土壤生物工程技術(shù)的河道坡岸生態(tài)修復(fù)
發(fā)布時(shí)間:2018-06-22 來(lái)源: 歷史回眸 點(diǎn)擊:
摘 要:土壤生物工程技術(shù)屬于新型的集成工程技術(shù),是利用存活植物來(lái)構(gòu)筑邊坡的新技術(shù),在河道坡岸生態(tài)修復(fù)中,表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。本文就土壤生物工程的原理進(jìn)行闡述,并針對(duì)土壤生物工程技術(shù)在河道坡岸生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用做出總結(jié)。
關(guān)鍵詞:土壤生物工程技術(shù);河道坡岸生態(tài);修復(fù);應(yīng)用
土壤生物工程是利用種植一些植物及其一些輔助工程來(lái)鞏固邊坡結(jié)構(gòu),減少水土流失,保護(hù)植被及改善周邊生態(tài)環(huán)境的一項(xiàng)工程。近年來(lái)歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家用這種方法來(lái)加固邊坡結(jié)構(gòu)和保護(hù)環(huán)境,也有記載我國(guó)古代也用這種方法來(lái)達(dá)到穩(wěn)定邊坡的目的。1996年,DonaldGray教授和RobbinSotir女士撰寫了論文“邊坡穩(wěn)定的生物技術(shù)和土壤生物工程”對(duì)美國(guó)邊坡穩(wěn)定和侵蝕控制中的寶貴的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié),為土壤生物工程奠定了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。隨著人們保護(hù)環(huán)境意識(shí)的加強(qiáng),逐步認(rèn)識(shí)到土壤生物工程對(duì)生態(tài)修復(fù)有著重要的意義。現(xiàn)代土壤生物工程利用生態(tài)學(xué)原理,周密的考察和設(shè)計(jì)實(shí)際的植物和土壤生態(tài)系統(tǒng),同時(shí)利用植物強(qiáng)化土壤的結(jié)構(gòu),限制表層的土壤顆粒,起到保護(hù)邊坡的生態(tài),防止水土流失,確保邊坡的植被達(dá)到水平的作用。土壤生態(tài)技術(shù)同傳統(tǒng)的工程技術(shù)相比,具有技術(shù)上、生態(tài)上、經(jīng)濟(jì)上和美學(xué)上的顯著優(yōu)勢(shì)。但是,生物技術(shù)工程也不能完全取代傳統(tǒng)的工程技術(shù),兩者要結(jié)合起來(lái),達(dá)到進(jìn)一步的完善。
一、土壤生物工程的原理
植物的根、莖或整體是具有生命力的土壤生物工程結(jié)構(gòu)主體元素,將它們按照不同的方式和方法進(jìn)行不同方位種植、插秧,建立一個(gè)個(gè)有強(qiáng)大生命的群體,起到穩(wěn)固邊坡,防止水土流失和修復(fù)生態(tài)的作用。
(一)對(duì)土壤的加固和穩(wěn)定
植物的根系能夠固定土壤,并且吸收其水分,使土壤的分子空間更加密集,從而使其結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。
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引起土壤侵蝕的原因除去人為的因素外,主要是降雨和風(fēng)力。尤其是暴雨和疾風(fēng)造成土壤表面的水土流失和土壤的侵蝕非常嚴(yán)重。邊坡植物能夠截留降雨,阻礙水流運(yùn)動(dòng),調(diào)節(jié)土壤的濕度,一定程度上減少風(fēng)力對(duì)土壤表面的破壞。
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土壤生物工程影響邊坡生態(tài)環(huán)境表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):(1)利用攔截、蒸發(fā)蒸騰和存儲(chǔ)等方式來(lái)促進(jìn)土壤的水循環(huán)和土壤發(fā)育、形成表層活土,改善生態(tài)環(huán)境。(2)對(duì)接近地面的溫度和濕度進(jìn)行調(diào)節(jié),以利于植物生長(zhǎng)。(3)邊坡的生態(tài)功能和生物多樣性得到平衡發(fā)展。
二、河道坡岸生態(tài)修復(fù)的土壤生物工程技術(shù)
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把可以扎根的活枝直接扦插在坡岸的土壤中,等其生根成活后,能夠固定坡岸的土壤顆粒使其粘結(jié)性更強(qiáng),還能起到吸收多余土壤水分作用。這種方法便捷且成活率高,可聯(lián)合其他土壤生物工程技術(shù)使用。能夠防止土壤表面受到侵蝕,改善周邊的環(huán)境,為生物構(gòu)建其安居環(huán)境。這項(xiàng)技術(shù)適用于生態(tài)問(wèn)題和水力學(xué)問(wèn)題相對(duì)簡(jiǎn)單的河段。
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把有根的成活植物捆成一束,形成圓柱體的條狀結(jié)構(gòu),然后水平方向?qū)⑵溲诼瘢瑫r(shí)在其空隙處扦插一些活枝,以便對(duì)捆扎束起到固定作用,能夠?qū)ζ掳镀鸬接行У谋Wo(hù)作用,防止坡岸受到侵蝕。水壩一樣的坡岸結(jié)構(gòu),能夠防止土壤顆粒的下滑,使坡岸的表面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,對(duì)植物的生長(zhǎng)起到促進(jìn)作用,有效改善植被的定居環(huán)境。這項(xiàng)技術(shù)可以應(yīng)用在淺水的坡岸上,為了便于排水,坡岸的等高線呈階梯狀排列。
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把活的有根枝條按照交叉或重疊的方式在土層間種植,為預(yù)防枝條成長(zhǎng)初期出現(xiàn)垮塌、淋蝕、或者沖蝕,枝層間的土層要用土木織物包起來(lái),用來(lái)扦插的無(wú)根枝條也采取這種方式處理,這樣能有效延緩坡岸的徑流流速,保護(hù)水土流失。
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使用土工布把坡岸的土壤包住,在土壤裸露出種植灌木。這種方法使坡岸的植被迅速生長(zhǎng),吸收粉塵,改善空氣質(zhì)量,增加有氧度。這項(xiàng)技術(shù)能夠修復(fù)一些受到嚴(yán)重侵蝕的河段。
(五)指標(biāo)檢驗(yàn)方法
對(duì)于坡岸植物新生根系的測(cè)量,主要以現(xiàn)場(chǎng)挖掘法為主,即在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地中挖掘相關(guān)的植物根系,測(cè)定植物的生長(zhǎng)深度和生物量,在岸坡植被的觀測(cè)上,也應(yīng)該采取該種方式。對(duì)于不同的岸坡種類,設(shè)置相應(yīng)的固定樣帶,調(diào)查好植物的生活型、種類、物候相、高度、覆蓋度、土壤剪切力、土壤濕度、土壤緊實(shí)度等等,采用土壤參數(shù)測(cè)試儀來(lái)確定土壤的參數(shù)情況。
三、土壤生物工程在西部生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用
西部地區(qū)的一些植被,耐旱性較好,抗風(fēng)護(hù)沙能力較強(qiáng),在荒漠和草原中形成獨(dú)特的灌木林,固沙護(hù)林能力較強(qiáng)。應(yīng)用土壤生物工程實(shí)現(xiàn)對(duì)西部地區(qū)邊坡的穩(wěn)定和加固,再配合當(dāng)?shù)氐闹参镔Y源,控制水土流失,保護(hù)西部地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。由于土壤生物工程方法簡(jiǎn)單、造價(jià)便宜、效果明顯,可以大規(guī)模地在我國(guó)西部、東北、西南和中原等落后地區(qū)的土壤侵蝕、水資源管理和水土保持中廣泛應(yīng)用。
四、結(jié)論
土壤生物工程對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境有著重要的作用,在多國(guó)都已經(jīng)得到顯著的成效。本文就它的基本原理以及一些技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行闡述。該技術(shù)利民利國(guó),既保護(hù)生態(tài),維護(hù)環(huán)境,又造福人類。未來(lái),土壤生物工程技術(shù)的運(yùn)用前景將會(huì)非常廣闊,值得科研工作者投入大量時(shí)間和精力進(jìn)行研究和改進(jìn)。
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