白龙江流域陇南段滑坡多发区不同生态修复模式固坡抗蚀效应研究

The Bailong River Basin is one of the most important water conservation region and the critical ecological barrier for the upstream of the Changjiang River. It is also one of the most serious geo-hazards regions in China. The geo-hazards impacts have been highly recognized by the government due to the ecological degradation threatening the security of the local people and the ecological environment of the Changjiang River. The study of the effects and the mechanism of the ecological restoration to mitigate the geological disasters is urgently needed. The landslide-prone area in the Bailong River Basin, Longnan, Gansu Province is chosen to investigate the variances of the slope reinforcement, the soil erosion resistance and the hydrological process under different the ecological restoration patterns. The aim of this study is to find which ecological restoration pattern is suitable for improving the environment condition in the landslide-prone area. This research will provide scientific evidences for the applications of the ecological restoration in the geological disaster-prone areas, which will be also helpful for the ecological security barrier of the Changjiang River.

白龙江流域是长江上游的重点水源涵养林区和重要生态屏障，是我国四大泥石流、滑坡地质灾害高发区之一，也是嘉陵江和长江上游泥沙的主要来源。该区的生态安全和生态环境修复关乎长江流域的治理以及三峡大坝的安全，受到国务院和甘肃省的高度重视。为有效减少地质灾害损失，迫切需要加强灾害多发区生态修复机理和模式的研究。本项目选取白龙江流域陇南段滑坡灾害多发地带，调查研究区现有生态修复模式下，植物根系强度的力学机理和植被群落对土壤和地表水文的影响过程，分析不同生态修复模式固坡抗蚀效应的差异性，构建典型地质灾害多发区植被群落生态修复指标与模型，探讨研究区生态修复的合理模式，为生态修复技术在该区域的应用和有效改善灾区生态环境以及生态安全屏障的建设提供科学依据。

中文摘要（对项目的背景、主要研究内容、重要结果、关键数据及其科学意义等做简单概述）：.白龙江流域陇南段是长江上游的水源涵养地和生态屏障，该区域因人类生产和建设活动、自然灾害等因素影响，成为滑坡多发区。针对该区域典型的地质灾害—浅层滑坡，已开展了大量的植被护坡修复工程。本项目针对陇南地区开展的大量植被恢复工作，选取不同灌木恢复模式，开展了不同植被根系对边坡稳定性影响的差异性研究。研究分析了不同植被恢复模式下土壤水分、孔隙度和容重分布，根际土壤的碳、氮、磷含量，根截面积比（RAR），土壤优先流特征，根系抗拉强度以及不同根密度条件下重塑土的抗剪强度，利用FLAC3D软件对边坡进行建模，得到边坡安全系数。研究表明：杠柳根系RAR最大，相对另外三种灌木为高密度根系树种。杠柳对土壤孔隙度改善效果较好。由于杠柳细根和中根的RAR值最大，为水分下渗提供了较多的优先流通道。在10%土壤含水率下杠柳边坡安全系数值最大。所以在天然含水率条件下杠柳能起到好的稳定边坡效果。胡枝子能显著增大土壤含水率。当土壤含水率达30%时，在四种灌木中胡枝子边坡安全系数值最大，具有更好的抵抗土壤水分变化的能力。植物单根抗拉强度与根径间存在显著幂函数关系（P＜0.01），根径＜1 mm的毛细根抗拉强度最强，单根抗拉强度依次为胡枝子＞石榴＞酸枣＞杠柳。不同灌木根-土复合体抗剪强度最佳根系密度各不相同，随根系密度增加，杠柳和胡枝子的根-土复合体抗剪强度减小，酸枣和石榴在1.5倍天然根系密度下对土壤抗剪强度增强效果最强。本研究通过评价不同灌木根系固坡效应，为浅层滑坡多发区设计生态恢复策略提供科学依据。