景观生态学在河道护坡中的应用及研究综述摘要水环境是人类文明的一面镜子。

自古以来人们就喜欢逐水而居、滨水而栖。

随着人类追求人与自然和谐共处理念的提出，拥有一个优美和谐的水环境成为人们一种强烈的共识。

本文主要介绍了河道护坡和景观生态学的相关概念和它们之间的关系及其的发展现状和发展趋势，以及目前河道生态护坡类型和现有的生态护坡技术。

关键词：河道护坡；景观生态学；生态护坡；护坡技术1.相关概念1.1景观生态学1939年特罗尔(C.Tron)最早提出“景观生态”一词，并提出了“将地理学的区域空间的水平分析方法与生态学的结构功能的垂直分析方法研究相结合”的景观生态学新方向，使景观生态学成为生态学中最年轻的分支学科之一[1]。

但直到80年代之后，景观生态学才真正总结出自己独特的一般性规律，使景观生态学成为一门有别于系统生态学和地理学的科学。

关于景观生态学，大多数景观生态学家都认为，就景观生态学的本质而言可称为空间生态学[1]，它以研究水平过程与景观结构(格局)的关系和变化为特色，这些过程包括物种和人的空间运动，物质(水、土、营养)和能量的流动，干扰过程(如火灾、虫害)的空间扩散等，可应用于不同的组织层次和分辨尺度。

强调空间格局、生态学过程与尺度之间的相互作用是景观生态学研究的核心所在[2]。

景观生态学的研究对象是作为复合生态系统的景观，景观是自然和人文系统的载体。

景观生态学家对“景观”的理解不尽相同，这些观点既有所联系，又不完全一致。

景观生态学不仅要研究景观生态系统自身发生、发展和演化的规律特征，而且要探求合理利用、保护和管理景观的途径与措施。

目前，应遵循系统整体优化、循环再生和区域分异的原则，为合理开发利用自然资源、不断提高生产力水平、保护与建设生态环境提供理论方法和科学依据；探求解决发展与保护、经济与生态之间的矛盾，促进生态经济持续发展的途径和措施[3]。

1.2河道护坡传统的河道护坡工程一般以水泥、石料、混凝土等硬性材料为主要建材，在设计上以力学的角度去思考边坡稳定，通常都以安全、经济为优先，忽略了生态，而生态河道护坡应该包括两方面的含义：首先是护坡。

特别是水位变动区的水土保持，其次是生态，这二者的高度统一才是真正的生态边坡[4]。

其具体内涵为：首先在满足行洪排涝要求的基础上，保证岸坡的稳定，防止水土流失；其次生态护坡是开放式的系统，它是与周围生态系统密切联系的，不断与周围生态系统进行物质交换；生态护坡是动态平衡的系统，系统内的生物之间存在着复杂的食物链，它们互为食物。

保持着系统的动态平衡；生态护坡是动力式的系统。

它与水流之间是相互作用的，水流对岸坡有冲刷作用，岸坡对水流有阻碍作用，岸坡生态系统是地表水与地下水交换的媒介；生态护坡是整个生态系统（包括自然生态系统和社会生态系统）的一个子系统。

它与其他生态系统之间是相互协调、协同发展的，它的生态功能好坏直接影响其他生态子系统功能的发挥，甚至还会破坏其他生态系统；生态护坡是可持续发展的系统[5]。

生态护坡主要是指坡面植被物根系对土体的加固、植被遏制坡面水土流失及浅层滑坡的作用。

生态护坡是在传统护坡基础上发展而来，与传统护坡的相比有以下特点：生态护坡较传统护坡更具有自然生机，与周围景观相协调。

生态护坡具有一定的开放性，能保护生物的多样性，较少改变河道生物栖息环境。

生态护坡材料以环保材料为主，多数为天然材料，对环境污染小[6]。

2.发展现状及趋势2.1景观生态学发展现状及趋势景观生态学作为生态学和环境科学领域的一门新兴综合交叉学科,从其诞生到现在,已有60余年的时间。

但是直到20世纪80年代，这门学科才逐渐获得了蓬勃发展。

尽管景观生态学在学科特性和理论体系等方面还不够完善,一些争论尚存，但是其原理和方法已经应用到许多领域，尤其在环境科学研究与实践中发挥着重要作用。

目前 ,景观生态学已经很好地融合到了生态科学中。

考虑空间异质性 ,是否以及怎样将其纳入研究 ,需要有一个清晰的判断 ,这已经成为一条准则。

虽然大家普遍认同景观结构定量化方法 ,但是景观的产生过程与其形成的格局之间的一般关系仍未十分清楚。

然而 ,现在已经有大量的关于探索景观格局生态学响应的经验性研究的积累[7]。

总之 ,景观生态学已经走向成熟。

正如Wiens所说 ,该学科是从它独特的方法中获得活力 ,即强调空间格局、格局与过程关系、尺度推绎、异质性、边界和空间能流与物流[8]。

中国景观生态学应深深扎根于中国这片沃土,建立符合中国国情的、有特色的景观生态学流派。

中国景观生态学应以人工自然景观为主要研究对象, 以景观和区域尺度上的景观生态建设为研究重点,坚持景观生态学的开放性, 善于从相关学科吸取营养,特别是努力运用 RS，GIS和空间模拟模型的新方法和新技术,并加强景观生态学在环境、土地利用的变化与规划、城市化与区域可持续发展、气候变化及其效应、生态系统恢复与生物多样性保护、土地退化过程与治理、人与自然和谐发展等方面的应用。

通过中国科学家的不懈努力, 社会大众的了解和决策者的支持,中国景观生态学将会实现跨越式发展,接近并赶超国际前沿水平为国际景观生态学的发展做出贡献[9]。

2.2河道护坡发展现状及趋势人类在与江河长期斗争的实践中，探索出一些适应当地自然条件的河道护坡模式。

传统的河道护坡主要有浆砌或干砌块石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土块体护坡等。

这些护坡工程的造价均相对较高，且水下施工、维护工作难度较大。

其最大的缺点在于。

它仅仅从满足河道岸坡的稳定性和河道行洪排涝功能的角度出发进行设计施工，很少考虑对环境和生态的影响。

但随着社会经济的发展和城市建设步伐的加快，人们对水环境要求越来越高，不断追求人与自然的和谐相处，生态护坡技术也就越来越受到人们的广泛关注，并且进行了一系列的较深入的研究与探索，并且日益受到重视[10]。

3.景观生态学在河道护坡中的应用及研究3.1河道生态护坡类型传统的刚性结构水工护坡应用比较广泛的有钢筋混凝土、沥青混凝土、浆砌块石、灌砌块石铺面、泥灰土等做成的防侵蚀护面，这些形式的护坡往往片面强调河道的防洪、引水、排涝、蓄水和航运功能。

其最大的缺点在于它仅仅从满足河道岸坡的稳定性，适应河道行洪排涝功能而进行设计施工，很少考虑对生态环境及居住环境的影响。

但随着社会经济的发展和城市建设步伐的加快，水环境的整治已经越来越受到人们的关注。

充分利用生态资源，开发建设好城市堤岸景观带，对提高人民生活条件，营造城市新形象有着积极的作用。

生态护坡是个完整的生态系统，护坡除结构外，它不仅包括植物，还应包括动物及微生物，系统内部之间及与相邻系统间均发生着物质、能量和信息的交换，具有很强的动态性。

真正意义上的生态护坡应该是在保证边坡稳定的基础上，以营造边坡的生物多样性为目标，在水、土、生物之间，形成物质、信息、能量的循环体系，通过良性的循环，进行自我组织和自我修复，使护坡不仅具有景观效果，还能修复污染的河流水体，提高河流的自净能力，从而为城镇河流生态系统的健康提供保障[11]。

随着科学技术的发展，新型材料、新技术已经成为河道护岸结构改造的关键。

生态护坡主要有以下几种类型：（1）人工种草护坡，是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。

多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。

其特点是施工简单、造价等。

但由于草籽播撒不均匀，草籽易被雨水冲走，种草成活率低廉等原因，往往达不到满意的边坡防护效果，而造成坡面冲沟，表土流失等边坡病害，导致大量的边坡病害整治、修复工程，使得该技术近年应用较少。

（2）液压喷播植草护坡，是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施，是将草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀，通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。

（3）生态袋护坡，是利用人造土工布料制成生态袋，植物在装有土的生态袋中生长，以此来进行护坡和修复环境的一种护坡技术。

其特点是透水、透气、不透土颗粒、有很好的水环境和潮湿环境的适用性，基本不对结构产生渗水压力。

施工快捷、方便，材料搬运轻便。

（4）网格生态护坡，是由砖、石、混凝土砌块、现浇混凝土等材料形成网格，在网格中栽植植物，形成网格与植物综合护坡系统，既能起到护坡作用，同时能恢复生态、保护环境。

其中现浇网格生态护坡是一种新型护坡专利技术，具有护坡能力极强、施工工艺简单、技术合理、经济实用等优点，是新一代生态护坡技术，具有很大的实用价值。

3.2河道护坡技术根据国内外的生态护坡技术的理论研究和工程实践，可以将以植物为主体结构的生态护坡关键技术分为三类：全系列生态护坡、土壤生物工程以及复合式生物稳定技术[12]。

全系列生态护坡技术是从坡脚至坡顶依次种植沉水植物、浮叶植物、挺水植物、湿生植物等一系列护坡植物，形成多层次生态防护，兼顾生态功能和景观功能。

挺水、浮叶以及沉水植物，能有效减缓波浪对坡岸水位变动区的侵蚀。

坡面常水位以上种植耐湿性强、固土能力强的草本、灌木及乔木，共同构成完善的生态护坡系统，既能有效地控制土壤侵蚀，又美化河岸景观。

全系列生态护坡技术主要应用在那些出现表层土壤侵蚀、植被稀少、景观要求较高的河段。

土壤生物工程是一种边坡生物防护工程技术，采用有生命力的植物根、茎(或完整的植物体作为结构的主要元素，按一定的方式、方向和序列将它们扦插、种植或掩埋在边坡的不同位置，在植物生长过程中实现稳定和加固边坡，控制水土流失和实现生态修复。

这类护坡结构稳定、养护要求低、生境恢复快、费用低廉、景观效果较好。

土壤生物工程一般采用速生类的本地植物作为护坡的主要结构，如柳、杨等，主要有活枝扦插、柴笼以及灌丛垫等三种工程类型，种植方式各不相同。

该类技术一般运用在土壤侵蚀较严重、土质松散、景观要求较低的郊区河段。

复合式生物稳定技术是生物技术与工程技术相结合的复合式生态护坡技术这种生态护坡技术强调活性植物与工程措施相结合，技术核心是植生基质材料，依靠锚杆、植生基质、复合材料网和植被的共同作用，达到对坡面进行绿化和防护的目的。

该技术主要用于修复那些侵蚀非常严重、出现整体滑塌的陡坡。

4.小结将景观生态学应用到河道护坡中才产生了生态护坡。

生态护坡作为适应时代的产物，不仅要满足环保要求，而且要切实地保障河流生态的健康及城市防洪体系的畅通。

这需要研究者着眼于实际，分析影响河岸植物生长的物理因素和生物因素，并对其进行影响评价，以研究出更好的生态护坡材料。

与此同时改善河道断面类型和护坡类型等等，从而完善城市河道生态系统的形成。

我国河道生态护坡的研究尚处在初级阶段，展望未来，生态护坡技术将有一个十分广阔的前景。

参考文献[1]傅伯杰, 陈利顶, 马克明等. 景观生态学原理及应用[M]. 科学出版社. 2001.[2]乌建国, 景观生态学一概念与理论[J]. 生态学杂志，2000，19(1): 42-45.[3]景贵和，景观生态学的发展极其前景[J].地理科学，1990，10(4):294-295.[4]张正阳，徐超. 河道护坡向生态化发展探析[J]. 海河水利，2011, 1(1): 41-44[5]陈遐林，汤腾方. 景观生态学应用与研究进展[J]. 经济林研究, 2003, 21(2): 54-57.[6]马光，胡仁禄．城市生态工程学[M]．北京：化学工业出版社，2003．[7]汪洋，周明耀，赵瑞龙，徐方．城镇河道生态护坡技术的研究现状与展望[J]．中国水土保持科学，2005,3(1)：88—92．[8]文野，王德成．城市河道生态护坡技术的探讨[J]吉林水利，2002(11)：24—26．[9]季永兴，刘水芹，张勇．城市河道整治中生态型护坡结构探讨．水土保持研究，2001，8(4)：25～28．[10]周跃，Watts D．坡面生态工程及其发展现状．生态学杂志，1999，18(5)：68—73．[11]王可钧，李焯芬．植物固坡的力学简析．岩石力学与工程学报，1998，17(6)：687～691．[12]游珍，李占斌，蒋庆丰．植被对降雨的再分配分析．中国水土保持科学，2003，l ( 3 )：102～105．。