園林綠化廢棄物在城市綠地裸露坡面生態(tài)防護(hù)中的應(yīng)用

［摘要］ 園林綠化廢棄物富含有機(jī)質(zhì)和植物纖維，成分單一且不含重金屬等有害物質(zhì)，經(jīng)過篩選處理的枝干修剪物具備一定的材料強度與穩(wěn)定性，將其設(shè)計組合成形式多樣的坡面生態(tài)防護(hù)措施，應(yīng)用于城市綠地裸露坡面的生態(tài)修復(fù)中，既是對坡面生態(tài)修復(fù)的有益嘗試，又能實現(xiàn)園林廢棄物就地資源化處理利用。北京市西山國家森林公園裸露坡面生態(tài)修復(fù)示范項目根據(jù)園區(qū)不同部位坡面的穩(wěn)定程度、坡度、質(zhì)地、坡向等因子，因地制宜選擇橫木攔擋、木樁圍護(hù)、柴捆攔擋、木排樁分級攔擋等對應(yīng)的技術(shù)模式，將措施設(shè)計與園林綠化廢棄物資源化利用相結(jié)合，探索多種生態(tài)防護(hù)措施的組合運用，項目實施1 a后經(jīng)跟蹤監(jiān)測，坡面生態(tài)防護(hù)措施對坡體表面土壤及松散物質(zhì)攔擋固定效果顯著，相應(yīng)坡面植被覆蓋率恢復(fù)至80%以上，減少了坡面表層土壤流失，增加了生物多樣性，改善了植物立地條件，實現(xiàn)了與城市綠地景觀的有機(jī)融合。

［中圖分類號］ S157[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] BDOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.08.017

［引用格式］ 吳昊，張培，唐金晶，等.園林綠化廢棄物在城市綠地裸露坡面生態(tài)防護(hù)中的應(yīng)用：以西山國家森林公園裸露坡面生態(tài)防護(hù)示范項目為例[J].中國水土保持，2024（8）：64-68.

目前有關(guān)護(hù)坡技術(shù)的研究與應(yīng)用多集中在漿砌石護(hù)坡、液壓噴播植草護(hù)坡、客土噴播生態(tài)護(hù)坡、植生基質(zhì)植物護(hù)坡等方面[1-4]，然而這些護(hù)坡技術(shù)主要被應(yīng)用于公路與礦山等大型項目的邊坡防護(hù)，且本身存在一定的局限性，對城市綠地中小型裸露坡面的適用性較低。與此同時，隨著城市綠化面積的不斷增加，園林綠化廢棄物與日俱增，僅2019年北京市園林綠化廢棄物就達(dá)550萬t。在秉承“綠水青山就是金山銀山”理念的新時代，如何科學(xué)合理地處理園林綠化廢棄物，已逐漸成為城市服務(wù)與管理中的重要問題之一。園林綠化廢棄物富含有機(jī)質(zhì)和植物纖維，成分單一且不含重金屬等有害物質(zhì)[5]，經(jīng)過篩選處理的枝干修剪物具備一定的材料強度與穩(wěn)定性，將其設(shè)計組合成形式多樣的坡面生態(tài)防護(hù)措施，應(yīng)用于城市綠地裸露坡面的生態(tài)修復(fù)中，既是對坡面生態(tài)修復(fù)的有益嘗試，又能實現(xiàn)園林廢棄物就地資源化處理利用。

北京西山國家森林公園高度重視園林綠化廢棄物多用途利用，設(shè)立了園林綠化廢棄物綜合處置示范基地，通過就地粉碎還林、智能化高效堆肥、覆蓋有機(jī)物、藝術(shù)化利用等多種模式進(jìn)行處理再利用[6]，取得了很好的效果。同時受歷史原因影響，園區(qū)內(nèi)游覽道路兩側(cè)存在大量的小型裸露坡面，雖經(jīng)治理，但效果不盡如人意，對游客安全及環(huán)境景觀產(chǎn)生了不良影響。為此，2021年實施了西山國家森林公園裸露坡面生態(tài)防護(hù)示范項目。項目根據(jù)園區(qū)不同部位坡面的穩(wěn)定程度、坡度、質(zhì)地、坡向等因子，因地制宜選擇對應(yīng)的技術(shù)模式，將措施設(shè)計與園林綠化廢棄物資源化利用相結(jié)合，探索多種生態(tài)防護(hù)措施的組合運用，在保證淺層坡面安全穩(wěn)定的前提下，實施近自然生態(tài)防護(hù)，為植被恢復(fù)創(chuàng)造有利條件，也為開展類似裸露坡面的生態(tài)防護(hù)工作奠定基礎(chǔ)。

1項目區(qū)概況

項目所在的北京西山國家森林公園地處小西山東部，屬太行山余脈，為石質(zhì)山低山區(qū)，陰坡較陡，陽坡較緩。該區(qū)域氣候?qū)俚湫偷呐瘻貛О霛駶櫞箨懶约撅L(fēng)氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥。園區(qū)歷史上曾為采石場，其植被及表層土壤在受到人為擾動后，所形成的創(chuàng)面穩(wěn)定性差，加之缺乏放坡空間，遇降雨極易出現(xiàn)落石、滑塌等現(xiàn)象。項目選擇的9處典型裸露坡面多緊鄰游覽道路，以土石質(zhì)與風(fēng)化巖質(zhì)為主（見表1）。

通過現(xiàn)場勘察及分析，發(fā)現(xiàn)坡度較大、表層土壤相對松散，植被立地條件不良，現(xiàn)狀坡面植被覆蓋率不足30%，無法有效發(fā)揮植物冠層及地下根系截留降雨、延滯徑流、減小坡體孔隙水壓力、抑制坡面土壤侵蝕的作用[7]，且部分坡面截排水設(shè)施不完善，受強降雨沖蝕影響，坡面表層土壤流失嚴(yán)重。另外，上坡腳線明顯后移，導(dǎo)致坡頂大量喬灌木根系裸露甚至主干失穩(wěn)，刮風(fēng)時極易出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象，加劇了坡體表面的不穩(wěn)定性，直接影響園區(qū)生態(tài)安全。

2措施應(yīng)用

2.1示范目標(biāo)

坡面植物的生長狀況對坡面的美觀效果和控制水土流失的能力有重要影響[8]。利用植物根系與土壤相互纏繞以增加土壤間的固結(jié)力，改變土壤結(jié)構(gòu)，形成根土復(fù)合體，可以提高邊坡穩(wěn)定性和抗沖刷性[9]。項目采用近自然設(shè)計手法， 吳昊等：園林綠化廢棄物在城市綠地裸露坡面生態(tài)防護(hù)中的應(yīng)用將防護(hù)措施設(shè)計與園林綠化廢棄物資源化利用相結(jié)合，通過分類處理，利用其中的喬灌木枝干修剪物設(shè)計不同組合形式的防護(hù)措施，枯枝落葉及草屑進(jìn)行好氧堆肥形成綠化基質(zhì)，樹皮及樹枝粉碎后用于地表覆蓋，旨在改善坡面植物生長的微立地條件，促進(jìn)植被恢復(fù)，為灌草植被的穩(wěn)定生長演替創(chuàng)造條件，最大限度地恢復(fù)區(qū)域的自然景觀風(fēng)貌。

2.2植物選擇

根據(jù)對項目區(qū)周邊現(xiàn)狀植被調(diào)查的結(jié)果，結(jié)合具體坡面的朝向、坡度、現(xiàn)狀土層情況等環(huán)境因子，確定采用生態(tài)基材噴附和苗木栽植兩種建植方式。其中，生態(tài)基材噴附的種子選用高羊茅、紫花苜蓿、二月蘭等草本植物，配合二色胡枝子、多花胡枝子、紫穗槐等灌木；苗木栽植選連翹、砂地柏、薹草、五葉地錦等灌草及藤本植物進(jìn)行綠化覆蓋。

2.3措施設(shè)計

2.3.1橫木攔擋

橫木攔擋主要適用于坡度40°～60°的土石質(zhì)坡面防護(hù)。將園林綠化廢棄物中經(jīng)過篩選整理的喬灌木主枝干修剪物作為材料，以直徑10～15 cm的松木樁、白蠟?zāi)緲稙橐?，所用木材需進(jìn)行防腐處理。采用錨桿將木樁錨固在坡面上，橫木沿坡面縱向間距1.0 m，橫木與坡面相接處豎向及底部內(nèi)襯貼鋪200 g/m2土工布，內(nèi)襯寬度0.6 m，以防止泥沙從縫隙外流；錨桿直徑14 mm、長度1.3～1.6 m，錨固深度1.2～1.5 m，橫向間隔2.0 m布設(shè)（見圖1）。施工時橫木攔擋可結(jié)合坡面實際情況進(jìn)行布置、調(diào)整，關(guān)鍵部位遇巖石可采用風(fēng)鉆打孔錨固，但以水平布置為宜，需注意將橫木較為平順一面緊密貼合坡面，為后期植被生長創(chuàng)造條件。

2.3.2木樁圍護(hù)

木樁圍護(hù)主要針對現(xiàn)狀喬灌木裸露根系部位進(jìn)行防護(hù)。將直徑為5～8 cm、長度100～150 cm的木樁夯入土中70～100 cm，露出地面30～50 cm，木樁間使用鉛絲捆扎連接，木樁圍護(hù)攔擋向坡一面豎向及底部內(nèi)襯貼鋪土工布，規(guī)格為200 g/m2，以防止泥沙從縫隙外流；結(jié)合地形整理，減緩坡度，形成小平臺，平臺平面形式隨坡勢變化，整體呈自然弧線布置（見圖2）。工程所用木材均需經(jīng)防腐處理，并定期進(jìn)行維護(hù)。

2.3.3柴捆攔擋

柴捆攔擋主要適用于坡度40°～60°的土石質(zhì)及風(fēng)化巖質(zhì)坡面。使用園林綠化廢棄物中的灌木枝條修剪物作為材料，以荊條、檸條為宜。經(jīng)現(xiàn)場篩選整理后，選取直徑0.5～2.0 cm的枝條，采用鐵絲扎成直徑20～25 cm、長2～3 m的柴捆，注意枝條正反朝向比例均勻，盡量捆扎緊密。采用錨桿將捆扎好的柴捆錨固在坡面上，柴捆在坡面上橫縱向間距均為1 m，呈“品”字形布設(shè)，柴捆與坡面相接處豎向及底部內(nèi)襯貼鋪200 g/m2土工布，內(nèi)襯寬度0.6 m，以防止泥沙從縫隙外流；錨桿直徑14 mm，長度1.4～1.7 m，錨固深度1.2～1.5 m（見圖3）。施工時可結(jié)合坡面實際情況進(jìn)行布置、調(diào)整，關(guān)鍵部位遇巖石可采用風(fēng)鉆打孔錨固，但以水平布置為宜，需注意將柴捆較為平順一面緊密貼合坡面，為后期生態(tài)基材噴附及植被生長創(chuàng)造更為有利的條件。

2.3.4木排樁分級攔擋

木排樁分級攔擋主要適用于坡度40°～60°的土石質(zhì)坡面，材料以杉木、松木為宜，可分為4種規(guī)格，分別為：①承力（豎向）木樁直徑為10～15 cm，長度100～120 cm，打入地面50～60 cm，露出50～60 cm；橫向木樁直徑為10～15 cm，利用鉛絲將其與承力（豎向）木樁固定。②承力（豎向）木樁直徑為8～10 cm，長度100～120 cm，打入地面50～60 cm，露出50～60 cm；橫向木樁直徑為8～10 cm，利用鉛絲將其與承力（豎向）木樁固定。③承力（豎向）木樁直徑為5～8 cm，長度60～100 cm，打入地面40～60 cm，露出20～40 cm；橫向木樁直徑為5～8 cm，利用鉛絲將其與承力（豎向）木樁固定。④承力（豎向）木樁直徑為3～5 cm，長度30～50 cm，打入地面20～30 cm，露出10～20 cm；橫向木樁直徑為3～5 cm，利用鉛絲將其與承力（豎向）木樁固定。

木排樁分級攔擋向坡一面豎向及底部內(nèi)襯貼鋪土工布，規(guī)格為200 g/m2，以防止泥沙從縫隙外流，回填采用園林綠化廢棄物資源化再利用基質(zhì)配置的種植土，以盡快形成植物覆蓋（見圖4）。所用木材均需經(jīng)防腐處理，并定期進(jìn)行維護(hù)。

分級攔擋材料選擇范圍為直徑1～30 cm，設(shè)置時隨坡就勢，避免直線布置。在各分級平臺栽植連翹、砂地柏、薹草、五葉地錦等灌草及藤本植物，進(jìn)行綠化覆蓋。圖4木排樁分級攔擋典型設(shè)計

2.4土壤改良及地表覆蓋

園林綠化廢棄物的有機(jī)質(zhì)含量豐富，是生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)的重要有機(jī)資源，示范項目將園區(qū)園林綠化廢棄物中的枯枝落葉及草屑，采用好氧發(fā)酵堆肥技術(shù)處理后變成褐色或黑褐色的基質(zhì)，主要成分為類腐殖質(zhì)，有機(jī)質(zhì)含量高，質(zhì)地疏松，用于坡面種植土壤的改良；將樹皮及不規(guī)則枝條修剪物粉碎為粒徑20～50 mm的木屑，用于地表覆蓋。

3應(yīng)用效果評價

示范項目實施1 a后，經(jīng)跟蹤監(jiān)測，坡面生態(tài)防護(hù)措施對坡體表面土壤及松散物質(zhì)攔擋固定效果顯著，相應(yīng)坡面植被覆蓋率恢復(fù)至80%以上，優(yōu)勢品種已從初期的高羊茅、二月蘭、紫花苜蓿等草本植物逐漸演替為二色胡枝子、多花胡枝子、紫穗槐等灌木，且長勢良好。從示范項目的實施與恢復(fù)效果來看，運用園林綠化廢棄物組合而成的坡面生態(tài)防護(hù)措施基本實現(xiàn)了以下功能：

3.1減少坡面表層土壤流失

坡腳攔擋與坡面穩(wěn)定相結(jié)合的坡面生態(tài)防護(hù)措施，減緩了坡面的局部坡度，極大減少了土壤侵蝕，有效控制了邊坡土體崩塌[10]。措施本身既具有透水性，也有一定的阻水減速功能，與灌草植被根系的固土作用結(jié)合，在允許地表徑流通過的基礎(chǔ)上，對坡體表面的碎石與泥沙等松散物質(zhì)具有一定的攔截過濾作用，且其阻水功能還能降低坡面地表徑流流速，進(jìn)一步減少裸露坡面表層土壤侵蝕。

完工初期以措施本身的攔擋過濾功能為主，隨著坡面植被的不斷生長，植物冠層及地下根系截留降雨、延滯徑流、減小坡體孔隙水壓力、削弱濺蝕、抑制坡面土壤侵蝕的作用不斷增強，預(yù)計3 a后措施本身的攔擋過濾功能將逐漸被穩(wěn)定的灌木與草本植物根系的攔擋過濾作用所取代，坡面表層基本穩(wěn)定。

3.2增加生物多樣性

動物與植物是陸地生物群落中最為重要的組成部分，二者之間相互作用，互惠共生。項目設(shè)計的措施部分功能上類似“本杰士堆”與“昆蟲旅館”的集合體，所采用的以園林綠化廢棄物為主的原生材料及其攔擋固定的坡面松散物中存在大量天然孔隙，再加上外圍樹枝和石塊的保護(hù)，成為昆蟲理想的庇護(hù)與生存空間，對鳥類群落也具有一定的吸引與庇護(hù)作用[11]，可有效提升區(qū)域生物多樣性。

3.3改善植被立地條件

園林綠化廢棄物堆肥添加能顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)植物根系生長[12]。采用園林綠化廢棄物堆肥化處理的基質(zhì)產(chǎn)物進(jìn)行局部土壤改良，可改善土壤有機(jī)質(zhì)水平，提高土壤肥力；用樹皮與木屑覆蓋地表，可以調(diào)節(jié)土壤溫度，保持土壤濕度，防止土壤濺蝕，提高土壤透氣性[13]，在措施實施初期就能起到很好的抑塵與蓄水保墑的作用，防止土壤板結(jié)；坡面生態(tài)防護(hù)措施中所用園林綠化廢棄物的腐化分解，可持續(xù)提升微立地條件下的土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤理化性質(zhì)，增強土壤微生物活動，為植被群落的健康穩(wěn)定生長和演替創(chuàng)造更為有利的條件。

3.4實現(xiàn)與城市綠地景觀的有機(jī)融合

將園林綠化廢棄物運用于坡面生態(tài)防護(hù)，既是實現(xiàn)園林綠化廢棄物資源化利用的有益嘗試，也是景觀設(shè)計的創(chuàng)新實踐。結(jié)合周邊地形及植被就地取材利用的綠化廢棄物，更易與周邊環(huán)境相互融合，且通過人工整理、組合拼裝，具備一定的園林小品景觀功能，在一定程度上為場地注入了活力與野趣。

4結(jié)論及建議

運用園林綠化廢棄物組合而成的坡面生態(tài)防護(hù)措施，具有材料易于取得、感官生態(tài)自然、形式靈活多樣、方法簡單易行等優(yōu)點，將其應(yīng)用于城市綠地坡面生態(tài)修復(fù)中，可以有效減少裸露坡面表層土壤流失，提升淺層坡面穩(wěn)定性，改善坡面植被生長條件，增加生物多樣性，且易于融入城市綠地景觀，適合在城市綠地坡面生態(tài)修復(fù)中推廣應(yīng)用，但也需要結(jié)合實際應(yīng)用情況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

1）在質(zhì)地相對松散的土石質(zhì)坡面應(yīng)用時，針對易出現(xiàn)的坡面沉降及變形問題，建議與鉛絲石籠、生態(tài)植被袋等允許一定形變量的柔性措施結(jié)合使用，以保證修復(fù)效果更加穩(wěn)定持久。

2）結(jié)合實際情況，合理選擇適用的樹種、材料規(guī)格及相應(yīng)措施，如借鑒沙柳網(wǎng)格[14]、生物谷坊[15]等實踐經(jīng)驗，在防護(hù)措施中加入活體植物材料，進(jìn)一步提高措施的攔擋與固定功能，以及材料的利用率。

3）完善坡面截排水系統(tǒng)，實現(xiàn)坡面徑流有序排導(dǎo)，減少徑流沖刷對坡面植被層的不利影響。

4）坡面生態(tài)防護(hù)的效果最終要由植物來體現(xiàn)[16]，實踐中可在對周邊現(xiàn)狀群落組成品種調(diào)查的基礎(chǔ)上，選定組成相近的植物品種配置方案，要求為抗逆性強、養(yǎng)護(hù)成本低、根系發(fā)達(dá)、生態(tài)適應(yīng)性良好的鄉(xiāng)土植物品種，以達(dá)到近期效果與遠(yuǎn)期自我持續(xù)穩(wěn)定生長相結(jié)合的目標(biāo)。

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收稿日期： 2023-11-07

第一作者： 吳昊（1985—），男，北京人，高級工程師，學(xué)士，主要從事水土保持生態(tài)修復(fù)和園林景觀規(guī)劃設(shè)計與研究工作。

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（責(zé)任編輯徐素霞）