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边坡生态修复中植物群落类型设计方法研究

花匠小妙招
2024-10-07 00:56

边坡生态修复中植物群落类型设计方法研究李少丽,许文年,丰瞻,周明涛(湖北省水电工程施工与管理重点实验室,湖北宜昌443002)[关键词]边坡;生态修复;植物群落;设计方法[摘要]边坡生态修复的最终目的是建立健康稳定的植物群落,这就要求根据不同的生态修复方法和植物群落的演替规律,对目标植物群落进行合理的设计。根据恢复生态学基本原理和研究团队多年的生态修复工程实践,在对边坡植物群落演替规律进行研究的基础上,对目标植物群落类型进行分类,总结了其设计原则,同时深入研究了公路(铁路)边坡、矿山废弃地、滨水岸坡等典型边坡的植物群落类型设计方法。[中图分类号]S157.43[文献标识码]B[文章编号]1000-0941(2007)12-0053-031边坡生态修复现状边坡生态修复是近年来发展起来的一门边坡防护新技术。目前,针对不同边坡有许多边坡生态修复方法,如液压喷播、植被混凝土护坡绿化、三维植被网喷播植草、厚层基材喷射植被护坡、边坡TBS植被护坡绿化等[1]。这些方法在生态修复初期,植物生长旺盛,水土保持效果也不错,然而随着时间的推移,植物就会出现衰退现象,难以形成稳定的植物群落[2]。究其原因,一是在生态修复过程中较多采用草本植物,对灌木、藤本植物的应用较少,植物群落缺乏多样性;二是生境基材的适应性和可持续性不够。边坡生态修复的最终目的是建立一个稳定健康的植物群落,恢复其原有的生态功能,因此在边坡生态修复中不仅要考虑近期控制水土流失、泥石流等自然灾害的需求,同时更应考虑未来群落演替的类型[3],根据不同的生态修复方法和植物群落的演替规律,对目标植物群落进行合理的设计。但目前边坡生态修复中大多仍以草本植物为主要建群种,形成的群落类型较单一,群落稳定性差。针对这些问题,我们依据恢复生态学基本原理,结合研究团队多年的生态修复工程实践,在对边坡植物群落演替规律进行研究的基础上,对目标植物群落类型进行分类,总结其设计原则,同时深入研究了公路(铁路)边坡、矿山废弃地、滨水岸坡等典型边坡的植物群落类型设计方法,以供同行参考。2恢复生态学和生态工程的基本原理[4]2.1恢复生态学基本原理恢复生态学是近年来发展起来的一门关于生态恢复的学科,是现代应用生态学的分支学科,主要致力于那些在自然突变和人类活动影响下受到损害的自然生态系统的恢复与重建。

[基金项目]国家科技支撑计划项目(2006BAC10B04);湖北省水电工程施工与管理重点实验室开放基金(HEF200502);湖北省教育厅自然科学研究项目资助项目(D200613005)国际生态恢复学会的定义为:恢复生态学是研究如何修复由于人类活动而遭损害的原生生态系统的生物多样性和动态功能的学科。恢复生态学的理论主要有:限制因子原理、生态系统的结构理论、生态适宜性原理与生态位原理、生物群落演替理论、生物多样性原理等。在进行目标植物群落类型设计时应以上述原理为指导,找出不同坡面生态修复的限制因子,针对不同的限制因子,设计不同的群落类型,选择不同的物种。此外,在进行群落类型设计时还应注意选择不同生态位的物种,尽量用生态适宜性强的本地物种等。2.2生态工程的基本理论[5]生态工程可以定义为:/为了人类社会和自然双双受益,着眼于生态系统,特别是社会-经济-自然复合生态系统的可持续发展能力的整合工程技术。促进人与自然和谐,经济与环境协调发展,从追求一维的经济增长或自然保护,走向富裕、健康、文明三维一体的复合生态繁荣和可持续发展。0生态工程的应用主要在4个方面:¹设计各种生态系统,来代替人工系统或能源密集系统,从而满足人类需要(如环境工程);º恢复受损生态系统,缓解对资源的过度开发(如生态恢复);»管理、利用和保护自然资源(如林业生态工程);¼将人类社会和生态系统紧密结合起来,进行环境治理和环境建设(如景观建筑、城市规划、城市园林设计等)。生态工程的设计与构建原则可归纳为3类:争取资源和开拓生态位的竞争原则;人与自然的共生原则;自我组织、自我调节、自我补偿以维持生态系统结构、功能和过程的自生原则。实际上,应用自然生态系统的/自我设计0或/自我组织0特性是生态工程的一项重要原则。3目标植物群落类型所谓目标植物群落,就是根据不同边坡类型、护坡要求和景观效果确定的生态修复后的植物组成和层次目标[6]。按建群种类型和层次,目标植物群落类型可分为草本型植#53#中国水土保持SWCC2007年第12期