河道生态护坡技术专利技术综述

         　1.引言
河流连通内陆与大海，是地球生物圈多样性生态系统最基本的存在形式之一，也是自然界物质循环和能量流动的一个重要途径[1]。河道两侧的边坡作为河流生物带的重要组成部分，对河流生态系统与陆地生态系统的平衡稳定有很大影响。
随着人们环境保护意识的增强和生态保护要求的提高，传统的浆砌石护坡技术已不能满足社会发展的需要。人与自然的和谐共生的理念要求在保证河道边坡稳定的同时，最大限度的恢复其原有的岸坡生态系统，并由此催生了一批新的生态护坡技术，如植被护坡、网石笼生态护岸、土工复合材料种植等[2]。但各护坡技术的难易程度和发展状况并不相同。
专利分析是对专利文献中包含的技术、经济和法律等信息进行加工和发掘，整理成有较高技术含量和商业价值的专业情报，以指导政府部门、科研院所和企业机构进行战略布局与技术开发[3]。本文对专利库中河道生态护坡技术进行检索分析，以了解其研究现状和发展趋势。
2.河道生态护坡技术整体的研究现状
整体上，发达国家对河流自然环境破坏会带来负面效应的问题认识较早，而发展中国家在该方面的研究与应用起步较晚，但发展中国家在生态护坡领域的专利申请比例高于发达国家。
各生态护坡技术出现的时间点和技术复杂度如图1所示，与其它种类技术的发展规律相同，生态护坡技术也经历了从简单到复杂、从简陋到成熟的过程，如日本早在17世纪就开始用铺草皮和栽树苗的方法治理荒坡[4]，上世纪90年代初，又提出了“亲水”概念，研发了植被型生态混凝土技术[5]；德国在1938年首先提出“近自然河溪整治”的概念，并正式创立了近自然河道治理工程学[6]；我国则在1993年才引进土工复合材料植草护坡技术，在生态护坡方面的研究与应用起步较晚[7]。
中国、美国、日本、韩国及其他国家关于生态护坡技术的年专利申请数量如图2所示，可以看出日本在上世纪90年代对该领域的研究较为重视，而我国和韩国都是在进入新世纪之后才大量开展该方面的研究工作；但从专利申请的总量来看，我国和韩国所占的比例较大，分别为51%和18%，而日本和美国则分别为28%和1%，反映出发达国家对生态环境开发和保护技术已非常成熟，而发展中国家在该方面则方兴未艾，成为支撑该领域继续发展的砥柱。
2. 我国生态护坡技术专利的申请情况
2.1国内河道生态护坡技术申请量分析
图3为针对1997年至2014年的河道生态护坡专利申请作了统计分析，共911件，经筛选发明申请为338件。专利申请人中以高校教师和科研院所研究员居多，反映出高校和科研院所的研发实力较强，与我国的实际情况相符。
图3中，我国生态护坡技术专利从1997年起才逐年增加，关于生态护坡技术的研究和应用起步较晚；2007-2013年间出现了大幅增加，反映出社会对生态环境方面的技术日益重视，科研、应用及推广的投资增长，结合这期间我国的GDP增长速率可发现，该时期对建筑业投资的增长可能与国家刺激经济需求有关。“十二五”规划中我国提出建立资源节约型、环境友好型社会，提高生态文明水平，以及中央一号文件中明确关于水功能区纳污限制的规定，可预计，未来关于生态护坡技术的专利仍将持续增加。
从图4中可以看出，河道护坡技术专利中，植被型生态混凝土护坡总申请量最多，占申请总量的34%；其次是植物护坡和土工材料复合种植基护坡，均占总申请量的25%。植物护坡作为传统的河道生态护坡技术，其专利申请量并不高，这可能与该技术较为简单有关；植被型生态混凝土护坡最为活跃，虽然我国在生态混凝土方面的研究起止较晚，但发展速度快，生态混凝土因自身多孔隙率、通气性良好和植物生长基质的吸水性等特点，能够为植物的生长发育创造条件，在多孔生态混凝土上扎根的植物，同时能进一步让土壤沉积，从而逐渐实现整体绿化而被广泛使用，从而关于其使用和改进的专利申请量较多。
2.2热点趋势分析
热点趋势分析主要是基于专利数据库的统计数据，采用纵向比较和横向比较的方法，对各项护坡技术的专利申请量进行分析，挖掘数据背后隐含的信息，预测各项技术的未来趋势及护坡技术今后的发展方向。
各项河道护坡技术的年专利申请量随时间的变化关系如图5所示，各项专利申请数量的大幅增长发生在2006年、2007年以后，导致该突变点的原因与国家刺激经济复苏和环境问题提上议程而导致工程项目增多，科研活动日益频繁有关。
比较图5中各项河道生态护坡技术的年申请量可以发现，植被型生态混凝土护坡技术发展最为迅速，科研开展最为活跃；景观型多阶梯式人工湿地护坡技术不仅开始较晚，且科研进展也比较缓慢，与其他几种技术相比，该技术还处于起步阶段；还反映了植被型生态混凝土护坡技术研究较多，这与该技术本身的优势相关。
3.结语
基于专利库的数据分析可得出以下结论：
①河道生态护坡技术将越来越多的引起人们的重视和关注，与河道生态保护相关的文献和专利将继续增多。
②2008年经济危机中我国所实施的国民经济刺激计划对河道生态护坡技术的发展有推动作用。2007-2013年间，与河道护坡技术相关的文献和专利申请数量都大幅增加，这与2008-2010年间政府进行的4万亿刺激计划及“十八大”和“两会”都提出加强生态环境建设有一定的关系。
③植物护坡技术的研究起步较早，技术成熟，在河道生态护坡工程中应用也最为广泛，与其相关的文献数量最多，专利数量也较大，但其年专利申请量占河道护坡技术总年专利申请量的比例逐年降低，这可能与其技术成熟度较高有关。
④土工袋护坡技术起步早、应用多，但近年来有逐渐被植被型生态护坡技术取代的趋势，其相关的文献数量在2007年之前的十年里迅速锐减。
⑤植被型生态混凝土技术是近20年发展起来的新技术，其年发表文献数量和专利申请数量都居河道护坡技术首位，且所占比例也很大，近年来更是超过了生物袋护坡技术，反映出该技术优势和作用效果都非常显著。
⑥景观型多阶梯式人工湿地护坡技术起步较晚且进展缓慢，与其相关的文献数量和专利数量近几年波动不大，这可能与其普适性不高、技术难度较大有关，但仍需要进一步研究。
总之，河道生态护坡作为适应时代的产物，不仅要满足人们对“绿色”的要求，而且要切实地保障城镇河流生态系统的健康。我国河道生态护坡的发展还不够完善，在对其进行研究的同时，相关高校、企业及个人注重核心技术的研发，增强合作与交流，加强专利保护意识，推进知识产权战略。 (责任编辑：论文发表网)转贴于八度论文发表网: http://www.8dulw.com(论文网__代写代发论文_论文发表_毕业论文_免费论文范文网_论文格式_广东论文网_广州论文网)