了我國土壤侵蝕的問題，而且在坡度較陡的區域，還可能引發崩滑流等災害，給經濟帶來損失，對人民生命財產安全構成威脅，甚至引發社會的不安和恐慌[39]。為了有效避免這類悲劇的發生，必須采取積極的措施。其中，一個重要且有效的方法是在斜坡表面增加植被覆蓋。通過種植草本植物、灌木和樹木等，可以增強坡面的穩定性，保持水土，防止土壤流失。植被的根系能夠深入土壤，固土護坡，同時，植被的存在還能夠調節水分，減少雨水對坡面的直接沖刷，從而降低滑坡和泥石流的風險[40-41]。此外，植被還能夠美化環境，提升周邊區域的生態價值，為人們提供更加舒適宜人的生活環境。因此，邊坡防護技術的發展，不僅僅是一項工程技術的挑戰，更是對人類生活質量和生態環境可持續性的重要保障。在未來，期待邊坡防護技術能夠結合更多的科學研究成果，采用更加環保、高效的材料和方法，實現邊坡防護與生態恢復的完美結合，為保護地球家園、促進人類社會的和諧發展做出更大的貢獻。

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第一作者簡介：高陽（2000-），女，碩士研究生。研究方向為生產建設項目水土流失規律及防治技術研究與實踐。

*通信作者：李永紅（1971-），男，博士，高級工程師。研究方向為土壤侵蝕、水保工程及土力學。