時間：2023-03-13 11:22:57
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1.1主體空間利用的原則物種種群分布有兩種模式，分別是平面分布和垂直分布。在水利工程施工中要確保物種種群不受影響，不要打破周邊環境和物種原有的生態平衡。因此在進行水利工程施工的時候，就必須進行物質的分級，并建立多層次利用體系，在這個基礎上相關部門根據生態系統內部物種的分布情況，總結經驗提出了主體空間利用的原則［2］。主體空間的應用可以使空間組織結構面臨的障礙得到有效的處理，人們在進行水利工程施工的時候可以根據這一原則來使水利工程生態系統和建設格局相互適應，還要合理的規劃土地、水流等資源，這樣可以達到對生物結構層次的合理安排的目的。
1.2循環利用可再生原則有效的降低水利工程的建設成本、實現生態效應的主要途徑就是可再生循環利用，在進行水利工程施工的時候可以使用可循環利用材料，也可以使用可再生的原材料，這樣可以充分的挖掘資源的價值能夠達到處理、回收建筑垃圾再利用的目的，通過循環利用可再生原則可以使得生態環境得到切實的保護，變廢為寶，進而在保護生態環境的同時還提高了經濟效益。
1.3經濟效益、社會效益和環境效益協調發展原則在進行水利工程施工的時候，想要實現經濟效益、社會效益和環境效益協調發展這一目標，就必須確保生態系統的平衡，不要打破生態環境，要通過科學發展觀的理念來指導施工，以環境保護作為立足之本，這樣就能夠協調人和自然的關系，在確保生態環境不受破壞，工程質量得到保證的同時，還要處理好經濟建設的問題。在進行水利工程施工的時候，可以發展生態用水，也可以適當的發展水利方面的旅游業，這樣可以促進經濟效益的提升，還能夠確保生態環境的平衡，實現良性循環，這樣也可以很大程度上的降低水利工程施工對生態環境的不利影響。
1.4物種共生原則生態系統開放性的特征很明顯，在一定生物集群范圍內，物種的數量是恒定的不變的，但是在進行水利工程施工的時候，會使得生態系統和外部環境之間進行物質交換，這樣就可能使得生態環境平衡被打破。在對生態環境現狀進行細致的分析之后，要遵循物種共生的原則來進行水利工程的施工，這樣能夠使得工程和自然優勢互補，還能夠維護生態環境的穩定性，使得生物的多樣性得以確保，還能夠使得水利施工建設的生產發展得到滿足，這樣就能夠使水利建設優化的積極作用得到發揮。
2提高水利工程施工生態工程環境措施
1)在進行水利工程建設的時候，要使施工對生態環境的破壞最小，這樣就可以實現生態環境保護和水利工程和諧發展的目標。在水利工程建設過程中，要科學合理的進行施工方案的制定，在制定施工方案的時候要以保護施工地生態環境為前提，采用最合理的施工計劃，這樣才可以實現水利工程生態經濟效益的最大化。
2)在進行水利工程施工的時候，要循環地使用施工中的各種材料和各種物品，并進行綜合的利用，要盡可能的實現所有材料得到最大程度的利用，這樣既能夠保護水利工程施工地的生態環境，還能夠使得水利工程的總成本降低，進而提高經濟效益。
3)對于那些已經完工的水利工程項目和接近完工的工程項目，也要依據國家的相關規定來對施工地的生態環境進行嚴格的監測管理，要確保在整個施工期都能夠有嚴格的環境監測，及時地發現施工中破壞生態環境的問題，進而采取對應措施來解決問題，這樣才可以切實的保護生態環境，在施工過程中，要將相關環境保護人員的責任進行明確的劃分，并配置最專業的監測設備來實現信息數據的收集，聘用最專業的人才來對信息數據進行整理和分析，這樣才能夠更好的保護生態環境。
4)工程區域系統和工程系統是構成生態工程系統的兩部分，工程是工程系統的中心，而且要遵循經濟規律，還要依照生態學原理的基礎，并立足于運行的目標，進而使得生態工程系統結構的最優化得以實現，想要保證工程系統和生態系統正常的能量流動和物質循環，就必須具備好的生態工程系統結構，這樣才可以確保生態系統和工程系統能夠協調的發展，進而提高生態工程的效益。
5)在進行水利工程建設的時候，要有機的和生態環境建設結合。通過工程建設和生態環境建設的有機結合，可以使得施工中生態環境的問題被解決，還能夠取得比較好的經濟效益。
在社會生產過程中水利工程對經濟與社會有著巨大的作用，同時也要看到水利工程對河流生態系統造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動人為的改變了河流的多樣性、連續性和流動性，使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規律等自然條件發生重大改變。這些改變對河流生態系統造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權衡社會經濟需求與生態系統健康需求這二者關系方面，似應強調水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態系統的健康和可持續性。
2生態水利工程
從學科發展角度看，現在的水利工程學的學科基礎主要是工程力學和水文學，水利工程規劃設計主要對象是水文系統，往往忽視生命系統的現狀和未來風險等問題。學科的進一步發展應吸收生態學理論及方法，促進水利工程學與生態學的交叉融合，用以改進和完善水利工程的規劃及設計理論，形成水利工程學新的學科分支——生態水利工程學。生態水利工程學作為水利工程學的一個新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態系統健康與可持續性需求的原理與技術方法的工程學。生態水利工程的內涵是：對于新建工程，是指進行傳統水利建設的同時（如治河、防洪工程），兼顧河流生態修復的目標。對于已建工程，則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態修復。生態水利工程將與傳統治污技術、清潔生產（生態產業）及環境立法和資源管理一起，成為河流生態建設的主要手段之一。
3生態水利工程的規劃設計原則
3.1工程安全性和經濟性原則
生態水利工程是一項綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、發電、航運等需求，也要兼顧生態系統的可持續性。生態水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態學原理。生態水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規律，以確保工程設施的安全、穩定和耐久性。工程設施必須在設計標準規定的范圍內，能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時，必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征，動態地研究河勢變化規律，保證河流修復工程的耐久性。
對于生態水利工程的經濟合理性分析，應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態演替的過程和結果事先難以把握，生態水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規劃設計中進行方案比選，更要重視生態系統的長期定點監測和評估。另外，充分利用河流生態系統自我恢復規律，是力爭以最小的投入獲得最大產出的合理技術路線。
3.2提高河流形態的空間異質性原則
一個地區的生境空間異質性越高，就意味著創造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。反之，如果非生物環境變得單調，生物群落多樣性必然會下降，生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化，造成生態系統某種程度的退化。由于人類活動，特別是大規模治河工程的建設，造成自然河流的渠道化及河流非連續化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態系統的不同程度退化。生態水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性，但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其他生物物種，生態水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態的異質性，使其符合自然河流的地貌學原理，為生物群落多樣性的恢復創造條件。
在確定河流生態修復目標以后，就應該對于河流進行生物調查、地貌歷史和現狀進行勘查和評估，建立河流地貌數據庫和生物資源數據庫。遙感技術和地理信息系統（GIS）是水文、河流地貌和生物調查的有力工具。關鍵的工作步驟是在以上兩種調查工作的基礎上，確定環境因子與生物因子的相關關系，必要時建立某種數學模型。河流環境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質、水溫、泥沙、營養鹽的遷移轉化、水文周期變化等。研究的內容包括：調查單個生物因子的基本需求，評估各種生物因子的相互關系和制約條件，對于“關鍵種”或標志性生物的環境因子進行分類和評估。在眾多的環境因子中，識別那些對于系統的結構和功能具有重要意義的環境因子，在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地的設計。
3.3生態系統自設計、自我恢復原則
生態系統的自組織功能表現為生態系統的可持續性。自組織的機理是物種的自然選擇，也就是說某些與生態系統友好的物種，能夠經受自然選擇的考驗，尋找到相應的能源和合適的環境條件。
將自組織原理應用于生態水利工程時，生態工程設計與傳統水工設計有本質的區別。像設計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設計，建筑物的幾何特征、材料強度都是在人的控制之中，建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復工程設計與此不同，生態工程設計是一種“指導性”的設計，或者說是輔設計。依靠生態系統自設計、自組織功能，可以由自然界選擇合適的物種，形成合理的結構，從而完成設計和實現設計。成功的生態工程經驗表明，人工與自然力的貢獻各占一半。
傳統的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態水利工程時，要求工程師必須放棄控制自然界的動機，樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態系統自組織、自設計這個寶貴財富，實現人與自然的和諧。需要強調的是，地球上沒有兩條相同的河流，每一條河流的特點都是各不相同的。因此，每一項生態水利工程必須因地制宜，充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值，尋求最佳的生態工程方案。
自設計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質、土壤、地貌、水文特征等生態因子，也取決于生物的種類、密度、生物生產力、群落穩定性等多種因素。在利用自設計理論時，需要注意充分利用鄉土種。引進外來物種時要持慎重態度，防止生物入侵。
3.4景觀尺度及整體性原則
河流生態修復規劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續性的基礎上進行，而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內進行。在大景觀尺度上開展的河流生態修復效率要高。小范圍的生態修復不但效率低，而且成功率也低。整體性是指從生態系統的結構和功能出發，掌握生態系統各個要素間的交互作用，提出修復河流生態系統的整體、綜合的系統方法，而不是僅僅考慮河道水文系統的修復問題，也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。
景觀則是指生態學中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。為什么在景觀的大尺度上進行河流修復規劃？首先，水域生態系統是一個大系統，其子系統包括生物系統、廣義水文系統和人造工程設施系統。廣義水文系統又與生物系統交織在一起，形成自然河流生態系統。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分，形成對于水域生態系統的正負影響。水域生態系統受到脅迫時，需要對于各種脅迫因素之間的相互關系進行綜合、整體研究。其次，必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點，這些特點決定了生物種群的基本生存條件。水域生態系統是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態系統。再者，河流生態系統是一個開放的系統，與周圍生態系統隨時進行能量傳遞和物質循環，一條河流的生態修復活動不可能是孤立的，還需要與相鄰的流域的生態修復活動進行協調。最后，河流生態修復的時間尺度也十分重要。河流系統的演進是一個動態過程。每一個河流生態系統都有它自己的歷史。河流生態修復是靠時間做工作的。有研究指出，濕地重建或修復需要大約15~20a的時間。因此對于河流生態修復項目要有長期準備，同時進行長期的監測和管理。
3.5反饋調整式設計原則
生態系統的成長是一個過程，河流修復工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態系統的進化需要數百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統有序性及內部穩定性都有所增加和提高，同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看，生態系統的演替，即一種類型的生態系統被另一種生態系統所代替也需要若干年的時間，期望河流修復能夠短期奏效往往是不現實的。
生態水利工程規劃設計主要是模仿成熟的河流生態系統的結構，力求最終形成一個健康、可持續的河流生態系統。在河流工程項目執行以后，就開始了一個自然生態演替的動態過程。這個過程并不一定按照設計預期的目標發展，可能出現多種可能性。
意識到生態系統和社會系統都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統的演替以外，人類系統的變化及干擾也導致了生態系統的調整。這種不確定性使生態水利工程設計不同于傳統工程的確定性設計方法，而是一種反饋調整式的設計方法。是按照“設計—執行（包括管理）—監測—評估—調整”這樣一種流程以反復循環的方式進行的。在這個流程中，監測工作是基礎。監測工作包括生物監測和水文觀測。評估的內容是河流生態系統的結構與功能的狀況及發展趨勢。常用的方法是參照比較方法，一種是與自身河流系統的歷史及項目初期狀況比較，一種是與自然條件類似但未進行生態修復的河流比較。
在反饋調整式設計過程中，提倡科學家、管理者和當地居民及社會各界的廣泛參與，通過對話、協商，以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合，提高設計的科學性。
論文關鍵詞：生態水利工程設計原則
論文摘要：闡述水利工程與水域生態的關系，介紹了生態水利規劃的基本原則：工程安全性與經濟性原則；提高河流形態的空間異質性原則；生態系統自設計與自我恢復原則；景觀尺度與整體修復原則；反饋和調整設計原則。
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第一，水利工程在施工中對當地的生態環境會造成了影響，蓄壩攔誰肯定要對下流的用水造成影響，水利工程的施工對地方生態環境會有破壞最優，改變了動物和植物的生存條件，由于生存環境的改變，一些生物和植物可能會消失，因此在水利工程的實施過程中盡可能管理好現場，在生態環境方面要盡量減少破壞。第二，水利工程在施工過程中會對該區域的地理環境產生影響。土壤的品質會被改變，一系列地理因素會在施工中被改變。水利工程可以利用間壩蓄水與打通河道等一些手段來確保當地的農用田地正常使用，避免了一些自然災害對其的負面影響，洪澇干旱等會造成非常大的破壞。雨水可以讓土壤中水分充分互補，實現自我調節，這樣很大程度上來使當地的土壤肥沃的程度得以加大。當水利工程施工完畢后，由于上游存在很多的泥沙以及其他沉淀物，水庫的水位會有所上升，進而致使附近的地下水位也上漲，以此為基礎，環境就要發生變化，如氣溫的上升導致水快速蒸發，水庫周邊土壤的含水量會增加，這樣土壤鹽堿化的現象就容易發生。第三，水利工程實施中必然會對周邊居民產生噪音污染，一般來說水利工程的實施地點在山區等地，在施工過程中需要進行路段的爆破和挖填等工作，不可避免的帶給居民噪音困擾，影響人們的日常生活。第四，水利工程帶來的環境問題，同時對當地居民也產生影響。水利工程還會對當地的空氣質量有一定影響，這是因為施工中會使用一些材料，如石灰、水泥，這些基礎的建筑材料在使用的過程中會根據山地的地貌特征有一定形變和揮發，這樣就會對空氣質量有影響。
2.水利工程中的環境措施
2.1準備前期工作
在工程施工開始之前，施工單位要開始準備工作，對現場進行勘察和數據的收集工作都在其中，除此之外還要進行地質機構的考慮，自然資源的因素也要算在內，之后進行規劃，規劃要有科學性，要能改善周圍的生態環境，盡可能的降低負面影響。
2.2增強環保意識
環保意識要被提高，這是新時期對人們發展經濟的新要求，施工單位要有環保意識，督促施工人員在是施工過程中也要注意環保觀念，要把環保的理念滲入每個環節。施工中要把污染的風險降到最低，維持社會效益與生態效益的同時發展，不能偏激的傾向一面。再者，對開山炸石等方式則是能免則免，這樣能有效的減弱噪音，施工后的廢水在處理后才可以排放，不能直接排放，從而全方面的對環境污染的問題進行有效實施。
2.3完善監督管理制度
建立一個監督管理制度，這是任何一項工程順利實施的保證，施工單位要建立對于生態工程系統的管理制度。對工作人員的工作方法、行為進行約束。此外，生態補償的機制要被建立，提前預測水利工程對周邊環境造成的潛在問題，預防的工作要坐在前面。水利工程中的生態工程要堅持可持續發展戰略，從而使生物資源減少的情況得到緩解，對周邊的生態環境的影響要降到最低。
2.4生態工程系統的建立
生態工程系統的建立可以減少水利工程在實施過程中對生態環境的影響和破壞。該系統的建立要考慮工程效益和生態效益，在此基礎上對水利工程的施工單位要進行規范，施工單位利用生態資源的行為要有嚴格的規章制度，按準則辦事。這樣才能減少生態工程中的環境問題，對水利工程與生態環境的互相協助發展問題有所幫助。按照國家的相關法律法規規定，已經完工的水利工程要對環境實行監測管理，對相關工作人員的責任明細化，把責任落實到個人，這樣可以更高效的實施管理，加之專業化的環境監測器材配備，把監測收到的數據與信息進行整合，仔細分析，從而保證生態環境的持續發展。
2.5分管施工單位要有生態保護意識
各個分管的施工單位都應該在水利工程實施的過程中加強生態保護意識，準確掌握自己施工的范圍與具體任務，在自己的施工環節要盡力去降低對周遭生態環境的破壞，每個人都應該有這種意識。
2.6重視綜合利用
要在水利施工過程中重視共生互補、綜合利用。在施工過程中有很多問題，面對多種問題有多種解決措施，合理規劃與協調，在自然環境與項目工程和諧共生的基礎上，選擇最佳的措施組合。
3.結語
1.1生態水利工程的特征
生態水利工程是一種科學的、系統的、可持續的水利工程，能夠將水利工程與社會經濟發展密切聯系起來，在開發水資源的同時還注重人與自然的協調發展。生態水利工作的基本特征包括以下幾點：第一，生物的多樣性，在建設大規模的水利工程時，往往會改變現有的生態環境，因此必須要將工程建設對生物的影響降到最低；第二，生態水利工程的系統性，生態水利工程的建設會對當地的河流、水域、環境及氣候造成一定影響，所以要能夠充分考慮工程與生態之間的關系；第三，工程效益的不確定性，生態水利工程規模較大，所涉及的地質、氣候等存在較大差異，因而存在許多不確定因素，這就會導致建成后的經濟效益及環境效益無法保障得到預期效果。
1.2生態水利工程的影響分析
生態水利工程建設規模較大，因此會對周邊的環境產生一定影響，具體表現在以下幾個方面：
1.2.1對河流生態的影響
大多數水利工程都是建在天然河道上，而天然河流已形成了相應的生態環境系統，水利工程建設會改變河流生態自身的多樣性，局部河流的水深及含沙量會出現一定的變化，河流的水流速度及原動力也會或多或少得受到影響。與此同時，攔河壩會擴大水域的面積，提高水的比熱容并貯存更多的熱量，最終促進水溫上升，但是即便水溫發生細微的變化，也會對下游魚類的繁殖造成不同程度的影響。除此之外，當水流速度下降之后，水體與外界環境的交換頻率下降，河流的自凈能力會下降，最終影響到水質。而地區水域面積的增大，會增加大氣層中的水汽含量及降水量，使得空氣較為濕潤，霧雨氣候逐漸增多，這就會改變該地區的氣候條件。修建生態水利工程，會增加該區域的重力，破壞原有地質構造，嚴重時甚至會引發地質災害。
1.2.2對陸地生態的影響
生態水利工程建設會對建設場地內的陸地生態環境造成直接影響。工程建設勢必會占用耕地及林地，從而破壞植被及相關陸生動物的生活場所，增加建設場所附近的空氣濕度，導致難以適應濕潤氣候的動物遷徙或使其改變生活習性，最終破壞原有生態系統及生態結構。此外，在生態水利工程施工過程中，沿線居民及工廠產生的垃圾及污水會破壞原有的生態環境，改變河道的原有特性，直接威脅到動植物的生存環境。
1.2.3對社會環境的影響
對社會環境產生的影響具體體現為：淹沒水域及沿岸土地，從而導致居民被迫遷移、重新安置等問題，甚至還涉及到文物古跡的搬遷與保護等。尤其是一些大型的水利工程，在其建設過程中，往往會造成大面積的拆遷與安置問題。因此在水利工程建設之前，必須要應充分考慮到拆遷安置等，實現安排好搬遷移民的規劃工作。
2.生態水利工程建設原則
2.1施工安全經濟的原則
在生態水利工程建設過程中，需要完善保障機制，從而有效保障施工的安全性及經濟性。管理人員要能夠根據水利工程建設的實際情況，嚴格遵循可持續的發展需求，合理安排布置水利工程的施工環節及工期進度，從而保障水利工程施工活動符合經濟安全的原則，最終促進生態水利工程與生態環境的有機融合。
2.2工程建設與自然生態和諧的原則
在生態水利工程規劃過程中，必須要以滿足水生態系統自我恢復為目標，全面掌握工程建設地域的地形特征、河流形態等，根據實際地理情況來進行規劃，保障水利工程與周圍水生態系統相協調，最終實現人文與自然的相互融合。例如盡量保留河流的原始結構，注重優化水質及水生動物的生存環境；在河流中種植綠色植物、保障地下水的有效供給，為水生動植物創造良好的環境；在水利工程周邊植樹并融入設計，創造簡單的景觀河。例如鄂州市投資2800萬元修復長港河道生態環境，完成岸坡整形20km、土方50萬m3，植草7500m2，栽種水生植物1.5萬株，植樹2萬棵；云夢縣在2009年投資了八千萬元建設“三湖連河”工程，建立了總長為20km的環城生態水系，切實將水利工程與生態環境融合起來。此外，水利工程建設還需要嚴格遵循自然生態規律，提高水體的自凈能力，從而降低運營成本，達到凈化水的目的。
2.3工程建設整體規劃原則
整體性原則是對生態系統中各生態因素提出的總體性要求，一方面，在水利工程建設過程中需要考慮水文系統修復的相關問題，另一方面，還需要考慮水生態系統的動態變化過程。如果在建設水利工程過程中，沒有從整個環境生態系統的角度來進行考慮，那么也只能暫時性地緩解問題，并不能從根本上解決存在的問題，最終嚴重影響到水利生態系統的可持續發展。在生態水利工程建設過程中，不但要以整體性為原則，還要遵循自然生態規律，采取生態措施來有效降低工程的建設成本。
3.促進生態水利工程建設的建議
生態水利工程建設具有一定的復雜性，所涉及的領域也較多，例如資源、環境、經濟、社會等領域。筆者結合生態水利工程建設的實際工作經驗，就如何有效解決存在的問題，提出以下兩方面的建議，以供同行借鑒。一方面，在生態水利工程的規劃設計過程中，必須要將水生態保護放在首要位置。在生態水利工程建設過程中，必須要先調查并收集工程所在地的地質、水文、氣候等相關信息，從而充分掌握當地的生態狀況，要能夠在保障水利工程防洪能力的基礎上，綜合考慮工程的環境承載力。規劃設計人員在工程結構設計過程中，要能夠保護生態水生物的安全，配備環境監測設備，做好工程水環境的監測，完善并明確環境監測項目的指標體系與標準，根據監測結果來及時評價對環境的影響，進而實現水資源的良性循環。另一方面，在生態水利工程竣工后，要能夠以減少對當地環境的影響為原則，采取有效措施來恢復土地生態并修復施工現場，充分發揮工程所在地的土壤及植被的生態保護作用。與此同時，要能夠根據實際情況來合理配置水資源，大力推廣節水工程，保障滿足當地的生產及生活用水需求，避免當地出現水資源短缺的現象。最后，相關部門要能夠不斷完善并宣傳生態水利工程建設法律規定，合理劃定保護河流及流域保護區，尤其要做好水生態保護區的生態建設及保護工作，嚴格審批相關建設項目，做好建設項目的把關工作。
4.結束語
①生態理念導入城市園林工程的表現。在社會長期發展過程中，人們對生態理念的探索從未停止，將生態理念融入到城市園林工程中，極大地改變了園林設計內涵和設計策略。其主要表現在：園林建設過程要符合綠色植被生長特性，維護植物生長環境；園林景觀設計要充分保護水資源，使得綠色植物與水質的相互融合；保護綠色植物的多樣性和群落結構的復雜性，促進生態和諧穩定。②生態理念導入城市園林工程的作用。在人們賴以生存的環境遭到破壞以后，基于生態理念的城市環境建設逐漸展開。將生態理念應用到城市園林工程建設中，不僅能維護城市環境生態平衡，也能夠運用生物間的相互作用，構建起復雜的群落關系，實現資源的可持續發展。城市園林建設選擇移栽、栽種和養護多種植物，豐富植物群落，也提升生態系統的穩定性。例如：一些植物生長過程中的分泌物，能夠促進其它植被的生長，就如黑接骨木對云杉根的生長分布起到有益作用。生態理念應用到城市園林工程建設是必然發展趨勢。
2生態理念在城市園林工程的應用
2.1維護生態和諧，保護生態系統傳統思維理念下的城市園林景觀設計需要具備美觀、整潔等特點，隨著生態環境的逐漸惡化，以及城市生活質量的逐漸降低，人們開始關注生態和諧與可持續發展理念的應用與實踐。保護生態系統的和諧發展是現階段城市園林工程應重視的目標。基于生態理念下的城市園林工程建設，應該重視城市景觀與自然環境的協調性。總的來說，城市園林建設既需要重視人們生活質量的提升，也需要重視生態平衡理念。認真分析城市環境現狀，結合城市人文特色、土地條件、現有規劃等，運用生態理念，綜合分析生態目標和環境質量目標、人們生活質量目標，進行綜合分析與設計。選用當地綠色植物，依據周圍環境的土壤、水質、地形，構建和諧的生態園林景觀，也可以選擇移栽等方式，選擇最適合城市的園林植物，降低成本，加大栽培與養護，提升城市園林景觀建設質量。
2.2使用生態物料，應用園林工程生態理念下，基于可持續發展要求和理念，在城市園林工程建設過程中，可以將具有生態性質的物料與資源有效應用到工程建設過程中，有助于實現對環境的保護、對資源的節約，以及對可持續發展理念的契合。從3個方面入手。第一、增加土壤中有用物質。綠色植物的栽培和養護需要土壤中含有大量適合植物生長的營養元素。由此，園林建設時需要選擇植物生長的土壤環境，在土壤中增加有益營養成分，促進土壤微生物的成長。第二、可再生資源和材料的運用。在城市園林工程建設中，需要運用到大量的建設材料，基于生態理念下，選用可循環利用、對環境友好的生態材料和資源，有效運用可再生資源進行景觀的布設、規劃，提升園林景觀工程質量的同時，也有效節約使用的物料和資源，降低能源消耗，提升生態理念的意味。
2.3構建生態化植被設計方案在設計園林工程的過程中，需要選用多類別植被，進行不同建設方案。通過不同的方案設計不同的布景，提升生態園林的景觀藝術性，以維持生態園林的藝術性、生態性和人文性，強化園林景觀帶給人們的美好感受。充分結合不同植物生長特性的不同，進行植物合理搭配設計。例如：水生植物需要圍繞園林水質環境周圍來布設景觀，而喜干植物則需要遠離水質。同時選擇不同植物物種時，需要考慮生態效益、環境質量、藝術表現等因素。所以需要重視植物自身的生長特性，充分利用園林空間與周邊環境的實際情況，實現對生態園林的有效規劃與設計。
3基于生態理念的城市園林工程未來發展
案例教學目標是培養學生的獨立分析和創造能力，讓學生通過具體的生態工程案例來對實際情景中存在的問題進行主動探索，從而鍛煉學生綜合運用生態工程原理解決相關問題的能力。在進行生態工程案例教學的過程中，須注意以下幾點。
1．1鼓勵參與性原則
案例教學的展開要保證學生參與的積極性。學生是學習的主體，是知識的接受方，學生掌握知識的程度關系到實際課堂教學實際效果。案例教學的主體是學生，充分發揮學生的主觀能動性，讓學生積極參與進來，例如針對非點源性水污染問題，讓學生自己設計具體生態工程措施來嘗試解決，并進一步分析在實施過程中，運用到的生態工程原理，通過案例分析提高學生綜合運用知識的能力。
1．2案例選取典型性和真實性原則
案例教學過程中，案例的選擇很關鍵，①必須遵循案例的典型性原則。案例教學是為了讓學生更好的掌握生態工程學的教材內容，所選案例不能脫離教材本身的知識點，案例具有典型性，并具有較好的實施效果。②案例必須是真實存在的。這是由生態工程學科的應用性與實踐性等特點所決定的。比如在生態工程原理教學中，針對小流域綜合治理問題具體案例，講解效益協調統一原理的運用，典型的是我國甘肅省隴南縣的“九子登科”模式，通過“山頂戴帽子，山腰系帶子，坡地修臺子，地埂鎖邊子，荒山荒溝栽苗子，山腳種果子，溝底穿靴子，見縫插針釘扣子，秋田蓋罩子”一系列措施，在考慮到生態效益和環境效益的同時，又兼顧到經濟效益，起到了明顯的效果，各種措施的結果是建立一個穩定、持久、高效的生態系統。讓學生從實際案例中體會到生態工程原理的實施效果，進一步加深學生對原理的理解和掌握。
1．3案例的啟發性
要發揮培養學生能力的作用就必須使教學具有啟發性，要求教學案例提供不完全信息，同時針對案例所提出的問題要具有啟發性，并對學生的討論進行引導，起到開拓學生的思維，激發學生探索興趣的作用。如在講授生態工程的生態位原理時，例舉“家魚共生混養”生產模式這一生態位理論應用的典型案例。要求學生以四大家魚混養為例，說明它們的棲居水層和主要的食物來源，啟發其思維，使學生更深入地理解家魚共生混養模式是基于不同的魚類所處的水層和取食不同，不會發生生存資源的激烈競爭，提高了資源(空間、食物等)的利用效率和生態系統的生產力，從而強化學生對生態位原理在生態工程中應用的理解。同時，在授課時請學生分別進行闡述和討論，便可較為明晰地使學生理解和掌握相關知識。
2生態工程學案例設置的主要內容
生態工程學的教學內容主要分為生態工程原理、生態工程設計、農業生態工程、環境生態工程、林業生態工程、景觀生態工程、城市生態工程等六部分，其中相對比較適合設置為教學案例的專題內容如下:
2．1生態工程原理
生態工程原理是實施生態工程的重要理論基礎。生態工程原理著重講述了生態學原理、經濟學原理、工程學原理三大部分。針對這方面的內容，可以設置為案例的題材較多，例如:生態位原理中的稻田養魚、家魚共生混養;限制因子原理和耐性定律中的水體富營養化控制、重金屬污染植物修復;食物鏈原理中的食物鏈加環、生物調控;效益協調統一原理中的“九子登科”模式等。這些原理方面的案例可以使學生充分理解和掌握生態工程的理論體系和基礎，是生態工程原理及應用的關鍵和核心。
2．2生態工程設計
生態工程作為一門應用性的學科，離不開設計。生態工程設計主要介紹了生態工程設計的原則、基本程序、技術路線、具體的設計案例等方面的內容。可以結合污染水體修復工程設計來進行講解和討論，例如:白洋淀非點源污染控制的生態工程設計、溫州橫河水體治理示范工程設計等。
2．3農業生態工程
農業生態工程著重講述了農業生態系統概念、類型及模式、農業生態工程技術、裝配農業生態工程等內容。該方面的內容可以設置為案例的題材較多，如:生態農業、立體農業、生態果園工程模式、桑基魚塘模式、稻田養魚等。可以讓學生充分認識不同的農業生態工程模式的應用案例，從而激發學生的興趣。
2．4環境生態工程
環境生態工程主要介紹了目前環境問題、污染生態工程、濕地生態工程等方面的內容。可以結合目前的主要污染問題和應對措施實例來進行案例分析，如:溫室效應、水土流失、污水土地處理技術、受損水體生態修復工程、固體廢棄物處理生態工程、退化濕地的生態恢復與重建等，讓學生理解生態工程在解決具體環境問題方面的作用，起到促進學生學習的效果。
3生態工程教學案例的應用
生態工程課程教學中運用案例教學法是課程自身的特點決定的，其目的十分明確，即服務于課程教學，促進學生對知識的理解、掌握和運用，提高課程教學質量。既要鼓勵學生積極參與，也要考慮到案例的典型性、真實性和啟發性。激發學生對生態環境問題和現象的興趣，并具備運用所學知識來解決實際問題的能力。如在講解典型生態工程設計案例時，以白洋淀非點源污染控制的生態工程為例，讓學生預先查閱文獻資料，并針對非點源污染問題提出自己的建議和看法，并運用生態工程技術設計初步的控制方案，在課堂上與師生共同交流討論，這樣不但培養了學生探索知識的能力，也鍛煉了學生解決問題的能力，最重要的是使學生真正認識和理解了生態工程在治理具體污染環境問題上的作用和效果;在講授林業生態工程部分時，以我國林業生態工程為例，要求學生提前搜集我國十大林業生態工程相關信息資料，在課堂上與學生進行交流，既可以使學生深刻認識我國林業工程建設的迫切性和取得的成果，又可以從不同類型的林業生態工程對具體環境的改善來進一步認識林業生態工程原理;另外，在講解到城市生態工程部分，以城市生態恢復工程的典范———清溪川復原工程為例，要求學生搜集韓國首爾清溪川復原前的圖片，列舉清溪川復原前主要存在的生態環境問題，闡述復原的緊迫性和復原后對生態環境改善的程度;同時與學生交流和討論清溪川的復原工程中，韓國政府具體實施了哪些工程，這些工程分別針對哪些環境問題，最終具體實施效果如何。通過這些實際案例的分析，培養和啟發學生分析問題和解決問題的能力。
4結語
關鍵詞:水土流失;生態影響;生態護坡;河道工程
1傳統河道護岸結構的缺陷
在河道的治理中，護坡工程作為范圍廣泛的大型重要設施之一。傳統的河道護岸結構一般都只是對河道的防護引水，排水，蓄水地功能進行片面的處理，嚴重地忽視了對河道生態環境產生的影響。在河道護坡結構的施工中，一般都是采用漿砌塊石及混凝土剛性硬質的材料，它不僅嚴重地破壞河道自身的生態平衡系統，而且影響了河道的其他功能［1］。
2傳統河道護坡對生態環境的影響
通常情況下，河流本身的防洪作用和排水作用是人們首先要重視的功能，一般的河流斷面形式都是非常單一的，是按照筆直的走向進行。河道護坡結構具有較強的硬度，對河道護坡進行相應的剪修時，必須對洪水的速度以及沖刷力度進行考慮，從而有效的防止水土的流失。傳統的護坡結構都是以砌石和混泥土為主要的組成材料，目前主要是以土工模袋混凝土護坡和重力擋土墻等材料構成河道護坡結構。傳統的結構形式對環境和生態造成很多影響［2］。
2.1對景觀環境造成的危害
整齊地河流橫截面筆直河流，雖是一道風景線，但是不能滿足現代人們所追求的自然景觀。以往碧水漣漪，青草幽幽或者是污水景象，已被擋墻遮蔽得不見蹤影。
2.2對生態環境的影響
之前護坡及護岸的結構對河坡運用的是比較封閉的模式，河流生物及微生物失去賴以生存地環境，河流地自凈的能力也被破壞。除此之外，各水生物很難在堅硬的結構坡面上生長下去，整個生態系統為了護坡結構而斷開，生態環境就會失去原有的平衡。
2.3對人類生活環境的影響
如果說人們長時間生活在灰色的混凝土擋墻之中，其心理及生理也會受到一定的影響。在常規結構保護下，河道也就失去之前所用于的水環境功能。
3城市河道生態護坡設計
生態護坡主要是以植被草、土工材料綠化網、水力噴播植草、植被型生態混凝土、水泥生態種植基等混凝土連鎖塊結合植被草的方法。其能夠有效的減少水質污染使自然環境與景觀相適應的新型生態護坡形式得到相應地發展，所以，生態護坡是河道護坡水利工程發展必然趨勢［3］。
3.1生態護坡設計的基本原則
在對生態護坡進行設計的時候，必須充分考慮生態及景觀因素，在進行生態護坡設計的時候，還需遵循結構的安全性及穩定性，生態和諧，因地制宜的原則，使生態護坡工程具有充分的合理性及可行性［4］。(1)結構安全性與穩定性。河道護坡主要是起到避免水土流失及防洪泄洪地作用，其穩定性還將影響到人民群眾地生命財產的安全。為確保護坡工程充分達到預期保持水土的作用，就應在對護坡結構進行設計的時候，對其穩定性及安全性進行充分的考慮。此外，護坡的設計還要重點考慮防洪排澇的作用［5］。(2)生態和諧。生態是一個較為中性的詞語，但是就人類而言，良好的生態才具有積極向上的意義。生態健康具體是指在保證護坡安全及穩定的基礎上，有效地減少對天然河岸人為的改造，以此保證河岸線的完整性。(3)因地制宜。要求與該地域環境相一致，除此之外還要注重地域特點，根據具體情況，避免盲目設計或者是設計的不合實際。例如:在對城市護岸進行設計的時候，必須充分體現出城市區域特點，地域的特征，重視其傳統文化及鄉土知識，同時還與提升城市品位和回歸自然相結合，進而延長當地歷史文化，突出地域文化特征，將地區文化底蘊貫徹于景觀之中，營造出具有當地個性的城市生態護坡［6］。
3.2城市河道中生態護坡結構形式分析
在城市河道生態護坡中，必須根據其具體區域采用符合當地情況的設計理念，進而達到生態環保的要求，城市河道中生態護坡的結構形式具體有下面幾種。(1)水下直立式塊石擋墻的護坡。它能夠有效地控制河勢，避免水土流失，減少河道淤積。一般在進入城區河道以后，以直立式漿砌石擋墻為主要表現形式。它不僅能降低工程的實際成本和控制工程的占地面積，還能對河道的寬度進行保護，防止修建違章建筑，對河水水質進行有效的利用和保護。(2)景石護坡和石籠護坡。在水位產生變化時，采用景石或是石籠對河道兩旁進行保護，可有效地控制河勢，進而抵抗其沖刷力度，防止水土流失現象的再度發生。除此之外，還具有美化景觀的作用和效果。(3)護坡種植。在河道護坡上種植一些根系發達的植物，這些植物不僅能有效地防止水土流失，還能對生態環境起到一種保護的作用。(4)生態帶。在岸坡表面覆蓋土工合成材料的時候，必須考慮地形和地貌的特征，選擇合適的材料進行合理的組合及間距，采用各種各樣的植物種植在河道護坡上面，以根系發達的植物為主，有效地提高護坡的穩定性和強度，降低沖刷給生態帶來的影響，減少水土流失，對河道旁的生態起著重要的保護作用。(5)砌塊的鋪設。在對城市河道護坡進行設計的時候，既要考慮對生態環境的保護，也要考慮到對城市環境的美化，因此，可以采用生態混凝土預制塊體作為河道護坡結構從而有效地實現以上“雙重”利益。同時覆草還能有效得到緩沖，其主要是因為草根具有錨固的作用，能提高抗滑能力。草生根后能將土和混凝土結合為一個整體，從而加強邊坡的穩定性能。(6)毛竹樁護坡。在河道水位上漲或下降時，毛竹的樁護坡能夠有效地對河勢進行控制，進而抵抗河流的沖刷，減少水土流失現象發生。(7)生態格賓擋墻。格賓擋墻是將符合粒徑要求的石料填入具有柔性的格賓網中達到一定的孔隙率、逐層砌筑的一種新型的柔性擋土構筑物。格賓擋墻適用于受水流沖刷和風浪侵襲，且防護工程基礎不易處理或沿河擋土墻、坡腳基礎局部沖刷深度過大的沿河路堤坡腳或護岸，近年來，格賓擋墻在國內也有所應用，主要用于河道岸坡防護［7］。
3.3城市河道生態護坡的改造途徑
(1)景觀的改造。必須是和河道改造聯系在一起的，將喬木及花草、坡腳點綜合布置，將城市文化的發展反映到河坡立體生態體系建設中，從而將城市文化和自然景觀在河道改造中體現出來。(2)設置親水構筑物。城市中部分河道一般只需要滿足游船順利通航的目的。但實際上我們可以將河道變成城市中游玩觀賞的景區，為居民的休閑游憩提供更多的選擇。因此，可以根據自然生態的特點，在河道旁設立親水構筑物(游船碼頭、園路、廊架)。(3)河底疏浚。通常情況下，城市河道旁邊都是以農田和工廠為主，雨污水會直接排到河道中，嚴重影響河道的水源質量。因此，要加強河道水資源的管理，在河道的兩側建設截污管道，將雨水和污水引入城市污水管道中，尤其是一些水資源污染嚴重的地方，必須設置臨時的生化處理設施，緩解污染程度。河道整治工程還必須對河道底泥進行疏浚，這樣才能對城市中河道水質提供有力的保障。
4結語
傳統的結構形式對環境和生態造成很多影響，只有做好生態護坡工程，使自然環境及景觀相適應的新型生態護坡形式得到相應地發展，保護或改良利用水土資源，有效地減少水質污染，維護并提高土地的生產力，進而充分發揮水土資源的經濟、社會效益，促使良好的生態環境的建立，為城市經濟社會又好又快地發展做出更大的貢獻。
作者:吳事陸 單位:國電電力朝陽水務環保有限公司
參考文獻:
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［5］田曉靜，高金超，王迎風．防洪河道生態護坡工程探析［J］．黑龍江水利科技，2009(06):97-98．
1.1森林工程與生態系統的完整性不同區域的生態系統其都具有著不同的特征，并且一旦該區域的生態系統出現問題，造成生態系統群落不健全，就會形成區域性生態不平衡。因此在進行森林工程建設的過程中，有關工作人員應把握好森林工程施工與區域生態系統完整性之間的關系。通過調查研究我們可以發現，生態系統保持完整，可以實現物種的多樣，這對于提高森林工程的建設水平有著一定的幫助。因此森林工程在建設的過程中，應盡量保持區域間生態系統的完整，以達到保護環境，加強建設的雙贏目的。
1.2環境保護與森立工程建設隨著現代森林工程建設理念的不斷轉變，環境保護已經成為了森林工程施工過程中的重要核心思想。因此在實際工作的過程中，森林工程的建設一般都會以環境保護為指導思想。具體來說應包括以下幾個方面的內容：首先，工作人員需要保持當地生態環境的和諧發展，避免對環境造成傷害。其次，加強對非生物環境的重視，制定合理的防范措施避免對生態平衡的破壞。最后，強化林區的水土保持，避免因植被的破壞造成林區的水土流失問題。
1.3物種保持與森林工程生態環境包括很多方面的內容，其中物種的繁衍是生態環境中的重要組成部分。傳統的森林工程在進行建設的過程中，經常對具體區域中的物種造成破壞，使得區域的生物多樣性難以繼續維系下去。因此在對森林工程進行革新后，新的森林工程在實施的過程中，有側重的對物種保持問題進行了關注。首先，工作人員會在工程施工前對當地的相關物種進行調查與整合，針對物種的生產情況進行建設方案的制定。其次，在進行森林工程施工的過程中，加強施工的管理工作，避免因為違規施工造成物種的傷害。
2森林工程和生態系統保護的內容及措施
2.1樹種結構保護樹種的選擇應該與具體區域的實際環境相聯系。一般來說需要綜合該區域的氣候情況、水文情況以及土質情況等多個方面的內容。同時在植樹的過程中還要注重樹種的搭配，實現樹木的多樣性。并且還要在更新造林時保留和誘導能和更新樹種借重的小樹，形成混交林，還有深根系樹種和淺根系樹種混交，陰性樹種和陽性樹種混交，形成人工混交林。采伐是森林工程建設的工作內容之一，為了保障森林中的樹種結構，有關工作人員在實際采伐的過程中，應養成保護性采伐的良好思想。所謂保護性采伐就是對于采伐過程中不成材的幼樹予以保留，以方便今后對采伐地區的重建，為行成混交林打好基礎。
2.2維護森林的空間性一個完備的森林系統其不僅樹木種類齊全，同時在空間結構上也相對完整，具有良好的生態平衡效應。這種空間結構一般包括樹木種類的多樣，植被品種的齊全，無論是從高處還是到地表，都有相應的植被進行覆蓋。這種完整的空間性很容易受到森林工程建設的破壞，出現空間的不完整性，進而對區域生態環境造成影響。因此工作人員在進行森林工程建設的過程中，應有計劃的對森林進行砍伐，按照森林的層次性、分布性等特點，對森林進行選擇性砍伐，有效的保護森林空間性的完整。在森林工程建設的過程中，有時對森林進行砍伐并不是對森林的破壞，而是對森林的一種保護。這主要是森林中樹木在進行生長的過程中，受到自然因素的影響會產生一些對周邊樹木生長有害的不良樹木，因此工作人員需要對這些樹木進行有效的去除，才能保障其余林木的正常生長。為了保障森林的健康發展，有關人員對于低效林會進行有針對性的處理。具體來說相關工作人員會通過鏟除有害樹種，保留有益樹種，種植新樹種等方式，對低效林進行完善。這種人工干預的方式，可以有效的提升自然林木的生長質量，同時也有利于保障森林樹種的豐富性。
2.3保障森林的階段性森林系統在進行生長的過程中，會出現一定的階段性，一般我們會將其分為時間度量、中等時間度量和晝夜季節三個方面。非生態系統的短時間結構變化，能體現林分群落結構的周期性變化，從而引起森林生態系統群落結構的外貌變化，對工程的策劃、工藝的設計和作業的運行都有重要作用。
（1）道路邊坡固坡工程處理技術：道路挖方邊坡是土石相間的山體邊坡。坡面極易受暴雨沖刷，產生強烈的水土流失。特別是復雜地形、地質結構區，具有裂隙和節理發育，坡體巖土層不完整，存在潛在滑坡、崩塌等地質災害風險，必須進行工程加固或支擋，確保沿線坡體穩定和行車安全。研究表明[10]，框架錨桿或混凝土骨架梁支護技術適用于結構面發育、巖體風化破碎、坡體中元不良結構面和土質的路塹高邊坡；預應力錨索梁加固防護技術適用于裂隙和斷層發育的巖石路塹高陡邊坡及易滑坡地段、軟硬質巖互層路塹高邊坡；易坍塌滑坡的土質、軟巖或順層高邊坡，宜將抗滑樁與框架錨索防滑加固工程結合使用；風化較嚴重邊坡和坡面穩定的較高土質邊坡、路堤邊坡，宜采用格子梁護坡。此外，鋪掛鍍鋅鐵絲網和錨桿技術，抗拉力強度大，能有效地防止坍塌和碎石掉落，確保道路安全。在滿足邊坡穩定性和安全性下，宜將邊坡工程防護與土壤生態植被防護相結合，盡量避免混凝土封蓋、漿砌石護面，以影響生態景觀。（2）道路邊坡土壤生態修復技術模式：山體邊坡具有土壤剖面的完整性。在土壤修復過程中，應根據巖土層次和邊坡高度，選擇不同的土壤生態修復施工技術。表1說明，低矮土質邊坡或填方邊坡，可直接噴播灌草種；高陡土質邊坡掛EM3（三層三維土工網墊）網噴混植生；強風化層掛三維網客土噴混植生；弱風化層或局部巖石層，采取錨桿掛鐵絲網、客土噴混植生技術。坡面噴射植生基材前，采取掛三維網、EM（三維土工網墊）網、鐵絲網（鍍鋅或過塑）、土工格柵和土工格室，以及鋪CF（椰絲纖維）網或植被草毯等，并用錨桿固定。（3）植物選擇與種群配置技術：植物種群結構是道路邊坡土壤修復重要環節[11，13-14]。經研究，植物種類選擇及種群配置的成熟技術主要有：①按氣候地帶性規律選擇植物品種，北方以落葉樹種為主，如胡枝子（Lespedezabicolor）、紫穗槐（Amorphafruticos）等；南方以常綠樹為主，如銀合歡（Acaciaglauca）、美國刺（Leucaenaleucocephala）、臺灣相思（Acaciaconfusa）等（表2），以充分利用南方水光熱條件。②南方土壤生態重建應堅持生物多樣性，種群結構以灌木為主，喬灌草藤結合。③針對路域土壤實際，應以豆科植物為主，多科屬配置，以維護低肥力下種群植物養分的常態循環。④以地方植物品種為主，以適應當地生物氣候環境，提高成活率。⑤植物應立體配置，形態共生互補，并與周邊生態景觀相協調。2002年云南元（江）磨（黑）高速公路，我們以坡柳（Dodonaea）、銀合歡等為主，灌草結合，第一次做出了喬、灌、草混植示范樣板，現與周邊熱帶雨林融為一體，為扭轉全國高速公路單一草被生態作出了貢獻。（4）可規模化、機械化施工的噴混植生創新技術：路域工程土壤生態修復規模大，工程量多，時限緊。我們自主研發的噴混植生技術，從質量、速率和效益上，適應了國家重大工程項目的需求，已在全國推廣。其主體技術優勢：①灌草種多品種混合噴播；②添加有機基材、營養物質、粘結劑、保水劑，有利于維護種苗安全生長環境；③增厚客土層，對缺少表土的風化層或母質層更適用。噴混物料厚度10～15cm，每天噴混500～800m28h-1。（5）道路邊坡土壤植被后養護技術：“兩高”道路建設是國家重點工程，要求土壤生態修復養護期長，一般達2～3年，待植被層穩定后方能工程驗收。多年工程實踐表明，節水澆灌是后養護主要技術。因此，①在500m內找好固定水源，否則宜打井，尋找地下水源；②配裝高壓抽水和灌溉機械，抽水系統是固定的，排灌可移動；③前期勤澆，后期間歇。出苗期一天兩次，齊苗后一天一次，嗣后逐步減少；④南方濕暖氣候下，前期灌溉量3kgm-2左右，后期灌溉量2kgm-2左右，養護2年約需水量800kgm-2，若1×104m2工作面，即需水8000t。一般養護1～2年即可依靠自然雨水維護水分和養分循環。（6）道路邊坡土壤生態修復效果的后觀察：近兩年，對15年來已完成的2000×104m2南方道路邊坡土壤生態修復多項工程的實際效果，進行了定點抽樣觀測（表3），表明：①生物群落的演替總趨勢。植物群落是由草本植物群落—灌草混生群落—喬灌草立體群落演變。植物群落立體配置技術，是保持邊坡人工植被群落可持續演替和生物多樣性的關鍵。②草被生態的演替過程。20世紀末，多種草種單純噴播工程，有海南西線、昆玉、玉元、漳龍早期參與的高速公路，人工草被壽命短，3～5年后逐漸被芒箕（Dicranopterispedata）侵化，夾有少量山蒼子（Litseacubeba）、黃梔（GardeniajasminoidesEllis）、野茉莉（Styraxjaponicus）叢。可見，道路邊坡不宜單純植草，草本植物水光熱利用率極低，植被易退化，延長向自然立體生態演替過程。③喬、灌、草立體生態模式的穩定性。后期考察的相關工程有廣惠、開陽、揭普、元磨、昆石、福寧、成南、粵贛粵北段、寧杭、清平等高速主干道，采用喬、灌、草混噴，喬灌木生長茂盛，林下草退化無幾，外來侵入種極少。特別提及的種群組合中的金合歡（Acaciafarnesiana）、銀合歡、山毛豆（Tephrosiacandida）等強結實植物，種子成熟后散落地面，產生了多代演替，已成永久性植被。
2城鎮化建設中山體土壤生態修復問題
2.1采石過程破壞城市生態景觀
2012年末，中國城鎮化率達到52.57%，相比于西方發達國家均在95%以上，美國是97%，中國城鎮化水平仍然較低，但當前正處于高速增長時期。大規模的城市建設產生了對石料、石材、石灰巖、石英砂等資源的大量需求，在城市周邊山體，形成了大量廢棄采石場和巍聳的高陡巖石邊坡。以深圳為例，城市化初期1953km2的國土面積一度擁有669家采石場，其中3000m2以上456座，邊坡總面積超過1000hm2。無序開采曾對城市生態景觀造成了嚴重破壞，給城市和人居環境帶來了安全隱患。海南省三亞市是旅游島建設的重點城市，目前周邊有49個廢棄的采石場，總面積達250×104m2，其中荔枝溝Ⅱ號采石場面積6.3×104m2，正處于城市發展中央區，邊坡高陡，巖石，曾給當地城市景觀和生態文明帶來嚴重破壞。這些采石場亟需政府整治和覆綠，但城市巖石邊坡，土壤破壞徹底，缺乏水肥土等植物生存的基本條件，土壤生態修復難度極大[12，16]，已成為我國城鎮化生態文明建設的研究熱點和工程難點[15-20]。
2.2城市山體巖石邊坡特征
（1）城市巖體邊坡成型特征：從城市巖體邊坡成型特征看，①城市房建工程需用大量石料耗材，考慮運輸成本，以就地取材為主的采石場，大多以城市中央為軸心，散亂分布在城市近郊或城鄉結合部，地勢較陡峭、巖體外露的高丘或山地。②采石場石壁、山體宕口多為爆炸成型，采用垂直開采方式，自上而下挖掘，機械與人工結合環形開挖，石壁坡面凹凸不平。邊坡坡度在80～90°之間，形成巨大的高低不平的斷崖層面，甚至倒坡，巖體相對高度多在80～130m。③為方便石材、石料運輸，廢棄采石場多呈半環形邊坡。坡面受炸藥震力作用，局部多有裂痕或節理，但整體巖層結構并未破壞，石壁穩固和安全。（2）巖體邊坡立地環境：從邊坡環境特征看，采石場立地條件惡劣，高陡石壁坡面缺少平臺或平臺窄小，殘存土壤極少，原生植被破壞，缺乏植被賴以生存的土壤。因此，必須從工程措施上，多途徑解決回填種植土問題。同時，采石場環形開采的微地形環境，造成石宕內小氣候差異性，形成陰陽坡，坡面溫度、蒸發量、輻射熱等差異顯著，石壁陽坡夏季溫度可達50℃以上，陰坡低5～10℃。在南方亞熱帶氣候生物循環旺盛條件下，應利用采石場生物小氣候特點，在土壤生態修復和種植養護技術上，加以優勢利用。（3）水土流失趨向：從水土保持學特征看，采石場選址確定后，首先采用大型推土機和挖掘機，將土層推平運出，直見結實的巖石層。因此，巖體邊坡早期存在水土流失，并出現高峰，但土層清場后，隨著采石深度的下移，水土流失趨勢減弱。而廢棄采石場即使暴雨也只有水的流失，幾乎沒有土的流失。而且環形盆底容量很大，遇漬水也可通過周邊滲漏，對下游區域不構成水土沖刷威脅，保障了下游農田和人居安全。（4）巖體邊坡剖面形態：從土壤發生學特征看，采石場邊坡不具有完整的剖面特征，腐殖質層（O層）、表土層（A層）及淋溶淀積層（B層）基本被機械鏟除，只剩殘余的弱風化層（BC）和母巖層（C層）。我們從深圳和三亞觀察到由花崗巖母質發育的城市巖體邊坡，其周邊殘留體剖面喬灌植被覆蓋良好，表土層（A層）深1～1.5m，風化層（B層）厚度3～4m，母巖層（C層）埋藏在5～6m以下。現狀巖體邊坡，90%為C層，BC層很薄。因此土壤生態修復過程中，必須靠外來土源輸入，既要修接納槽體，又要全面掛網錨固，工序復雜，工程成本較高，現市場價格達350～400元m-2。但在城市生態文明建設的推動下，技術市場需求仍然廣闊。（5）巖體邊坡力學性質：從巖體結構力學特征分析，采石場巖體多為近直立的花崗巖高邊坡，巖體強度較高。受爆炸及開挖等外力卸荷作用影響，巖體內產生大量節理、裂隙，原生或構造節理張開。在各種節理裂隙作用下，巖體被切割成大塊狀，坡面巖體結構較破碎，具有危巖落石發生的可能。巖體破壞模式主要為傾倒、墜落及局部崩（滑）塌破壞，造成邊坡局部失穩，形成大面積碎石流,采用工程防護措施時應注意這一特點。這增加了城市環境安全治理和生態施工的技術難度。因此，相對于其他山體邊坡，特別是道路創傷邊坡，采石場巖石邊坡生態修復的難度更大。
2.3城市高陡巖石邊坡土壤生態修復技術體系
（1）城市巖體邊坡土壤生態修復技術：實踐表明，巖體邊坡視角景觀特別是俯視景觀太差，生態修復技術難度太大。主要采取：①應以生物遮擋為主，輔以全面覆蓋；②以種植苗木為主，結合灌草種子坡面混播；③充分利用邊坡及坡底平臺，種植高大喬木，以促早成林，發揮綠色遮擋效果；④坡面縱向間隔2m沿等高線設置植生槽，回填營養土；⑤充分利用槽內土壤資源栽植大苗木，建好植生帶。（2）V型槽+掛網噴混技術模式：針對80～90°坡度和土肥水皆無的城市高陡巖體邊坡的特殊性，單用掛網噴草或噴混植生技術效果很差。采用V型槽技術加掛網噴混植生技術模式，將工程措施與生物技術緊密結合，在垂直坡面上創造植物生長的微環境或植生帶。V型槽的作用：①V型槽由鋼筋混凝土現澆，深度約80cm，面寬約70cm，并與坡面成45°，2m間距等高線布設，主要功能是接納回填土和營養土；②分層切割坡面鐵絲網和噴植層重力下垂拉力，減少災害性拉力崩塌；③充分利用V型槽有限土壤資源，種植大苗，建立多層次植物生長帶。（3）V型槽技術模式的工藝流程[12]：包括：坡面亂石清理掛鐵絲網錨桿固網構筑鋼筋混凝土V型槽（搭設腳手架鉆孔錨桿制作綁扎鋼筋安裝模板澆筑混凝土）槽內回填種植土噴混植生（種植基材配置噴基底土層噴播種子無紡布覆蓋）V型槽栽種大苗植物帶建滴灌系統養護。（4）垂直巖體坡面噴混植生關鍵技術：南方80～90°巖石坡面推廣噴混植生，宜采取：①掛雙層鐵絲網，并用長、短錨桿固網；②在有機基材混合料中添加粘結劑，為降低成本，粘結劑可用國產膠粉，甚至可用硅酸鹽產品替代；③在網下墊草把或噴PE（聚乙烯）絲，可增加噴植層孔隙度和粘結力；④保障噴混層厚度10～15cm，可分2～3次噴基底，待物料凝結后再噴，以避免瀉底；⑤在噴播灌草種過程中，宜加入少量藤本種子，以加快覆綠，并攀緣局部倒巖。（5）V型槽種植帶建植技術：根據深圳、廣州南沙、海南三亞8個巖體邊坡治理工程實踐認為：①在回填土中加入營養基質，由腐殖質土、禽畜有機肥、復合肥、蘑菇肥及保水劑等組成，創造良好的根際土壤肥力環境；②針對南亞熱帶和熱帶氣候特點，種植帶建植堅持生物多樣性，強調以豆科、灌木、常綠及鄉土植物為主的原則（表2），增強植物的適應性和抗逆性；③加大藤本植物配置比例，組成喬、灌、藤、草人工生物群落；④提倡高密度種植，大苗、袋苗移栽。槽內分兩排進行種植，內側種植爬藤類，間距20cm；外側間隔50cm栽植灌木袋苗，每米段栽植苗木株數5～7株，主栽苗木為臺灣相思、小葉榕（Ficusmicrocarpa）、勒杜鵑（Bougainvilleaglabra）等，藤本植物包括爬山虎（Parthenocissusplanch）和葛藤（Puerariaphaseoloides）。（6）節水滴灌養護技術：水肥管理是V型槽及邊坡植物生長的安全保障。V型槽種植和噴混施工完成后，原工作臺、架拆除，養護工作困難，且不安全。因此，采用節水滴灌技術勢在必行。節水滴灌系統由高壓抽水泵站，蓄水池，PC（聚碳酸酯）主管、分管及滴水支管組成。蓄水池多設在山頂，以增加下泄壓力，或自流灌溉，直接將水滴送入植物根際。必要時可添加水溶性復合肥，水利用率高、工作方便，非常適合采石場邊坡水肥調節。同時做好缺苗修補、雨后追肥、防治病蟲鼠害等。養護2～3年，即可依靠自然雨水維護植被生長。
3結論
