Guangdong Landscape Architecture
广西南宁园博园岩质边坡生态修复工程应用与探讨 * | 路秉翰 戴伟 谭广文
路秉翰 戴伟 谭广文* (广州普邦园林股份有限公司,广东 广州 510600)
*
LU Bing-han,dai WEI,TAN Guang-wen
(Guangzhou Pubang Landscape CO., LTD., Guangzhou 510600, China)
摘要:岩质边坡的生态修复作为我国生态环境建设的重点,对提高岩质边坡生物多样性和群落稳定性起到了重要作用。以广西南宁园博园岩质边坡生态修复工程为例,通过充分考虑项目当地气候特点、土壤地质及植被状况,采用生物活性土壤绿化法对天然岩质边坡进行生态修复,包括从前期地形清坡、植生条铺设与挂网再到活性土喷播等施工工艺。建植期植被在较短时间内实现了近自然生长,并与周围景观高度融合,实现岩质边坡植被修复的目标和效果。
关键词:南宁园博园;岩质边坡;生态修复;植被护坡中图分类号:S ;78
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近年来,土地复垦常面临众多困难立地,如裸露边坡、弃渣场、弃矿山、水岸涨落带等复绿困难 >1a2@。党的十八大明确把生态文明建设放在突出地位,加大力度解决生态环境问题,党的十九大提出加快生态文明体制改革、推进绿色发展、建设美丽中国的战略部署。大量裸露岩质边坡不仅带来了安全隐患,而且对环境造成视觉污染,与我国生态文明建设理念相违背 >3@。岩质边坡作为一种典型的困难立地,常常作业面陡峭、表面结构不稳定,缺少植物生长所须的土壤和养分,具有明显抑制植物生长的因素,需人工措施进行植被恢复和 生态重建 >4a5@。
早在 20 世纪 30年代欧美等国家已经意识到裸露边坡的重要性,并开展植被恢复研究。目前,国内学者针对如何修复由于开发建设项目产生的受损破面以及天然破面进行植被恢复做了一些研究 >6a7@。然而,国内岩质边坡生态修复技术主要以引进和模仿居多,进行科研开发、本地化的研究较少,普遍存在着重景观展示度、轻长期管理维护和潜在的生态经济价值,重经济价值、轻综合效益的误区。采用的岩质边坡生态修复技术主要有客土喷播技术、土工网垫护坡技术、植生袋技术、9型槽种植带技术 等 >8a11@。根据我国可持续发展战略的要求,如何恢复岩质边坡植被,已成为我国生态环境建设中面临的亟待突破的重大难题 >12@。
为此,本文以广西壮族自治区南宁市邕宁区的园博园岩质边坡生态修复工程应用为例,系统介绍南宁园博园岩质边坡生态修复的关键技术,旨在为岩质边坡生态修复提供借鉴。
1工程概况
第十二届中国(南宁)国际园林博览会园林景观项目位于广西壮族自治区南宁市邕宁区(12243′,
(10829′),作为广西壮族自治区成立 60周年的献礼项目,该项目坚持“创新、协调、绿化、开放、共享”发展理念,打造“生态、文化、共享”三大特色的园林盛会。该地区属亚热带季风气候区,北回归线南侧,年平均气温 21 3℃~ 22 7℃,年均降水量为 1 200 PP ~ 1 300 PP,平均相对湿度为 79 >13@。
罗汉松园作为园博园入口处的迎宾园,利用现状地形地貌,以罗汉松Podocarpus macrophyllus 造景为主,通过“缩龙成寸”大地盆景造园手法,栽植数百棵形态各异的名贵罗汉松,打造成中国地区较大的集观赏和科普于一体的罗汉松植物专类园。因地就势,利用原有山石、崖壁等无法复制的大自然条件,巧借中国山水园林布局,营造出月色松林、清溪如带、深深庭院、朦胧雾森、山麓草甸等场景。
天然崖壁位于罗汉松园南侧,崖壁面积589 P2,坡面上大块岩石裸露,土壤极度贫瘠。边坡最高处近30 P,坡度约 60 ~ 90,局部地方甚至出现负坡,坡面极为陡峭,施工难度大。根据现场情况考察及业主约定,采用高压喷播方法进行施工,结合生物活性土壤绿化技术,科学地进行生态复绿,从而快速形成近自然群落,提高生物多样性和维护群落稳定性,实现裸露岩质边坡生态修复。
2生物活性土壤绿化技术
2.1 技术原理
土壤特性对边坡植物群落多样性的影响显著>2@。该技术利用土壤菌(苏云金芽孢杆菌)有效地使岩石的风化和土壤化过程加速数万倍,促进岩石中 &D2 +、0J2 +等主要离子的释放,加速石灰岩侵蚀成土。同时,土壤菌从岩石及大气中自主吸取养分,使岩石边坡植物生长及其永久绿化成为现实。以往的养护施肥方法是给“土壤输血”,而生物活性土壤绿化技术是 让“土壤造血”,自主形成循环系统,同时达到生态环境稳定。由于生物活性土壤绿化技术让地球表土再生,其不仅适用于岩石,对被视为绿化困难的砂质土壤边坡及贫瘠地也能进行生态修复,最终形成长期葱郁的优美绿色景观(图1)。
2.2 技术理念
生物活性土壤绿化技术以“追求人与自然和谐”为理念,对岩质边坡植被进行生态恢复,减少对自然的二次伤害,有利于物质循环利用,同时建立低养护的多样性稳定植被,充分发挥植物的护坡功能。 2.3 技术特点
生物活性土壤绿化法与普通客土喷播法相比景观效果、护坡效果、生态效果显著(表1)。该技术根据地区选择适宜树种,快速实现植物近自然生长、覆盖坡面,景观效果“立竿见影”。土壤是种子萌发和植物生长的必要条件,良好的土壤是生态修复的基础 >14@。生物活性土壤养分肥沃,使植物根系发达稳固,实现绿化与防护相结合,有效预防坡面的破坏和水土流失。同时,该技术实现边坡防护和环境保护相结合,利于环境保护与生态平衡。
3边坡生态恢复施工
3.1 工艺流程根据广西壮族自治区边坡生态修复技术规程,该工程在维护边坡稳定与边坡生态景观恢复过程中,前期对边坡周边的立地、气候条件、植物、土壤、岩层特性等进行充分调查,科学合理地进行植物种类配置 >15@。通过专业评估,该岩质边坡修复采用挂网 喷播生物活性土壤绿化方法,即以坡边挂网为载体,将生物活性土壤、保水剂、粘合剂、水泥等基材和植物种子充分拌合,通过水介质下加压喷播到坡面上,形成一定厚度的土层,以创造植物生长所需的生长环境,达到边坡生态修复和景观营造的目的。
1)边坡的稳定是边坡生态修复的基础>11@。由于边坡现存基岩较多,样地破碎化严重。首先对坡面进行整平,削掉过于陡峭的破面,对存在明显凹凸的部位以及坑、洞等部位应用编织袋装土回填并固定,清除坡面上存在的松动石头,原生树木尽量予以保留。坡面整平后,铺设植生条。为了固定喷播层并防治侵蚀,使用波纹钢丝十字交叉拼接的勾花网对破面进行覆盖,以前期精准测量数据为参考,勾花网预制成型,尽量避免因尺寸不够而导致搭接。在坡面顶部修筑平滑截水渠,截水渠底部宽 15 FP ,上部宽
30 FP,深 20 FP,以减少雨水对坡面的冲刷。坡脚底部修筑排水渠,及时排出坡脚积水,结构与坡面顶部截水渠相同(图2)。坡面挂网覆盖技术:须自上而下,将最上端固定好后,再向下放网。在加钉固定时,网必须保持绷直状态,边角位置需要加紧加固,防治翘起;根据现场情况,土层坡面使用预制螺纹钉钉入 25 ~ 40 FP固定;因尺寸不够而导致需要搭接勾网时,两网重叠需达 10 FP。
2)土壤对边坡植物的长期稳定起着关键作用 >16@。土壤拌和事先活 化好的生物菌,通过混喷机将合适配比的粘合剂、保水剂、水泥、植物种子等均匀混合后,均匀喷播于坡面上。喷播土壤厚度对植物多样性及分布影响显著,利于植物生长的土壤厚度应大于8 FP>17@,本项目喷薄厚度标准为 10±1 FP,并均匀移动喷头,避免凹凸不平。喷播作业时,因垂直高度或水平距离变化,需要调校气压,以确保管身承受的压力及保障喷播人员的安全。
3)为了确保良好的复绿及景观效果,养护管理是边坡绿化施工完成后的重要工作。生物活性土壤绿化法在修复工程完工3 ~ 6个月后,无需养护仍能达到预期效果,实现边坡低成本养护。
3.2 植被恢复植被恢复是边坡工程生态恢复的关键环节,应充分调研项目涉及的边坡坡度、质地、朝向等情况,对项目已有植物种类及群落进行全面调查研究 >1@。项目前期对崖壁天然植被群落的结构和动态进行定量研究,侧重探讨群落物种多样性、多度分布及种群空间格局,旨在为近自然化恢复边坡植被种类选择、配比,提供可操作性的理论指导。由于边坡属强风化岩石坡,坡度极陡,易滑坡,经过对其实地调研后,发现边坡修复中存在植物种类丰富度极低、植被稳定性差等问题。草本作为边坡生态恢复的先锋植物,能迅速固土护坡,结合边坡地形,选用矮生的狗牙根 Cynodon dactylon、地 毯草 Axonopus compressus、牛筋草Eleusine indica 作纯草坪景观 >11@。
植物种子是否发芽是边坡喷播工程的最基本标准。为了保证发芽率,对植物种子进行自然环境正常发芽、分时段温(热)水侵泡处理、分时段药剂催芽等发芽试验研究,筛选用优质植物种子,指导该项目种子处理。高压喷播前,对种子进行热水侵泡催芽处理,以免因高速碰撞而造成种子粉碎,进而影响发芽率。种子喷播后5 ~ 10 G 为发芽期,边坡绿化提升工程建成3 个月后,坡面植被覆盖率即达到90 ~
95 ,以往植被覆盖率为95 左右。该边坡物种多样性增加,达到植被恢复的目标和效果(图3a4)。
3.3 项目难点对策
3.3.1 合理调配资源园博园景观二标段园林绿化工程单项工程(边坡生态修复)项目采用设计施工一体化有利于实现施工的统筹安排 >18@。该项目需要在 40日内完成,施工现场多个施工单位交叉施工,涉及到施工场地移交、提前预留施工通道等问题,这不仅需要多方沟通协调,调动大量的人、财、物资源,还需要结合实际情况制订详细的资源计划表。主要应对措施如下:
1)项目经理进行统筹部署,对整个边坡施工过程进行全面控制,由技术总工向参与施工人员进行施工技术交底。为避免设计与施工衔接不密切,需设计方与业主、施工、
监理紧密协作,对重要景观节点进行重点营造;
2)根据工序需求及作业面积制定主要资源计划安排表,对整个边坡施工过程进行控制,严格按设计及有关规范要求进行施工(表2);
3)南宁地区降雨量大,台风和强热带风暴频繁,喷播后应及时安排人员用防水透气布覆盖边坡,以免雨水冲刷。
3.3.2 制定安全保障措施安全是施工的首要问题。为此项目制定一系列的安全保障、防护措施,并由项目负责人对参加工作的人员进行全面的安全教育培训。
4 讨论
该项目对原有山体崖壁以低影响开发的建设理念,充分考虑当地自然环境特点,应用生物活性土壤绿化技术,对岩质陡坡进行景观营造。建植期植被在较短时间内实现了近自然生长,并与周围景观高度融合。该技术加速岩石的土壤化进程,快速形成适应植物生存所需的土壤,促进岩石侵蚀成土的演替,为植物生长源源不断提供营养成分。在微生物菌群的作用下,既解决了岩面植物持续生长所需的种植基质问题,也使种植基质能永久固定在岩面,实现岩面和种植基质的融合,促进了种植基质和岩石的物质循环,对于改善区域生态环境具有重要的实践意义。
注:本文图表均为作者自摄自绘。
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*通信作者: 谭广文 /E-mail:1002871592@qq.com