廣西南寧園博園巖質邊坡生態(tài)修復工程應用與探討*

路秉翰 戴偉 譚廣文

（廣州普邦園林股份有限公司，廣東 廣州 510600）

近年來，土地復墾常面臨眾多困難立地，如裸露邊坡、棄渣場、棄礦山、水岸漲落帶等復綠困難[1～2]。黨的十八大明確把生態(tài)文明建設放在突出地位，加大力度解決生態(tài)環(huán)境問題，黨的十九大提出加快生態(tài)文明體制改革、推進綠色發(fā)展、建設美麗中國的戰(zhàn)略部署。大量裸露巖質邊坡不僅帶來了安全隱患，而且對環(huán)境造成視覺污染，與我國生態(tài)文明建設理念相違背[3]。巖質邊坡作為一種典型的困難立地，常常作業(yè)面陡峭、表面結構不穩(wěn)定，缺少植物生長所須的土壤和養(yǎng)分，具有明顯抑制植物生長的因素，需人工措施進行植被恢復和生態(tài)重建[4～5]。

早在20世紀30年代歐美等國家已經(jīng)意識到裸露邊坡的重要性，并開展植被恢復研究。目前，國內學者針對如何修復由于開發(fā)建設項目產(chǎn)生的受損破面以及天然破面進行植被恢復做了一些研究[6～7]。然而，國內巖質邊坡生態(tài)修復技術主要以引進和模仿居多，進行科研開發(fā)、本地化的研究較少，普遍存在著重景觀展示度、輕長期管理維護和潛在的生態(tài)經(jīng)濟價值，重經(jīng)濟價值、輕綜合效益的誤區(qū)。采用的巖質邊坡生態(tài)修復技術主要有客土噴播技術、土工網(wǎng)墊護坡技術、植生袋技術、V型槽種植帶技術等[8～11]。根據(jù)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，如何恢復巖質邊坡植被，已成為我國生態(tài)環(huán)境建設中面臨的亟待突破的重大難題[12]。

為此，本文以廣西壯族自治區(qū)南寧市邕寧區(qū)的園博園巖質邊坡生態(tài)修復工程應用為例，系統(tǒng)介紹南寧園博園巖質邊坡生態(tài)修復的關鍵技術，旨在為巖質邊坡生態(tài)修復提供借鑒。

1 工程概況

第十二屆中國（南寧）國際園林博覽會園林景觀項目位于廣西壯族自治區(qū)南寧市邕寧區(qū)（N22°43′，E108°29′），作為廣西壯族自治區(qū)成立60周年的獻禮項目，該項目堅持“創(chuàng)新、協(xié)調、綠化、開放、共享”發(fā)展理念，打造“生態(tài)、文化、共享”三大特色的園林盛會。該地區(qū)屬亞熱帶季風氣候區(qū)，北回歸線南側，年平均氣溫21.3℃～ 22.7℃，年均降水量為1 200 mm～1 300 mm，平均相對濕度為79%[13]。

羅漢松園作為園博園入口處的迎賓園，利用現(xiàn)狀地形地貌，以羅漢松Podocarpus macrophyllus造景為主，通過“縮龍成寸”大地盆景造園手法，栽植數(shù)百棵形態(tài)各異的名貴羅漢松，打造成中國地區(qū)較大的集觀賞和科普于一體的羅漢松植物專類園。因地就勢，利用原有山石、崖壁等無法復制的大自然條件，巧借中國山水園林布局，營造出月色松林、清溪如帶、深深庭院、朦朧霧森、山麓草甸等場景。

天然崖壁位于羅漢松園南側，崖壁面積589 m2，坡面上大塊巖石裸露，土壤極度貧瘠。邊坡最高處近30 m，坡度約60°～90°，局部地方甚至出現(xiàn)負坡，坡面極為陡峭，施工難度大。根據(jù)現(xiàn)場情況考察及業(yè)主約定，采用高壓噴播方法進行施工，結合生物活性土壤綠化技術，科學地進行生態(tài)復綠，從而快速形成近自然群落，提高生物多樣性和維護群落穩(wěn)定性，實現(xiàn)裸露巖質邊坡生態(tài)修復。

2 生物活性土壤綠化技術

2.1 技術原理

土壤特性對邊坡植物群落多樣性的影響顯著[2]。該技術利用土壤菌（蘇云金芽孢桿菌）有效地使巖石的風化和土壤化過程加速數(shù)萬倍，促進巖石中Ca2＋、Mg2＋等主要離子的釋放，加速石灰?guī)r侵蝕成土。同時，土壤菌從巖石及大氣中自主吸取養(yǎng)分，使巖石邊坡植物生長及其永久綠化成為現(xiàn)實。以往的養(yǎng)護施肥方法是給“土壤輸血”，而生物活性土壤綠化技術是讓“土壤造血”，自主形成循環(huán)系統(tǒng)，同時達到生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定。由于生物活性土壤綠化技術讓地球表土再生，其不僅適用于巖石，對被視為綠化困難的砂質土壤邊坡及貧瘠地也能進行生態(tài)修復，最終形成長期蔥郁的優(yōu)美綠色景觀（圖1）。

2.2 技術理念

生物活性土壤綠化技術以“追求人與自然和諧”為理念，對巖質邊坡植被進行生態(tài)恢復，減少對自然的二次傷害，有利于物質循環(huán)利用，同時建立低養(yǎng)護的多樣性穩(wěn)定植被，充分發(fā)揮植物的護坡功能。

2.3 技術特點

生物活性土壤綠化法與普通客土噴播法相比景觀效果、護坡效果、生態(tài)效果顯著（表1）。該技術根據(jù)地區(qū)選擇適宜樹種，快速實現(xiàn)植物近自然生長、覆蓋坡面，景觀效果“立竿見影”。土壤是種子萌發(fā)和植物生長的必要條件，良好的土壤是生態(tài)修復的基礎[14]。生物活性土壤養(yǎng)分肥沃，使植物根系發(fā)達穩(wěn)固，實現(xiàn)綠化與防護相結合，有效預防坡面的破壞和水土流失。同時，該技術實現(xiàn)邊坡防護和環(huán)境保護相結合，利于環(huán)境保護與生態(tài)平衡。

圖1 生物活性土壤綠化技術剖面示意圖

表1 生物活性土壤綠化法與普通客土噴播法參數(shù)對比

3 邊坡生態(tài)恢復施工

3.1 工藝流程

根據(jù)廣西壯族自治區(qū)邊坡生態(tài)修復技術規(guī)程，該工程在維護邊坡穩(wěn)定與邊坡生態(tài)景觀恢復過程中，前期對邊坡周邊的立地、氣候條件、植物、土壤、巖層特性等進行充分調查，科學合理地進行植物種類配置[15]。通過專業(yè)評估，該巖質邊坡修復采用掛網(wǎng)-噴播生物活性土壤綠化方法，即以坡邊掛網(wǎng)為載體，將生物活性土壤、保水劑、粘合劑、水泥等基材和植物種子充分拌合，通過水介質下加壓噴播到坡面上，形成一定厚度的土層，以創(chuàng)造植物生長所需的生長環(huán)境，達到邊坡生態(tài)修復和景觀營造的目的。

1）邊坡的穩(wěn)定是邊坡生態(tài)修復的基礎[11]。由于邊坡現(xiàn)存基巖較多，樣地破碎化嚴重。首先對坡面進行整平，削掉過于陡峭的破面，對存在明顯凹凸的部位以及坑、洞等部位應用編織袋裝土回填并固定，清除坡面上存在的松動石頭，原生樹木盡量予以保留。坡面整平后，鋪設植生條。為了固定噴播層并防治侵蝕，使用波紋鋼絲十字交叉拼接的勾花網(wǎng)對破面進行覆蓋，以前期精準測量數(shù)據(jù)為參考，勾花網(wǎng)預制成型，盡量避免因尺寸不夠而導致搭接。在坡面頂部修筑平滑截水渠，截水渠底部寬15 cm，上部寬30 cm，深20 cm，以減少雨水對坡面的沖刷。坡腳底部修筑排水渠，及時排出坡腳積水，結構與坡面頂部截水渠相同（圖2）。坡面掛網(wǎng)覆蓋技術：須自上而下，將最上端固定好后，再向下放網(wǎng)。在加釘固定時，網(wǎng)必須保持繃直狀態(tài)，邊角位置需要加緊加固，防治翹起；根據(jù)現(xiàn)場情況，土層坡面使用預制螺紋釘釘入25～40 cm固定；因尺寸不夠而導致需要搭接勾網(wǎng)時，兩網(wǎng)重疊需達10 cm。

2）土壤對邊坡植物的長期穩(wěn)定起著關鍵作用[16]。土壤拌和事先活化好的生物菌，通過混噴機將合適配比的粘合劑、保水劑、水泥、植物種子等均勻混合后，均勻噴播于坡面上。噴播土壤厚度對植物多樣性及分布影響顯著，利于植物生長的土壤厚度應大于8 cm[17]，本項目噴薄厚度標準為10±1 cm，并均勻移動噴頭，避免凹凸不平。噴播作業(yè)時，因垂直高度或水平距離變化，需要調校氣壓，以確保管身承受的壓力及保障噴播人員的安全。

3）為了確保良好的復綠及景觀效果，養(yǎng)護管理是邊坡綠化施工完成后的重要工作。生物活性土壤綠化法在修復工程完工3～6個月后，無需養(yǎng)護仍能達到預期效果，實現(xiàn)邊坡低成本養(yǎng)護。

圖2 坡頂截水渠和坡腳排水渠示意圖

3.2 植被恢復

植被恢復是邊坡工程生態(tài)恢復的關鍵環(huán)節(jié)，應充分調研項目涉及的邊坡坡度、質地、朝向等情況，對項目已有植物種類及群落進行全面調查研究[1]。項目前期對崖壁天然植被群落的結構和動態(tài)進行定量研究，側重探討群落物種多樣性、多度分布及種群空間格局，旨在為近自然化恢復邊坡植被種類選擇、配比，提供可操作性的理論指導。由于邊坡屬強風化巖石坡，坡度極陡，易滑坡，經(jīng)過對其實地調研后，發(fā)現(xiàn)邊坡修復中存在植物種類豐富度極低、植被穩(wěn)定性差等問題。草本作為邊坡生態(tài)恢復的先鋒植物，能迅速固土護坡，結合邊坡地形，選用矮生的狗牙根Cynodon dactylon、地毯草Axonopus compressus、牛筋草Eleusine indica作純草坪景觀[11]。

植物種子是否發(fā)芽是邊坡噴播工程的最基本標準。為了保證發(fā)芽率，對植物種子進行自然環(huán)境正常發(fā)芽、分時段溫（熱）水侵泡處理、分時段藥劑催芽等發(fā)芽試驗研究，篩選用優(yōu)質植物種子，指導該項目種子處理。高壓噴播前，對種子進行熱水侵泡催芽處理，以免因高速碰撞而造成種子粉碎，進而影響發(fā)芽率。種子噴播后5～10 d為發(fā)芽期，邊坡綠化提升工程建成3個月后，坡面植被覆蓋率即達到90%～95%，以往植被覆蓋率為95%左右。該邊坡物種多樣性增加，達到植被恢復的目標和效果（圖3～4）。

3.3 項目難點對策

3.3.1 合理調配資源

園博園景觀二標段園林綠化工程單項工程（邊坡生態(tài)修復）項目采用設計施工一體化有利于實現(xiàn)施工的統(tǒng)籌安排[18]。該項目需要在40日內完成，施工現(xiàn)場多個施工單位交叉施工，涉及到施工場地移交、提前預留施工通道等問題，這不僅需要多方溝通協(xié)調，調動大量的人、財、物資源，還需要結合實際情況制訂詳細的資源計劃表。主要應對措施如下：

1）項目經(jīng)理進行統(tǒng)籌部署，對整個邊坡施工過程進行全面控制，由技術總工向參與施工人員進行施工技術交底。為避免設計與施工銜接不密切，需設計方與業(yè)主、施工、監(jiān)理緊密協(xié)作，對重要景觀節(jié)點進行重點營造；

2）根據(jù)工序需求及作業(yè)面積制定主要資源計劃安排表，對整個邊坡施工過程進行控制，嚴格按設計及有關規(guī)范要求進行施工（表2）；

3）南寧地區(qū)降雨量大，臺風和強熱帶風暴頻繁，噴播后應及時安排人員用防水透氣布覆蓋邊坡，以免雨水沖刷。

圖3 羅漢松園巖質邊坡生態(tài)修復施工前期

圖4 羅漢松園巖質邊坡生態(tài)修復施工3個月后

3.3.2 制定安全保障措施

安全是施工的首要問題。為此項目制定一系列的安全保障、防護措施，并由項目負責人對參加工作的人員進行全面的安全教育培訓。

表2 主要資源計劃安排

4 討論

該項目對原有山體崖壁以低影響開發(fā)的建設理念，充分考慮當?shù)刈匀画h(huán)境特點，應用生物活性土壤綠化技術，對巖質陡坡進行景觀營造。建植期植被在較短時間內實現(xiàn)了近自然生長，并與周圍景觀高度融合。該技術加速巖石的土壤化進程，快速形成適應植物生存所需的土壤，促進巖石侵蝕成土的演替，為植物生長源源不斷提供營養(yǎng)成分。在微生物菌群的作用下，既解決了巖面植物持續(xù)生長所需的種植基質問題，也使種植基質能永久固定在巖面，實現(xiàn)巖面和種植基質的融合，促進了種植基質和巖石的物質循環(huán)，對于改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境具有重要的實踐意義。