安徽省低山丘陵區(qū)風電場生態(tài)環(huán)境問題及植被恢復技術探討

貝耀平，汪錫彪，魯 健，李斌斌，徐家隆,3

[1.中國三峽新能源(集團)股份有限公司 華東分公司，江蘇 南京 210000；2.水利部 水土保持監(jiān)測中心，北京 100053；3.陜西省水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，陜西 西安 710055]

風力資源是具有成熟開發(fā)利用技術和規(guī)模化開發(fā)前景的可再生能源[1]，其可持續(xù)發(fā)展得到了許多國家的政策鼓勵和支持。安徽省屬于低風速地區(qū)[2]，風能資源總儲量為3 558萬kW，技術可開發(fā)量約543萬kW[3]。在地形地貌和氣候條件的共同作用下，安徽省風能資源主要集中于安慶沿江、滁州江淮分水嶺、沿淮區(qū)域和黃山-大別山以北及以東地區(qū)[3-4]。近20年來，安徽省風電工程建設得到長足發(fā)展，據(jù)安徽省能源局統(tǒng)計資料，截至2020年7月底，風電裝機容量達288萬kW。風電場建設有效緩解了安徽省能源供需緊張問題，也拉動了當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，具有明顯的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益[3]。但是，風電工程建設對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境具有一定的負面影響，尤其是風電場道路修建、土地平整、風機平臺建設、集電線路布設等過程中會破壞地表植被和土壤結構，導致水土流失發(fā)生[5-7]，且呈現(xiàn)點多、面廣的特征[5]，引起了社會的廣泛關注。

安徽省風電場主要分布在低山、丘陵及沿江、沿湖地區(qū)，低山丘陵區(qū)在風電開發(fā)過程中，場內交通道路、風機平臺、施工生產生活區(qū)存在大規(guī)模的土石方挖填，不可避免地會對原有地表造成一定的破壞，人為加劇了水土流失[8]。安徽省在建或已建風電場在建設過程中也采取了相關水土保持措施進行生態(tài)修復，但部分風電場植被恢復效果較差，一方面造成資金投入難見成效，影響區(qū)域生態(tài)環(huán)境和工程竣工驗收，另一方面使場區(qū)生態(tài)恢復進程滯后，山體掛白現(xiàn)象嚴重，大面積裸露地表增加了水土流失的風險。鑒于此，筆者在區(qū)域調研和相關資料分析的基礎上，提出了安徽省低山丘陵區(qū)風電場植被恢復方案和建議，以期為風電場生態(tài)修復提供參考。

1 風電場主要生態(tài)環(huán)境問題

1.1 地表植被破壞，生態(tài)功能下降

低山丘陵區(qū)風電場建設前的林草植被覆蓋通常較好，分布著大量自然林、次生林，群落結構以灌木-灌叢-草本結構和喬木-灌叢-草本結構為主。風電工程是典型點線結合的生產建設項目。山丘區(qū)的風機平臺基本沿山脊或基干林帶布設，需要新建或擴建大量的場內道路，擾動點位多、永久和臨時占地分散；風機基礎、道路、升壓站、集電線路等施工過程造成大面積的地表擾動和開挖，原有地表植被損毀嚴重。相關觀測試驗表明[9-10]，風電場區(qū)域植被群落和生物量下降趨勢特別明顯，對灌叢和森林產生非常大的影響，且風電場建設對植被的影響主要集中在施工期。根據(jù)安徽省生態(tài)功能區(qū)劃，低山丘陵主要分布在江淮丘陵崗地生態(tài)區(qū)、皖西大別山生態(tài)區(qū)和皖南山地丘陵生態(tài)區(qū)，在北亞熱帶向暖溫帶過渡帶的生物多樣性保育方面具有重要地位，敏感性極高。風電場對山丘區(qū)植物種類和邊坡植被多樣性均有顯著影響，受影響地區(qū)的α多樣性和β多樣性明顯降低[11]，從而造成區(qū)域生態(tài)功能下降。

1.2 土壤結構擾動，復綠難度增加

受山丘區(qū)地形起伏較大、彎多坡陡、土層瘠薄等因素影響，風電機組及箱變基礎開挖與建設、道路修建、集電線路的架設或埋設、平整場地等活動往往采取半挖半填、削高填低等施工方式，而開挖回填土石方擾亂了原有表層土壤結構，同時形成大量不穩(wěn)定挖填邊坡和棄土棄渣，使土體結構松散、礫石含量增加，并呈現(xiàn)大量全風化、強風化邊坡，造成后續(xù)植被恢復較困難的立地條件。尤其是風電場建設給當?shù)赝寥牢锢砘瘜W性質帶來了惡劣影響，增加了擾動區(qū)域的土壤容重、pH值和總孔隙度，降低了土壤電導率、含水量，以及土壤有機質、全氮、有效磷、速效鉀的平均含量[6,12]，直接影響水土保持林草措施的恢復效果。實地調查發(fā)現(xiàn)，低山丘陵區(qū)風電場部分地段存在因植生條件惡劣而無法進行復綠和復綠效果不佳的現(xiàn)象，需采用客土、植生工程措施等其他輔助手段。

1.3 環(huán)境要素改變，景觀格局變化

低山丘陵區(qū)屬于自然和人工相結合的景觀體系，是由山丘、農田、森林、交通道路和城鎮(zhèn)居民點等景觀單元有規(guī)律地相間組成。風電工程建設前，區(qū)域主要景觀結構由林地、農田、湖泊、人工建筑等幾種類型構成，建成后，各種景觀斑塊的優(yōu)勢度雖然變化不大，但開挖回填的擾動破壞使原有連續(xù)的景觀斑塊破碎，林地、草地等斑塊面積減少，裸露地表、人工建筑等對生態(tài)環(huán)境質量有負效應的景觀斑塊優(yōu)勢度增加，區(qū)域內的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性有所降低。

2 風電場植被恢復原則

2.1 因地制宜，適地適樹

風電場場內道路、風機平臺、集電線路塔基或地埋線路、臨時施工場地、升壓站等不同區(qū)域立地條件差別較大，必須堅持適地適樹原則，基于風電場各水土流失防治分區(qū)的坡度、海拔、光照、土壤、水分等立地因子，注重生態(tài)適應性，確定各區(qū)適合生長的喬灌草品種。優(yōu)先選擇適宜當?shù)丨h(huán)境、具有較高水土保持功能的鄉(xiāng)土植物，保證其成活和正常生長。輔助引進已經(jīng)過區(qū)域選育馴化的優(yōu)良水土保持植物，兼顧經(jīng)濟合理性，高效利用水土保持工程投資。

2.2 林草結合，優(yōu)化配置

堅持宜林則林、宜草則草、喬灌草結合原則，植被恢復應強調與原有生態(tài)環(huán)境和周邊生態(tài)的協(xié)調性，基于風電場建設前的物種組成及多樣性水平確定植被恢復方向和植被建設類型，避免形成碎片化斑塊。注重保護生物多樣性，合理配置植物群落建群種和伴生種，強調植被群落結構穩(wěn)定性，構建喬、灌、草復合結構。

2.3 生態(tài)優(yōu)先，兼顧景觀

堅持生態(tài)效益主導原則，強化植被恢復的固持土壤、涵養(yǎng)水源和維持生態(tài)平衡等功能，降低風電工程開發(fā)建設對自然資源的干擾，促進生態(tài)恢復，實現(xiàn)良性生態(tài)循環(huán)。兼顧植被恢復的景觀效應，最大限度降低對原生環(huán)境和地形地貌的景觀性破壞，注重營造植物景觀，提升山丘區(qū)風電場景觀綠化、美化效果，形成協(xié)調的區(qū)域景觀。

3 風電場植被恢復方案

3.1 植物品種選擇

植被恢復選用的樹草種應根據(jù)地理區(qū)位、海拔、立地條件選擇抗旱、耐瘠薄的品種，做到適地適樹適草。根據(jù)對安徽省低山丘陵區(qū)風電場所在區(qū)域的原生植被調查及植被恢復工作成效調研，適宜的主要樹草種見表1。

表1 安徽省低山丘陵區(qū)風電場植被恢復主要樹草種

3.2 分區(qū)措施設計

風電場植被恢復涉及的范圍主要包括風電機組及箱變區(qū)、管理及升壓站區(qū)、道路區(qū)、集電線路區(qū)、施工場地區(qū)、棄土棄渣區(qū)等重點部位。植被恢復應遵循系統(tǒng)性原則、生態(tài)效益主導原則、因地制宜原則，針對各區(qū)地表擾動特點，分析具體立地條件差異，開展措施設計，具體設計方案見表2。

表2 安徽省低山丘陵區(qū)風電場主要水土流失防治分區(qū)植被恢復方案

4 風電場植被恢復存在問題及其解決途徑

通過對安徽省低山丘陵區(qū)風電項目的現(xiàn)場調研及文獻資料梳理發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有已建或正在建設的風電項目均根據(jù)水土保持方案設計，并積極籌措安排水土保持工程投資，做到?？顚Ｓ?，開展了大量的植被恢復工作，但總體效果參差不齊，部分項目風機平臺和道路內側挖方、外側棄土棄石邊坡的裸露面積依然較大，水土流失仍然較為嚴重。另外，林草植被恢復生長情況較差，部分項目多次補種補植仍難達到較為理想的林草成活率。而在立地條件較差的地塊，種植成活的林草又經(jīng)常出現(xiàn)死亡或苗木長勢衰弱的現(xiàn)象，綠化效果差，難以達到生態(tài)修復的目標要求。

因此，需要進一步注意科學的植被恢復方式，注重成效。首先，應加強水土保持方案質量管理，植物措施應針對當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境背景和自然資源特點設計，注重植物的生物學特性和生態(tài)適應性。其次，風電場建設形成的松散堆積體、巖土質邊坡和裸露地表通常土壤貧瘠、礫石含量高且保水性差，傳統(tǒng)的撒播草籽、穴播、植苗造林等方法往往收效甚微，造成林草成活率、保存率較低，應針對不同的邊坡工況采用客土噴播、土壤結構劑和保水劑、植生混凝土、蜂巢格網(wǎng)、生態(tài)袋、防沖刷基材、厚層基材、草皮鋪設等新技術、新工藝和新方法，工程措施和植物措施相結合，為植被生長提供最基本的土壤基質條件。最后，應注重植被恢復的前期水肥管理和后期維護，做好定期澆水、施肥等基本養(yǎng)護工作，為林草植被的前期生長和繁育提供良好的環(huán)境，并根據(jù)植被恢復情況開展補種補植，提高植被恢復成效。

5 結 語

風電場建設過程中對地表植被的破壞可以通過人工重建進行恢復，但安徽省低山丘陵區(qū)風電場地形起伏大、土層淺薄，加之施工擾動區(qū)的土體往往具有礫石含量高、結構松散、保水保肥能力差的特點，均不利于植被的生長恢復，成為制約低山丘陵區(qū)風電場植被恢復的瓶頸。針對安徽省低山丘陵區(qū)風電場生態(tài)環(huán)境問題及植被恢復難點，除加強水土保持方案的積極落實外，還需提升植物措施設計水平，注重植被恢復新技術、新方法和新工藝的使用，因地制宜、科學規(guī)范、合理高效地開展植被恢復，并強化前期撫育和后期管護，提高植被恢復成效，盡量降低風電工程建設對生態(tài)環(huán)境的影響。