2020年02月15日
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打造城建区与草海湿地生态隔离带 记贵州毕节威宁草海北岸集雨区面山植被恢复工程

2020-02-15 10:51:14|来源:花卉报|作者:雅筱

摘要:草海北岸集雨区面山植被恢复工程位于贵州省毕节市威宁彝族回族苗族自治县草海镇,属于草海国家级自然保护区试验区范围,施工面积近170万平方米,主要施工内容包含植被生态恢复、林区巡护道路及附属配套设施建设等。


  草海北岸集雨区面山植被恢复工程位于贵州省毕节市威宁彝族回族苗族自治县草海镇,属于草海国家级自然保护区试验区范围,施工面积近170万平方米,主要施工内容包含植被生态恢复、林区巡护道路及附属配套设施建设等。工程采用EPC总承包模式,由中外园林建设有限公司负责设计施工。
  草海北岸集雨区面山植被恢复工程是针对草海北坡区域石漠化严重、植被覆盖率低、水土流失严重的现状进行的生态修复项目。其目标为“保护草海,绿化山体”,旨在修复草海国家级风景区北坡的自然植被生态,打造城市建成区与草海湿地的生态隔离带。
  该工程从生态修复的角度出发,首先了解场地内土壤条件和地质状况,深入研究适应当地生长环境的树种,根据现有问题提出植被修复和水土保护方案,进而以近自然的种植方式,模拟草海地区原生植物群落,还原高原丘陵景观风貌,并搭配四季不同主景植物营造出怡人的自然风景林景观。
  在种植方式上采用群落化方式,配植落叶、常绿和色叶林,形成北坡山地层林尽染的风景林,并与草海水天一色的景色遥相呼应,最终达到整体统一的自然生态景观效果。
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实景鸟瞰图

喀斯特石漠化区域植被恢复 
 

  现状分析
  该工程位于喀斯特石漠化区域,大部分区域土质黏重不利于苗木成活,经实地调研发现项目区域内现状人工栽植苗木主要为滇杨、银杏、广玉兰、国槐、紫花槐、雪松、华山松、红叶石楠、日本晚樱、紫叶李等,其中滇杨、紫花槐、红叶石楠等死亡率高,银杏、广玉兰、雪松、华山松等长势差。
  经项目技术团队现场调查及取样化验发现,草海北坡土壤质地以黏土为主,土壤的孔隙度以毛管孔隙为主,占总孔隙度的90%,缺少大孔隙,粘粒含量高,土壤通透性非常差,这是造成目前本区域大苗造林成活率较低的主要原因。
  优化策略
  针对草海北坡植被修复的特点,中外园林项目技术团队与中国林业科学研究院林业研究所专家一同开展了必要的规划设计策略的制定工作,它是进行植被修复的基础工作,目的是查清草海北坡的自然条件即立地条件,主要改进策略为立地类型及土壤分析与树种选择。
  1.立地类型及土壤分析立地类型是植被恢复规划设计的重要依据,其将立地条件相近,具有相同生产力而不相连的地段组合起来,划为一类,按类型选用造林树种,设计营林措施。
  土壤分析主要包括两个方面:一是障碍分析;二是营养分析。障碍分析指影响植物生长的物理障碍,包括土壤通透性、土壤颗粒组成,另外还可包括土壤酸碱度及盐分含量;营养分析多针对土壤养分,如氮、磷、钾等营养元素的丰缺情况,以指导和制定精准施肥方案。
  该工程按不同地类划分,共布设了50个剖面,308个表土样点,通过对剖面和表土样点取样分析,制定了改良土壤结构的策略,以增加土壤通透性为主的处理措施。
  2.树种选择草海北坡植被恢复的树种选择不仅关系到苗木的成活率,同时也关系到草海周边的生态环境安全。规划时应遵循典型的自然生态系统原则,中国林业科学研究院林业研究所专家组与当地林业部门专家在共同研讨的基础上制定了树种选择的四个基本原则。
  一是生态安全原则,考虑到草海国家级自然保护区的生态敏感性,树种的各项性状必须定向地符合既定的生态安全目标的要求;二是适地适树原则,苗木成活率与当地气候环境息息相关,树种的生态习性必须与草海当地的立地条件相适应;三是稳定性原则,苗木应该保持长期稳定的生长状态;四是可行性原则,综合考虑苗源、经济性及生态要求,正确选择造林树种都要考虑可行性的原则,使之经济有利,现实可行。
  实践证明,这四条原则是相辅相成、缺一不可的。
  解决措施 
  通过对草海北坡的区域概况分析、施工改进策略分析,中外园林在普通绿化种植施工的基础上选取了三个方面进行施工技术方法的改进与探索,以期最大限度保证苗木栽植成活率以及整体植被恢复效果。
  1.扩大种植穴与开挖种植沟通常情况下土球苗木种植穴应比土球大30厘米至60厘米,穴的深度一般比土球高度稍深10厘米至20厘米。根据草海北坡的特点,在黏土区域人工开挖种植穴难度大、效率低,同时结合施工区域内苗木数量多的情况,在种植穴开挖中均采用机械挖掘,并在通常的种植穴大小的基础上按苗木的规格及习性分为四种不同规格的倒梯形种植穴,种植穴类型一:下底宽1.2米,上口宽1.8米;种植穴类型二:下底宽1.5米,上口宽2.3米;种植穴类型三:下底宽2米,上口宽3米;种植穴类型四:下底宽2.5米,上口宽3.8米。
  一般而言在遇土质不好情况下,加大种植穴规格更有利于苗木的根系生长及后期整体苗木的生长,草海北坡的施工中便采用了这种方法。
  除此之外,中外园林还根据地形坡度的大小探索性地采取了种植沟替代种植穴的施工方法,种植沟主要分布于坡度小于10°的区域,采用与等高线呈3°至5°开挖种植沟替代种植穴进行苗木栽植,水平沟底水力坡降为1%,铺设30厘米碎石排水层,利于剖面排水。种植密度为5米×5米,因此种植沟中心间距为10米,种植沟之间采用种植穴栽植。一般而言,草海北坡设计的苗木土球规格主要集中在80厘米至120厘米。中外园林在施工中开挖沟宽为2米,沟深为1.8米,对挖出的土壤进行改良处理,主要是改善土壤质地,提高土壤透气性,并适当添加有机质,改善土壤肥力。
  2.种植穴改良处理种植穴的改良处理主要是解决草海北坡土壤通透性特别差的问题,首先利用地形做好地表排水系统,改善土壤排水条件,其次采取如深翻、添加有机肥(如秸秆等)/河沙煤渣等措施改良土壤质地。
  从土壤剖面孔隙度及颗粒的组成分析以及耕作层的分析结果,可以看出草海北坡土壤结构存在一定的空间变异,单整体上土壤毛管空隙占总孔隙度的绝大部分,其比例在90%以上;土壤颗粒组成中,粘粒量在40%以上(通常粘粒比例>5%即可称为黏土)。根据土壤毛管空隙占比空间分布划分为A、B两类区域,对不同区域的土壤结构进行改良。A类区域:原表土:有机质混合物=3:2;B类区域:原表土:有机质混合物=3:1。其中,有机质混合物为秸秆:草炭(腐殖质或绿肥):煤矸石/粉煤灰/河沙=6:3:1。
  依据分析结果,在种植穴开挖后进行土壤改良处理,在种植穴附近区域统一进行土壤拌和,统一进行种植穴内种植土的换填处理,为苗木种植做好准备工作。同时为了使种植穴内有一定的蓄排水能力,保证苗木主要根系分布的土层不积水,在种植穴底部铺设了30厘米厚,粒径为3厘米至5厘米的碎石子,并在碎石蓄排水层上方、种植穴四周铺设无纺布一道,以保证其孔隙度。
  3.苗木配置与种植由于贵州喀斯特自然森林群落组成物种丰富、生态类型多样、自然选择的压力,塑造了喀斯特树种以不同的方式、途径来适应喀斯特生境。草海北坡苗木配置与种植也是以适应喀斯特生境来进行布局,在山地顶部建设乔木防护林,选用深根性树种,发挥其防风、挡板、固土的功能。在山地中部建设水土保护林为主,搭配景观效果的中山部生态林带;山地下部缓坡及道路两侧构建乔灌草景观带。
  在建设布局中采用“线、点、面”相结合的方法,以环海路、慢行道为主线,将重点景观标志物(及保留居住点)等突出点,以不同地形的面山为面,通过不同的景观林带进行串联,重点建设山地植被,构建立体、复合的生态景观林体系带。
  云南松、元宝枫、五角枫、银杏、广玉兰、池杉、水杉、国槐等属于深根性树种,种植穴的宽度与深度都要求尽量做大,同时根据土壤分析图谱,在排水不良地段,采取相应的排水工程措施,例如在种植穴中埋入透气排水管、在地势低洼区域碎石蓄排水层中加设排水盲管。
  而对于华山松、龙柏、雪松、美国红枫、法桐、侧柏、女贞、红叶樱、高山杜鹃等浅根性树种,在苗木配置及种植时都避免栽植在山脊等风大地区,同时种植后采取了加设地脚桩的方式进行支撑加固措施,并根据苗木生长情况确定支撑时间,保证根系生长满足其抗风要求。
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主入口区域施工后航拍影像

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高家岩区域施工后航拍影像

区域水土保持措施 

  现状分析

  项目区域内地势陡峭、降雨强度大,易引起坡面水土流失,草海北坡在往年雨季期间发生过小规模的因强降雨导致的局部水土滑坡情况,半山道路、环海路路面大量淤积泥土,造成一定的经济损失。同时强降雨对坡面土壤的冲刷,也引起草海北坡表层土壤的流失,原本稀少的表层土壤日益稀薄。
  中外园林项目技术团队现场调查及资料分析发现,草海北坡地势北高南低,局部区域为高陡坡,加之降水丰富,年内分布不均匀,且单次降雨雨量大,降雨强度大,对坡面土壤冲刷力非常强,这些都是容易引起坡面水土流失的重要因素。
  优化策略
  水土保持是草海北坡植被恢复的重要组成部分,特别是土层薄、地形陡、强降雨这三个不利因素的作用下,水土保持事关生态安全,必须慎重对待。通过现场的实地调查、走访及资料分析,按坡度分为大于10°坡面与10°以下平缓区域进行不同策略的水保及种植措施,同时根据坡面岩层分布与土壤厚度情况进行区别处理,采取多种措施、多种手段的水土保持策略,从而保证草海北坡水土保持措施的有效性。
  解决措施
  生态草毯的使用,如同铺地毯一样,将草毯覆盖于经过处理的土壤表层上并浇水养护,预先喷播或草毯自带的草种发芽生长,即能形成生态植被。生态草毯可铺敷于地面、山坡、甚至裸露的岩石上,能抗御水和风的侵蚀,固化地表、防治水土流失、涵养地表水分、形成植物生长所需的局部小环境,有利于各种草本、藤本和灌木种子的发芽生长。
  在植被恢复施工过程中,必然会对施工区域的山体表土层产生一定的扰动,特别是地被建植作业时需对30厘米的表面土壤进行深翻处理,为草种提供良好的生长环境,从而保证喷播生态草毯的建植效果。草海北坡主要以山地为主,坡度普遍较陡,加之雨季阶段强降雨,加剧表层土壤的冲刷情况,可以预见的是如不采取有效措施进行处理,水土流失情况将非常严重。
  生态草毯是以天然的植物纤维为基质(稻草、小麦秸秆、椰丝纤维),其物理结构可以使雨水在纤维层内的流动,减小了对土壤地表的冲刷力,阻止了土壤颗粒随水流的移动,具有很强的抗雨水冲刷能力。为了避免植被恢复施工造成的大量水土流失,中外园林在设计施工中采用了生态草毯对表层土壤裸露区域全覆盖的处理措施。
  根据草海北坡的工程特点,中外园林选取了在当地环境适应性强、生长良好的广布野豌豆、白三叶、蛇莓、婆婆纳、紫花地丁等植物作为主要的喷播品种,同时根据喷播植物种子的规格,分别选取相适应的生态草毯进行建植,从而保证不同品种草种迅速成坪的要求。
  生态草毯作为防止水土流失的重要防护结构,在喷播植物根系尚未达到固土能力的时候起到了很好的水土保持作用。在喷播植物开始生长并逐步达到固土要求时,就可以依靠植物根茎与土壤间的附着力以及根茎间的互相缠绕来达到加固边坡、提高坡表抗冲刷的能力,作为环保草毯的原料的植物纤维,在自然降解后与土壤混为一体,成为植被的营养基质,对当地生态环境无不利影响。
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\绚丽的草海北坡景观

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近自然式风景林
 

文章关键词: 工程

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