1、綠化防護理念與生態(tài)防護理念

在分析大量綠化缺陷工程的基礎上，逐步認識到，邊坡防護實(shí)質(zhì)上是一個(gè)由于線(xiàn)性生態(tài)環(huán)境破壞后的生態(tài)恢復或生態(tài)重建問(wèn)題，而非表象顯出的一個(gè)植被覆蓋的綠化問(wèn)題。綠化技術(shù)側重于解決表面的綠色覆蓋度，即簡(jiǎn)單的提高視覺(jué)感受。生態(tài)系統的破壞和變化，必然導致系統功能性的改變。因此，生態(tài)恢復或生態(tài)重建應當從系統功能的角度切入，著(zhù)眼于生態(tài)系統功能的修復技術(shù)，通過(guò)生態(tài)功能的回歸，來(lái)實(shí)現生態(tài)景觀(guān)的優(yōu)化。實(shí)現這一目標的技術(shù)，就是生態(tài)技術(shù);實(shí)現恢復和重建邊坡生態(tài)功能的技術(shù)，就是邊坡生態(tài)防護技術(shù)。

2、邊坡生態(tài)防護系統的基本特征

邊坡開(kāi)挖的直接結果是，邊坡生態(tài)環(huán)境和系統的破壞。在邊坡生態(tài)系統中，從地表面到坡面底質(zhì)間，構成了多層次的物質(zhì)和能量的循環(huán)與交流。其中最為活躍的循環(huán)和交流過(guò)程，發(fā)生在系統的中間層中，即植生層和植物群落之間。邊坡生態(tài)系統，是一個(gè)人工恢復的生態(tài)系統，其系統的建立，是一個(gè)人工干預的過(guò)程。

3、生態(tài)防護技術(shù)應用中的生態(tài)學(xué)原理

(1) 群落演替理論和生物多樣性原理

◆ 生物群落是一個(gè)運動(dòng)變化的體系，隨著(zhù)時(shí)間的推移，群落中一些物種消失，另一些物種侵入，從而出現群落和環(huán)境向著(zhù)一定方向，有順序發(fā)展變化的現象，稱(chēng)為群落演替。群落演替的主要標志是群落在物種組成上發(fā)生質(zhì)的變化。

◆ 生物多樣性原理是指復雜的生態(tài)系統是最穩定的，其生物組成種類(lèi)繁多而均衡，食物網(wǎng)縱橫交織，其中一個(gè)種群偶然增加與減少，其他種群就可能及時(shí)抑制和補償，從而保證系統具有很強的組織功能。

群落演替和生物多樣性原理告訴我們：

● 邊坡生態(tài)防護中其生態(tài)功能的再現，是以恢復植物群落為基礎的，初期的人工再造的植物群落，不是也不可能是最終的穩定的頂級群落，必然會(huì )沿著(zhù)群落演替規律的方向發(fā)展。這就要求邊坡生態(tài)群落種群的設計，要考慮群落演替的動(dòng)態(tài)變化，從初級群落向頂級群落演化過(guò)程中的變異和控制;要考慮一旦出現逆演化和退化現象時(shí)的引導性養護措施的實(shí)施。

● 邊坡生態(tài)系統的建群物種要豐富且適宜，種群?jiǎn)我换蚝?jiǎn)單會(huì )導致生態(tài)系統穩定性下降，抗干擾能力下降;種群過(guò)多導致系統內生存競爭加劇，造成系統自組織能力降低，不利于植物群落健康演化。

(2) 物種共生原理和生態(tài)位原理

◆ 物種共生原理是指自然界的任何一個(gè)物種都不可能離開(kāi)其他物種而單獨生存和繁衍，物種在一個(gè)系統中共生(相生)、抗生(相克)，依據一定的規律維持著(zhù)相互關(guān)系，保持著(zhù)系統的平衡。

◆ 所謂生態(tài)位就是在群落中的一個(gè)種與其他種相關(guān)聯(lián)的位置，包括該種與其他種不同的時(shí)間、空間位置和機能地位。每一個(gè)物種都有其自己在系統中的生態(tài)位，沒(méi)有兩個(gè)物種可以永久地同時(shí)占據完全相同的生態(tài)位。

物種共生和生態(tài)位原理告訴我們：

● 生態(tài)護坡多樣性物種篩選時(shí)，應對相應自然條件下，物種的生態(tài)學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行分析，確定相關(guān)植物在其環(huán)境中的適應性表現和相應的時(shí)空位置(生態(tài)位)，同時(shí)分析物種間的共生關(guān)系，在此基礎上實(shí)現植物種群的有效匹配。

● 多物種匹配時(shí)，不是只要是鄉土物種就可混種混植，鄉土物種間也有相克和生態(tài)位重疊的不同物種。避免這些草種的混種混植，可有效提高邊坡生態(tài)系統的功能和作用。

● 邊坡生態(tài)系統是一個(gè)生物物種相對簡(jiǎn)單，營(yíng)養物質(zhì)相對稀少，養分循環(huán)供應有限的比較脆弱的生態(tài)系統。充分利用物種間的共生關(guān)系，減少物種生態(tài)位的重疊，建立不同物種間的營(yíng)養交換渠道，是維系邊坡生態(tài)系統發(fā)展和演化的重要途徑。

(3) 適應性原理和限制因子原理

◆ 適應性原理是指每個(gè)物種的生存、生長(cháng)和繁衍都需要適宜的生態(tài)因子，生態(tài)因子在量上的不足或過(guò)剩，都會(huì )使該物種的生存、生長(cháng)和繁衍受到限制，直至被排擠出系統。換句話(huà)說(shuō)，每個(gè)物種都有一個(gè)生態(tài)需求上的最大量和最小量，兩量之間的幅度為該物種的耐性限度和適應性范圍。

◆ 限制因子原理是指物種的生存和繁衍，必須得到其生長(cháng)和繁殖所需要的各種基本物質(zhì)。在“穩定狀態(tài)”下，當某種基本物質(zhì)的可利用量接近或小于臨界值時(shí)，該基本物質(zhì)便成為限制因子了。

適應性和限制因子原理告訴我們：

邊坡生態(tài)建群物種的選擇，要遵循的基本原則：

● 根據該區域的生態(tài)特點(diǎn)，選擇適宜當地氣候帶的草種;

● 根據當地的坡面質(zhì)地、坡度、干濕度、病蟲(chóng)害疫情等選擇適宜的草種。

● 根據人工對主要限制因子的調控能力來(lái)選擇適宜的草種。

● 根據限制因子的季度和年度變化選擇在可調控范圍內仍適宜的草種。

國內外學(xué)者研究證明：

● 植物對邊坡的加固作用主要是通過(guò)根來(lái)起作用的。植物軀干、根對邊坡土壤的錨固和抗滑作用，植被對土壤水分的蒸發(fā)蒸騰作用，減小土壤空隙水壓力，從而有利于邊坡的穩定。

● 植物的存在能夠加固邊坡，相反邊坡植物的破壞則會(huì )引起邊坡失穩。沙土中生長(cháng)少量根就能顯著(zhù)提高沙土的抗剪強度。

● 樹(shù)根力學(xué)性能的研究，發(fā)現大多數樹(shù)根的抗拉強度在10—40MP之間;少數樹(shù)根的抗拉強度最大可達到70MP;同時(shí)發(fā)現灌木根的抗拉強度至少與樹(shù)根一樣高。

● 更為有意義的是，樹(shù)根抗拉強度與樹(shù)根直徑成反比。根據這一發(fā)現得出這樣的結論：須根比大根更有利于土壤加固和抗剪強度的提高。這為在陡峭邊坡上種草提供了理論支持。

● 美國學(xué)者建立了土壤—根相互作用的力學(xué)平衡模型，得到一個(gè)重要概念，即土體抗剪強度的增加量和根面積比成正比。從而人們加深了對于根和土壤之間相互作用的機理以及根對提高土壤抗剪能力的認識。單位體積土體中每增加一公斤樹(shù)根，土體抗剪強度平均增加3.5Kpa。