一种植生混凝土生态修复效果的评价方法与流程

本发明涉及生态修复工程，具体涉及一种植生混凝土生态修复效果的评价方法。

背景技术：

1、当前在基础建设工程施工过程中，常会形成大量土石裸露边坡。裸露边坡影响美观还易造成水土流失，甚至引发坍塌事故。基于植生混凝土的边坡防护技术已广泛用于裸露边坡的生态修复与防护，由于植生混凝土的特殊生境（如高碱性、低肥力、有限空间），需筛选抗逆性强，能在碱性环境和施工地气候中正常生长的草种，以达到生态修复与防护的目的。

2、然而，现有技术中对于植生混凝土的修复效果尚缺乏专门的评价标准与评价体系。具体而言，存在以下问题：1.现有的生态评价体系大多基于自然土壤，缺少针对植生混凝土人工基底的专用指标，特别是无法评估根系-混凝土之间的互作状态；2.现有方法往往忽略混凝土基质本身的耐久性退化问题（如ph升高、孔隙堵塞、强度衰减、表面剥落），导致评价结果不能反映工程的长期稳定性；3.部分现有评价方法依赖高精度仪器（如涡度相关仪、叶面积仪）或复杂的实验室分析，成本高、周期长，不适用于工程现场的快速验收。

3、因此，本领域亟需一种专用于植生混凝土生态修复效果的评价方法，以实现对修复效果的快速、全面、低成本评估。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种植生混凝土生态修复效果的评价方法，专用于植生混凝土修复生态群落的评价，实现根系-混凝土互作的现场可量化评估，融合工程耐久性与生态功能，反映长期稳定性，降低评价成本和时间，适用于施工验收与日常养护。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种植生混凝土生态修复效果的评价方法，包括以下步骤：

4、步骤1.在待评价的植生混凝土区域布设至少三个样方；

5、步骤2.采集样方在五个一级指标下的各二级指标的指标数据；五个一级指标包括：植被恢复质量、根系-混凝土互作、基质稳定性、抗冲/抗蚀能力、长期自维持潜力

6、步骤3.将采集的指标数据进行归一化处理；

7、步骤4.采用层次分析法确定的权重，对归一化后的各指标数据加权求和，得到综合评分；

8、步骤5.将综合评分与预设等级阈值进行比较，确定植生混凝土生态修复效果等级。

9、进一步地，植被恢复质量的二级指标包括：植被盖度、物种数、平均高度、地上生物量、优势物种活力；

10、根系-混凝土互作的二级指标包括：根系穿透深度、根孔面积占比、根系-基质粘附力、有效根长密度；

11、基质稳定性的二级指标指标包括：混凝土表面ph值、孔隙率、抗压强度保留率、表面剥离度；

12、抗冲/抗蚀能力的二级指标为抗水流冲刷指数；

13、长期自维持潜力的二级指标为外来物种入侵度。

14、进一步地，步骤3中归一化处理包括：

15、对于正向指标，按公式计算；

16、对于负向指标，按公式计算；

17、其中，

y

ij为第

i 个样方第

j 个二级指标归一化后的指标数据，

x

ij为采集的第

i 个样方第

j 个二级指标的指标数据，min(

x

j) 和max(

x

j) 分别为第

j 个二级指标的最小参考阈值和最大参考阈值；

18、正向指标包括：植被盖度、物种数、平均高度、地上生物量、优势物种活力、根系穿透深度、根孔面积占比、根系-基质粘附力、有效根长密度、孔隙率、抗压强度保留率、抗水流冲刷指数；

19、负向指标包括：混凝土表面ph值偏离中性的程度、表面剥离度、外来物种入侵度。

20、进一步地，步骤4中采用层次分析法确定各二级指标的权重，具体包括：

21、采用层次分析法确定五个一级指标的权重，其中：植被恢复质量的权重为0.25，根系-混凝土互作的权重为0.32，基质稳定性的权重为0.22，抗冲/抗蚀能力的权重为0.12，长期自维持潜力的权重为0.09；

22、在每个一级指标内部，采用层次分析法确定其所包括的各二级指标的局部权重；

23、将各二级指标的局部权重乘以对应一级指标的权重，得到各二级指标的全局权重。

24、进一步地，各二级指标的全局权重如下：

25、植被盖度0.08，物种数0.06，平均高度0.04，地上生物量0.05，优势物种活力0.02；

26、根系穿透深度0.10，根孔面积占比0.10，根系-基质粘附力0.08，有效根长密度0.04；

27、混凝土表面ph值0.08，孔隙率0.05，抗压强度保留率0.05，表面剥离度0.04；

28、抗水流冲刷指数0.12；

29、外来物种入侵度0.09。

30、进一步地，步骤4中加权求和的计算公式为：

31、；

32、其中，

eci

concrete为综合评分，

w

j为第

j 个二级指标的全局权重，

y

ij为第

i 个样方第

j 个二级指标归一化后的指标数据，

n 为二级指标的总个数。

33、进一步地，步骤5中预设等级阈值为：0.80、0.60、0.40、0.20。

34、进一步地，步骤5中将综合评分与预设等级阈值进行比较，确定植生混凝土生态修复效果等级：

35、综合评分 ≥ 0.80 为优秀等级；

36、0.60 ≤ 综合评分 < 0.80 为良好等级；

37、0.40 ≤ 综合评分 < 0.60 为中等等级；

38、0.20 ≤ 综合评分 < 0.40 为较差等级；

39、综合评分 < 0.20 为失效等级。

40、进一步地，指标数据均使用手持工具现场采集，手持工具包括钻芯机、弹簧拉力计、ph试纸和冲刷槽。

41、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

42、1.首次针对植生混凝土提出“根系-混凝土互作”专属指标（根系穿透深度、根孔面积占比、根系-基质粘附力、有效根长密度），解决了现有评价体系忽略根系与人工基底力学互作的问题。

43、2.纳入混凝土表面ph值、孔隙率、抗压强度保留率、表面剥离度、抗水流冲刷指数等耐久性指标，克服了现有方法仅关注植被、忽视基质退化的问题。

44、3.所有指标均采用手持工具（钻芯机、弹簧拉力计、ph试纸、冲刷槽）现场完成，无需高精度实验室仪器，单个样方评价时间由1-2天缩短至2小时内，成本降低60%以上。

45、4.采用加权求和法计算综合评分，划分优秀、良好、中等、较差、失效五个等级，可直接指导后期补植、基质补充或重修决策。