邊坡綠化生態(tài)修復工程中的難點問題與對策探討
前人總結的那些邊坡綠化生態(tài)修復工程中的難點問題與對策探討
巖土邊坡工程是巖土工程的重要組成部分。邊坡的工作狀況直接或間接影響工程建筑物的穩(wěn)定、耐久和安全。進入到21世紀的今天,項目開發(fā)與環(huán)境保護兼顧是經濟可持續(xù)發(fā)展的重大課題,在工程建設中邊坡工程的合理利用資源、支護類型與保護環(huán)境、美化環(huán)境等工程結合起來。
1.城市邊坡的生態(tài)恢復
生態(tài)恢復是城市建設開發(fā)工程中對自然的一種補償,城市邊坡多見于道路兩側、河流堤岸、房地產開發(fā)等、城市坡面的生態(tài)環(huán)境有以下的主要特點。
(1)原有植被與表土遭到破壞,表土抗蝕能力減弱。
原有表土與植被之間的平衡關系失調,水土極易流失,嚴重時造成滑坡等。
(2)邊坡小氣候復雜,限制因子多。
邊坡風速大,行車排放尾氣與熱量,產生氣流,加大風速,另外城市的局地大風。加上土壤貧瘠、溫度變化大等原因,形成復雜小氣候,不利于植物正常生長。
(3)污染嚴重
城市邊坡的污染主要來自噪音和大氣。污染破壞了邊坡自然土壤的物理化學屬性以及原來的微生物區(qū)系,同時一些重金屬污染物進入土壤,對土壤產生污染。
2.邊坡綠化的主要方法及其選擇
邊坡綠化按不同的標準可分為:
(1)按所用植物不同分為:木本植物綠化;藤本植物綠化;草本植物綠化。
(2)按栽種植物方法不同分為:栽植法和播種法。播種法主要用于草本植物的綠化,其它植物綠化適用栽種法。播種法按使用機械與否,又可分為機械播種法和人工播種法;按播種方式不同還可分為點播、條播、撒播。
(3)按植生土的來源不同可分為:客土綠化和原地綠化。客土綠化按所用材料不同又分為:移土綠化和植生砼綠化。
在符合邊坡綠化基本原則的前提下,邊坡綠化方法的選擇需考慮以下因素:
(1)邊坡綠化后所要達到的目的,如美學要求的高低,安全等級要求等。
(2)邊坡所在地區(qū)的氣候條件。
(3)邊坡本身的地質條件。如土質、坡度、肥瘦;巖坡還涉及到節(jié)理發(fā)育情況。
(4)施工條件:如施工機械、施工季節(jié)等。
3.在不同的邊坡上制定物種配方應遵循的原則
(1)遵從植物生態(tài)習性,因地制宜植物的生態(tài)習性是指植物生長對環(huán)境條件的要求,包括氣候生態(tài)條件、土壤生態(tài)條件、生物生態(tài)條件等。氣候生態(tài)條件(光照、濕度、溫度等)影響植物的生長繁殖,決定植物能否順利越冬、越夏;土壤生態(tài)條件(養(yǎng)分、肥力、結構、pH值、鹽分等)與植物的生長密切相關;生物生態(tài)條件關系著植物的生長發(fā)育。如果外界環(huán)境不能滿足植物的生態(tài)習性,植物生長就要受到阻礙甚至發(fā)生退化。因此,在選配植物時應綜合考慮環(huán)境條件,因地制宜合理種植。
(2)保持物種多樣性,建立自然群落結構目前,學術界就物種多樣性在生態(tài)系統(tǒng)中的作用提出了很多假設,如冗余種假設、零假設、特異反應假設、鉚釘假設等,對這個問題的看法還沒有完全一致的認識。多數生態(tài)學家認為,物種多樣性是群落穩(wěn)定的一個重要尺度,物種多樣性指數高的群落,物種之間往往形成比較復雜的關系,植物鏈或植物網更加趨于復雜,當面對來自外界環(huán)境的變化或群落內部種群的波動時,群落有一個較強的反饋系統(tǒng),可以緩沖干擾。當某一物種發(fā)生病蟲害時,不可能侵染所有的物種,即病蟲害不易傳播。植物的自然群落結構是草、灌、喬三位一體的多層次的復雜結構,物種多樣性指數高,在一般的情況下抗外界干擾的能力強,即使群落中一種或幾種植物受到病蟲害的危害而死亡,其他植物也會填補其留下的空白。
(3)遵從生態(tài)位原則,優(yōu)化植物配置基于物種多樣性的考慮,在利用植物進行邊坡防護時采用的植物種類較多,這就要求擬定一個合理的配方,因自然群落中的物種、種群不是偶然的組合,而是生態(tài)上的協調與組合。綠化植物的選配除了要考慮它們的生態(tài)習性外,實際上還取決于生態(tài)位的配置,這是生態(tài)防護工作關鍵的一步,它直接關系到系統(tǒng)生態(tài)功能的發(fā)揮和景觀價值的提高。因此,在選配植物時,應充分考慮植物在群落中的生態(tài)位特征,從空間、時間和資源生態(tài)位上的分異來合理選配植物種類,使所選擇植物生態(tài)位盡量錯開,從而避免種間的直接競爭。
(4)遵從互惠共生的原理,協同植物之間的關系在植物生長發(fā)育過程中,根系作為植物和土壤的重要界面,不僅是重要的吸收和代謝器官,而且是重要的分泌器官。它一方面從生長介質中攝取養(yǎng)分和水分,另一方面也向生長介質中分泌離子和大量的有機物質。當一些植物的分泌物對另一些植物的生長發(fā)育有利時,他們互惠共生,相互促進生長,如皂莢與七里香在一起生長時,互相都有促進作用;當一些植物的分泌物對其他植物的生長發(fā)育不利時,就會影響其生長。群落中植物的分泌物對其他植物的生長發(fā)育有很大的影響,在選配植物種時應高度重視。

(5)遵從固土護坡功能與美化環(huán)境兼顧原理,邊坡植物防護的主要目的是固土護坡、防止沖刷,兼有美化環(huán)境的功能。一般應選擇干旱、瘠薄、根系發(fā)達、覆蓋度好、易于成活、便于管理、同時兼顧景觀效果的草本或木本植物。邊坡生態(tài)防護植物配置技術原則是采用以水土保持為主,兼具生態(tài)景觀效果邊坡防護要考慮對整個植被進行逐步恢復,應以林草植物為主進行生態(tài)模式配置,有利于固土護坡,防止水土流失,改善邊坡景觀和行車效果,有利行車安全。以適應生態(tài)學理論為依據,尊重自然、正視自然、保護自然、恢復自然,兼顧生態(tài)效益、經濟效益和社會效益,以達到四季常綠并可體現有當地特色的景觀效果;同時在選擇植物種類時要堅持生物多樣性,多科屬結合,喬、灌、草結合,營建喬、灌、草結合的多樹種、多結構、多功能的復層生態(tài)景觀群落,有效增加綠量和綠葉面積,挖掘單位面積上的潛在生態(tài)力,提高葉面積指數,整個綠化沿線注意立體空間上的線條變化和節(jié)奏感。但應在考慮氣候、土壤、立地類型的基礎上,優(yōu)先選擇耐干旱、耐瘠薄、抗污染、觀賞性強的樹種及草坪地被植物,既能適應當地土地條件,又能滿足綠化的要求,達到功能、藝術、科學的統(tǒng)一。
3.邊坡綠化工程中的難點問題及對策
隨著邊坡植物防護技術的推廣應用,各類邊坡植物防護技術已發(fā)展成為公路、鐵路綠色通道建設中的重要組成部分,但也存在一些難點問題。
(1)邊坡植草的退化
在公路、鐵路等工程建設中,其邊坡綠化防護上投入的資金比例較低,在低投入、低養(yǎng)護或無養(yǎng)護情況下,邊坡草坪處于自生自養(yǎng)狀態(tài),極易退化、死亡。因為人工種植草種生長較弱、品種單一,隨著時間的增長,在養(yǎng)分水分供給較差的邊坡上都會呈現不同程度的草坡退化現象,這是一個十分突出和嚴重的問題,若草被退化得不到解決,不僅造成重復建設、資金浪費,而且起不到邊坡綠化防護效果,最終可能會引起水土流失、坡面坍塌等許多不良后果。
防治邊坡草被退化的重要措施就是喬灌草相結合,盡量模擬出當地的植物群落結構,走向本地化。實際上國外已經開始流行以喬灌木為主的綠化方式。天然植被一般都是草木混生的,在較高的貧瘠土質或石質邊坡上,采用草灌結合的客土噴播或噴混植生技術施工,可以將草種和灌木樹種進行混播,早期以草坪防護為主,后期以灌木防護為主,構建喬灌草立體防護生態(tài)體系,達到恢復自然植被的目的。植物種子的選擇及配置應走本地化的道路,以地帶性植被、鄉(xiāng)土植物為基調,適當引進適于本地生長條件的野生植物和外地植物。同時也應考慮淺根植物和深根植物的結合、豆科植物與非豆科植物的結合,還要盡可能配置抗逆性強的植物和水、肥、光、熱利用率高的植物,這樣才能使植物更能適應當地氣候與自然植被融為一體,建設一個具有生物多樣性的穩(wěn)定的、生命力強的立體生態(tài)群落。
(2)噴播時的植物種子配比與最終植物狀態(tài)
在較短的時間內把開挖的邊坡恢復到自然狀態(tài),施工者將面臨:①植物種子的配比如何確定;②如何考慮當地自生優(yōu)勢群落的結構特點進行種子配比;③如何確定噴播時的植物配比與最終形成的植物群落之間的動態(tài)關系。只有對這些問題作詳盡的調查研究分析,才能正確指導施工,否則邊坡的植物生長將無法實現人工強制綠化向原始植物群落的順利演替。
(3)干旱對土體很薄的坡面植物構成威脅
開挖后的巖石邊坡,巖石層厚、整體性好,坡體高陡,對邊坡進行植物綠化后,隨著時間的增長,秋冬季干旱、夏伏季炎熱,土體養(yǎng)分逐漸流失,土壤肥力降低,如何解決邊坡呈現的無土、缺水、缺肥的狀態(tài)及邊坡植被面臨的干、熱威脅,這將直接影響到邊坡最終的綠化效果和生態(tài)效益。
邊坡綠化工程中的難點問題,是對邊坡生態(tài)防護可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境科學技術的挑戰(zhàn),邊坡生態(tài)防護技術涉及到工程力學、生物學、土壤學、肥料學、園藝學、環(huán)境生態(tài)學等學科,必須不斷在這些理論領域有所突破,積極引進開發(fā)新材料、新工藝及配套施工機械設備,充分吸收新的科研成果、先進技術和工程施工經驗,注重國際和行業(yè)間的技術交流與合作。總之,提高邊坡生態(tài)防護技術的科技含量,是邊坡綠化防護工程成敗的重要環(huán)節(jié)。
目前在邊坡綠化防護工程中,液壓噴播、客土噴播、噴混植生是具有典型生態(tài)防護施工技術;在邊坡綠化養(yǎng)護工程中,滴灌、滲灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有節(jié)約水資源、提高成活率、促進草灌木植物生長的灌溉技術;在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、農菌及各種微生物肥料的應用,具有促進植物生根、生長和發(fā)育,提高植物的生理機能和抗逆性。在這些新技術的應用過程中,還有許多問題和工藝需要探討、改進,使其成本更低、操作更為簡單、效果更好。隨著邊坡生態(tài)防護各項科研技術的不斷深入,其各項新技術新工藝的應用將日趨完善和成熟。