基于宮脅法的垃圾填埋場植被重建研究*

賴泓宇 金云峰

同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院景觀學系 上海 200092

基于宮脅法的垃圾填埋場植被重建研究*

賴泓宇 金云峰

同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院景觀學系 上海 200092

通過分析目前垃圾填埋場植被修復過程中存在的問題，指出可用“宮脅造林法”加以指導，而該方法首要解決鄉(xiāng)土種和地帶性植被選擇問題。通過對上海地區(qū)垃圾填埋場的植被調查和鄉(xiāng)土植被的野外適應性評價，結果表明: 1)共有植物189種，其中鄉(xiāng)土種172種，占90%；2)主要群落為香樟、女貞和構樹群落，這符合上海地區(qū)潛在地帶性植被特點，還發(fā)現(xiàn)加拿大一枝黃花可作為修復前期的先鋒植物；3)狗牙根、葎草、構樹等植物抗污染性強,可進行植被修復。在此基礎上，總結出上海地區(qū)垃圾填埋場植被重建推薦植物名錄，這有助于“宮脅造林法”在垃圾填埋場植被選擇應用上加以完善。

植被選擇，宮脅造林法，垃圾填埋場

城市垃圾填埋場封場后將不再填埋垃圾，對周邊地區(qū)造成環(huán)境污染。因其場地自然條件惡劣，污染情況較嚴重，用普通的物理和化學方法治理則需很高成本，而植物修復是一種相對低成本的方法。目前垃圾填埋場重建過程中主要采取人工化植被修復模式，雖在景觀效果上能取得較好效果，但在實踐過程中，這種模式并沒有很好地達到修復效果[1-4]。

日本生態(tài)學家宮脅昭提出的“宮脅造林法”目前在熱帶雨林恢復[5]、荒山綠化[6]、防護林建設[7]等場地自然條件嚴重受人類干擾影響的修復方面應用較廣并取得良好效果。應用宮脅造林法對城市垃圾填埋場植被修復的關鍵是確定鄉(xiāng)土種、地帶性植被類型、群落類型和演替規(guī)律。

本研究通過對上海地區(qū)垃圾填埋場植被的本底調查，了解填埋場植物的種類、生長情況及植被類型，群落演替規(guī)律，同時結合野外栽培適應性實驗的結果，推薦篩選出適宜上海地區(qū)垃圾填埋場重建的植物種類，為應用宮脅造林法修復垃圾填埋場的植物選擇提供指導。

1 研究方法

1.1 植被現(xiàn)狀調查

1.1.1 樣地選擇

文章對上海市11個垃圾填埋場進行植被本底調查并結合進行野外抗逆性栽培實驗。這11個垃圾填埋場已經封場，不再繼續(xù)填埋垃圾，其中顧村垃圾填埋場現(xiàn)有植被情況較好，人為干擾較少。

1.1.2 調查方法

當?shù)刂脖槐镜渍{查的主要內容分為植被物種調查、植物群落調查和植物演替規(guī)律總結。植被物種調查包括確定鄉(xiāng)土種和植物類型。查閱《華東五省一市植物名錄》和《上海植物志》，確定所調查的植物是否為上海地區(qū)鄉(xiāng)土種，同時確定植物所屬科屬和進行植物生活型辨別。植物群落調查主要是樣方調查，樣方調查采取植物社會學調查方法(即法瑞學派調查法)：根據(jù)不同植物群落類型以及群落的邊界大小確定調查的樣方大小，根據(jù)對上海人工植被和次生植被的分類體系確定調查的群落類型[8]。而植物演替規(guī)律則是結合前面兩項調查總結出演替初期、中期和后期階段的主要植物特征。

1.2 野外抗逆性栽培實驗

野外抗逆性栽培實驗選擇9種(構樹、苦楝、蚊母樹、枸杞、小蠟、小葉黃楊、小葉女貞、狗牙根、麥冬)上海地區(qū)常見綠化植物在顧村垃圾填埋場進行，以便確定垃圾填埋場這種特殊生境對所修復植物造成何種程度的影響。根據(jù)調查和栽培實驗對主要植物進行生長勢評定，按優(yōu)劣不同依次分為優(yōu)、良、中、差4個等級，分別用加號數(shù)目表示。

2 結果與分析

2.1 上海地區(qū)垃圾填埋場植被物種

調查結果發(fā)現(xiàn)，總的來說，盡管垃圾填埋場環(huán)境條件惡劣，生態(tài)系統(tǒng)退化，污染情況嚴重，對周圍環(huán)境形成較大干擾，大大降低了環(huán)境品質，不適宜人們在周邊居住和生活，但仍然有一定數(shù)量的植物能在垃圾填埋場中生長且長勢良好[9]。

調查到垃圾填埋場的植物有189種(表1)，隸屬77科165屬，有7種生活型的植物，常綠植物和落葉植物分別有31種和44種。主要以一年生和多年生草本植物占據(jù)優(yōu)勢，有103種，占總數(shù)的55%，在屬和科的層面上分別有93種和44種，分別占總屬數(shù)的和總科數(shù)的53%和41%，物種多樣性非常豐富。這與草本植物較強的種子傳播能力和適應性較強有關。而喬木和灌木較少，分別有45種和30種。其中鄉(xiāng)土種有172種，分屬29科，占總種數(shù)的90%。各垃圾填埋場的鄉(xiāng)土種也占據(jù)絕對優(yōu)勢，所占比例均在70%以上，草本植物種數(shù)也比喬木和灌木種數(shù)多(表2)。這反映了鄉(xiāng)土種在垃圾填埋場特殊生境下的較強適應性、穩(wěn)定性和抗逆性。調查中還發(fā)現(xiàn)，外來入侵植物如加拿大一枝黃花(Solidagocanadensis)也分布較廣，優(yōu)勢度最高，這表明加拿大一枝黃花在垃圾填埋場植被修復前期占據(jù)一定優(yōu)勢。同時還調查了垃圾填埋場植被生長情況，由于大部分垃圾填埋場封場時間較長，植被生長普遍良好，但銀杏(Ginkgobiloba)、日本晚櫻(Prunusserrulatavar.lannesiana)等景觀效果好的樹種生長較差。

2.2 上海地區(qū)垃圾填埋場植物群落

通過對上海地區(qū)垃圾填埋場植物群落調查發(fā)現(xiàn)，主要存在以下幾種類型：1)以女貞(Ligustrumlucidum)、香樟(Cinnamomumcamphora)為主的常綠闊葉林群落；2)以構樹為主的落葉闊葉林群落；3)以女貞、香樟、無患子(Sapindusmukorossi)為主的常綠落葉闊葉混交林群落。

群落調查結果顯示，垃圾填埋場的植物生活型呈現(xiàn)出以常綠落葉闊葉林為主的特征，而上海地區(qū)的地帶性植被特征為常綠落葉闊葉混交林，兩者是比較吻合的，說明上海地區(qū)垃圾填埋場植被特征符合當?shù)氐貛灾脖弧?/p>

2.3 上海地區(qū)垃圾填埋場植物演替規(guī)律

根據(jù)植被本底調查和群落調查，發(fā)現(xiàn)上海地區(qū)垃圾填埋場的植被修復存在以下演替規(guī)律：

先鋒階段(加拿大一枝黃花+狗牙根、葎草等草本植物群落)→中間階段(構樹等鄉(xiāng)土淺根性群落)→頂級階段(構樹+女貞+香樟等鄉(xiāng)土常綠闊葉林群落)

植被修復整體呈現(xiàn)出從先鋒草本植物到陽性植物再到頂級群落的演替過程，符合上海地區(qū)自然群落的演替規(guī)律，頂級群落的植物種類特征符合上海地區(qū)地帶性植被為亞熱帶常綠闊葉林和常綠落葉闊葉混交林為主的特點。

2.4 野外抗逆性栽培實驗結果

通過野外抗逆性栽培實驗發(fā)現(xiàn)[10]，垃圾填埋場因存在受重金屬等污染的土壤環(huán)境、抑制植物生長的填埋氣和滲濾液等影響，抗污染力強的植物如葎草(Humulusjaponicus)、構樹(Broussonetiapapyrifera)、苦楝(Meliaazedarach)等生長較好，且在自然修復過程中也有發(fā)現(xiàn)，而一般園林植物如蚊母樹(Distyliumracemosum)、枸杞(Lyciumbarbarum)等則出現(xiàn)不同程度的死亡現(xiàn)象。根據(jù)調查和栽培實驗對主要植物進行生長勢評定，蚊母樹生長情況不佳，實驗死亡率很高，野外生長也不佳，枝條稀疏葉片枯萎。而構樹、狗牙根(Cynodondactylon)、葎草等植物的生長情況很好，構樹等植物還發(fā)現(xiàn)了更新苗。

2.5 上海地區(qū)垃圾填埋場重建植被選擇推薦

根據(jù)前文研究分析可以表明上海地區(qū)垃圾填埋場植被修復適用的植物符合潛在地帶植被特征，并且抗污染力強的鄉(xiāng)土種在這種特殊生境下生長良好。因此，綜合當?shù)刂脖槐镜渍{查總結出上海地區(qū)垃圾填埋場植被修復主要推薦植物(表3)。

表1 上海地區(qū)垃圾填埋場植物生活型分析

表2 上海地區(qū)垃圾填埋場植被調查統(tǒng)計表

表3 上海地區(qū)垃圾填埋場植被修復主要推薦植物

3 結論與討論

3.1 結論

本文通過對上海地區(qū)垃圾填埋場植被本底調查和野外抗逆性栽培實驗，得出以下結論：

1) 上海地區(qū)垃圾填埋場植被中鄉(xiāng)土種占優(yōu)勢，主要群落符合地帶性植被特征。鄉(xiāng)土種具有更強的適應性和穩(wěn)定性，這為宮脅造林法在垃圾填埋場植被修復應用中提供了堅實的保障，有利于篩選合適的植被種類。

2) 應選擇抗污染性強的植被進行修復。這是在垃圾填埋場這種特殊生境下成功運用宮脅造林法的關鍵之處，以便進行后期的植物修復建設，促進構建穩(wěn)定的植物群落。

3) 加拿大一枝黃花可以作為垃圾填埋場植被修復前期的先鋒植物。外來入侵植物在環(huán)境條件惡劣的生境下具有的獨特優(yōu)勢，為垃圾填埋場植被修復提供了一個新的思路，在演替先鋒階段可以很好的適應生境，快速形成植被覆蓋。

3.2 討論

針對性地篩選出適宜上海地區(qū)垃圾填埋場植被修復的植被種類。如枸杞在郭婉如等[11]的試驗中被作為抗性較好的推薦植物運用到垃圾填埋場植被修復中，但卻與本次研究結果相悖，分析其中主要原因可能是枸杞既不是上海地區(qū)的鄉(xiāng)土物種也非地帶性植被，而是北方地區(qū)常見植物，在北方試驗的植物并不能完全應用到上海地區(qū)。由于該植物推薦表并沒有指明其運用地區(qū)，所以在實際操作中容易產生混淆和誤導。

本文完善和深化了宮脅造林法在垃圾填埋場上運用的方法，并篩選出針對上海地區(qū)的植被修復推薦表。同時也為垃圾填埋場改造再利用提供一種新的思路，為垃圾填埋場成功改造為綠地空間，完善綠地系統(tǒng)規(guī)劃提供了可靠方向，有利于解決中國土地資源有限與城鎮(zhèn)綠地空間發(fā)展的矛盾[12-13]，緩解建設用地矛盾和綠地空間難以增加的壓力，完善城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃，實現(xiàn)城市綠地優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展。

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Research on Vegetation Restorationon Landfill Based on Miyawaki’s Method to Afforestation

Lai Hongyu Jin Yunfeng

(College of Architecture and Urban Planning, Tongji University, Shanghai 200092, China)

By analyzing the problems arising in the landfill vegetation restoration process, the paper pointed out the availability of “Miyawaki’s method to afforestation” for the guidance, which would be used primarily for solving the native species and zonal vegetation selection. The vegetation investigation among the landfills in Shanghai and the adaptation evaluation for the native vegetation showed that: 1) There are 189 species of plants, of which 172 species are the native species, or 90%. 2)Cinnamomumcamphora,LigustrumlucidumandBroussonetiapapyriferaconstitute the major communities, which is in line with the characteristics of potential zonal vegetation in Shanghai. It was found thatSolidagocanadensiscould be used as a pioneer plant before the restoration. 3) The plants such asCynodondactylon,Humulusscandens,Broussonetiapapyriferaare strong anti-pollution plants, which could be selected for restoration. Based on these, the recommended plant catalog for landfill vegetation restoration was developed for Shanghai, which would contribute to the use “Miyawaki’s method to afforestation” to improve the plant selection for landfill vegetation restoration.

vegetation selection, Miyawaki’s method to afforestation, landfill

2016-07-20

同濟大學建筑設計研究院(集團)有限公司重點項目研發(fā)基金, 高密度人居環(huán)境生態(tài)與節(jié)能教育部重點實驗室自主與開放課題(課題編號：2015KY06)

賴泓宇(1989- )，男，博士研究生，研究方向為城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃。E-mai:lhycancer@126.com

金云峰(1963-)，男，教授，博士生導師，副系主任，研究方向為風景園林規(guī)劃設計方法與工程技術，公園綠地與開放空間，中外園林與現(xiàn)代景觀，風景旅游區(qū)保護與更新。E-mail：jinyf79@163.com

10.3969/j.issn.1672-4925.2017.01.004