■李硼飛 ■國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇 蘇州 215500

1 引言

對邊坡表層進(jìn)行植物防護(hù)是一種對施工工藝要求不高、成本不高以及防護(hù)效果非常不錯的邊坡防護(hù)方式。國際上通用的認(rèn)知是“獨立使用植被或者利用植被與土木工程相互融合的方式，以實現(xiàn)降低對坡面的破壞與侵蝕的目的”。

在邊坡表層結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定時，依靠植被的根莖依附在邊坡的土壤上，以及植被根莖之間的交叉纏繞以實現(xiàn)對坡面的加固和增加坡面對雨水的抗沖洗能力。植物防護(hù)不僅僅可以對邊坡進(jìn)加固、降低邊坡水土流失的速度，而且實現(xiàn)了空氣的凈化、環(huán)境的美化，提高了邊坡的安全性，因此邊坡植物防護(hù)對經(jīng)濟(jì)上的效益、社會上的效益以及生態(tài)上的效益具有突出的優(yōu)勢?，F(xiàn)今，政府與民眾都具有提高環(huán)境條件和改善自身生存空間的意識，植物防護(hù)已經(jīng)逐漸成為邊坡防護(hù)的一種發(fā)展方向。

植物防護(hù)通常是利用種植草、灌木或者鋪上草皮，同時還可以與堆砌的石塊或者預(yù)先定制的網(wǎng)格狀混凝土相配合。邊坡植物防護(hù)是一種邊緣性學(xué)科，其形成一門學(xué)科進(jìn)行研究還是最近二十幾年的事，但是其涉及了許多其他種類的學(xué)科，比如工程力學(xué)、生物科學(xué)、園藝設(shè)計科學(xué)、環(huán)境生態(tài)科學(xué)等。一九九四年九月在英國牛津第一次舉行了以植物護(hù)坡為會議主題的國際會議。

2 邊坡植物防護(hù)技術(shù)發(fā)展趨勢

在確定了邊坡植物防護(hù)這一技術(shù)領(lǐng)域后，在中國專利文獻(xiàn)檢索系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(CNABS)、德溫特世界專利數(shù)據(jù)庫(DWPI)中以關(guān)鍵詞和IC、EC 分類號進(jìn)行檢索，檢索對象定義在全球公開日或公告日2014 年7月6 日之前的發(fā)明和實用新型專利申請，檢索后對檢索結(jié)果進(jìn)行分析。

2.1 專利申請區(qū)域分布狀況

圖1 邊坡植物防護(hù)專利全球分布情況

圖1 是邊坡植物防護(hù)專利全球分布情況。從圖1 中對邊坡植物防護(hù)專利申請區(qū)域分析可以得出，到目前為止，日本相關(guān)專利申請量占比位居全球第一，為54%，超過其他國家申請量總和，其次是中國、韓國、歐美國家。

2.2 邊坡植物防護(hù)技術(shù)分支

邊坡植物防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域的專利申請，主要可以分為:(1)在坡面上形成預(yù)制磚、塊類或網(wǎng)格結(jié)構(gòu)并配合種植草灌木;(2)傳統(tǒng)植物防護(hù);(3)邊坡噴播技術(shù);(4)其他邊坡植物防護(hù)技術(shù)。其中相關(guān)技術(shù)種類專利申請量的比例分布如圖2 所示。

圖2 各類邊坡植物防護(hù)技術(shù)在專利申請中的數(shù)量分布

從圖2 中各類邊坡植物防護(hù)技術(shù)在專利申請中的數(shù)量分布可以得出，在邊坡植物防護(hù)這一技術(shù)領(lǐng)域，通過在坡面上形成預(yù)制磚、塊類或網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(含同時種植草灌木的)這一技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的，其次為傳統(tǒng)植物防護(hù)和邊坡噴播技術(shù)。

圖3 邊坡植物防護(hù)專利申請年度發(fā)展趨勢

2.3 主要國家邊坡植物防護(hù)技術(shù)發(fā)展過程

邊坡植物防護(hù)專利申請年度發(fā)展趨勢如圖3 所示，圖3 主要是針對1990 年以后全球以及各國家、地區(qū)的專利申請量進(jìn)行分析。從圖3中可以看出，1990 -1995 年間，全球關(guān)于邊坡植物防護(hù)的專利申請量非常少，而隨著時間的推移，全球的專利申請量呈現(xiàn)明顯的上升趨勢。從圖中可以看出，坡面綠化技術(shù)起源于日本和歐美等發(fā)達(dá)國家，日本和歐美是世界上較早進(jìn)行高速公路建設(shè)的國家，在進(jìn)行大量的基礎(chǔ)工程建設(shè)時，有意識的對建設(shè)過程中遭到破壞的邊坡進(jìn)行修復(fù)和綠化。

二十世紀(jì)五十年代后期，日本的經(jīng)濟(jì)進(jìn)入到了飛速發(fā)展的時期，隨著日本國內(nèi)的新干線、公路等這種大規(guī)模基礎(chǔ)工程的建設(shè)而興起的坡面綠化法，日本的植物防護(hù)技術(shù)主要集中在厚層基礎(chǔ)材料噴射方法，框架格植物綠化方法(包括預(yù)制型框架格、現(xiàn)場澆注框架格)、綠化網(wǎng)等。

為了預(yù)防河岸被水流沖擊，同時出于對環(huán)境保護(hù)的目的，1995 年日本逐漸開始對多孔型混凝土種植植被進(jìn)行研究。日本在坡面綠化初期，采用外來草種的植生盤用于治理坡面，例如專利JPS52126002 A 公開了一種植生用組成物，以用于種植草物來治理邊坡;JPS53105005 A實現(xiàn)了纖維土綠化方法，其體現(xiàn)了巖體型坡面的綠化工程的起源，其思想就是日本早期開發(fā)的厚層基礎(chǔ)材料噴射方法，即是在坡面附著一層可以保存水分和營養(yǎng)的類似自然界土壤的基層材料。JPS54142823 A開發(fā)的噴射種子法，由于高速公路的發(fā)展需求而得到廣泛的應(yīng)用以及建設(shè)發(fā)展需要，日本從美國引進(jìn)了一種壓力噴射播種機(jī)械，把當(dāng)時一種非常先進(jìn)的注液壓式噴射播種技術(shù)(專利公開號US3971223 A 19760727)在高速公路旁的邊坡進(jìn)行修復(fù)和綠化而得到廣泛的使用;二十世紀(jì)八十年代后期，日本還從法國引進(jìn)可以連續(xù)纖維加筋土方法(專利公開號 FR2587383 A1 19870320)，然后利用它與現(xiàn)有的坡面綠化工藝方法相組合使用;二十世紀(jì)九十年代，日本開始研究回收廢棄物制成的有機(jī)材質(zhì)用于噴射的基礎(chǔ)材料，研究成果取得了重大的進(jìn)展。

歐美國家在邊坡生態(tài)治理上所采用的常用方式是先將邊坡整理平緩，然后鋪上土層，利用液壓式噴射播種、表面覆蓋麥秸稈、干草、框架格、帶孔磚(或砌塊)等各種有利于邊坡防護(hù)和綠化的施工措施，逐漸在歐美以及日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完善的國家得到了大量的研究以及推廣使用，比如，采用階梯方式種植植被、框架格種植植被、三維網(wǎng)格種植植被以及客土噴射播種方式等，這些工藝都被收納到了公路建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，并且制定了大量的設(shè)計和施工過程的規(guī)范，體現(xiàn)了在基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)過程中環(huán)境的恢復(fù)和保護(hù)受到了人們的重視。目前，主流的兩種植被種植模式包括:高養(yǎng)護(hù)類型——濕式快速噴射播種植草工藝(以美國為主)，高投入類型——客土噴射播種工藝(以日本為主)。

國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)比較晚，導(dǎo)致對植物護(hù)坡技術(shù)的研究起步相較于國外比較晚。二十世紀(jì)九十年代以前，通常采用人工扔撒草籽、挖穴或挖溝播種、表面鋪設(shè)草皮、片石形成骨架進(jìn)行種植草物等護(hù)坡措施，而后對液壓式噴射播種技術(shù)進(jìn)行了研究。經(jīng)過近十幾年的研究和發(fā)展，我國各地區(qū)建設(shè)的高速公路、鐵路等工程的邊坡廣泛的采用了液壓式噴射播種技術(shù)。二十世紀(jì)九十年代，我國引入土工材料植草防護(hù)工藝，而且與塑料工藝制品廠合作，研究出了各種樣式的土工材料的產(chǎn)品，比如，三維植物種植網(wǎng)、網(wǎng)格柵等，在基礎(chǔ)設(shè)施中結(jié)合現(xiàn)有的種草植草技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。隨后引進(jìn)了濕法噴射播種工藝，在此基礎(chǔ)上還研發(fā)了基于邊坡厚層基礎(chǔ)材料噴射播種植被的成套工藝，同時采用經(jīng)過改良的噴射播種機(jī)械把混凝土和基礎(chǔ)材料按比例的混合噴射到需要護(hù)坡的坡面上。

3 結(jié)語

國內(nèi)對邊坡防護(hù)技術(shù)的研究時間還很短，同時還缺少對日本的客土噴射播種工藝體系進(jìn)行系統(tǒng)的研究和總結(jié)，并未制定出設(shè)計和實施規(guī)范，同時也缺少質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)，對防護(hù)后的邊坡也沒有進(jìn)行作用與效益的分析。因此急需開展客土噴射播種工藝與現(xiàn)場工程之間的實踐，研究其與國內(nèi)的環(huán)境之間結(jié)合方式是當(dāng)務(wù)之急。

［1］胡福強等.高速公路邊坡植物防護(hù)技術(shù)研究［J］.現(xiàn)代園藝.2011(13).

［2］陳江南等.高速公路邊坡水土保持植物防護(hù)設(shè)計方案探討［J］.水土保持學(xué)報.2002，16(3).