植被效应

2024-05-06

植被效应（精选八篇）

植被效应篇1

1 研究区概况

1.1 区位及资源分析

桂林市阳朔县杨堤乡位于阳朔县城北部,距县城39km,离桂林市区50km,总面积102.80km2。东与兴坪镇交界,西南与葡萄镇相连接,北与桂林市雁山区接壤。现辖杨堤、忠南、土岭、唐家、地水、浪洲七个村委及杨堤居委会,38个自然村,72个村民小组,2721户,总人口1.1万多人。

杨堤乡属典型的喀斯特地貌区,境内群山耸立,山多地少,素有“九山半水半分田”之称,全乡仅有耕地10009hm2,其中水田6394hm,旱地3615hm。经济作物主要有沙田柚、黄皮果、柑桔、柿子等。矿产资源十分丰富,尤其盛产方解石矿。

1.2 气候条件

杨堤乡属于亚热带季风气候区,气候温暖湿润,热量丰富,年均温15~25℃。全年平均降雨量为1350~2380mm,由于受冬、夏季风的交替影响,降雨量季节变化较为明显,夏季高温多雨,冬季寒冷干燥,干湿季分明;3、4月份为梅雨季节,空气湿度大;5~10月份为雨季,降雨量占全年降雨量的75%~83%。

1.3 社会经济

在农业方面,杨堤乡粮食作物主要有玉米、红薯、水稻和豆类。经济作物主要有柑桔、桃子、柚子、花生、季节蔬菜等。在林业方面,杨堤乡几年来大力发展金桔和金槐,在石漠化较为严重的地区采取封山育林方式,努力提高地区植被覆盖率,使单一的林地结构层次向多元稳定化发展,固水保土,提高土地肥力,增加土地生产力,为地方经济发展提供了良好的环境。

2 研究方法与数据分析

2.1 研究方法

采用文献查阅、实地样地调查分析和访谈调查等方法。笔者于2016年2月对杨堤乡的喀斯特地区进行植被的恢复调查,选择比较具有代表性的朗洲村和沙子岩村调查植被的种类、绿地覆盖率、植被的生长情况等,并对其效益进行分析。

2.2 结果与分析

经过实地勘察后,我们选取了3个典型的植被恢复模式进行细致调查(见表1)。3个样地在造林前林地类型都是石质荒地,岩石的裸露占50%左右。从2008年开始,将朗洲村和沙子岩的3块石质荒地改种了金桔、金槐经济林和灌木丛地。

在每个调查样地区内,分别设置3块10m×10m金桔样方、3块10m×10m金槐样方和3块灌木丛样方作为对比分析,记录样方里的乔木、灌木和草本的名称、株数、高度、胸径、冠幅、生长情况等数据(见表2)。

从调查得知:在经济效益方面,经济林的经济收益较大,平均667m2毛收入28500元,其中667m2金桔20000元,金槐37000元,灌木林政府补贴80元/667m2。由于农民出劳动力去管护经济林(包括种植、除草、施肥、病虫害防治、收果等人工),在人工费方面比较难计算准确,因此经济林毛收入里包含了人工费在内。在生态效益方面,金槐林种植后,其林下植被恢复较好,整体生态效益方面具有明显的优势。而金桔种植后,为了保证果树的营养,需要经常除草、施肥和病虫害防治工作,林下植被不易生长,昆虫等生物也会在人工的干预下明显减少,因此植被的丰富度较差。灌木林属自然地被恢复,政府进行退耕还林补足政策,整体植被恢复相比经济林更为良好,植被的丰富度最好。在社会效益方面,金桔销路广,农民满意度最高;金槐经济效益较高,未形成大规模种植,销路未能全面打开,农户满意度较好;灌木林的恢复,政府给予一定退耕还林补助,未能产生较大经济效益,农户满意度一般。政府在喀斯特荒漠化治理的政策帮扶方面,给予人力、物力、资金、政策上的大力支持,杨堤乡政府推广金桔和金槐种植,金桔补助苗木5元/株,化肥补助300元/667m2,石质土地植被恢复补助5元/坑,开荒土地100元/667m2。此外,政府还有专职人员对石漠化地区的治理和植被恢复提供技术支持,技术人员深入到当地,指导农户果树种植、养护、病虫害等日常管理工作。

总之,杨堤乡浪洲村和沙子岩主要以种植果树经济林作为石漠化治理的主要模式,2个村的生态植被覆盖率有了明显的提高,每年森林覆盖率保持持续增长,荒山石林的状况得到有效科学的治理,植物层次结构多样性增加,植物群落逐渐丰富。

3 喀斯特石漠化治理需要解决的问题

浪洲村和沙子岩村对喀斯特石漠化的治理取得了显著的成效,积累了丰富的石漠化治理和植被恢复经验,但治理石漠化是个漫长而艰辛的过程,其涉及生态恢复、经济发展和社会进步等多方面构成的复杂过程,就当前来说,喀斯特石漠化的治理还存在许多亟待解决的问题。

3.1 基础设施较差,道路不畅,村民出行困难

在石漠化治理过程中,以恢复生态环境,提高植被覆盖率为主,发展农业类经济为辅,而农业经济作物和非经济作物都需要通过运输才能将农作物出售,因此必须要完善公路基础设施建设,缩短农产品的运输时间,这样才能更加有效地进行石漠化治理。同时,公路建设也有利于石漠化地区调整农业生产结构,优化石漠化治理方案。

3.2 投资力度不够,相关石漠化治理措施不够完善

喀斯特石漠化地区的项目投资是一种经济行为,涉及到人力、物力、财力、知识力等各种社会资源的整合和分配,它能提高生产力,创造社会财富,与石漠化地区经济发展有着密切的联系。在石漠化治理的过程中,既要有经济方面的支持,又要有相关规定的约束,督促农民按照既定的石漠化治理方案稳步进行下去。

3.3 配套水利工程不够,开展石漠化治理难度较大

我国特殊的自然条件和水资源条件,决定了农业很大程度上要依靠水利工程来进行生产作业,况且石漠化地区本来就是水资源相对匮乏的地区,没有一定的水利工程就不可能对石漠化地区进行高效快速的治理。

3.4 知识相对匮乏,意识淡薄

由于社会环境的迅速发展,人类获得了空前规模上改造自然的能力,如果使用不当或过于轻率,就会给人类自身以及人类赖以生存的环境带来无法估量的损害。石漠化的形成很大程度上是人为活动的结果,无节制地向大自然索取,缺乏保护环境的意识使得自然环境不断恶化,石漠化的不断扩张其实质就是反映了人类与环境间的不协调,从而出现了人类和环境的一系列矛盾的体现,群众环境意识也是衡量一个地区石漠化恢复程度的重要标志之一[2]。

4 喀斯特石漠化治理的建议

4.1 加大试点工程覆盖面,探索更加有效合理的治理模式

通过试点工作,广西实践并丰富了石漠化治理经验,石漠化综合治理工程涉及面广、政策性强、工作难度大、技术要求高,是事关全局和长远的战略[3],通过试点工程,我们可以了解石漠化治理的成效,是否符合当地的情况,避免盲目套用的局面发生。

4.2 广泛听取群众意见,调动农民治理石漠化积极性

群众是石漠化治理的主体,也是石漠化治理的根基所在,如何调动群众积极参与到石漠化治理的过程中去是石漠化治理的关键性一步,基于我们石漠化范围广、治理速度慢等因素,我们必须让广大的群众投身到石漠化治理的工作中去,才能快速地恢复治理区域的生态环境和植被覆盖率。

4.3 加强喀斯特石漠化地区的精准扶贫工作

目前各地扶贫实际效果来看,扶贫工作中扶贫对象不明确、帮扶措施针对性不强、扶贫工作难点仍未解决等问题突出,扶贫石漠化地区,解决粗放扶贫带来的诸多弊端和无法解决的诸多问题,才是对石漠化地区的恢复最大的帮助。

4.4 因地制宜,分类治理

通过植被恢复与保护、封山育林、水土保持等措施,把石漠化治理与农业产业结构调整、地方经济发展有机结合起来,根据当地的环境形势,正确处理好生态建设与经济社会发展、当前与长远、开发与保护的关系,建立不同的石漠化治理方案,逐步实现生态、经济和社会协调共进、良性循环和可持续发展。

4.5 规范石漠化地区治理补偿机制,让农民在治理过程中得到切实的利益

在走访调查过程中,群众普遍反映的问题是关于补偿的落实,希望相关的补偿及时到位,精确落实在农户身上,让农户对治理充满希望。

参考文献

[1]王世杰.喀斯特石漠化概念演绎及其科学内涵的探讨[J].中国岩溶,2002,21(2):101-105.

[2]杜鹰.认真总结石漠化综合治理试点经验全面推进工程建设[J].中国经贸导刊,2011(11):5-8.

植被效应篇2

植被恢复对矸石山生态环境效应影响研究

以兴隆庄煤矿绿化矸石山和裸露矸石山为研究对象,研究了植被恢复对矸石山生态环境效应的.影响.结果表明,植被的恢复重建了矸石山生态系统,改善了矸石山生态环境:气温平均降低3.7℃、空气相对湿度提高了7.1%,矸石山近地层SO2、NOx和TSP粉尘日均浓度分别降低了0.1471 mg/m3,0.0004 mg/m3 0.0389 Mg/m3矸石山植被的恢复增加了矸石山土壤比重,降低了土壤容重、提高了土壤有机质含量.

作者：闫钦运 YAN Qin-yun 作者单位：兖州煤业股份有限公司兴隆庄煤矿,山东兖州,272102刊名：能源环境保护英文刊名：ENERGY ENVIRONMENTAL PROTECTION年，卷(期)：200923(2)分类号：X17.4关键词：植被恢复绿化矸石山生态环境土壤环境

植被效应篇3

随着我国公路工程的快速建设发展, 公路中大量的边坡灾害问题不断出现, 如水土流失、滑坡、崩塌及泥石流等。常见的边坡防护技术可分为工程防护和植被防护两种。工程防护通常采用喷注水泥砂浆、浆砌片石护坡等手段。植被防护通常在边坡上种植根系较发达的植物。与工程防护措施相比, 在达到对边坡加固的前提下还具有降低风速、绿化环境、维护生态平衡、降低工程造价等优点[1]。

2 公路边坡植被防护原则

在公路边坡植被防护工作中应遵循边坡稳定原则、环境适应原则、快速绿化原则、综合防护原则等才能有效的发挥植被防护的效果, 对边坡起到加固及美化的作用。

2.1 边坡稳定原则

植被防护是建立在原有边坡稳定的基础上。植被防护能起到防止水土流失、降低风速、减少风沙危害、防止滑坡发生的作用, 但是当边坡内部结构本身处于不稳定状态时, 植被防护的作用就无法实现, 边坡仍旧会发生失稳破坏。公路边坡植被防护工程中, 首先要确定合理的坡比, 尤其是高边坡路基。合理的坡比不仅可以增加边坡的稳定性, 而且方便植物的播种与植被的养护。在合理的坡比前提下, 在边坡上设置截水沟、排水沟等完善的排水措施可有效减小破面侵蚀, 增加边坡的稳定性。边坡的稳定工作完成后可开展植被防护工作, 在边坡表面截水沟、排水沟、边坡平台等构造处尤其要加强植被防护[2]。

2.2 环境适应原则

公路边坡植被防护要选择合适的植物群落。植被防护工作是一个长期的过程。植物种群必须对公路所处的生态环境相适应, 如南方植物喜湿怕干、北方植物耐寒怕涝, 所以要根据地域选择植物群落。所选植物群落要具有根系发达、水源涵养、耐贫瘠、生命力强等特点, 以达到植被防护目的, 但不能出现植物生态入侵、打破原有的生态平衡。

2.3 快速绿化原则

边坡修筑完成后应尽快采取植被防护工作, 防止雨水对边坡的冲刷, 造成水土流失, 导致边坡失稳。尤其是边坡建成初期, 土壤的固结还未完成, 水土流失极易发生, 雨水灌入边坡内部造成边坡整体失稳或局部滑塌。这要求植被防护工作要在边坡结束后迅速开展或在施工过程中同步进行, 加快植被防护尽快发挥作用。为达到快速绿化的目的, 植物群落可采用速生植物或者是采用移栽植物、人工草皮等方法。

2.4 综合防护原则

当边坡为高陡边坡或边坡土质较差时, 植被防护初期, 植物难以附于边坡表面, 不仅达不到固坡的作用, 还有可能加剧坡面的破坏;采用工程防护可在短期内达到很好的加固效果, 但是混凝土、浆砌片石等易风化、易侵蚀, 前期构造及后期维护成本都很高。仅仅采用单一的防护措施很难达到边坡加固的预期效果。在这种情况下, 建议采用工程防护与植被防护相结合的方式[3]。

在边坡修筑期间, 为保证工程的安全以及植被防护工作的开展, 在边坡中采用拱形骨架、菱形骨架、人字形骨架等工程防护措施, 如边坡稳定性太差, 可在增加锚杆。在工程防护措施完成后, 为达到长期的边坡防护效果, 需进行植被防护。拱形骨架等防护措施在边坡表面划分出来的空间骨架可以有效减小水流的冲刷作用, 减小坡面的水土流失;在空间骨架内进行植物播种或移栽后, 水流的冲刷作用减弱, 植物的成活率大大提高。而植物生长后根系深入边坡表层以下, 对边坡形成加筋的加固效果, 空间骨架也得到了巩固, 使边坡的稳定性提高。植被防护在减小风沙灾害的同时减缓了工程防护措施风化、老化的速度, 降低了后期维护成本, 如植被防护发育良好, 为降低工程成本可不采用工程防护。

3 公路边坡植被选择

在公路边坡植被选择工作中必须做到成本经济合理、适应当地的气候、土壤条件、根系发达, 地上部短、植物群落合理才能保证植被防护工作持续发挥效果。

3.1 成本经济合理

植被防护与工程防护相比的突出优势在于成本大大较低, 选择合适的植被种类可以进一步降低防护成本。不同于城市景观道路, 公路工程路线绵长, 需要投入资金大, 所以不可选用价格较高的景观植物, 应以选择市场成本较低的常见植物为主。

3.2 适应当地气候、土壤条件

不同地区的的气候、土壤条件存在很大差异 (如日照时间、温度、水文、土壤酸碱度、养分等) 。气候、土壤条件对于植被的生长发育起着至关重要的作用, 选择合适的植被种类才能确保植被防护工作能持续的发挥其加固边坡的作用[4]。

3.3 根系发达, 地上部分短小

具备根系生长旺盛、侧根发达、生长深度大的植被应当在植被防护工程中优先选取。发达的根系可以穿过边坡表层深入边坡深层土体, 侧根发达可以将表层土体固结在一起, 临近植物根系的交错生长相当于对边坡进行了整体的加筋处理, 边坡的稳定性得到了极大的提高, 防护效果显著。但是, 在选择根系发达的植被的同时要考虑植被地上部分的大小, 地上部分过大容易受到风荷载, 造成边坡的不稳定[4]。

3.4 植物群落合理

在进行植被防护的工作中, 确保植物种类的多样性, 合理控制群落结构对提高护坡效果具有一定的作用。植被防护工作中物种单一, 物种根系固结加筋作用受季节变化大, 易造成边坡防护效果随季节变化或物种不适, 造成物种消亡, 植被防护完全失效。植被防护工作中物种多样, 可以有减小季节变化或单个物种消亡对防护效果的影响, 确保边坡的稳定性。

植被护坡工程中植物群落选择通常采用草本植物与乔灌类植物相结合的方式。草本植物具有生长迅速、生命力顽强、覆盖范围广的特点。但是, 草本植物的根系较浅, 只能起到对边坡表层土体的加固作用;灌木植物根系较草本植物发达, 但根系较细, 对边坡深层土体的加固作用不够;乔木植物根系发达、可深入边坡深层土体, 对边坡的深层加固作用显著。草本植物与乔灌类植物相结合, 根系相互交错, 增加了边坡的整体稳定性, 所以, 在植被防护工程中确保植物群落的多样性是非常重要的[5]。

4 工程实例

重庆三环永江高速公路一标某段, 边坡高约12m, 二级坡, 一二级坡率均为1∶1, 一级坡高6m, 二级坡高6m, 平台宽2m, 采用拱形骨架与植被相结合的防止措施 (见表1) 。

从永江高速公路某段植被生长情况可以看出, 在进行植被防护的一个月后, 植被的盖度就达到了64%;二个月后, 植被的盖度就达到了84%;后期基本稳定在75%以上。草本植物略微呈现出受季节影响的特点, 灌木、乔木植物受季节的影响较小, 植物群落的多样性确保了不同季节边坡的植物盖度。该坡面水土流失现象几乎未发生, 表层土壤稳定, 抗冲刷性强, 路基稳定性良好且周围生态环境稳定, 植物群落的多样性绿化了周围环境, 对于缓解驾驶疲劳也起到了积极的作用。

5 结语

植被护坡工程具有造价低、绿化环境、缓解驾驶疲劳、减小水土流失、改善生态环境等优点, 但由于存在一定的技术问题, 其应用范围还需进一步扩大。我们在植被护坡工程方面已经做出大量的研究, 并付诸于实际工程, 但许多防护效果差强人意。

从植被护坡的防护原则及植物边坡选择的角度去探究, 可从根本上控制植被防护工程的质量, 避免植被灭亡, 导致植被防护工程失效。在植被护坡工程中, 我们要遵循边坡稳定原则、环境适应原则、快速绿化原则和综合防护原则, 才能确保边坡的稳定;在植被选择时, 必须做到成本经济合理、适应当地的气候、土壤条件、根系发达, 地上部短、植物群落合理, 才能保证植被防护工作持续发挥效果。

总之, 植被防护工作仍有很多地方需要进一步研究, 但其造价低、长期效果好、生态环保的突出特点使得其具有广阔的发展前景。

摘要：从植被护坡的防护原则及植物边坡选择的角度探究确保边坡稳定性的方法。研究得出, 在植被护坡工程中应遵循边坡稳定原则、环境适应原则、快速绿化原则、综合防护原则;在植被选择中应考虑成本经济合理、适应当地的气候、土壤条件、根系发达, 地上部短、植物群落合理, 才能保证植被防护工作持续发挥效果, 边坡安全稳定。

关键词：边坡,防护原则,植被选择

参考文献

[1]裴冰.湖南高速公路边坡绿化施工工艺研究[D].长沙:湖南农业大学, 2013.

[2]张栋樑.公路边坡植物防护和绿化的研究[D].哈尔滨:东北林业大学, 2005.

[3]张弦, 陈强.高速公路边坡植物固坡技术探讨及工程应用[J].公路交通科技 (应用技术版) , 2008 (12) :59-61+67.

[4]龙翔.公路建设项目的生态影响评价研究与实例分析[D].广州:暨南大学, 2010.

[5]王文生, 杨晓华, 谢永利.公路边坡植物的护坡机理[J].长安大学学报 (自然科学版) , 2005 (4) :26-30.

水利施工植被恢复篇4

1.1 树 (草) 种选择

(1) 应有较强的适应能力。对干旱、潮湿、瘠薄、盐碱、酸害、毒害、病虫害等不良土地因子有较强的忍耐能力, 同时对粉尘污染、冻害、风害等气候条件有一定抵抗能力;

(2) 栽植较容易, 成活率高, 或适宜播种、栽植时期较长、发芽力强且繁殖量大;

(3) 地上部分生长迅速繁茂, 能及早覆盖地面, 并能长期大面积地覆盖地面, 地下部分能尽快伸展, 以便更好地稳固表土, 有效地阻止风蚀和水蚀;

(4) 具有固氮和改良土壤能力, 有利于林草后期生长和土地生产力的持续提高。

1.2 栽植技术

(1) 直播。适于弃石渣场覆土后的植被恢复, 多用于草灌种植, 乔木很少用;可采用条播、穴播和撒播的方法。

(2) 植苗。 (1) 有覆土条件的可覆土后进行植苗造林。覆土可分为覆薄土 (30~m以下) 和覆厚土 (50em以上) 。前者开穴后, 可将周边土置人穴内, 相当于客土造林;后者可直接开穴栽植; (2) 无覆土条件但有风化碎屑物质 (如矸石场) 的, 可提前 (一年或半年挖坑) 挖穴促进坑内矸石风化, 将坑外的碎石、石粉填人坑内, 将坑内未风化矸石捡出, 这样利于蓄水保墒, 可直接栽植; (3) 无覆土条件但有土料、河泥等来源的, 可采用客土栽植。即开穴后将土料或河泥等物质置于穴内栽植; (4) 无覆土条件, 也可采取大苗带土坨栽植; (5) 北方针叶造林或小苗造林最好采用容器苗。

1.3 根据风化程度, 可分别采取如下措施:

(1) 矸石风化壳达l00m左右, 可采取无覆盖方式植树造林 (见图1) 。

(2) 风化壳5~l0cm, 5mm以下碎屑颗粒达60%左右, 小于0.25mm的颗粒达10%以上时, 可直接播种豆科与禾本科牧草, 或采用薄覆盖方式种植 (见图2 (a) ) 。

(3) 未风化或风化度很低的矸石复垦场地, 必须盖土30~50cm, 即采用厚覆盖方式, 进行植被恢复 (见图2 (b) 、 (c) ) 。图2 (c) 中的隔离层可以是粘土、碱性物料或其他物料。为防止漏水, 可采用粘土作为隔水层, 起保水保肥的作用;为防止酸害, 可采用碱性物料作为隔离层, 如石灰。

2 以弃土为主的渣场植被恢复与绿化设计

在土层覆盖厚的黄土高原、丘陵、阶地、盆地、平原区, 或下伏岩性为强风化层, 以土或土状物为主的弃渣场 (如黄土高原露天矿山排土场, 公路、铁路或水工程开挖形成的弃渣场等) , 稍作土地整治即可确定土地利用方向, 进行植被恢复 (有的可直接恢复为耕地) 。

2.1 树 (草) 种选择及配置

(1) 抗逆性强、耐瘠薄, 抗旱、抗病虫害能力强;

(2) 根系发达、固土能力强, 灌草最好有固氮能力;

(3) 对于排土场平台, 首先覆土种植灌草, 培养肥力, 改善环境, 后期可改造为农田、经济林等;

(4) 对于排土场边坡, 应及时种植牧草和灌木以取得控制水土流失、加速生土熟化的效果。

2.2 栽植技术

(1) 弃土场边坡绿化, 有条件情况下, 可采取削缓边坡至28°~35°, 挖鱼鳞坑或水平阶整地植树种草, 防止水土流失。

(2) 北方黄土高原可不覆土直接造林种草;南方弃土场可根据树种不同, 覆不同厚度的表土。

(3) 乔灌木栽植可采用鱼鳞坑、水平阶等整地方式。

平原区取土场不能恢复成农田或鱼塘的, 可种植耐水湿的速生树种;山区、丘陵区可根据整治后的立地条件进行林草恢复;取土场植被恢复应与附近的植被和景观等相适应。

3 树 (草) 种选择

(1) 应选择抗逆性强、病虫害少、易成活和便于管护的树 (草) 种。

(2) 周边为农田时, 树 (草) 种不应有与农作物相对的转主寄生病虫害。

(3) 草种应根据气候特点进行选择, 选择适合当地生长的暖季型或冷季型。

(4) 应优先选择乡土树 (草) 种, 适当考虑经济效益。

4 林草配置及栽植技术

4.1 平 (缓) 地取土场

(1) 取土前, 先将犁底层以上25cm熟化土集中起来, 堆放在取土场旁, 取土结束后平整取土场, 将表土平铺于表面。

(2) 整治后的土地根据其土地质量、生产功能确定林牧业用地, 恢复林草植被, 栽植技术与常规技术相同。

4.2 坡地取土场

(1) 种草护坡。 (1) 对坡比小于1∶1.5, 土层较薄的沙质或土质坡面, 可采取种草护坡工程; (2) 种草护坡应先对坡面进行整治, 并选用生长快的低矮匍匐型草种; (3) 种草护坡应根据不同的坡面情况, 采用不同的方法。一般土质坡面采用直接播种法;密实的土质坡面上, 采取坑植法; (4) 在风沙坡地, 应先设沙障固定流沙, 再播种草籽; (5) 种草后1~2年内, 进行必要的封禁和抚育措施。

(2) 造林护坡。 (1) 坡度10°~20°, 在南方, 坡面土层厚15cm以上;北方, 坡面土层厚40cm以上, 立地条件较好的地方, 采用造林护坡; (2) 护坡造林应采用深根性与浅根性相结合的乔灌木混交方式, 同时选用适应当地条件、速生的乔木和灌木树种。在坡面的坡度、坡向和土质较复杂的地方, 将造林护坡与种草护坡结合起来, 实行乔、灌、草相结合的植物或藤本植物护坡。坡面采取植苗造林时, 苗木宜带土栽植, 并应适当密植。

(3) 综合护坡工程。 (1) 砌石草皮护坡:a.在坡度小于1∶1, 高度小于4m, 坡面有涌水的坡段, 采用砌石草皮护坡;b.砌石草皮护坡有两种形式:坡面下部1/2~2/3采取浆砌石护坡, 上部采取草皮护坡;在坡面从上到下, 每隔3~5m沿等高线修一条宽30~50cm砌石条带, 条带间的坡面种植草皮;c.砌石部位一般在坡面下部的涌水处或松散地层显露处, 在涌水较大处设反滤层。 (2) 格状框条护坡:a.在路旁或人口聚居地的土质或沙土质坡面, 采用格状框条护坡;b.用浆砌石在坡面做成格网状。网格尺寸一般2.0m见方, 或将每格上部做成圆拱形;上、下两层网格呈“品”字形排列。浆砌石部分宽0.5m左右;c.在护坡现场直接浇制宽20~40em、长12m的混凝土或用钢筋混凝土预制构件, 修成格式建筑物。为防止格式建筑物沿坡面下滑, 应固定框格交叉点或在坡面深埋横向框条;d.在网格内种植草皮。

摘要：开发建设项目应通过选线、选址和工程总体布置等进行方案比选, 尽量避让人工片林、天然林, 以及自然保护区、草原保护区、湿地等自然植被;应尽量减少征占、压埋地表和植被的范围。对具有特殊功能的植被, 应改变主体工程选线 (址) 或采取相应保护措施。

关键词：植被恢复,设计原则,绿化

参考文献

植被护坡技术的机理分析篇5

植被护坡技术起源于中国, 早在12世纪, 灌木就被用作边坡加固。20世纪早期, 植被相关技术就被用于黄河沿岸的防洪和抗侵蚀作用。在欧洲德国, 植被工程的利用有150多年的历史。据文献记载, 美国在二十世纪二三十年代开始使用植被护坡技术。但二战后, 随着新型的护坡材料与技术的发展, 植被护坡很少得到应用。直到最近20年来, 植被工程又重新用于抗侵蚀和边坡防护, 并被证明有着广阔的使用前景。

2 植被护坡的机理

2.1 植被的水文效应

1) 降雨截留、削弱溅蚀。

一部分降雨被存储在树叶和树干上, 以后再重新蒸发到大气中。植被的降雨截留作用降低了到达坡面的降雨强度并减少了到达坡面的降雨量, 植被对小雨的截留可达100%, 对强暴风雨的截留达25%, 在一年中大约可截留总降雨量的30%。植被降雨截留作用对于控制坡面侵蚀作用和边坡稳定性具有重要意义。下落的雨滴打击在坡面上, 把动能传递给土体, 产生分裂力使土体颗粒分离飞溅。在滴溅过程中, 雨滴速度越快、动量越大, 撞击土体所产生的分裂力就越大, 被溅出的土体颗粒数量就越多。植被能拦截高速下落的雨滴, 减少落到坡面的雨滴数量, 降低滴溅能量, 从而减小撞击土体时产生的土体分裂力, 有效降低了滴溅对坡面的侵蚀作用。

2) 抑制坡面径流、控制土粒流失。

木本植物的根茎和草本植物的叶子, 增加了地表的粗糙程度, 减小了地表径流的速度, 增加了雨水的入渗, 有效减少径流量。另外, 根在生长过程中在土体中挤出通道, 根衰老或死亡后收缩而留出空隙, 使地表径流能顺着根土接触面和这些通道、空隙渗入土体。植被通过增加地表粗糙度、促渗、截留以及蒸发蒸腾的联合作用, 降低了地表径流的速度, 减少了地表径流量。地表径流带走已被滴溅分离的土粒, 而且进一步可引起片蚀、沟蚀等。这种能力随径流速度呈指数关系上升, 土体流失量也直接随径流速度和流量增加。因此, 降低径流速度和流量将能有效控制径流的侵蚀作用。通常情况下, 土体流失量随植被覆盖率的增加呈指数关系降低。与此同时, 植被的存在, 能加速被径流所带走的土粒在地表的沉积作用, 减少了一定范围内土体的流失量。

3) 降低坡体孔隙水压力。

降雨是诱发边坡失稳的重要原因之一, 边坡的失稳与土体的孔隙水压力大小有着密切关系。植被通过吸收和蒸发蒸腾坡体内水分, 使坡体内水分减少。这种作用将导致土体孔隙水压力的降低, 增加土体颗粒间的接触程度, 提高土体抗剪能力, 有利于坡体的稳定。另外, 土体水分的散失, 减轻了土体自重, 减小了土体重力在滑动面上的滑动分量 (剪切力) , 提高了坡体稳定性。

2.2 植被的力学效应

1) 根的加筋作用。

土层被认为是一种特殊的复合材料, 它由强度相对较高的埋在土体中错综复杂的根系和强度相对较低的土体基质所组成。根系可被视为具有预应力的三维加筋材料。根的加筋作用是根在根系 (纤维) /土的复合材料中的约束作用来增加土体的侧限压力、延缓滑坡和增加土/根复合体抗剪强度, 根的作用不改变土的摩擦角。实际上, 植被不会影响土体的摩擦角, 它主要靠增加土体的粘聚力来增加土体抗剪强度。根系 (纤维) /土复合材料的破坏主要包含根的拔出破坏和根的强度破坏 (开裂) 。根的加筋作用的另一种方式是通过相互交错的半连续的根系将加在软弱区 (强度相对较差) 的压力传递给强度相对较高的部位, 增加了坡体的总体稳定性。根的加筋作用主要取决于根的分布密度、抗拉强度、张拉系数、长度与直径的比率、表面粗糙程度、连接程度和其主要受力方向等因素。

2) 根的锚固、支撑作用和拱效应。

大多数树的主根和铅坠根能深入到较深的土层中, 对土体的下坡运动具有一定的锚固作用。树干和根的主干部分在斜坡中能起到抗滑桩的作用而阻止土体下滑。Gary的研究显示, 在松树覆盖稀疏的花岗岩分化带, 没有松树支撑的坡体部分容易遭到破坏。树的桩体作用保护了上坡的土体。在树木分布紧密地区, 上层土体被挤压拉伸, 形成拱顶。拱效应的大小取决于以下因素:a.树的间距、直径和埋深;b.坡体屈服地层的厚度和倾斜程度;c.土的抗剪强度。

3) 超载作用。

超载作用是指植被将自身重量加载到坡体上对坡体所产生的影响。由于草本植物和大多数的灌木的自重作用影响微小, 通常只考虑树木的超载作用。超载作用对边坡稳定性的影响是双重的, 既有积极的, 又有消极的。超载一方面增加了坡体下滑力, 另一方面垂直压力的增加增大了下滑面上的摩擦力。坡顶的超载往往会导致坡体稳定性的降低, 而坡脚的超载能增加坡体的稳定性。因此, 在植被护坡的设计和施工中应当利用超载的有益作用而抑制超载的不利影响, 具体方法是在坡脚种植相对重而密的树, 而在坡顶应以灌木和草本植物为主。

3 结语

植被护坡工程解决的不仅仅是边坡稳定性和侵蚀的问题, 而且植被护坡工程的实施和开展还具有提高群众环保意识的作用。虽然群众的参与具有一定的挑战性和风险性, 但同时也是提高群众意识的机遇。植被护坡工程是提高群众意识的强有力的工具, 而这本身也提高了植被护坡工程的效果。

植被护坡是一门年轻而具有巨大潜力的新兴学科技术, 包含了地球科学、生命科学和工程科学等相关学科的知识与方法。植被护坡技术在工程建设中已得到初步的应用, 并显示出其独特的优越性, 有着广阔的应用前景。

参考文献

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[3]周跃, Watts D.欧美坡面生态工程原理及应用的发展现状[J].土体侵蚀与水土保持学报, 1999, 5 (1) :79-85.

[4]周德培, 张俊云.植被护坡工程技术[M].北京:人民交通出版社, 2003.

建筑环境中的植被构型篇6

植物的配置和构型大体上都要遵循以下的原则:

(1)建筑与植物的空间之间的互动关系,都要有组合的空间感。

(2)观赏一个群有动的观赏和静的观赏,即观赏的连续性。

(3)观赏总有远、中、近之分,近景以框景和小品及其他,中景为主要的视景, 而远景则是配景,三者相互配合相得益彰。

(4)在主群体中总有一个相对的主导物,以建筑为主,以树木、山石为辅助的形式。

(5)尺度是必要的,要控制当下的尺度及将来发展的尺度,要进行近期或远期比较,注重比例、陪衬。

(6)建筑色彩与植物色彩需要相匹配, 通常以建筑为主,并十分注重空间。

(7)注重植物的群落及其树干的冠状及其外形(Outline)、侧影(Silhouette)。

(8)把景观看成有地区性,且是大地景观(Earthscape),不仅立体且有垂直立面, 在山地、坡地中最为明显。

(9)研究植物的生长期,要把乔木、灌木、本草等作为整体来研究,注意不同季节色彩的变化。

(10)整体的宜居是不可缺少的组成部分。

在历史上不论东方西方,都积累了许许多多的优秀实例,都值得我们学习和借鉴。世界园林大体上分为中国园林(含日本园林),阿拉伯园林,西方意大利、英国及俄罗斯园林。在我国,北方园林有宫廷园林, 如圆明园、颐和园,及承德避暑山庄等;南方有苏州园林、扬州园林及广东一带的园林。它们风格各异,有地区的特点。从使用功能上分,又分为寺庙园林、宫廷园林及住宅私家园林,各具特色,风格各异。

《圣经》中所描述的亚当、夏娃居于伊甸园(图3-8-1),该是西方园林最早被提及的,其他早期的园林如古埃及园林,再有古巴比伦空中花园,以及古希腊、古罗马园林, 都是与绿色相伴随。古罗马的园林继承了古希腊的传统,花园是内向的,几何形的,植物景观成为建筑与自然环境的中介。中世纪的宗教建筑,是为寺院园林,有内向的宅院。伊斯兰的天园(Paridaeza),最著名的是阿尔汉布拉宫桃金娘中庭(图3-8-2),内庭园水池居于轴线上,轴线一端为著名的宫和回廊。文艺复兴起源于意大利佛罗伦萨,此期的园林将绿色和几何形相互关联,如兰特庄园(图3-8-3),将植物配置与建筑造型整体来考虑。在园外更可以欣赏大自然的美景。

3-8-2. 阿尔汉布拉宫桃金娘中庭

17-18世纪的巴洛克建筑及其风格是在文艺复兴基础上发展的,主张动态并富有装饰性, 使用曲面和椭圆形,总的还未脱离几何形的拼接。而英国园林则崇尚自然,不赞成用经过修缮的植物,主张建筑设计与花园设计成为一个有机的整体。之后柯布西耶(设计大师)在法国巴黎的萨伏伊修建了屋顶花园;其后美国洛克菲勒中心屋顶花园也用被修剪的灌木与建筑相匹配。法国路易十四大兴园林的建设,最著名的是巴黎郊区富康花园,那儿有公爵府,侧面有拱门,一侧为马厩(现为售票点),由公爵府前平台下台阶,即为有轴线的公园,每一台阶均有雕像、花坛和小品。纵长的轴线壮丽而美观,顶端有个“T”形的水池,人们绕着走,可见一座小丘上有猎人雕像。此轴线是园林中最美的轴线之一。再即是凡尔赛宫及大花园,花园对面的凡尔赛宫内有豪华大厅(用作餐厅及舞厅)。大花园呈放射形,周围是森林公园,气势宏大, 是为西方园林之最。此外在巴黎近市区还有卢森堡公园,均属于西方传统公园。现代公园在巴黎有拉维莱特(La Velate),大片草皮上是方格子的路,悬吊了飞机和其他现代装饰,隔一条河即为科技馆。(枫丹白露也是传统园,也甚出名)著名的大公园有伦敦的海德公园,又有艾尔帕尔特纪念亭,有装饰和雕塑等。园林艺术随着时代的前进考虑到大地景观,以自然为背景加上大型装饰来组织景观。

3-8-3. 兰特庄园

园林师哈格里夫斯(Geoger Hargreaves,1951)在加利福尼亚州纳帕(Napa)山谷中设计的匝铺(Villa Eapu)别墅花园中的植物景观形式,是采用同心圆形成抽象波浪型的绿色景观。属于后现代主义建筑和景观设计的最美典范。英国著名评论家查尔斯·瑞克斯(Challes Tencks,1945)在苏格兰南部设计的宇宙思考花园(Garden of Cosimic Speculation),声称“形式追随宇宙”。

在我国古代有着丰富的园囿记载,明末著《园冶》就是名著之一,而留下的园林如苏州、扬州园林都是明末、清代的遗产。清朝的圆明园是最出色的皇家花园,惜乎清末毁于英法联军之手。再有颐和园也是北京的名园。在江南,苏州、扬州的私家园林均为住宅园林,还有无锡的寄畅园, 都是人们公认的咫尺山林,浓缩自然于园林。苏州是地方富人集聚的城市,在苏州最富盛名的有拙政园、狮子林、网师园、留园。解放前虽然遭到损坏,解放后都经过整修。刘敦桢主编的《苏州古典园林》都将实例写入专著。之后《江南园林图录》(潘谷西、刘先觉合编),南京林学院陈植的《造园学》,同济大学陈从周的《扬州园林》也相继问世。我国于2011年把风景园林学科升级为一级学科,风景园林更被我国高校所器重。

全球气候变暖,带来了新的课题,不仅要节能减排,且要强化绿色建筑技术。

先从植物和建筑及人的活动的场来论述。一般建筑的空间是实的,而包含的使用的空间是虚的,但却是活动的场。我们讲场论就是指活动的场,人活动程序的场。人与人的交往, 人与社会交往,动态的,静态的都是一种场。而植物配置只有当人们说到这儿时才有时间段的“场”。“场”——场所精神是建筑理论家诺波尔·休茨提出的,包括人感觉的、触摸的、嗅觉的,人们的情谊。即是“以人为本”的思想,有人和没有人是不一样的, 那么有人可认为是空间场,反之为虚。所以建筑内,群体内的主导、关系,都是一种现象。人感觉到建筑的实体及其视觉看到的形象符号,又可以关联起来。存在有“意义”, “关系”更有意义。这又和意义学有关联, 世上一切存在的事物,都会有意义的。我们更要将人的活动联系在一起。我们组织空间、创造空间都从这个角度出发来延伸,这就是把现象学、符号学、意义学都串在一起的“场论”,更好地从人的行为科学上去体验。人类的事物往往相同,但不同的视觉、不同的认识和说法,在感官系统得到不同的说法。各种学说都从自己的认识体验出发,提出一种理论,而研究宜居环境整体建筑学就要辨证地分析,整体地研究,使之得到一种科学的观点,这是科学发展观的认识观。

8-3-4. 纺锤形植物的运:霍丹:硕士学位论文,大连:大连理工大学,2009

8-3-5. 圆头形植物的运用:霍丹:硕士学位论文,大连:大连理工大学,2009

我们要探索建筑与植物配置的关系,建筑与建筑群之间有空间组合的关系,而植物配置也有其空间组合关系,至于联系一体化, 那么它们的整合又有新的变化。

构型的原则是与建筑构型有所区别,其原因是它是复合的、配合的、一体的,再者绿色的树木花草有其自身的植物特点。总的相比,于建筑而言,是柔和且软质的。

木本植物中,水杉是速生树,十年之内可以长到20余米,在陵园建设中,可很快作为一种配景;梧桐中法国梧桐树干的皮甚美,树荫茂密,南京中山陵陵园道的高大梧桐树,甚为壮观。柏树,生长期慢,价值昂贵, 不宜做行道树。再有大槐树,高大可作为景点的独特树木。要研究其群组或单株的造型。剖析树形是很重要的。

树冠是组织树群时的最佳选择,是植物的基本形态(图3-8-4、图3-8-5,)。纺锤形的植物增强空间高度,我们也可以从不同形态树冠得知一二。

(1)有垂直向上形,如纺锤形、圆锥形、钢帽形等。

(2)水平展开形,有分卵圆形、圆头形、平顶伞形、偃卧形、匍匐形。有的树冠经过人修剪形成特殊的形态。

绿色的树最可以作为城市组成界面之一,它与建筑联排形成街道的立面,此外绿化是构成景观美的要求。

(1)除树冠以外,树的枝干的美不亚于树冠,有了它才有美的冠。

(2)树的影子映在墙面上,由于微风浅浅摇动,树影摇曳,给人一种遐思。

(3) 大片的树木,最可以衬托美的建筑、雕像和纪念碑。在拉萨布达拉宫前,我们设计的“西藏和平解放纪念碑”的背后是大片绿树和远山,衬托出碑的壮丽。在园林设计中,树影洒落地面,在草皮上是休憩的去处, 在硬质地面,也增加了空间层次。

植物对建筑环境构型可分几个层次。植物通过自身的组织提升建筑功能的性质和质量。它与建筑可以软硬融合,共同组织空间意象。植物形式可以衬托建筑造型的赏心悦目,植物景观的形、色、影、质使建筑本体与建筑环境所表达的深层结构得到深化和提升。植物景观是与生俱来的自然属性,超越了存在的形式,跨越时空,提升了建筑美感。正好比观察建筑物时,我们注视着天空、地坪及绿色的背景,其重要性可见而知。

回过头来,我们再探讨植物配置的魅力。

植物总以绿色为主,但随着季节的变化, 色彩也在变,冬落叶,秋黄叶与红叶,夏日绿色,有时呈现多种的绿,而春天则是嫩叶翠绿,各季节迥然不同。树有常青树和落叶树。绿色有嫩绿、浅绿、深绿、黄绿、褐绿、蓝绿、墨绿。我们在配置时要分色彩和色泽。我们可以按色彩来分类,按种类来分类,按季节来分类:

(1)春季树木的色彩变化特点。叶片刚刚萌发,饱和度较低,形状都是线状而不是块状,色彩存在时间短。

(2)夏季植物的颜色特点。色相基本相同,都属于绿色系,从色彩分类有蓝绿、深绿、浅绿、黄绿、灰绿等五个等级,持续时间长,绿色成为主旋律。

(3) 秋季植物颜色特点。霜降后,常青树会变色,而大多数落叶树变黄色也有变红色的。在长江流域和华北,其变色的时间不一样,秋季植物色彩亮丽,有绿、红、暗红、深红、鲜红、紫红、橙红、橙黄、金黄、黄、柠檬黄。

(4) 冬季植物的特色。在北方,冬季景观色彩主要由针叶树组成,但是终年常绿,色彩比较单一,沉闷而压抑。彩叶针叶树的出现则展现出独特的魅力,改善了冬季以观枝为主的景观。我国常见品种有洒金龙柏、粉绿云杉、矮紫杉、金叶雪松等。我们极粗略地了解植物色彩的变化, 有利于我们研究植物配置及其构型。(表1)。

在中国的传统建筑中,色彩分青、赤、黄、黑、白五个原色,皇家是黄色琉璃,也有青色沟边, 直至明清时期又有白、黄、棕、绿、蓝、紫、黑,黑色包含着灰色。现代建筑师崇尚个人的爱好, 但也受制于时尚的色彩等,都和创作有关。总之以平和、稳妥、持久把握植物色彩的变化, 求得对比与和谐。一切空间都处在立体状态,建筑是相对永久的,而植物有的生长更长时间, 如南京东南大学的六朝松还有生命,可建筑已不知换了几代。

我们的观点是有机、和谐、均衡。

在构型中仍然是突出主宰(Dominant)、尺度和陪衬(Scale and Proportion)、均衡 (Balance)、色彩(Color)、微差、隐喻、对比等原则,最终设计者的感悟和灵感至为紧要。

森林植被对降水径流的影响篇7

在水文领域, 我们利用水箱模型、新安江模型、斯坦福模型、SHE模型等建立降水和径流之间的关系, 在所有模型中都存在森林植被对径流的影响。例如在新安江模型中植被情况通过蓄水容量、不透水面积、各层蒸发能力、B值等综合确定, 斯坦福模型中假定植物截留量来考虑森林林冠的影响, 水箱模型中通过调整孔口出流系数和高程计入森林影响。各种模型都考虑了森林植被的影响, 但影响的计入方式不同, 则模型的施用性不同, 由此而产生森林对径流影响计算的不同结果。经过多年来学术界对森林与水的科学研究, 许多模型的建立和很好的应用, 学术界形成了一些共识, 森林通过林冠和枯枝落叶层的截留作用以及特殊的森林土壤结构对降水进行了再分配, 使林内的降水量、降水强度和降水历时发生了很大的变化, 从而影响了流域的水文过程, 森林的多样结构也影响水分的蒸发。此种流域水文过程也反作用于森林植物群落的构成, 比如土壤含水量对物种进行选择, 地表径流的水力梯度造成冲刷决定地表矮小植物的存活。这种生态环境之间的相互作用决定了森林对水文的影响非常复杂。学术界对此问题的争论主要集中于2个方面:即森林对降水的影响和森林对径流的影响。

一、森林对降水的影响

森林, 特别是原始森林, 成立体结构, 高大树木、低矮灌木、地面草木、菌类植物共存, 对水蒸气的捕获能力强, 当这些水蒸气凝结后降水落到地面上时, 就相当于降水。在我国南部地区, 林区烟雾缭绕, 此种降水不容小觑。由于水比热较大, 云雾存在减少了地面的蒸发能力, 单就云雾林所捕获的水分来说, 超过了其蒸散量, 即增加了降水。但就整个流域来说, 局部森林对降水的影响存在分歧。一种观点认为植树造林能够增加降水, 此观点的理论根据是森林吸收深层土壤水分供树木蒸腾, 水蒸气随大气运动出森林之外, 其中相当大一部分在林区附近凝结成雨, 增加降水。另一种观点认为此种降水的很大贡献来自林区的蒸散发, 对流域来说水量未变, 这种降水不是真正意义上的降水。

二、森林对径流量的影响

关于森林对径流的影响, 主要有3种不同的观点。一是森林增加径流量, 前苏联学者统计资料表明森林覆盖率每增加1%, 年平均径流量增加1.1毫米;二是森林的存在减少年径流量, 论点的支持为湿润地区的森林, 林冠上的水汽容易被气流带走;在干旱地区, 林木根系往往更深, 比灌木和草本植物更容易获得深层土壤水分, 蒸散发量也高;根据流域水量平衡, 在降水量大致相同的条件下, 蒸发量增加, 径流量相应减少。三是森林存在对年径流量基本无影响。

流域内的枯水径流取决于林地蒸散发与土壤入渗率的综合作用。在湿热带地区, 植树根系使水分容易下渗, 此种地下水可以补给河流, 使枯水径流增加。在干旱地区, 森林植被的蒸散发较强, 降低枯水径流, 相反森林被砍伐后, 蒸散发的作用被削弱, 可能会使枯水径流增加。因此, 造林不一定增加枯水径流, 而地区、林种等因素的影响可能更大。

由于媒体的广泛宣传, 森林能拦蓄洪水, 好像已经在人们的头脑里形成了定论。特别是我国的1998年大洪水之后, 森林的这种作用更加引人注目。持这种观点的人认为, 森林可减少洪水总量、削弱洪峰流量及推迟延长洪水的汇集时间。但是, 也有学者认为, 森林拦蓄洪水的作用是有限的。在降雨强度较小的情况下, 森林对洪水的影响较大, 长时间的大雨, 其影响逐渐减弱, 甚至接近于零。在林地, 当暴雨强度大、历时短、量级小且前期流域干旱的情况下, 森林能起到显著的削峰、减洪作用;但当暴雨量级大, 前期流域已经蓄满后, 其削减洪水的作用即行减弱且将起到增加产流量的作用。当森林滞蓄出流而与新的暴雨洪水遭遇时, 森林将导致洪峰流量增加。

森林本身的复杂性, 不同的树种、森林类型、层次结构、生长状况及经营管理方式等对水文的影响是不同的。对于原始森林来说, 结构立体性好, 截蓄能力高。而对速生林和经济林来说, 林木结构单一, 对降水的调节作用较小。每一个流域, 或大流域内的一个小流域, 其地理位置、气候条件差异较大, 有着不同的降水和入渗。对适用于高寒地区的模型来说, 降雪产流一般模拟的很好, 而对适用于温湿带的模型降雪可能根本未考虑或模拟的差距较大。人为因素的干扰对流域的影响也是很大的。同时存在实验设计和长期野外观测的实验结果能否适用于更大尺度的问题, 有学者提出应进行大尺度上的生态实验, 因为诸如运动、扩散和种间关系只有从大尺度上才能观测到。最近大多数实验研究都加强了国际间的合作, 这不仅有利于重要实验的重复, 也可能避免人力和物力的浪费, 还可以对实验结果的普遍性进行检验。

三、计算森林对降水径流影响应注意的问题

一是要注意地带性差异。在热带、亚热带、温带, 湿润地区、半湿润、半干旱及高寒地区以及泥炭、沼泽地带等不同的自然气候带, 制约植被类型及流域水文过程的水热条件与下垫面状况有很大的差异。因此, 不同地区的森林水文效应是不同的。要注意流域和时间的尺度。小流域与大流域的水文机制不同, 小流域所得出的结论用到大流域可能就行不通。因此, 在评价森林的水文效应时, 应首先定义流域的尺度, 也许在小流域观测到森林明显减少径流, 在大流域, 由于各种条件的变化, 往往就看不出什么影响, 这都是很正常的。所以许多学者致力于更大范围内的水文研究, 例如, 应用NOAA/AVHRR卫星测量评价全球尺度上冠层的物候阶段, 用微波资料定量地测量不同地貌和植被覆盖的土壤湿度条件等。时间尺度在评价森林的水文效应时也应被重视, 生态环境最终要达到一个动态平衡, 森林植被发生变化时, 流域会逐渐达到新的平衡, 在达平衡之前的不稳定期, 森林植被变化对水文的影响也不稳定。二是要注意森林的类型。森林的类型及树种结构不同, 叶面积指数、树冠结构、林下土壤结构等也相应不同, 影响流域水文的蒸散发、截留量、入渗等都会有很大的差异。总之, 森林对水文的影响是有条件的, 在强调保护森林和植树造林的同时不能片面地夸大它的积极作用, 也不能忽视它的消极影响。只有对其进行正确的评价, 才能合理地确定不同地区的生态建设目标和措施, 才能真正改善环境。

摘要：森林对水文的影响是有条件的, 在强调保护森林和植树造林的同时不能片面地夸大它的积极作用, 也不能忽视它的消极影响。只有对其进行正确的评价, 才能合理地确定不同地区的生态建设目标和措施, 才能真正改善环境。

植被屋面隔热性能对比测试分析篇8

屋面绿化是改善城市居住环境质量的有效措施,植被层能遮挡太阳的辐射热,又能通过光蒸腾、蒸散作用把太阳辐射转化为生物能和化学能,同时植物叶面的蒸腾作用吸收周围环境的热量,降低屋面表面温度。国内外对屋顶绿化隔热主要集中在对实际隔热效果对比测试分析及以实测为基础的理论模型的研究,但由于问题的复杂性,尽管获得了一些研究成果,但仍然没有解决其热工性能评价问题[1,2,3,4]。本文在夏季自然气候条件下通过对植被房间和无植被的对比房间(以下简称对比房)隔热性能的测试,获得了植被屋面的相关隔热性能参数,并对其进行了对比评价分析,为其在实际工程应用提供了试验依据。

1 试验基本情况

1.1 测试建筑

试验选择东莞某理工学校教学楼2间面积均为96 m2的房间作为对比测试房,2房间朝向、围护结构构造均相同。改造前屋面采用架空大阶砖(规格33 cm×33 cm×10 cm,其中砖厚2.5 cm)隔热,测试期间,植被房采用佛甲草对屋面进行绿化(土厚12 cm,草高6.0 cm),实际对比情况见图1,测试建筑平面布置见图2。

1.2 实验仪器及测点布置

植被房和对比房屋面构造以及内部温度测点见图3。温度采用常州金艾联研制的JK-XU多路温度巡检仪进行测试,测温范围-100~1000℃,测量精度为:±(读数值×0.5%+1)℃(0.5级);室外空气环境温度和相对湿度采用中国计量研究院研制的PC-2WS多通道温度和相对湿度监测仪进行测试,测温范围-50~300℃,测量精度±0.1℃;太阳辐射采用JTBQ-S2太阳辐射强度测量仪进行测试;室外风速采用Lutron AM-4204风速仪进行测试。温度测量数据采集间距为10 min,太阳辐射仪及风速仪采集间距为30 min。测试时间为2011年7月17日~8月27日。试验期间两房间保持窗户关闭的自然通风状况。

2 测试结果及分析

2.1 屋面内表面温度分布特征

屋面内表面温度是评价屋面隔热效果的重要参数之一,晴天时段室外空气温度表现出良好的可重现性和周期性变化规律[5,6]。为比较植被房和对比房的隔热效果,选取连续晴天段测试数据进行分析(见表1)。

从表1可以看出,植被房和对比房的内表面温度均高于30.0℃,而植被房温度大部分时间在30.0~35.0℃波动,高于35.0℃平均出现只有0.2 h。对比房内表面温度变化大,高于35.0℃的出现时间达到14 h,占全天24 h的58%;其中大于40℃有5.0 h。可见植被房对室外高温的削减作用良好。

2.2 温度波的衰减性

2.2.1 日较差

温度波的衰减性通过屋面内表面温度的日较差来进行评价。一天当中最高温度与最低温度之差称为日较差,它反映了日平均温度的波动特性和对温度波的衰减特性。2种屋面内表面日较差对比见表2。

℃

从表2可以看出,植被房屋面的日较差在晴天段变化不大,最大值为4.4℃,最小值为2.7℃,平均日较差为3.9℃。对比房屋面则变化比较大,最大值为12.6℃,最小值为10.4℃,平均日较差为11.9℃。这一结果反映出植被房屋面围护结构具有良好的对温度波通过围护结构时的衰减性,隔热性能较好。

2.2.2 温度峰谷差衰减比率

设△t和△t'为有无绿化的屋面内表面温度峰谷差,则反映了屋面绿化后内表面温度波动幅度相对于无绿化时的比率,该比率越小,说明屋面绿化对室外气候波动的衰减性越大,屋面内表面温度峰谷差及衰减比率见表3。

从表4可以看出,该植被屋面的平均衰减比为0.33,反映出植被屋面对室外温度波的衰减性能较好。

2.3 屋面内表面降温率

郭旭诗和赵立华[7]提出了降温率,即无植被房与植被房的温度差与无植被房温度的比值:

式中:η——降温率,%;

t1、t2——分别为无植被房和植被房屋面内表面温度,℃。

2屋面内表面平均温度及降温率见表4。

从表4可以看出,植被房与无植被房相比屋面内表面温度的降温率为10.2%,反映出该植被屋面具有较好的降温特性。

2.4 屋面内表面温度与室外空气温度的关联性

室外空气温度对屋面隔热特性影响较大,植被房屋面和无植被房屋面的内表面温度和室外空气温度的关联性可通过二者的相关系数来进行评价分析(见图4)。

从图4可以看出,植被房屋面内表面温度与室外空气温度相关性系数为0.54,无植被房屋面内表面温度与室外空气温度相关性系数为0.77。这说明无植被房受室外天气、温度的影响较明显,植被房热稳定性要好于无植被房。

2.5 植被屋面各构造层的衰减特性

不同的隔热构造层由于其材料构造特点、厚度、材料的蓄热系数、导热系数、传热传湿特性、导温系数和蒸发效应等存在差异,导致其对温度的衰减效应出现差异,通过实测分析各构造层对温度的衰减特性,可以掌握不同构造层对温度波的衰减性能的优劣,从而为优化植被屋面隔热构造提供基本思路。各构造层对温度波的衰减效应通过各构造层温度波的衰减倍数来评价,其具体定义如下[8]:

式中:vx——构造层的衰减倍数;

Ax——构造层温度波幅(即温度波通过该构造层后在一个周期内最高温度与平均温度之差),℃;

Af——构造层表面温度波幅,℃;

λ——构造层的导热系数,W/(m·K);

p——构造层的密度,kg/m3;

c——构造层材料的比热容,J/(kg·K);

T——温度波的周期,s;

x——构造层厚度,m。

在植被屋面构造从上到下布置3层温度测点,分别位于种植土下、排水板层下和隔热砖下(见图3),采用PC-2WS仪器测试植被上部30 cm处的空气温度和相对湿度。植被各构造层与室外空气温度的波幅变化见表5,各构造层衰减倍数见表6。

℃

从表6可以看出,在所测试的种植屋面各构造层中,种植层对空气温度衰减的倍数最大,达到2.1倍,反映出种植层在整个结构中的温度衰减作用最显著。

3 结语