边坡生物治理回顾与展望
作者：叶建军 许文年 王铁桥 李波& 来源：景观中国 时间：2007-07-03 点击： 进入论坛讨论土壤流失方程考虑了影响土壤流失的所有因素：降雨、土壤的可侵蚀性、边坡长度、边坡的坡度、植被覆盖、土壤保持工程。大量的实验和实践证明：植被覆盖率是影响土壤流失的最为关键的因素。良好的植被覆盖可比自然裸地减少土壤流失1000倍（美国农业部Soil Conservation Service，1978）。其他因素如降雨、土壤的可侵蚀性对土壤流失的影响只有一个数量级，而边坡因素可以很容易采取工程手段（如坡改梯）减少到可以忽略的地步。
3.2 植物对边坡稳定的影响的研究进展
植物（特别是树木）对边坡的稳定的影响的深入研究也使人们认识到植被对边坡稳定的贡献。Greenway(1987)运用力学知识，较好地总结了植物对边坡的稳定影响。植物对边坡的加固作用主要是通过根来起作用的。Gray and Ohashi（1983）和Maher and Gray(1990)通过大量实验证明沙土中生长少量根就能显著提高沙土的抗剪强度。Endo and Tsuruta(1969)、Waldron(1977);Ziemer(1981)、 Riestenberg and Sovonnick-Dunford(1983)、 Rensterberg(1994)、Nilaweera(1994) 通过室内和野外实验也证实了这一点。另外，植物躯干、根对边坡土壤的锚固和抗滑作用，植物对土壤的水分的蒸发蒸腾作用减小土壤空隙水压力而利于边坡的稳定，已被Greenway(1987)和Gray and Leiser(1982)详细总结。Nolan(1984)、Tschantz and Weaver(1988)分析了植物（主要是树）对边坡的不利影响，主要为植物自身重量荷载、树在大风作用受到的风力荷载。
植物的存在能加固边坡，而边坡植物的破坏则会引起边坡失稳。Bishop and Stevens (1964)在美国阿拉斯加东南部林区对这一问题进行了深入调查研究，他们统计发现皆伐过的山地发生滑坡的频率和范围显著增大。他们认为树根的破坏和腐烂是滑坡频发的主要原因。随后Wu(1976)、Megahan and Kidd(1972)、O'Loughlin(1974)、 Swanston(1974)的研究也证实了这一点。
对树根的研究在国外也进行得较为深入。Patric et al.(1965)、Watson and O'loughlin(1985,1990)、Shield and Gray(1993)、Kozlowski(1971);Sutton(1969)、Henderson et al.(1983)先后对树根在土壤中的空间分布规律进行了研究，Patric et al.(1965)发现火炬松80-90%的根分布在深0.9m以内的土层中，接近地表的根为水平根，而0.9m以下的根一般为竖根；Watson and O'loughlin(1985,1990) 用剖面对一棵25年辐射松的根在地下的分布进行了形象的描述；Shield and Gray(1993)提出根面积比（root area ratios）概念，认为它是深度的函数。Kozlowski(1971)对根的水平延伸规律作了探索，发现树根最少能延伸树冠半径的1.5倍。Sutton(1969)、Henderson et al.（1983）对影响树根生长的因素做了分析。Bohm(1979)对研究树根分布规律的方法问题进行了总结。这些研究使我们对植物（特别是树根）的分布规律有了较为清楚的认识，为利用植物护坡提供了基本的理论支持。
树根的力学性能的研究在美国也取得丰硕成果。Greenway(1987)对树根强度及其影响因素作的很好的总结。影响树根强度的因素有：树的品种、生长环境、季节、根的直径和生长的方向。关于季节对于树根强度的影响，1975年Hathaway and Penny认为根的比重和木质素与纤维素的比值随季节的变化是造成树根强度随季节变化的原因。而Schiechtl(1980)观察到往上坡方向生长的树根比往下坡方向生长的树根强度大。一些树种的树根抗拉强度被测量，统计分析。通过分析发现，少数树根抗拉强度最大可达到70MP，但大多书树根的抗拉强度在10—40MP之间；针叶树木的树根的抗拉强度较低，而灌木的根的抗拉强度至少与树根一样高；重要的是，Turnanina(1965)、Wu(1976)、Burroughs and Thomas(1977)、Nilaweera(1994)等人证实，树根强度与树根直径成反比。Gray(1996)利用实验得到的数据，建立了树根抗拉强度与直径的关系式。显然，根据这一发现，须根比大根更有利于土壤加固和抗剪强度的提高。这为在陡坡上种草提供了理论支持。
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