1.生态护坡的含义与作用机理
生态护坡是河流生态治理的一项重要措施，是结合水利工程与生态环境保护而兴起的一种新型护坡技术。它集现代水利工程学、生物科学、环境学、生态学、景观学、美学等学科为一体，打破了传统护岸水泥三面衬砌、整齐划一的格局，同时不再仅仅强调护岸的抗冲刷能力等，而要求稳定性、景观性和生态性的完美结合。因此，生态护坡技术可描述为“通过使用植物或植物与土木工程相结合的方式，减轻水流、风浪、雨水等各类侵蚀的程度，提高坡面及坡脚的稳定性，实现河岸生态群落向顶级群落演变的水利工程技术”。
生态护坡技术是利用植被涵水固土的原理稳定岩土边坡同时美化环境的新技术，是涉及岩土工程学、水土保持学、环境保护学、生态学植物学、园林学、土壤肥料等多学科于一体的综合工程技术。
根据以上概念，生态护坡模式应具有以下特点：
1）从概念与方法看，强调两个标准的协调，不仅需要根据当地自然和社会经济发展状况提出河道的防护体系标准，而且需要了解河道本身的自然生态体系，使得工程实施后能尽快恢复河道系统的生态平衡。涉及的领域更宽，技术手段更多，方法更复杂。
2）丰富了原有护坡模式，不仅包括传统的防护绿化型，而且还包括滩地的人工湿地系统，高尔夫球场、种植养殖等开发型模式。
3）材料的选择多样化，包括土、石、混凝土、生态型混凝土制品、土工合成材料、适宜的植物等。只要满足生态防护的要求，不排斥采用混凝土进行防护。
4）与传统的绿化美化不同，生态护坡强调尽量利用自然的力量达到植被系统的生态平衡和自然修复，恢复自然的四季景观。经验表明，不能自然生态平衡的系统需要人工进行维持，因而管理维护费用高。
生态护坡作用方式主要是通过坡面植物的地下根系和地上茎叶，地下广布的根系纵横交织，大大增加了土体的固着和结持力，地上部分的茎叶可减少或防止降雨对地的直接撞击溅蚀。从上述角度出发，其护坡机理应当从以下两个方面考虑：①植被系统控制侵蚀的力学机制（力学效应）；②植被系统控制侵蚀的水文机制（水文效应），在这方面周锡九、张俊云、王文生等人做了大量的研究工作，归纳起来生态护坡的机理如图10-1所示。
图10-1 生态护坡机理
图10-1中深根锚固作用与蒸腾排水效应的主要功能是加固边坡，浅根加筋作用与茎叶水文效应的主要功能是坡面防护。
植被的力学效应。植物分为草本类植物和木本类植物两大类，由于这两大类植物生物学特性不同，造成其根系形态也不尽相同，因此其作用机理也不同。根据根的形态特征，植物根系可分为草本类植物根系和木本类植物水平根系、垂直根系三种类型，从力学角度表现为浅根加筋、深根锚固两种作用类型。其机理如下：①浅根的加筋作用。植草的根系在土中错综盘结，使边坡土体在其延伸范围内成为土与草根的复合材料，草根叫视为带预应力的三维加筋材料。②深根的锚固作用。木本植物的垂直根系的主根粗壮，扎入土层较深。垂直深根穿过边坡的软弱层或滑动面，以锚固与桩侧阻的方式对边坡起到加固作用，其作用类似于锚杆或抗滑桩。
植被的水文效应。植被地上部分的茎叶及枯枝落叶可减少或防止降雨对地面的直接撞击溅蚀，植物尤其是草本植物具有控制土壤侵蚀的能力，通过其降雨截留、径流延滞、土壤增渗、土层固结等作用，改善坡面小气候，减缓了土表侵蚀。①降低坡体孔隙水压力，提高土体抗剪强度。降雨是诱发滑坡的重要因素之一，边坡的失稳与坡体水压力的大小有着密切关系。植物通过吸收和蒸腾坡体内水分，降低土体的孔隙水压力，增加土体吸力，提高土体的抗剪强度，有利于边坡体稳定。②降雨截留，削弱溅蚀。一部分降雨在到达坡面之前就被植被截留，重新蒸发到大气或下落到坡面。下落的雨滴在打击坡面时，把动量传递给土体，产生的分裂力使土体颗粒分离飞溅，在滴溅过程中，雨滴动量越大，撞击分裂力越大，被溅出的土粒数量也越多，植被能拦截高速下落的雨滴，减少雨滴数量、滴溅能量及飞溅的土粒。③抑制径流冲刷。地表径流带走己被滴溅分离的土粒，进一步引起片蚀、沟蚀，植被能够抑制地表径流并削弱滴、溅蚀，从而能控制土粒流失。通常情况下，土的流失量随植被覆盖率的增加呈指数关系降低。
2.生态护坡相对于传统护坡的优势
传统的城镇河道整治，一般采用单纯的工程措施护坡，主要有浆砌或干砌块石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土块体护坡等，护砌形式多为梯形或矩形断面，有些甚至是全断面衬砌。这些结构形式的传统护坡，在保持坡岸的结构稳定、防止水土流失以及防洪排涝等方面，起到了一定的作用，但却对景观、环境和生态产生了不同程度的负面影响。而目前采用的生态型护坡一般是采用植物护坡或植物与工程措施相结合的复合护坡。因为植被的存在，恢复了护坡应具备的生态学功能，相对于传统护坡有了较大改善。
（1）改善水质及水体的自净能力
光洁、硬质的传统护坡，岸坡没有植物作为屏障，会使岸边的垃圾以及地表径流带来的污染物轻易进入水体，加速水体水质的恶化，造成污染。而生态护坡因为植被能够滞纳垃圾和颗粒物质，过滤来自高地以及地表径流中的污染物，起到保护河道水体的作用。蔡婧等的研究发现土壤生物工程柴笼、灌丛垫和传统的植草护坡对悬浮固体和营养盐的截留率达到80%以上。另外，寸草不生的传统硬质护岸，破坏了水体—土壤—生物之间的物质和能量循环体系，不利于具有净水功能的水生生物的生长，削弱了水体的自净能力。生态护坡所采用的植被以及新型材料加强了护坡的透水性和透气性，在一定程度上保持了水体—土壤—生物之间的物质和能量循环，保护了水体的自净能力。
（2）调节水温变化，维持水生生态系统的平衡
传统护坡增强了对光照的吸收，导致水体温度变化过大，不利于维持水中生态平衡。水温的变化过大，不利于对温度敏感物种的生存；对鱼类产卵产生较大的负面影响，因为鱼类的正常繁殖对温度的反应非常敏感；在高温季节，还会孳生传染病菌。而引入植被、灌木或森林的生态护坡在调节光照吸收和防止水温变化过大方面起到了一定的作用。因此，从这个层面上说，生态护坡在一定程度上改善了水生生态系统的平衡。
（3）保护河道系统的生态多样性
混凝土和砂石修葺的传统护坡在一定程度上加快了水体的流速，加大了水流冲刷力度，水中一些生物会被水流冲走，使水中生物减少，岸上又缺乏天然植物，直接影响沿河野生物种，如水鸟等的生存。据统计，目前河道衬砌后，沿河生物种类减少了70%以上，而水生生物也只相当于原来的50%，加之河道的裁弯取直、横断面的几何规则化，使自然河流系统中河床的异质性不复存在，许多水生生物无法安身，不能形成多种多样的生境组合。生态护坡的透水性有利于维持河道水体的原有流速，同时也为各种生物的生长、昆虫和鸟类的栖息、鱼类的繁殖提供了有利的水边环境，保护了河道系统的生物多样性。
（4）恢复护坡的绿色景观
过去没有绿色的传统护坡，使河道失去了原有的生机。而增加了绿色的生态护坡，恢复了护坡的绿色景观，满足了现代人回归自然的追求。生态型护坡是在传统型护坡基础上的改进，不单纯局限于新型环保材料或技术的应用，同样重视发掘传统人工材料和技术的生态功能以及改进传统的护坡方法，在设计和施工中更多地顾及环境和生物的需求。因此，生态型护坡既源于传统型护坡，又有别于传统型护坡，是护坡工程发展的崭新阶段。