道路边坡土壤植被系统重建
道路边坡所处生境十分特殊，而且大部分是裸露的岩石边坡，植物生长所必需的土壤条件遭到剥离，致使植物难以生存。土壤是生命之基，道路边坡土壤是道路边坡生态修复的根本保障。
艾应伟教授及其研究团队，针对道路边坡生态修复中的关键科学问题，对道路边坡创面成土特性做了开创性的研究工作，在国际上最早提出了边坡人工土壤的概念，对裸露边坡土壤修复与植被重建的相互关系和作用机制进行了率先研究，取得了很好的研究成果，引起了社会的广泛关注和高度评价。
中国工程院院士
2016年10月
道路作为重要的交通运输功能载体，对经济和社会的发展有显著促进作用，是不可缺少的人流、物流基础设施。由山地、丘陵和地形比较崎岖的高原所构成的山区是世界陆地的主要组成部分，也是陆地的主要地貌骨架。世界山区面积占整个陆地的30%，而中国山区面积占全国陆地的69%。在山区的道路工程建设中经常要开挖大量边坡，道路边坡的开挖破坏了原有土壤植被覆盖层，导致出现大量的次生裸地以及产生严重的水土流失现象，造成生态环境的极大破坏，边坡岩土体的崩塌、滑坡、泥石流等失稳破坏形式还会给人民生命和财产带来巨大的损失。
道路边坡的不稳定性通常分为表层不稳定性、浅层不稳定性和深层不稳定性。道路坡面不稳定过程受不同形态的能量驱动，其结果是产生以侵蚀形式发生的坡面物质的迁移。道路边坡的稳定性与坡面的土壤侵蚀直接相关，而坡面的土壤侵蚀又受边坡坡度、坡长、植被、气候等因素的综合影响。道路修建后形成的道路边坡土层十分瘠薄，甚至坡面岩石直接裸露。降雨、重力的作用使得道路边坡土壤极易发生侵蚀，细沟侵蚀、侵蚀沟以及坡面物质大量位移等侵蚀现象非常严重。
道路的修建对原有生境中各种生态过程产生直接或间接影响，其影响尺度从种群一直延伸到景观。在景观尺度上，道路边坡的开挖不可避免地会对道路周边原有的土壤和植被造成严重的破坏，形成大量的裸露岩石边坡和光秃的斑块，从而导致景观破碎化现象。景观破碎化会影响到原有物种的组成和迁移，改变物种的分布和区域生态多样性。景观破碎化对周围生境的破坏作用远大于道路边坡建设本身导致的生境破坏。
道路边坡按边坡创面的状况可分为土质边坡与岩石边坡。岩石边坡比土质边坡的异质性强，不具备植物生长所必需的土壤环境。岩石边坡生态护坡是在坡面构建基质-植被综合保护体系，通过体系本身的护坡工程性能保护整个坡面，可看作是特殊的复合材料系统。生态护坡工程是一个在岩石边坡创面上形成人工客土、培养植物的过程。生态护坡工程中所需人工土壤是岩石边坡生态护坡的物质基础，既要满足能较好地附着和固定在岩石边坡创面上，又要能为植物的持续生长提供水分和营养物质。
人工防护和绿化是道路边坡生态恢复的重要手段，因社会对环保要求的不断提高，对裸露道路边坡的生态恢复治理问题日益引起人们的重视。随着国家对基础设施建设投资力度的加大，特别是道路建设的飞速发展，科学、合理重建道路边坡土壤植被系统是当今协调道路工程建设与生态环境建设的根本出路。道路边坡生态恢复是对因道路工程建设而遭受生态破坏的边坡，通过人工设计和恢复措施，恢复和重新建立一个可持续演替发展的、健康的生态系统，以达到稳定边坡、保持水土、改善环境的目的，进而提高道路沿线的生态环境质量。
道路边坡土壤是植物形成、生长和演替的基础，而植被在道路边坡防护以及生态景观恢复方面有着不可取代的重要作用。植被在道路边坡保护和侵蚀控制方面的功能是土壤植被系统中土壤与植被相互作用的结果。土壤植被系统是在一定地区由植物根系分布范围内的土壤、母质和岩石以及以植被为主的生物群所构成的有机整体，良好的土壤植被系统是提高道路边坡生态护坡效果的根本措施。
《道路边坡创面成土特性》（艾应伟 陈娇等著.北京：科学出版社，2016.11）是在艾应伟承担的国家自然科学基金项目（40571064、40771087、41171175）、四川省科技支撑计划项目（07FG001-018、2016FZ0056）等多项国家和地方重点科研任务的基础上，总结10余年系统深入研究的成果。作者团队来自四川大学、中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所、四川省气象局等多家单位。撰写分工如下：
第一章 道路边坡治理与生态恢复/艾应伟
第二章 道路边坡土壤养分特性与植物多样性/刘浩、陈娇、艾应伟
第三章 道路边坡土壤水分的时空变异/李伟、王明田、刘浩
第四章 道路边坡植被恢复/艾应伟、王倩、于燕华
第五章 道路边坡土壤微生物的时空变异/艾应伟、裴娟、王倩
第六章 道路边坡土壤酶的时空变异/艾应伟、答竹君、李沛锡
第七章 道路边坡土壤结构特性/陈娇、曾丽霞、艾应伟
第八章 道路边坡土壤有机质/高宏英、黄成敏、艾小燕
第九章 道路边坡土壤重金属污染特性/陈朝琼、艾应伟
本书主要有以下特点：
▋ 针对道路边坡创面成土特性的基础研究，立足于创新，围绕自然地理学、岩土工程学、土壤学、园林学等不同学科的交叉融合，注重理论探讨与技术开发的紧密结合，取得了一些新的研究进展和新的见解。在Nature出版集团旗下期刊Scientific Reports以及Journal of Hazardous Materials、Ecological Engineering等知名期刊上发表了一系列学术论文，并且获得了“泥岩源基材对石质边坡生态防护的方法”、“泥岩岩石边坡绿化基质的制备方法”、“边坡人工土壤改良剂”等一系列授权发明专利。
▋ 研究内容涉及道路边坡创面土壤植被系统的综合研究，结构层次清晰，系统性强。既有创新性的应用技术知识内容，又有深入的基础理论研究成果；既有前瞻性的长远目标研究，又有现实意义的实际应用研究。不仅在人工土壤研究方面有理论上的突破，而且为人工土壤的后续研究提供了很有参考价值的数据资料。所形成的“裸露边坡土壤修复关键技术及成土特性”成果荣获2014 年度四川省科技进步一等奖。
▋ 对道路边坡创面土壤特性的影响因素、变化趋势及其与自然边坡土壤、农田土壤的差异性进行了系统的研究论述。这不仅对丰富土壤发生学的内涵有积极作用，而且对认识道路边坡这一特殊生境条件下土壤植被系统的结构功能、道路边坡防护以及景观恢复都有着重要的指导意义。
当然，关于道路边坡创面成土特性的研究还有许多未知的理论和应用问题需要人们去探索，并不能因为本书的出版而画上句号。无论是在各地区道路边坡创面成土特性的研究广度上，还是在对道路边坡创面成土特性各学科专业研究的深度上，都还需要进一步加强研究工作。
本文摘编自《道路边坡创面成土特性》（艾应伟 陈娇等著. 责任编辑：张井飞. 北京：科学出版社，2016.11）一书“前言”，略有删减修改，标题为编者所加。
ISBN 978-7-03-049997-4
《道路边坡创面成土特性》以道路边坡为对象，论述了不同形态道路边坡创面的成土特性。内容主要包括：道路边坡治理现状、生态恢复特点及其影响因素；道路边坡土壤养分特性与土壤水分特性；道路边坡植物多样性与植被恢复；道路边坡土壤微生物特性与土壤酶特性；道路边坡土壤结构特性；道路边坡土壤腐殖质特性；道路边坡土壤重金属污染特性。
关键词 | 气候变化白皮书（2015年） | 第三次气候变化国家评估报告 | 流域水循环 | 中国经济社会 | 水资源 | 冰川 | 极端天气气候事件 | 生物多样性 | 气候变化影响与风险 | 自然地理 | 历史自然地理 | 古地理 | 地貌 | 海洋地理 | 概率时间地理学 | 植物区系与植被地理 | 制度经济地理学 | 经济地理学 | 地貌图集 | 地球生物学 | 地震预测 | 历史水文地理 | 水科学 | 孢粉学 | 板块构造与大陆动力学 | 环境科学Ⅰ、Ⅱ | 地理环境 | 创新集群 | 城市化 | 城市群新论 | GIS | 中国生态环境十年演变与评估 | 气候变化影响与风险 | 塔里木克拉通 | 南黄海盆地 | 洋中脊多金属硫化物成矿 | 可燃冰（中国工程院报告） | 天然气水合物研究进展 | 北京沙尘暴 | 天然气水合物试的环境效应 | 新疆西准噶尔金铜钼成矿作用 | 作物理化参数遥感定量反演 | 海洋科学 | 古脊椎动物学 | 土壤入渗测量 | 华北地貌新论 | 土工袋技术 | 深空行星形貌测绘 | 全球中、新生代大地构造图 | 创新地理学 | 钻冰取火记 | 微体古生物学 | 中国及邻区盆地火成岩油气地质图 | 青海柴达木盆地盐湖 | 黄河近年水沙锐减 | 阶梯式发展论 | 覆盖型岩溶地区岩溶岩土工程 | 地震预报 | 地理设计 | 作物病虫害遥感监测 | 水沙数学模型 | 瞬变电磁法 | 滑坡遥感 | 全球变化遥感产品 | 沉积岩野外工作指南 | 可可西里世界自然遗产 | 三叶虫 | 大陆层控构造学 | 三维连片处理技术 | …
（本文编辑：刘四旦）
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