1、綠化防護(hù)理念與生態(tài)防護(hù)理念

在分析大量綠化缺陷工程的基礎(chǔ)上，逐步認(rèn)識到，邊坡防護(hù)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)由于線性生態(tài)環(huán)境破壞后的生態(tài)恢復(fù)或生態(tài)重建問題，而非表象顯出的一個(gè)植被覆蓋的綠化問題。綠化技術(shù)側(cè)重于解決表面的綠色覆蓋度，即簡單的提高視覺感受。生態(tài)系統(tǒng)的破壞和變化，必然導(dǎo)致系統(tǒng)功能性的改變。因此，生態(tài)恢復(fù)或生態(tài)重建應(yīng)當(dāng)從系統(tǒng)功能的角度切入，著眼于生態(tài)系統(tǒng)功能的修復(fù)技術(shù)，通過生態(tài)功能的回歸，來實(shí)現(xiàn)生態(tài)景觀的優(yōu)化。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的技術(shù)，就是生態(tài)技術(shù);實(shí)現(xiàn)恢復(fù)和重建邊坡生態(tài)功能的技術(shù)，就是邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)。

2、邊坡生態(tài)防護(hù)系統(tǒng)的基本特征

邊坡開挖的直接結(jié)果是，邊坡生態(tài)環(huán)境和系統(tǒng)的破壞。在邊坡生態(tài)系統(tǒng)中，從地表面到坡面底質(zhì)間，構(gòu)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)和交流過程，發(fā)生在系統(tǒng)的中間層中，即植生層和植物群落之間。邊坡生態(tài)系統(tǒng)，是一個(gè)人工恢復(fù)的生態(tài)系統(tǒng)，其系統(tǒng)的建立，是一個(gè)人工干預(yù)的過程。

3、生態(tài)防護(hù)技術(shù)應(yīng)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(yùn)動變化的體系，隨著時(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(xiàn)群落和環(huán)境向著一定方向，有順序發(fā)展變化的現(xiàn)象，稱為群落演替。群落演替的主要標(biāo)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(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)是最穩(wěn)定的，其生物組成種類繁多而均衡，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(bǔ)償，從而保證系統(tǒng)具有很強(qiáng)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(hù)中其生態(tài)功能的再現(xiàn)，是以恢復(fù)植物群落為基礎(chǔ)的，初期的人工再造的植物群落，不是也不可能是最終的穩(wěn)定的頂級群落，必然會沿著群落演替規(guī)律的方向發(fā)展。這就要求邊坡生態(tài)群落種群的設(shè)計(jì)，要考慮群落演替的動態(tài)變化，從初級群落向頂級群落演化過程中的變異和控制;要考慮一旦出現(xiàn)逆演化和退化現(xiàn)象時(shí)的引導(dǎo)性養(yǎng)護(hù)措施的實(shí)施。

● 邊坡生態(tài)系統(tǒng)的建群物種要豐富且適宜，種群單一或簡單會導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，抗干擾能力下降;種群過多導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)生存競爭加劇，造成系統(tǒng)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)物種都不可能離開其他物種而單獨(dú)生存和繁衍，物種在一個(gè)系統(tǒng)中共生(相生)、抗生(相克)，依據(jù)一定的規(guī)律維持著相互關(guān)系，保持著系統(tǒng)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(jī)能地位。每一個(gè)物種都有其自己在系統(tǒng)中的生態(tài)位，沒有兩個(gè)物種可以永久地同時(shí)占據(jù)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(hù)坡多樣性物種篩選時(shí)，應(yīng)對相應(yīng)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(yīng)性表現(xiàn)和相應(yīng)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(chǔ)上實(shí)現(xiàn)植物種群的有效匹配。

● 多物種匹配時(shí)，不是只要是鄉(xiāng)土物種就可混種混植，鄉(xiāng)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(tǒng)的功能和作用。

● 邊坡生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)生物物種相對簡單，營養(yǎng)物質(zhì)相對稀少，養(yǎng)分循環(huán)供應(yīng)有限的比較脆弱的生態(tài)系統(tǒng)。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養(yǎng)交換渠道，是維系邊坡生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展和演化的重要途徑。

(3) 適應(yīng)性原理和限制因子原理

◆ 適應(yīng)性原理是指每個(gè)物種的生存、生長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剩，都會使該物種的生存、生長和繁衍受到限制，直至被排擠出系統(tǒng)。換句話說，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(yīng)性范圍。

◆ 限制因子原理是指物種的生存和繁衍，必須得到其生長和繁殖所需要的各種基本物質(zhì)。在“穩(wěn)定狀態(tài)”下，當(dāng)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(yīng)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(jù)該區(qū)域的生態(tài)特點(diǎn)，選擇適宜當(dāng)?shù)貧夂驇У牟莘N;

● 根據(jù)當(dāng)?shù)氐钠旅尜|(zhì)地、坡度、干濕度、病蟲害疫情等選擇適宜的草種。

● 根據(jù)人工對主要限制因子的調(diào)控能力來選擇適宜的草種。

● 根據(jù)限制因子的季度和年度變化選擇在可調(diào)控范圍內(nèi)仍適宜的草種。

國內(nèi)外學(xué)者研究證明：

● 植物對邊坡的加固作用主要是通過根來起作用的。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(wěn)定。

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

● 樹根力學(xué)性能的研究，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)樹根的抗拉強(qiáng)度在10—40MP之間;少數(shù)樹根的抗拉強(qiáng)度最大可達(dá)到70MP;同時(shí)發(fā)現(xiàn)灌木根的抗拉強(qiáng)度至少與樹根一樣高。

● 更為有意義的是，樹根抗拉強(qiáng)度與樹根直徑成反比。根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)得出這樣的結(jié)論：須根比大根更有利于土壤加固和抗剪強(qiáng)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(qiáng)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(jī)理以及根對提高土壤抗剪能力的認(rèn)識。單位體積土體中每增加一公斤樹根，土體抗剪強(qiáng)度平均增加3.5Kpa。