黃警民
摘要:山體邊坡開(kāi)挖面快速植被恢復(fù)是一門(mén)新興的邊緣學(xué)科,厚層基材噴混植生方法在山體開(kāi)挖面的生態(tài)防護(hù)特別是高陡巖質(zhì)邊坡的植被恢復(fù)中應(yīng)用十分廣泛,本文結(jié)合水利水電、高速公路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)中造成的裸露邊坡植被恢復(fù)與生態(tài)防護(hù)問(wèn)題,介紹植被恢復(fù)的護(hù)坡原理、技術(shù)方案、植物組合配方的難點(diǎn)解決對(duì)策與效果比較。
關(guān)鍵詞:山體邊坡;植被恢復(fù);方法比較
房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)和高速公路興建、水利水電等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是人類(lèi)文明的產(chǎn)物。這些建設(shè)開(kāi)發(fā)顯著地促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展,同時(shí)也給環(huán)境帶來(lái)了一定的影響和破壞,特別是沿海省份丘陵地帶眾多依山傍海開(kāi)發(fā)的樓盤(pán)和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),使得原地貌植被的破壞不可避免,棄土、棄石、開(kāi)挖等會(huì)給和諧的自然環(huán)境留下大量的裸露邊坡而形成難看的山體疤痕。這些地貌的創(chuàng)傷破壞了天然植被,加劇了水土流失,潛在著山體失穩(wěn)滑塌的危險(xiǎn),給臨近的建筑物帶來(lái)極大威脅。為恢復(fù)植被,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,邊坡綠色生態(tài)防護(hù)越來(lái)越受到建設(shè)部門(mén)的重視,而高陡巖質(zhì)邊坡的植被恢復(fù)更是邊坡生態(tài)防護(hù)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。做好高陡邊坡的綠化防護(hù),是再造良好生態(tài)環(huán)境,建設(shè)和諧社會(huì)的迫切需要。
邊坡生態(tài)恢復(fù)技術(shù)實(shí)質(zhì)上就是以綠色植物為主的植被恢復(fù)技術(shù),是利用植被涵水固土的原理穩(wěn)定巖土邊坡、同時(shí)是美化生態(tài)環(huán)境的一種技術(shù)方法。其主要工程措施有鋼筋水泥框架法、客土植生帶法、纖維綠化法、生態(tài)多孔混凝土綠化法、厚層基材噴射法等;對(duì)于一般巖質(zhì)邊坡,采用厚層基材噴混植生護(hù)坡技術(shù)進(jìn)行生態(tài)防護(hù)是最常采用的一種方法。但有些施工單位往往對(duì)植物種籽的配置組合重視不夠,使得人們對(duì)生態(tài)防護(hù)的持久性、防沖刷固坡作用大打折扣,未能達(dá)到預(yù)期效果。
1 常用邊坡綠色防護(hù)設(shè)計(jì)方案與植物組合配置
作為一家專(zhuān)業(yè)的園林綠化建設(shè)集團(tuán),本公司近年來(lái)在綠色防護(hù)技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用過(guò)程中,特別是對(duì)巖質(zhì)邊坡開(kāi)挖面的快速植被恢復(fù)方面,根據(jù)不同的邊坡立地條件、坡面巖石性狀等,改變以往采用單一草本植物組合和相同基材進(jìn)行噴混植生的做法,成功研發(fā)了針對(duì)不同邊坡采取相應(yīng)的生態(tài)防護(hù)方案和不同植物種子組合進(jìn)行生物防護(hù)的生態(tài)護(hù)坡方法,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
1.1邊坡防護(hù)方案設(shè)計(jì)
1.1.1厚層基材客土植生護(hù)坡。先在坡面打錨桿掛鍍鋅鐵絲網(wǎng),再?lài)娚浠募爸参锓N子[基材厚度為8~10cm,錨桿長(zhǎng)0.8m,采用¢14mm螺紋鋼筋,鐵絲網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸90mm×130mm(編織網(wǎng))或50mm×50mm(勾花網(wǎng)),線(xiàn)徑¢2.0mm]。適用于坡率為1:0.5~1:1的穩(wěn)定微、中風(fēng)化巖質(zhì)邊坡,一般用于多級(jí)邊坡的下部一、二級(jí)坡面。
1.1.2 中層基材客土植生護(hù)坡。先在坡面打錨桿掛鍍鋅鐵絲網(wǎng),再?lài)娚浠募爸参锓N子(基材厚度為6~8cm,錨桿長(zhǎng)0.8m,采用¢14mm螺紋鋼筋,鐵絲網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸90mm×130mm或50mm×50mm,線(xiàn)徑¢2.0mm)。適用于坡率為1:0.75~1:1.25的穩(wěn)定中、強(qiáng)風(fēng)化巖質(zhì)邊坡,一般用于多級(jí)邊坡的中部各級(jí)坡面。
1.1.3 薄層基材客土植生護(hù)坡。直接在坡面噴射基材及植物種子(基材厚度為3~5cm)。適用于坡率不陡于1:1.25的穩(wěn)定全風(fēng)化巖質(zhì)邊坡及貧瘠土(砂)質(zhì)邊坡,一般用于多級(jí)邊坡的頂部坡面,以及1~2級(jí)邊坡的坡面。
1.1.4 框架內(nèi)坡面綠化。對(duì)于框格錨桿、大導(dǎo)管注漿砼支撐梁進(jìn)行工程加固的邊坡,框架內(nèi)坡面采用BAG植生袋護(hù)坡、基材客土植生護(hù)坡和噴播植生護(hù)坡3種措施進(jìn)行生物防護(hù)。
對(duì)于框架內(nèi)巖質(zhì)邊坡,在坡率等于或緩于1:1時(shí),采用BAG植生袋護(hù)坡;在坡率陡于1:1時(shí),采用厚層基材客土植生護(hù)坡。
1.1.5 坡腳矮墻綠化。坡腳矮墻采用種植槽內(nèi)栽種爬藤植物(爬山虎:飄長(zhǎng)1.0m)、垂吊植物(迎春:飄長(zhǎng)1.0m)2種方案進(jìn)行綠色遮擋處理。
對(duì)于一般土質(zhì)邊坡,通常采用刻槽噴播植生護(hù)坡、鋪當(dāng)?shù)夭萜?點(diǎn)綴性栽各種灌木兩種措施進(jìn)行生物防護(hù)方法。對(duì)于框架內(nèi)土質(zhì)邊坡,則采用刻槽噴播植生護(hù)坡即可。
1.2 植物組合配置優(yōu)化設(shè)計(jì)
我們?cè)谑┕?shí)踐中發(fā)現(xiàn),以往采用單一牧草噴混植生的做法,有些邊坡在生態(tài)防護(hù)施工后,看似達(dá)到了生態(tài)防護(hù)的目的,表面上植被恢復(fù)了,水土流失也得到了一定的控制,但時(shí)間一長(zhǎng),短則一年半載,長(zhǎng)則2~3年就會(huì)發(fā)生衰退現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在我們施工的京福高速公路福州段、南平段以及廈門(mén)馬峰山體育公園的個(gè)別巖質(zhì)邊坡尤其明顯。由于植物之間的惡性競(jìng)爭(zhēng)或外界環(huán)境不能滿(mǎn)足植物生態(tài)習(xí)性的要求,致使植物生長(zhǎng)勢(shì)逐漸減弱,群落開(kāi)始逆行演替,剛剛恢復(fù)植被覆蓋的土地又會(huì)退化為裸地,形成水土流失現(xiàn)象,不能完成世代交替。究其原因,我們認(rèn)為人們?yōu)榱思涌熘脖换謴?fù)過(guò)程,往往違背了自然演替規(guī)律,在選配植物時(shí),大多只考慮單個(gè)物種的生態(tài)習(xí)性,缺欠考慮物種間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,忽略了物種多樣性對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能的貢獻(xiàn)。而且草本植物在水土保持功能上也有一定的缺憾,表現(xiàn)在:①根系較淺,固坡護(hù)坡效果較差;②群落易發(fā)生衰退,二次恢復(fù)很困難;③管理費(fèi)用高;④外來(lái)物種的大量采用,對(duì)生態(tài)安全有較大風(fēng)險(xiǎn)。
隨著實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的提高,人們逐漸認(rèn)識(shí)到灌木綠化具有的優(yōu)勢(shì)。灌木不僅具有良好的抗旱、保水、保土、防風(fēng)沙、降塵土、抗鹽堿等優(yōu)點(diǎn),而且生長(zhǎng)快、耐貧瘠、對(duì)土壤環(huán)境要求不高,和草本植物相比,優(yōu)勢(shì)相當(dāng)明顯:①灌木類(lèi)木本植物根系的先端部位能向土壤內(nèi)部延伸,在吸取其營(yíng)養(yǎng)的同時(shí)固持風(fēng)化土層,增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。②維護(hù)管理作業(yè)量小,灌木對(duì)水、肥的需求少,適應(yīng)性強(qiáng)。③對(duì)小氣候的改善作用明顯,能緩和陽(yáng)光的熱輻射,使酷熱的天氣降溫、失燥,給人以舒適的感覺(jué)。同時(shí)由于灌木的生物量比草本植物大,進(jìn)行光合作用吸收的二氧化碳多,吸滯煙灰粉塵,稀釋、分解、吸收和固定大氣中的有毒有害物質(zhì)也較多,能更好地凈化空氣。但單一的灌木群落也易產(chǎn)生表土侵蝕,對(duì)初期的水土保持不利。因此,在邊坡防護(hù)過(guò)程中,植物種類(lèi)的選擇以草本植物與灌木配合為宜,二者結(jié)合,可起到快速持久的護(hù)坡效果,有利于生態(tài)系統(tǒng)的正向演替。
因此,基于物種多樣性的考慮,我們?cè)谶x配植物時(shí),充分考慮到植物在群落中的生態(tài)位特征,從空間、時(shí)間和資源生態(tài)位上的分異來(lái)合理選配植物種類(lèi),根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)擬定了下列“草灌結(jié)合,以灌為主”的合理配方,目的是使所選擇的植物生態(tài)位能盡量錯(cuò)開(kāi),從而避免物種間的直接競(jìng)爭(zhēng)。
1.2.1對(duì)于鋪草植灌坡面。采用“鋪草皮+栽種灌木”恢復(fù)植被。采用當(dāng)?shù)夭萜M(mǎn)鋪;灌木采用夾竹桃、木槿、傘房決明等,株高規(guī)格為80~100cm,按1株/2m2密度栽植,自然布置。
1.2.2各類(lèi)植生坡面。采用噴植草、灌、花種子恢復(fù)坡面植被。草種采用狗牙根、百喜草、彎葉畫(huà)眉草等;花種采用白三葉、紫花苜蓿、金雞菊等;灌木采用馬棘、截葉胡枝子、傘房決明、多花木蘭、紫穗槐、金合歡、銀合歡、山毛豆等。
根據(jù)不同地區(qū)和不同施工季節(jié),選用不同的草灌花配方。
(1)偏北地區(qū)的暖季型配方如下:
(2)偏南地區(qū)的暖季型配方如下:
(3)冷季型草、灌、花配方播種則統(tǒng)一為:
灌木視生長(zhǎng)情況選擇春、秋季按1株/m2密度補(bǔ)栽紫穗槐、傘房決明等。
1.2.3坡腳矮墻綠化。栽種爬藤植物和垂吊植物實(shí)現(xiàn)綠色遮擋??稍谄履_矮墻底部種植槽內(nèi)栽種爬山虎、炮仗花等爬藤類(lèi)植物覆蓋,單排栽種,株距1m,飄長(zhǎng)1.0m,或在坡腳矮墻頂部種植槽內(nèi)栽種迎春花、長(zhǎng)春藤垂吊遮擋,單排栽種,株距2m,飄長(zhǎng)1.0m。
1.3 特殊坡面處理方案
(1)對(duì)坡度在1:0. 25以?xún)?nèi)的陡峭巖質(zhì)邊坡,為了保持草坪生長(zhǎng)所需的水分,應(yīng)在邊坡加設(shè)微滴灌設(shè)施——即利用設(shè)在坡頂上的蓄水池等設(shè)施儲(chǔ)水,再通過(guò)低壓管網(wǎng)系統(tǒng),通過(guò)滴頭將水分和養(yǎng)分均勻而緩慢滴入植物根部,使土壤經(jīng)常保持潮濕狀態(tài)。通過(guò)管網(wǎng)嚴(yán)格控制灌水量,減少蒸發(fā)量,避免地表徑流和深層滲漏損失,有效控制每個(gè)滴頭的出水量,使灌溉均勻度高。以提高和保持混播草坪的成活率。
(2)對(duì)坡度在1:0.75以上的較緩邊坡,不用擔(dān)心栽植小喬木會(huì)提高坡面負(fù)載,在風(fēng)力作用下容易造成坡面的不穩(wěn)定或坍塌問(wèn)題??梢栽诓莨嘟Y(jié)合的基礎(chǔ)上,適當(dāng)搭配種植一些小喬木,如選用馬尾松或濕地松(1年生)等,干徑規(guī)格為Φ3~4cm,按1株/5m2密度栽植,自然布置,以營(yíng)造草、灌、喬三位一體的多層次的植物自然群落結(jié)構(gòu)。由于所形成的物種多樣性指數(shù)高,抗外界干擾的能力就強(qiáng),即使群落中一種或幾種植物受到病蟲(chóng)害的危害而死亡,其他的植物也會(huì)填補(bǔ)其留下的空白,固坡防護(hù)效果將更加顯著。
1.4 厚層基材噴混植生的施工工法
1.4.1整修邊坡。整修邊坡主要目的是清除邊坡上不穩(wěn)定的石塊,把凹凸不平的坡面大致整平,以便讓種植基材厚薄均勻,對(duì)于松散的巖石要用水泥砂漿先抹縫粘結(jié),若巖石邊坡本身不穩(wěn)定,應(yīng)事先進(jìn)行加固處理,方法是采用預(yù)應(yīng)力錨桿錨索固定等。
1.4.2錨桿、掛網(wǎng)。先在坡面上鋪鍍鋅鐵絲網(wǎng)或高強(qiáng)塑料加強(qiáng)網(wǎng)、網(wǎng)孔規(guī)格為90mm×130mm 或5cm×5 cm。然后用風(fēng)鉆或電鉆按1m×1m間距以梅花形布置錨桿和錨釘。錨桿長(zhǎng)90~100 cm即可。錨釘長(zhǎng)約為50~60 cm。應(yīng)特別注意在鋪設(shè)鐵絲網(wǎng)時(shí)其高度應(yīng)控制在與巖石之間的距離約為植生基材厚度的一半。掛網(wǎng)的目的是讓植生基材在巖石表面形成一個(gè)持久的整體板塊。
1.4.3植生基材噴播。植生基材按比例混合后呈干粉狀。需用專(zhuān)用的客土噴播機(jī)在大馬力空氣壓縮機(jī)的風(fēng)壓下,將植生基材均勻地噴上巖石表面,在噴口處可用另外的泵水設(shè)備同時(shí)加水,使得植生基材落在巖石上就是潮濕的。噴射設(shè)計(jì)厚度約為10±3 cm。噴射厚度是今后植物生長(zhǎng)的關(guān)鍵所在。此環(huán)節(jié)應(yīng)隨時(shí)檢查厚度以保證施工質(zhì)量。
1.4.4噴播植物種子。將事先配好的種子和紙漿等混合材料用液壓噴播植草機(jī)直接噴射在植生基材表面,這個(gè)施工環(huán)節(jié)和液壓噴播植草方法相同。應(yīng)注意的是:
①?lài)姴ゲ葑秧毥?jīng)噴播機(jī)攪拌均勻后牢固粘附在紙漿或木桿屑等附著物上。
②在南方由于夏季氣候氣溫高、蒸發(fā)量大,陽(yáng)坡的種子發(fā)芽率多有降低,故陽(yáng)坡噴播時(shí)應(yīng)適當(dāng)加大種子的用量。
1.4.5覆蓋。南方雨水較多,可用無(wú)紡布(16~18g/m2,質(zhì)量過(guò)小容易碎裂影響質(zhì)量)覆蓋以防止雨水沖刷,北方可用草簾等物覆蓋,覆蓋的目的,一是防止雨水沖刷,二是防止水分蒸發(fā)過(guò)快,三是保溫利于種子較快發(fā)芽,四是防止鳥(niǎo)類(lèi)吃掉種子。
1.4.6養(yǎng)護(hù)。草坪植物雖然適應(yīng)性較強(qiáng),但也需“三分種、七分管”,故應(yīng)特別注意噴播后草坪的養(yǎng)護(hù)。
噴播后如天氣未下雨則每天應(yīng)澆水養(yǎng)護(hù)以保持土壤濕潤(rùn),畫(huà)眉草一般4~5天發(fā)芽,狗牙根一般7天左右發(fā)芽,百喜草一般15~20天發(fā)芽,整體45天左右可以成坪。2個(gè)月左右覆蓋率即可達(dá)90%以上,成坪后就可逐漸減少澆水次數(shù)。在養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)隨時(shí)觀察草坪的水肥情況。水分主要是看根系土壤的濕潤(rùn)程度。在草坪成坪后由于其自身會(huì)形成一層草毯,對(duì)土壤中的水分散失有一定的保護(hù)作用。幾個(gè)月以后,草坪基本上形成了其自身的生態(tài),就不需要特別的養(yǎng)護(hù)了。
2 綠化防護(hù)效果比較
在基材噴混植生施工完畢后1個(gè)星期左右,混合植物種子中冷季型草種優(yōu)先發(fā)芽,隨即其他草種陸續(xù)發(fā)芽,由于采用了草灌混合植物種子的合理搭配,植物在抗旱和抗病蟲(chóng)害方面表現(xiàn)出良好的性能,2個(gè)月后綠草成坪,能完全覆蓋巖石坡面,植物根系已經(jīng)將基材和巖面緊緊相連,能抵抗暴雨沖刷,此后灌木長(zhǎng)高后,基本上就不再需人工養(yǎng)護(hù),可以自然生長(zhǎng)了。
3 結(jié)語(yǔ)
在厚層基材噴混植生中對(duì)草種配比采用“草灌結(jié)合,以灌為主”的合理配方,一方面具有見(jiàn)綠快、覆蓋大的特點(diǎn);另一方面能很快形成比較穩(wěn)定的水土保持植被群落,通過(guò)人工方式的誘導(dǎo),加速植物的生長(zhǎng)、演替,使綠化后的植物群落與相鄰地區(qū)相互吻合,融入自然。在固坡防護(hù)功能上,與其它防護(hù)措施比較,具有生態(tài)防護(hù)期長(zhǎng)、不易衰落、造價(jià)較低、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)相對(duì)于其它防護(hù)類(lèi)型的社會(huì)效益:如涵養(yǎng)水源,改善氣候,吸毒滯塵的作用更是高出一籌。它不僅適用于水利水電工程、高速公路、高鐵建設(shè)等領(lǐng)域,同樣在房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)等涉及山體開(kāi)挖創(chuàng)面的植被快速恢復(fù)、生態(tài)防護(hù)、水土保持、環(huán)境保護(hù)中發(fā)揮出越來(lái)越重要的作用。
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(責(zé)任編輯 張芝)