本發(fā)明涉及邊坡生態(tài)修復領(lǐng)域，尤其一種利用邊坡生態(tài)修復工程綜合評價指導邊坡生態(tài)修復人工調(diào)控的動態(tài)反饋調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)：

AHP-模糊綜合評價法是將層次分析法和模糊綜合評價法有機結(jié)合，對目標對象進行綜合評價的方法，即通過層次分析法確定各評價指標、各指標權(quán)重值及排序，之后再通過模糊綜合評價法進行綜合評價。

人工調(diào)控是指按人的需求目的，在系統(tǒng)內(nèi)同自然調(diào)節(jié)產(chǎn)生互補作用的調(diào)控措施。通過對被破壞的生態(tài)系統(tǒng)實施人工設(shè)計，以人為主導，在人與自然共同創(chuàng)造原則的指導下，對結(jié)構(gòu)進行修補和完善，以達到修復生態(tài)系統(tǒng)的目的。如灌溉是對降水的補充；抗病育種是對品種抗逆性的增強；作物間套種、天敵引進和食物鏈加環(huán)是對種間關(guān)系的調(diào)整。人工調(diào)控以自然調(diào)節(jié)的補充、調(diào)整和增強作用而存在，目的是求得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的最優(yōu)化。

人們常常通過建立指標體系的方法來進行綜合評價，而國內(nèi)對邊坡的評價研究多側(cè)重于植被恢復質(zhì)量，對邊坡植被的水土保持效應(yīng)亦有所考慮，但針對邊坡生態(tài)修復工程的綜合評價體系的研究較為少見。胥曉剛、賈致榮等認為坡面植被恢復群落質(zhì)量評價體系中應(yīng)包含生物的綠期、蓋度、截流量、抗旱性、耐貧瘠能力、抗拉強度、物種多樣性，并運用層次分析法建立了分析模型。其他則是在進行水土保持建設(shè)工程、退耕還林工程中提及生態(tài)防護效應(yīng)影響的，如魚哲等在羅玉溝流域水土保持植被工程效果評價中，在評價指標體系中考慮了水土保持效果和植被組成兩方面的因素，開始了整體研究影響因素的定量探索；汪有科等在森林植被水土保持功能評價中，分別從冠層、枯落物層、根層對蓋度與侵蝕、森林覆蓋與水土保持的關(guān)系進行討論。王曉光等在退耕還林生態(tài)效益評價過程中，針對目標選取水源涵養(yǎng)、水土保持、改良土壤、固碳釋氧四方面因素，通過與實際驗證后建立了退耕還林工程正確、可信的評價體系。Joanna Burger則從評價基本理論、方法角度對進行了闡述，認為評價是通過指標的現(xiàn)狀和趨勢來評估生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況，其方式可包括個人、物種、群落、景觀、社會生態(tài)系統(tǒng)，所選指標通過組裝要能形成監(jiān)測計劃。S.B.Mickovski和wand L.P.H.Van Beek更是基于邊坡生態(tài)工程侵蝕引發(fā)的風險建立了評價決策系統(tǒng)。Gjalt Huppes和Masanobu Ishikawa則針對效應(yīng)缺陷提出了十個基本步驟以指導可持續(xù)發(fā)展微觀層次的行為。由此可見，針對邊坡生態(tài)修復工程，在評價理論、內(nèi)容、方法上尚未形成統(tǒng)一認識，缺乏科學、合理的指導性評價方法。我國的水電開發(fā)項目多處于生態(tài)脆弱區(qū)，針對工程開挖擾動致使邊坡原有覆蓋層剝離、回填擾動形成松散裸露坡體，各類邊坡生態(tài)修復技術(shù)已廣泛應(yīng)用于擾動邊坡的生態(tài)治理。而邊坡生態(tài)修復工程是綜合性的系統(tǒng)工程，要求工程效果評價指標的選取應(yīng)從多方面、多層次綜合反映工程效應(yīng)的目的。因此，亟需建立一套系統(tǒng)且科學的邊坡生態(tài)修復工程評價體系。

國內(nèi)外對人工群落恢復與演替的研究相對較少，目前已有且基于群落調(diào)控工作的資料有，馬玉壽等針對青?！昂谕列汀蓖嘶莸厝斯ぶ脖惶岢隽耸┓?、滅雜草等關(guān)鍵調(diào)控措施，魏興琥在黃土高原西部棄耕地中通過對土壤水分的調(diào)控使植被群落更加穩(wěn)定。以及區(qū)域生物群落生長條件的優(yōu)化，如包維楷等針對岷江上游干旱河谷的植被恢復環(huán)境優(yōu)化調(diào)控技術(shù)進行相關(guān)研究，李國雷對華北落葉松中對林下植被發(fā)育存在影響的人工林密度進行了調(diào)控研究，張俊華則探討基于冬小麥植被指數(shù)的氮肥調(diào)控技術(shù)，對指導植被恢復工程具有重要意義。個別則側(cè)重于大區(qū)域內(nèi)限制因素及對應(yīng)調(diào)控措施的討論，如周永斌對干旱半干旱地區(qū)的人工治理的生態(tài)環(huán)境行為。Joanna Burger重點介紹了評價后的環(huán)境和生態(tài)管理手段-整治和恢復，并整合評價、恢復、評估形成完整研究系統(tǒng)。Sebastian Engell則闡述了調(diào)控優(yōu)化操作的反饋理論。王費新和Joseph H.W.Lee研究在亞熱帶區(qū)域通過植樹造林措施加速退化地上的植物群落演替進程。S.Drake等研究了科爾沁沙地的人工恢復植被的群落演替效果。生態(tài)修復技術(shù)著重考慮修復基材(植被混凝土、厚層基材等)在坡體上的穩(wěn)定性、先鋒物種在修復基材中的適應(yīng)性等方面，對于植被群落建立后存在的不完善更沒有相關(guān)的調(diào)控建議。工程實踐表明，各類生態(tài)修復技術(shù)在實施后，坡面建立植被群落后仍然存在物種單一、水平結(jié)構(gòu)單一、垂直結(jié)構(gòu)失衡、演替方向不明等問題，僅靠群落自然作用難以達到邊坡生態(tài)工程應(yīng)有的生態(tài)、景觀效應(yīng)，而目前對邊坡生態(tài)修復工程人工植被群落的后續(xù)管理研究甚少。因此，亟需開展邊坡生態(tài)修復工程人工調(diào)控方面的研究。

邊坡生態(tài)修復工程構(gòu)建的的生態(tài)系統(tǒng)可看作是基質(zhì)、植被與環(huán)境相互作用的統(tǒng)一體，這個體系決定了生態(tài)護坡的穩(wěn)定性與效應(yīng)發(fā)展，但其穩(wěn)定性與持續(xù)性處于動態(tài)變化中。如果能夠?qū)吰律鷳B(tài)修復工程進行動態(tài)監(jiān)測和綜合評價，進而根據(jù)評價結(jié)果指導后續(xù)的人工調(diào)控工作，有助于邊坡生態(tài)修復工程效果的實現(xiàn)以及邊坡生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

因此，亟需發(fā)明一種針對邊坡生態(tài)修復工程所構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的用于指導人工調(diào)控的動態(tài)反饋調(diào)節(jié)方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用邊坡生態(tài)修復工程綜合評價指導邊坡生態(tài)修復人工調(diào)控的動態(tài)反饋調(diào)節(jié)方法，可以解決邊坡生態(tài)修復工程難以定量、定性評價的問題，能夠客觀的對邊坡生態(tài)修復工程綜合質(zhì)量進行實時評價，從而有針對性的優(yōu)化調(diào)整后續(xù)調(diào)控方案直至邊坡生態(tài)修復工程的調(diào)控成效達到預期。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種利用邊坡生態(tài)修復工程綜合評價指導邊坡生態(tài)修復人工調(diào)控的動態(tài)反饋調(diào)節(jié)方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：構(gòu)建邊坡生態(tài)修復工程綜合質(zhì)量評價體系：確定一級指標和二級指標，建立適用于邊坡生態(tài)修復工程的指標評價五級標準，五級標準為：I級—優(yōu)；II級—良；III級—一般；IV級—差；V級—極差；

步驟2：基于目標邊坡生態(tài)修復工程的現(xiàn)場監(jiān)測及室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)，采用步驟1建立的評價體系對目標邊坡生態(tài)修復工程進行評價，將各一級指標的評價結(jié)果記錄為B_xy(x,y＝1，2，…，n)，將最終的評價結(jié)果記錄為A_x(x＝1，2，…，n)，根據(jù)步驟1建立的指標評價五級標準可得評價結(jié)果A_x(x＝1，2，…，n)；

Ax表示第x次采用步驟1建立的評價體系對目標邊坡生態(tài)修復工程進行評價時最終的評價結(jié)果，Bxy表示第x次采用步驟1建立的評價體系對目標邊坡生態(tài)修復工程進行評價時的第y個一級指標的評價結(jié)果，x表示采用步驟1建立的評價體系對目標邊坡生態(tài)修復工程進行評價的次數(shù)，y表示一級指標的數(shù)目；

步驟3：若評價結(jié)果A_x(x＝1，2，…，n)未達到預期目標，則結(jié)合一級指標評價結(jié)果B_xy(x,y＝1，2，…，n)以及目標邊坡生態(tài)修復工程實地狀況，分析目標邊坡生態(tài)修復工程實時存在的問題；

步驟4：研判步驟3發(fā)現(xiàn)的問題，選取調(diào)控方法：若現(xiàn)有調(diào)控技術(shù)的一種或多種組合可以解決步驟3發(fā)現(xiàn)的問題，則采取現(xiàn)有調(diào)控技術(shù)的一種或多種組合；若現(xiàn)有調(diào)控技術(shù)的一種或多種組合不能解決步驟3發(fā)現(xiàn)的問題，則針對步驟3發(fā)現(xiàn)的問題研發(fā)若干新調(diào)控技術(shù)，并確保新調(diào)控技術(shù)切實可行；

步驟5：圍繞步驟4選取的調(diào)控方法，制定調(diào)控方案；

步驟6：對目標邊坡生態(tài)修復工程實施步驟5制定的調(diào)控方案；

步驟7：基于目標邊坡生態(tài)修復工程的現(xiàn)場監(jiān)測及室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)，采用步驟1建立的評價體系對調(diào)控后的目標邊坡生態(tài)修復工程進行評價，將各一級指標的評價結(jié)果記錄為B_x+1y+1(x,y＝1，2，…，n)，將最終的評價結(jié)果記錄為A_x+1(x＝1，2，…，n)，根據(jù)步驟1建立的指標評價五級標準可得評價結(jié)果A_x+1(x＝1，2，…，n)；

步驟8：將A_x+1(x＝1，2，…，n)與預期目標進行比較，

若A_x+1(x＝1，2，…，n)達到預期目標，則不需對目標邊坡生態(tài)修復工程繼續(xù)進行調(diào)控；

若A_x+1(x＝1，2，…，n)未達到預期目標，則需制定后續(xù)調(diào)控方案并進行優(yōu)化，實施所述優(yōu)化后的調(diào)控方案；

上述制定后續(xù)調(diào)控方案并進行優(yōu)化，實施所述優(yōu)化后的調(diào)控方案的步驟至少進行一次，直至最終的評價結(jié)果達到預期目標。

步驟8中，當A_x+1(x＝1，2，…，n)未達到預期目標時，制定后續(xù)調(diào)控方案并進行優(yōu)化的方法為：

步驟8-1：重復步驟3-5，制定后續(xù)調(diào)控方案；

步驟8-2：將A_x+1(x＝1，2，…，n)、B_x+1y+1(x,y＝1，2，…，n)與A_x(x＝1，2，…，n)、B_xy(x,y＝1，2，…，n)分別進行對比分析，對前一次調(diào)控方案的實施效果進行比較評判，據(jù)此優(yōu)化步驟8-1制定的后續(xù)調(diào)控方案。

步驟1中，構(gòu)建邊坡生態(tài)修復工程綜合質(zhì)量評價體系的方法為：

步驟1-1：評價指標的選?。阂运帘３中?yīng)、基材改良效應(yīng)、生態(tài)效應(yīng)及景觀效應(yīng)為一級評價指標，以基材穩(wěn)定滲透率、根系基材復合體抗剪強度、坡面侵蝕量、土壤根系干重增加率、坡面最大沖刷深度、堿解氮、速效磷、速效鉀、微生物量碳、微生物量氮、土壤容重、有機質(zhì)、酸堿度、第一優(yōu)勢種重要值、Gleason豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、皮耶羅均勻度指數(shù)、景觀協(xié)調(diào)性、景觀美感度、坡面裸露度為各一級評價指標下的二級評價指標；

步驟1-2：確定步驟1-1選取的各一級評價指標和二級評價指標的權(quán)重；

步驟1-3：確定步驟1-1選取的各一級評價指標和二級評價指標的評價標準：各指標監(jiān)測值的數(shù)據(jù)分析，建立了適用于邊坡生態(tài)修復工程的指標評價五級標準，五級標準為：I級—優(yōu)；II級—良；III級—一般；IV級—差；V級—極差；

步驟1-4：指標層因素的綜合評價：首先確定隸屬度，對指標層中的每一個因素進行綜合評價，通過對評價結(jié)果進行統(tǒng)計整理做出n個評語，其中用B_ijk來表示指標層中的元素，B_ij屬于評價等級的評定數(shù)，同時B_ij屬于評價等級的程度即為隸屬度，表示如下：

C_ijk＝B_ijk/B_ij1+B_ij2+...+B_ijk

其中，C_ijk為第i個一級評價指標下的第j個二級指標隸屬于第k個評判等級的程度；i為一級指標中子因素的數(shù)目；j為第i個一級指標下的二級指標的數(shù)目；k為評價等級標準集合中的元素數(shù)目；

則隸屬度矩陣列為：

于是一級指標中第i個評價指標的綜合評價集合為：

式中i＝1，2，…，n；R_i為一級指標中第i個指標的各下級指標相對于它的綜合模糊運算結(jié)果；w_ij為一級指標中第i個指標的各下級指標的權(quán)重；C_ijk為模糊評價矩陣；

步驟1-5：一級指標層因素的綜合評價：對一級指標層的各個單因素B_i進行綜合評價，評價過程中需要綜合考慮二級指標層中的模糊運算結(jié)果，即一級指標層的模糊評價集合計算公式如下：

S＝W*(R₁ R₂ ... R_n)^T＝(w₁ w₂ ... w_N)*(R₁ R₂ ... R_n)^T

完成所述邊坡生態(tài)修復工程綜合質(zhì)量評價體系的構(gòu)建。

本發(fā)明提供的一種利用邊坡生態(tài)修復工程綜合評價指導邊坡生態(tài)修復人工調(diào)控的動態(tài)反饋調(diào)節(jié)方法，有益效果如下：

1、通過優(yōu)選反映邊坡生態(tài)修復工程綜合質(zhì)量的指標參數(shù)，制定了生態(tài)修復工程指標的五級標準體系，通過采用AHP-模糊綜合評價模型可以解決邊坡生態(tài)修復效果評價中的定量問題、定性問題及模糊現(xiàn)象。

2、綜合考慮了水土保持、基材改良、生態(tài)及景觀效應(yīng)四大類指標，客觀全面的選取了代表性指標，提高了綜合評價的準確性。本發(fā)明指標較涉及指標數(shù)據(jù)容易獲取，可廣泛用于邊坡生態(tài)修復工程的綜合評價。本發(fā)明可以全面地反映生態(tài)修復技術(shù)在運用后所要求的用途以及對應(yīng)的表征，可以較好的解決邊坡各效應(yīng)的比較、判斷、分析，為邊坡生態(tài)工程建設(shè)和環(huán)境保護提供指導。

3、對目標邊坡生態(tài)修復工程作出科學有效的對比評價并發(fā)現(xiàn)邊坡生態(tài)修復工程實時存在的問題，進而幫助工程科研人員有針對性的制定調(diào)控方案或研發(fā)調(diào)控新技術(shù)，以解決邊坡生態(tài)修復工程顯現(xiàn)的問題。采用本發(fā)明對調(diào)控后的邊坡生態(tài)修復工程進行評價，比較調(diào)控前后的評價結(jié)果，即可對調(diào)控措施的階段性成效進行判定，同時可為對后續(xù)的調(diào)控措施的選擇和實施發(fā)揮重要的指導作用。

4、根據(jù)評價結(jié)果發(fā)現(xiàn)的問題研發(fā)各類人工調(diào)控技術(shù)，采用各種人工調(diào)控技術(shù)對生態(tài)修復工程進行調(diào)控，調(diào)控后評價結(jié)果較調(diào)控前均大幅提高，與工程實際吻合，表明所構(gòu)建的評價指標體系具有良好的適用性。

可以解決邊坡生態(tài)修復工程難以定量、定性評價的問題，能夠客觀的對邊坡生態(tài)修復工程綜合質(zhì)量進行實時評價，從而有針對性的優(yōu)化調(diào)整后續(xù)調(diào)控方案直至邊坡生態(tài)修復工程的調(diào)控成效達到預期。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明：

圖1為本發(fā)明步驟1-1選取的邊坡生態(tài)修復工程綜合質(zhì)量評價體系的一級評價指標和二級評價指標的關(guān)系圖。

具體實施方式

實施例一(貴州光照水電站進廠公路邊坡生態(tài)修復工程)

工程概況：本工程位于貴州省光照水電站，地處黔西南州晴隆縣與安順市關(guān)嶺縣交界，屬于北盤江流域。該區(qū)域內(nèi)氣候呈立體狀，跨越南溫帶、北亞熱帶、中亞熱帶，主要以中亞熱帶季風濕潤氣候為主，四季分明，熱量充足，水熱同季。境內(nèi)12.5％的低熱河谷地區(qū)有“天然溫室”之稱。累計年平均氣溫為16.2℃，年平均最高氣溫為16.9℃，最低氣溫15.4℃，雨量充沛，年降水量1205.1～1656.8mm，是全省降水中心之一。水電站新開挖的巖面部分為石灰?guī)r，部分為沉積砂巖，坡面陡峭且很破碎，穩(wěn)定性比較差，其面積約為8500m²，最高處約為20m，坡度最大達80°。本工程自2004年9月20日開工，于2004年12月25日完工，貴州光照水電站進廠公路邊坡生態(tài)修復工程實施兩年后，部分坡段生境基材出現(xiàn)堿解氮、有效磷、速效鉀含量低，植被呈現(xiàn)營養(yǎng)不良的情況。

一種利用邊坡生態(tài)修復工程綜合評價指導邊坡生態(tài)修復人工調(diào)控的動態(tài)反饋調(diào)節(jié)方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：構(gòu)建邊坡生態(tài)修復工程綜合質(zhì)量評價體系：確定一級指標和二級指標，建立適用于邊坡生態(tài)修復工程的指標評價五級標準，五級標準為：I級—優(yōu)；II級—良；III級—一般；IV級—差；V級—極差；

步驟2：基于上述目標邊坡生態(tài)修復工程的現(xiàn)場監(jiān)測及室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)，采用步驟1建立的評價體系對目標邊坡生態(tài)修復工程進行評價，將各一級指標的評價結(jié)果記錄為B₁₁、B₁₂、B₁₃、B₁₄，將最終的評價結(jié)果記錄為A₁，根據(jù)步驟1建立的指標評價五級標準可得評價結(jié)果A₁為“III級—一般”；

步驟3：評價結(jié)果A₁與預期目標(I級—優(yōu)或II級—良)比較，未達到預期目標，結(jié)合一級指標評價結(jié)果B₁₁、B₁₂、B₁₃、B₁₄(基材改良效應(yīng)評價值相對最低)以及目標邊坡生態(tài)修復工程實地狀況，分析得出上述目標邊坡生態(tài)修復工程的生境基材存在肥力不足、肥力可持續(xù)性差的問題；

步驟4：研判步驟3發(fā)現(xiàn)的問題，選取調(diào)控方法。發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有調(diào)控技術(shù)的一種或多種組合不能解決步驟3發(fā)現(xiàn)的問題，則針對上述目標邊坡生態(tài)修復工程的生境基材存在肥力不足、肥力可持續(xù)性差的問題,研發(fā)出“一種植被防護土壤基材活性化方法”(中國專利號為200910063087.6，授權(quán)公告號為CN101608446)，該方法主要包括以下內(nèi)容：活化物由固氮菌劑肥料、解磷菌劑肥料(解磷微生物肥料)、硅酸鹽細菌菌劑(生物鉀肥)三種菌劑肥料混合活化而得；三種菌劑肥料的摻入可使邊坡植被防護基材中的微生物數(shù)量和種類能盡快提升到較高水平，達到活化基材養(yǎng)分的目的。

三種菌劑的摻入，可改善基材的微生物結(jié)構(gòu)，促進基材土壤養(yǎng)分的快速釋放，增加肥力，為植被的持續(xù)生長創(chuàng)造了良好的條件；菌劑內(nèi)含不同種類的微生物，不僅能加快人工添加的有機質(zhì)分解速率，同時也能分解開挖坡底層土中難溶的磷、鉀礦物，固氮菌則能固定氮素，從而提高基材的氮磷鉀含量水平，起到持續(xù)維持邊坡的肥力的作用；相對普通植被混凝土，植被混凝土活性化基材中礦物態(tài)N、P、K元素含量顯著提高，微生物量N提高25到45倍。

步驟5：圍繞步驟4選取的調(diào)控方法，制定調(diào)控方案；按照2.5g/m²的用量在邊坡坡面上噴射活化物的方法實施調(diào)控；

步驟6：對目標邊坡生態(tài)修復工程實施步驟5制定的調(diào)控方案：按照2.5g/m²的用量在邊坡坡面上噴射活化物的方法實施調(diào)控。

步驟7：基于目標邊坡生態(tài)修復工程的現(xiàn)場監(jiān)測及室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)，采用步驟1建立的評價體系對調(diào)控后的目標邊坡生態(tài)修復工程進行評價，將各一級指標的評價結(jié)果記錄為B₂₁、B₂₂、B₂₃、B₂₄，將最終的評價結(jié)果記錄為A ₂,根據(jù)步驟1建立的指標評價五級標準可得評價結(jié)果A₂為“I級—優(yōu)”；

步驟8：將評價結(jié)果A₂與預期目標(I級—優(yōu)或II級—良)進行比較，評價結(jié)果A₂達到預期目標，則不需對目標邊坡生態(tài)修復工程繼續(xù)進行調(diào)控。

調(diào)控后生境基材微生物量提高約32倍，堿解氮、有效磷、速效鉀5年內(nèi)的平均含量較調(diào)控前均提高1倍以上，群落逐步向頂級群落演替，現(xiàn)已實現(xiàn)開挖邊坡與周圍山體景觀協(xié)調(diào)一致。步驟5制定調(diào)控方案有效地改良了植被防護基材特性，增強了植被防護基材肥力，改善了坡面植被生長環(huán)境，從而實現(xiàn)了生態(tài)修復工程生境基材的肥力可持續(xù)性調(diào)控。

調(diào)控成效顯著，如表1所示。

表1調(diào)控前后的評價結(jié)果

實施例二(云南小灣水電站進場公路開挖陡邊坡生態(tài)修復工程)

工程概況：本工程位于云南瀾滄江小灣水電站，該地區(qū)屬于亞熱帶季風氣候，年降雨量大約為1000～1150mm之間，其中降雨量主要集中在5、6、7、8、9、10這六個月，初春與冬季干旱少雨。一年之中，日照時數(shù)大于2000小時，年平均氣溫16～18℃，最冷月均溫8～10℃，年積溫5400°。土壤為紅壤，pH值為5.0～5.8，有機質(zhì)和氮貧乏；磷極易被固定，利用率不高，土壤粘粒含量高，較易板結(jié)；水溶硼、有效鋅和銅較為缺乏。本工程位于小灣水電站進營地右側(cè)公路，山體綠化面積達35000m²左右。施工日期從2003年12月至2004年2月。該工程包括兩個標段：一處是位于大壩下游觀禮臺處的兩塊混凝土坡面，面積約19000m²，坡度在60°～75°之間，兩塊坡面均呈Λ型，其坡腳至頂部約70m。另一處為進營地公路開挖巖石山體邊坡，巖面風化嚴重，且覆蓋有大量流沙和浮土及部分枯樹雜藤，面積約16000m²，坡度65°～75°之間，同時兩處坡面的坡腳均已采用漿砌石進行護坡。小灣水電站進場公路開挖陡邊坡生態(tài)修復工程實施五年后，植被群落以禾本科及菊科為主造成的結(jié)構(gòu)單一。

一種利用邊坡生態(tài)修復工程綜合評價指導邊坡生態(tài)修復人工調(diào)控的動態(tài)反饋調(diào)節(jié)方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：構(gòu)建邊坡生態(tài)修復工程綜合質(zhì)量評價體系：確定一級指標和二級指標，建立適用于邊坡生態(tài)修復工程的指標評價五級標準，五級標準為：I級—優(yōu)；II級—良；III級—一般；IV級—差；V級—極差；

步驟2：基于上述目標邊坡生態(tài)修復工程的現(xiàn)場監(jiān)測及室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)，采用步驟1建立的評價體系對目標邊坡生態(tài)修復工程進行評價，將各一級指標的評價結(jié)果記錄為B₁₁、B₁₂、B₁₃、B₁₄，將最終的評價結(jié)果記錄為A₁，根據(jù)步驟1建立的指標評價五級標準可得評價結(jié)果A₁為“IV級—差”；

步驟3：評價結(jié)果A₁與預期目標(I級—優(yōu)或II級—良)比較，未達到預期目標，結(jié)合一級指標評價結(jié)果B₁₁、B₁₂、B₁₃、B₁₄(生態(tài)效應(yīng)評價值相對最低)以及目標邊坡生態(tài)修復工程實地狀況，分析得出上述目標邊坡生態(tài)修復工程中存在灌木種子的萌發(fā)率及生長不如草本植物、植被群落以草本植物為主的問題；

步驟4：研判步驟3發(fā)現(xiàn)的問題，選取調(diào)控方法。發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有調(diào)控技術(shù)的一種或多種組合不能解決步驟3發(fā)現(xiàn)的問題，則針對上述目標邊坡生態(tài)修復工程中存在灌木種子的萌發(fā)率及生長不如草本植物、植被群落以草本植物為主的問題,研發(fā)出“通過紙質(zhì)植生袋生長灌木對邊坡進行綠化的方法”(中國專利號：201110377113.X，授權(quán)公告號：CN102498915A)，該方法主要包括以下步驟：

一、制作植生袋：采用紙質(zhì)材料制成一端開口，一端封閉的300mm長的小型圓筒狀植生袋；

二、配制基質(zhì)：基質(zhì)中包括沙壤土、AB菌生物肥、有機質(zhì)、保水劑和高效復合肥，以重量比計，沙壤土：AB菌生物肥：有機質(zhì)：保水劑：高效復合肥＝4.6-5.2：2.7-3.2：1.3-1.6：0.18-0.22：0.25-0.32；

三、灌木種子選擇：根據(jù)施工坡面的具體情況，考慮灌木與周邊草本植物景觀效果的原則，選擇適宜的灌木種子；

四、種子裝袋：用生根粉溶液浸泡0.5-2h的灌木種子，植生袋下部裝入混合有灌木種子的基質(zhì)，上部裝入無種子基質(zhì)，將袋內(nèi)基質(zhì)密實后將植生袋封口；

五、植生袋放置：將植生袋放入調(diào)控時預留的坡面孔洞中，營造了灌木種子萌發(fā)和初期生長的適宜環(huán)境，實現(xiàn)灌木與草本植物的空間結(jié)構(gòu)搭配。

通過采用紙質(zhì)植生袋可降解無污染，既節(jié)約資源，又保護了生態(tài)環(huán)境；充分發(fā)揮了植被混凝土和植生袋各自的優(yōu)點，利用調(diào)控時預留的坡面孔洞，實現(xiàn)植被混凝土和植生袋的有機結(jié)合，形成一個有機的整體；改善了植生環(huán)境，營造了灌木種子萌發(fā)和初期生長的適宜環(huán)境，增加了植株的成活率，實現(xiàn)灌木與草本植物時空結(jié)構(gòu)的搭配；本方法施工工藝簡單，成本較低，施工場地占地較少，具有廣泛的應(yīng)用價值；

步驟5：圍繞步驟4選取的調(diào)控方法，制定調(diào)控方案；按照10袋/m²的密度在坡面采用紙質(zhì)植生袋生長灌木的方法實施調(diào)控；

步驟6：對目標邊坡生態(tài)修復工程實施步驟5制定的調(diào)控方案：按照10袋/m²的密度在坡面采用紙質(zhì)植生袋生長灌木的方法實施調(diào)控；

步驟7：基于目標邊坡生態(tài)修復工程的現(xiàn)場監(jiān)測及室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)，采用步驟1建立的評價體系對調(diào)控后的目標邊坡生態(tài)修復工程進行評價，將各一級指標的評價結(jié)果記錄為B₂₁、B₂₂、B₂₃、B₂₄，將最終的評價結(jié)果記錄為A ₂,根據(jù)步驟1建立的指標評價五級標準可得評價結(jié)果A₂為“II級—良”；

步驟8：將評價結(jié)果A₂與預期目標(I級—優(yōu)或II級—良)進行比較，評價結(jié)果A₂達到預期目標，則不需對目標邊坡生態(tài)修復工程繼續(xù)進行調(diào)控。

調(diào)控后上述邊坡生態(tài)修復工程坡面灌木層郁閉度達到80％以上，物種多樣性大幅提高，步驟5制定的調(diào)控方案充分發(fā)揮了植被混凝土和植生袋各自的優(yōu)點，利用調(diào)控時預留的坡面孔洞，營造了灌木種子萌發(fā)和初期生長的適宜環(huán)境，使灌木植株的成活率由原先的不足30％提高至使用本發(fā)明后的高于80％，從而實現(xiàn)了生態(tài)修復工程的灌木定居限制克服調(diào)控。

調(diào)控成效較為顯著，如表2所示。

表2調(diào)控前后的評價結(jié)果

實施例三(向家壩水電站進場公路開挖邊坡的生態(tài)修復工程)

工程概況：向家壩水電站是金沙江干流最下游梯級，處于“西電東送”華東、華中負荷中心的最佳地理位置。電站壩址位于金沙江干流下游的向家壩峽谷出口處，左岸是四川省宜賓縣，右岸為云南省水富縣。向家壩水電站壩址以上流域面積45.88萬km²，占金沙江流域面積的97％，壩址多年平均流量4570m³/s,年徑流量1440億m³。徑流以降雨為主，冰雪融水為輔，年際水量比較穩(wěn)定。該電站裝機容量為6000MW，保證出力2009MW，多年平均發(fā)電量307.47億kW·h，工程規(guī)模屬一等大(1)型工程。本工程位于向家壩水電站進場公路，為開挖邊坡。山體綠化面積達7000m²左右，坡度約在53°，工程完工時間為2006年底。向家壩水電站進場公路開挖邊坡的生態(tài)修復工程實施后，發(fā)現(xiàn)邊坡生態(tài)系統(tǒng)存在較為嚴重的問題，生物群落物種單一、垂直結(jié)構(gòu)不完善，水平結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。

一種利用邊坡生態(tài)修復工程綜合評價指導邊坡生態(tài)修復人工調(diào)控的動態(tài)反饋調(diào)節(jié)方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：構(gòu)建邊坡生態(tài)修復工程綜合質(zhì)量評價體系：確定一級指標和二級指標，建立適用于邊坡生態(tài)修復工程的指標評價五級標準，五級標準為：I級—優(yōu)；II級—良；III級—一般；IV級—差；V級—極差；

步驟2：基于上述目標邊坡生態(tài)修復工程的現(xiàn)場監(jiān)測及室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)，采用步驟1建立的評價體系對目標邊坡生態(tài)修復工程進行評價，將各一級指標的評價結(jié)果記錄為B₁₁、B₁₂、B₁₃、B₁₄，將最終的評價結(jié)果記錄為A₁，根據(jù)步驟1建立的指標評價五級標準可得評價結(jié)果A₁(2008年7月)為“III級—一般”；

步驟3：評價結(jié)果A₁與預期目標(I級—優(yōu))比較，未達到預期目標，結(jié)合一級指標評價結(jié)果B₁₁、B₁₂、B₁₃、B₁₄以及目標邊坡生態(tài)修復工程實地狀況，分析得出該邊坡生態(tài)修復工程實時存在的問題如下：

生物群落物種單一、垂直結(jié)構(gòu)不完善：在垂直結(jié)構(gòu)中，僅有草本層，不利于群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。由于邊坡生態(tài)系統(tǒng)是人工構(gòu)建系統(tǒng)，初期物種主要由人為決定，紫花苜蓿占絕對優(yōu)勢地位，限制了其他物種的侵入生長，這樣的系統(tǒng)一旦遭受病蟲害，樣地內(nèi)植被群落將受到致命打擊。系統(tǒng)的破壞將導致土壤肥力下降、坡面植被逐漸喪失并帶來水土保持功能缺乏的后果。

步驟4：研判步驟3發(fā)現(xiàn)的問題，選取調(diào)控方法。發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有調(diào)控技術(shù)的一種或多種組合可以解決步驟3發(fā)現(xiàn)的問題，則采取現(xiàn)有調(diào)控技術(shù)的一種或多種組合:

抑制優(yōu)勢物種，增加競爭物種，通過生物引入栽培手段，實現(xiàn)生物與生物、生物與生境之間的相協(xié)關(guān)系；

步驟5：圍繞步驟4選取的調(diào)控方法，制定調(diào)控方案；采用間苗措施，對坡面紫花苜蓿物種進行部分的直接干預或去除，同時撒播一定量的其他草本植物種子；

步驟6：對目標邊坡生態(tài)修復工程實施步驟5制定的調(diào)控方案：采用間苗措施，對坡面紫花苜蓿物種進行部分的直接干預或去除，同時撒播一定量的其他草本植物種子。

步驟7：基于目標邊坡生態(tài)修復工程的現(xiàn)場監(jiān)測及室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)，采用步驟1建立的評價體系對調(diào)控后的目標邊坡生態(tài)修復工程進行評價，將各一級指標的評價結(jié)果記錄為B₂₁、B₂₂、B₂₃、B₂₄，將最終的評價結(jié)果記錄為A ₂,根據(jù)步驟1建立的指標評價五級標準可得評價結(jié)果A₂(2012年7月)為“II級—良”；

步驟8：將評價結(jié)果A₂與預期目標(I級—優(yōu))進行比較，評價結(jié)果A₂未達到預期目標,

需制定后續(xù)調(diào)控方案并進行優(yōu)化，實施所述優(yōu)化后的調(diào)控方案,直至最終的評價結(jié)果達到預期目標。

制定后續(xù)調(diào)控方案并進行優(yōu)化的方法為：

步驟8-1：重復步驟3-5，制定后續(xù)調(diào)控方案，如下：

步驟3：結(jié)合一級指標評價結(jié)果B₂₁、B₂₂、B₂₃、B₂₄以及目標邊坡生態(tài)修復工程實地狀況，分析得出上述目標邊坡生態(tài)修復工程實時存在的問題如下：

水平結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)體現(xiàn)在區(qū)域內(nèi)生物類群、景觀單元在水平方向上異質(zhì)性差。典型問題是紫花苜蓿作為建群種重要值仍然較高，占絕對優(yōu)勢地位，使水平方向均質(zhì)化問題嚴重，不利于向頂級群落的演替；

步驟4：研判步驟3發(fā)現(xiàn)的問題，選取調(diào)控方法。發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有調(diào)控技術(shù)的一種或多種組合可以解決步驟3發(fā)現(xiàn)的問題，則采取現(xiàn)有調(diào)控技術(shù)的一種或多種組合。

步驟5：圍繞步驟4選取的調(diào)控方法，制定出后續(xù)調(diào)控方案。

步驟8-2：將步驟7得到的評價結(jié)果A ₂、B₂₁、B₂₂、B₂₃、B₂₄(2012年7月)與步驟7得到的評價結(jié)果A ₂、B₂₁、B₂₂、B₂₃、B₂₄(2008年7月)分別進行對比分析，對前一次調(diào)控方案的實施效果進行比較評判，據(jù)此優(yōu)化步驟8-1制定的后續(xù)調(diào)控方案,優(yōu)化后的方案為：

移栽一定數(shù)量的耐旱、耐貧瘠喬灌木幼苗，促進樣地內(nèi)物種豐富度、多樣性、均勻度指標的增加；

實施所述優(yōu)化后的調(diào)控方案，直至最后得到的評價結(jié)果A₃(2014年7月)達到預期目標(I級—優(yōu))。

植物群落經(jīng)調(diào)控后，生物多樣性指數(shù)發(fā)生了較大變化。群落優(yōu)勢種指數(shù)(Simpson指數(shù))一直保持較高水平，說明群落優(yōu)勢種對群落的貢獻相對穩(wěn)定；Shannon-wiener指數(shù)顯著降低，這可能是由于群落的建群種過于強勢，抑制了更多物種加入和擴散；而均勻度指數(shù)(Pielou指數(shù))卻呈增加趨勢，說明群落優(yōu)勢種在群落中的作用越來越大。植物群落多樣性指數(shù)變化不大，說明該群落結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，群落物種數(shù)量相對穩(wěn)定；

上述邊坡生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)控后，其系統(tǒng)的生態(tài)功能如水土保持、生態(tài)效應(yīng)、基材改良等均有顯著提高。生態(tài)系統(tǒng)的水土保持效應(yīng)、生態(tài)效應(yīng)和土壤改良效應(yīng)的各個指標數(shù)據(jù)值都有很大程度的改變，生態(tài)修復效果較之前也有明顯的好轉(zhuǎn)，說明通過適當?shù)娜斯ふ{(diào)控措施能夠促進生態(tài)系統(tǒng)的正向演替，從而更好的實現(xiàn)生態(tài)修復的最優(yōu)化。

調(diào)控成效顯著，如表3所示。

表3調(diào)控前后的評價結(jié)果

上述實施例一至三中，步驟1中，構(gòu)建邊坡生態(tài)修復工程綜合質(zhì)量評價體系的方法為：

步驟1-1：評價指標的選?。阂运帘３中?yīng)、基材改良效應(yīng)、生態(tài)效應(yīng)及景觀效應(yīng)為一級評價指標，以基材穩(wěn)定滲透率、根系基材復合體抗剪強度、坡面侵蝕量、土壤根系干重增加率、坡面最大沖刷深度、堿解氮、速效磷、速效鉀、微生物量碳、微生物量氮、土壤容重、有機質(zhì)、酸堿度、第一優(yōu)勢種重要值、Gleason豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、皮耶羅均勻度指數(shù)、景觀協(xié)調(diào)性、景觀美感度、坡面裸露度為各一級評價指標下的二級評價指標，如圖1所示，上述各評價指標的說明如表4所示：

表4邊坡生態(tài)修復工程的評價指標及說明

步驟1-2：確定步驟1-1選取的各評價指標的權(quán)重，如表5所示：

表5邊坡生態(tài)修復工程的評價指標權(quán)重

步驟1-3：確定步驟1-1選取的各評價指標的評價標準：各指標監(jiān)測值的數(shù)據(jù)分析，建立了適用于邊坡生態(tài)修復工程的指標評價五級標準，五級標準為：I級—優(yōu)；II級—良；III級—一般；IV級—差；V級—極差；

篩選確定評價標準的分級標準如表6所示：

表6邊坡生態(tài)修復工程的評價指標分級標準

步驟1-4：指標層因素的綜合評價：首先確定隸屬度，對指標層中的每一個因素進行綜合評價，通過對評價結(jié)果進行統(tǒng)計整理做出n個評語，其中用B_ijk來表示指標層中的元素，B_ij屬于評價等級的評定數(shù)，同時B_ij屬于評價等級的程度即為隸屬度，表示如下：

C_ijk＝B_ijk/B_ij1+B_ij2+...+B_ijk

其中，C_ijk為第i個一級評價指標下的第j個二級指標隸屬于第k個評判等級的程度；i為一級指標中子因素的數(shù)目；j為第i個一級指標下的二級指標的數(shù)目；k為評價等級標準集合中的元素數(shù)目；

則隸屬度矩陣列為：

于是一級指標中第i個評價指標的綜合評價集合為：

式中i＝1，2，…，n；R_i為一級指標中第i個指標的各下級指標相對于它的綜合模糊運算結(jié)果；w_ij為一級指標中第i個指標的各下級指標的權(quán)重；C_ijk為模糊評價矩陣；

步驟1-5：一級指標層因素的綜合評價：對一級指標層的各個單因素B_i進行綜合評價，評價過程中需要綜合考慮二級指標層中的模糊運算結(jié)果，即一級指標層的模糊評價集合計算公式如下：

S＝W*(R₁ R₂ ... R_n)^T＝(w₁ w₂ ... w_N)*(R₁ R₂ ... R_n)^T

完成所述邊坡生態(tài)修復工程綜合質(zhì)量評價體系的構(gòu)建。