土壤生物工程技術的河道坡岸生態修復

吳志強 朱啟兵

摘 要：土壤生物工程技術屬于新型的集成工程技術，是利用存活植物來構筑邊坡的新技術，在河道坡岸生態修復中，表現出良好的應用前景。本文就土壤生物工程的原理進行闡述，并針對土壤生物工程技術在河道坡岸生態修復中的應用做出總結。

關鍵詞：土壤生物工程技術；河道坡岸生態；修復；應用

土壤生物工程是利用種植一些植物及其一些輔助工程來鞏固邊坡結構，減少水土流失，保護植被及改善周邊生態環境的一項工程。近年來歐美一些發達國家用這種方法來加固邊坡結構和保護環境，也有記載我國古代也用這種方法來達到穩定邊坡的目的。1996年，DonaldGray教授和RobbinSotir女士撰寫了論文“邊坡穩定的生物技術和土壤生物工程”對美國邊坡穩定和侵蝕控制中的寶貴的經驗進行了總結，為土壤生物工程奠定了理論和實踐基礎。隨著人們保護環境意識的加強，逐步認識到土壤生物工程對生態修復有著重要的意義。現代土壤生物工程利用生態學原理，周密的考察和設計實際的植物和土壤生態系統，同時利用植物強化土壤的結構，限制表層的土壤顆粒，起到保護邊坡的生態，防止水土流失，確保邊坡的植被達到水平的作用。土壤生態技術同傳統的工程技術相比，具有技術上、生態上、經濟上和美學上的顯著優勢。但是，生物技術工程也不能完全取代傳統的工程技術，兩者要結合起來，達到進一步的完善。

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構主體元素，將它們按照不同的方式和方法進行不同方位種植、插秧，建立一個個有強大生命的群體，起到穩固邊坡，防止水土流失和修復生態的作用。

（一）對土壤的加固和穩定

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，從而使其結構更加穩固。

（二）控制水土流失

引起土壤侵蝕的原因除去人為的因素外，主要是降雨和風力。尤其是暴雨和疾風造成土壤表面的水土流失和土壤的侵蝕非常嚴重。邊坡植物能夠截留降雨，阻礙水流運動，調節土壤的濕度，一定程度上減少風力對土壤表面的破壞。

（三）修復生態

土壤生物工程影響邊坡生態環境表現在以下幾點：（1）利用攔截、蒸發蒸騰和存儲等方式來促進土壤的水循環和土壤發育、形成表層活土，改善生態環境。（2）對接近地面的溫度和濕度進行調節，以利于植物生長。（3）邊坡的生態功能和生物多樣性得到平衡發展。

二、河道坡岸生態修復的土壤生物工程技術

（一）活枝扦插技術

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性更強，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，可聯合其他土壤生物工程技術使用。能夠防止土壤表面受到侵蝕，改善周邊的環境，為生物構建其安居環境。這項技術適用于生態問題和水力學問題相對簡單的河段。

（二）活枝柴籠捆插技術

把有根的成活植物捆成一束，形成圓柱體的條狀結構，然后水平方向將其掩埋，同時在其空隙處扦插一些活枝，以便對捆扎束起到固定作用，能夠對坡岸起到有效的保護作用，防止坡岸受到侵蝕。水壩一樣的坡岸結構，能夠防止土壤顆粒的下滑，使坡岸的表面結構穩定，對植物的生長起到促進作用，有效改善植被的定居環境。這項技術可以應用在淺水的坡岸上，為了便于排水，坡岸的等高線呈階梯狀排列。

（三）活枝層栽技術

把活的有根枝條按照交叉或重疊的方式在土層間種植，為預防枝條成長初期出現垮塌、淋蝕、或者沖蝕，枝層間的土層要用土木織物包起來，用來扦插的無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，保護水土流失。

（四）有植被的土工布袋技術

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，吸收粉塵，改善空氣質量，增加有氧度。這項技術能夠修復一些受到嚴重侵蝕的河段。

（五）指標檢驗方法

對于坡岸植物新生根系的測量，主要以現場挖掘法為主，即在實驗場地中挖掘相關的植物根系，測定植物的生長深度和生物量，在岸坡植被的觀測上，也應該采取該種方式。對于不同的岸坡種類，設置相應的固定樣帶，調查好植物的生活型、種類、物候相、高度、覆蓋度、土壤剪切力、土壤濕度、土壤緊實度等等，采用土壤參數測試儀來確定土壤的參數情況。

三、土壤生物工程在西部生態環境保護中的應用

西部地區的一些植被，耐旱性較好，抗風護沙能力較強，在荒漠和草原中形成獨特的灌木林，固沙護林能力較強。應用土壤生物工程實現對西部地區邊坡的穩定和加固，再配合當地的植物資源，控制水土流失，保護西部地區的生態環境。由于土壤生物工程方法簡單、造價便宜、效果明顯，可以大規模地在我國西部、東北、西南和中原等落后地區的土壤侵蝕、水資源管理和水土保持中廣泛應用。

四、結論

土壤生物工程對保護生態環境有著重要的作用，在多國都已經得到顯著的成效。本文就它的基本原理以及一些技術應用進行闡述。該技術利民利國，既保護生態，維護環境，又造福人類。未來，土壤生物工程技術的運用前景將會非常廣闊，值得科研工作者投入大量時間和精力進行研究和改進。

參考文獻

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（作者單位：1.菏澤高新區呂陵鎮農業綜合服中心；2.菏澤高新區國土資源局）