植被生态重建（共9篇）
植被生态重建 篇1
文章以位于我国内蒙鄂尔多斯准格尔薛家湾的黑岱沟露天煤矿为例进行介绍。该矿区总降水量在230毫米至460毫米, 年平均气温在5.4摄氏度至7.5摄氏度。矿区原生地表纵横沟壑, 属于黄土丘陵区地貌, 矿区内广泛分布着黄绵土。该矿区内植被低矮、稀疏, 其植被属于暖温型草原带, 无天然森林, 植被覆盖率不足百分之三十。该矿区在较大范围内, 土质松散剥离, 并无覆盖植被, 形成了大型排土场, 具体如:马连沟、捣蒜沟、西排土场等等。在暴雨和暴风的作用下, 原地貌易发生风蚀沙化以及水土流失。在植被以及自然生态被严重破坏的环境下, 十分有必要重建与恢复矿区内排土场生态, 并及时采取植被修复的措施。
1、重建植被技术
要想早日恢复生态, 就必须在环境条件极其恶劣的露天矿区排土场实施适当的措施。重建植被后, 能够促进土壤微生物种的恢复以及促进土壤肥力与结构的有效恢复, 因此, 可以看出重建排土场植被具有意义重大。
1.1 适合矿区的适生植物
对恢复植被生长状况和种类进行了调查, 通过生态恢复植被重建研究, 应先对适生植物的类型进行筛选。矿区内生长植物应与生产重建及水土保持相符合。选出植物种类诸多, 如禾本科草种有狗尾草、冰草、羊草、披碱草等;豆科草种有草木犀、羊柴、黄芪、沙打旺、紫花苜蓿等;灌木类有小叶鼠李、沙地柏、锦鸡儿、欧李、紫花洋槐、女贞、丁香、柠条、沙棘等;乔木类有山丁子、云杉、樱桃、山楂、杜松、侧柏、梨树、柳树、新疆杨、刺槐、樟子松、油松等等。
1.2 植被重建
重建植被技术诸多, 在此略举一二。 (1) 造林密度技术, 幼林郁闭与造林密度关系十分密切, 造林密度影合理, 产量并非密度越大就越高, 必须要按照树种、林种以及造林目的等, 并与当地具体条件相结合, 才能最终将造林密度合理、科学地确定。只有在合理造林密度的条件下, 才能获得预期的经济、社会、生态效益。 (2) 优化沙棘灌丛密度技术, 沙棘萌枝群体结构域单位面积萌枝数有着密切关系。当萌枝数超过一定数量时, 生物量会下降。为了确保灌丛最大生物量, 我们可以通过调整密度来进行相关工作。要实现改善空气条件和林内光照的目的, 可疏伐过密的沙棘林, 并将植株个体营养面积增大, 该方法可有效提高产量, 使沙棘生态学和生物学要求得到满足。要保持雄株与雌株为10:1的比例, 该比例能够将雌株生长环境有效改善。还可运用增强树势、合理修剪的措施来提高单位面积蓄积量, 改善林内卫生状况, 将萌生灌木群落的生长势态充分发挥出来。 (3) 针阔混交林更替技术, 新疆杨具有生长迅速的特点, 而油松幼苗在新疆杨的庇护下成长, 高度将逐渐超过新疆杨, 而经过一定阶段后, 新疆杨得不到充分的阳光, 最终被油松逐渐替代, 主林层由更高的油松取代。林分主次位置的交换阶段是针阔混交阶段的关键, 为油松的健康成长, 新疆杨发挥了辅佐、遮阴等作用, 当松林高度逐步超过新疆杨后, 将全部取代新疆杨。因此, 该技术主要为对混交林分向油松过渡期进行促进。 (4) 塑料薄膜覆盖技术, 进行覆盖式改善土壤表面蒸发条件最关键、最有效的措施。因为覆盖技术能够游戏哦啊改变土壤水热状况, 并使小气候条件得以改变, 最终达到对林木以及农作物生长促进的作用。在土壤与大气的交界面上人为地设置隔离物的方法称之为覆盖, 该技术能够降低或提高土壤温度, 改变土壤热平衡, 是因为其通过改变太阳辐射的反射、散射、吸收等, 使得一系列连锁变化产生, 因此, 改变了土壤物理化学特性的同时也增加了土壤的含水量。
2、修复土壤系统
明确限制恢复生态环境的关键因素就是对露天矿排土场进行植被重建, 但是, 重建植之前应该将不利因素清除。土壤中的自然营养物质不足时露天矿排土场土地地质的特点, 营养物质中主要缺乏有机质、磷、氮等。土壤肥力降低就是因为植物生长所需的营养物质不足所致。因此, 要为植物的繁茂生长打下基础, 改良土壤是先决条件。
2.1 将灌木直接种植
在进行土壤养分改良、加强保水效果后, 在排土场上将紫穗槐、欧李等灌木直接种植, 科蓄存土壤水分, 有效提升土壤深层具有的养分。
2.2 豆科牧草的种植
苜蓿, 作为豆科绿肥, 显著改善了土壤, 豆科牧草的种植不仅能够对土壤中水稳性团粒结构形成给予促进, 还能够使土壤中有机质有效养分增加。所以, 在复垦种植排土场时, 为了进行覆盖土的稳定与培肥熟化, 先锋种植植物通常采用豆科植物进行栽培。
2.3 粉煤灰的使用
土壤在增施粉煤灰后, 全磷、全氮、有机质等含量明显增多。粉煤灰在与化肥或农家肥混合使用后, 效果更好, 因此, 粉煤灰科有效改良土壤。其科有效促进作物增城、有利于保温、有助于养分转化, 促进土壤微生物的活性, 提高地温, 增加土壤孔隙度, 使土壤容量下降, 达到显著改善土壤质地的作用。
2.4 土壤培肥
在复垦种植时, 科利用化肥作为排土场种肥的追肥。有机肥是大规模复垦土壤培肥地力的主要肥料。在分解有机肥时, 会产生有助于土壤养分的释放的有机酸, 有机酸能够发挥出土壤肥力, 使养分有效性得以提升。有机肥具备了化肥所没有的优势, 在分解有机肥料的过程中, 还能够生产出二氧化碳, 有利于植物进行光合作用。
结束语
通过改良土壤与栽植植物保持水土的作用, 分析了在矿区排土场复垦土地上植被的抗旱机理、植被护坡能力、植物演替退化规律等, 合理选出矿区内适宜栽植、生长的植被, 从而实现了露天矿排土场生态修复与植被重建技术的应用。
参考文献
[1]赵垦田, 杨小林, 马和平, 张新军.拉萨半干旱河谷砂生槐灌丛生态恢复过程的群落特征与土壤微生物动态分析[J].林业科学, 2013 (2) .
[2]林杰, 张金池, 顾哲衍, 吴玉敏.基于叶面积指数的植被覆盖管理措施因子C的遥感定量估算[J].林业科学, 2013 (2) .
[3]张盛生, 田成成, 贾升安.青海矿山地质环境恢复治理中三维网的应用——以湟中县上新庄华山采砂场地质环境治理为例[J].青海环境, 2013 (1) .
[4]戴伟男, 王力刚, 温健.半干旱区不同立地类型植被恢复及综合治理模式试验[J].防护林科技, 2013 (4) .
植被生态重建 篇2
大凌河是与辽河并列入海的一级河流,因近1来对森林资源的不合理采伐和其他生态破坏.大凌河流域的生态环境已日趋恶化.目前,该地区的水土流失面积已达70%以上.旱涝灾害频发.综合分析大凌河流域自然和人为干扰引起的植被景观变化与全境内土壤类型与气候因子、水分因子之间互作的关系为核心,揭示流域尺度上植被景观与流域景观群落化、多样化生态恢复的方法,提出朝阳境内景观重建与生态恢复行政区划级别上的`优先级.用多种手段来因地制宜地进行可持续性的生态恢复.为朝阳地区类似的内陆干旱、半干旱地区的生态恢复提供理论依据.
作 者：解维威 周广柱 郭延旭 李怀 作者单位：解维威,周广柱(沈阳农业大学林学院,辽宁沈阳,110161)
郭延旭,李怀(朝阳市大凌河防洪工程建设管理局)
边坡植被生态恢复的应用 篇3
一、边坡生态恢复处理形式
1. 厚层基材喷射技术
层基材喷射技术是用混凝土喷射机把基材与植被种子的混合物按照设计厚度均匀喷射到需防护的工程坡面的绿色防护技术。利用客土掺混粘结剂和锚杆加固铁丝网技术, 运用特制喷混机械将土壤、肥料、有机物质、保水材料、粘结材料、植物种子等混合干料加水后喷射到岩面上, 形成近10 cm厚度的具有连续空隙的硬化体, 种子可以在空隙中生根、发芽、生长, 而一定程度的硬化又可防止雨水冲刷, 从而达到恢复植被、改善景观、保护环境的目的。
层基材喷射技术主要应用于硬质岩边坡、混凝土面、浆砌片石面, 也适用于稳定的无框架防护措施的碎石坡面边坡以及各类软质岩边坡等。
2. 客土喷播技术
将客土与水、种子、肥料、保护材 (木质纤维) 等投入车载型客土喷播专用机, 混和搅拌后通过压缩空气或泵喷播于施工面, 厚度约为1~6 cm。
客土喷播适用于本技术适用于所有有框架防护措施的全岩质边坡、碎石坡面边坡和全风化及强风化边坡、土质边坡等。
3. 种子喷播技术
种子喷播技术是把催芽后的植物种子、水、保护材料、粘合剂、肥料、染色剂等投入车载型喷播专用机中混和搅拌, 通过压缩机向施工面喷播, 形成均匀覆盖的种子层, 多余的水分渗入土表。由纤维等形成的保湿表层, 减少水分蒸发, 给种子发芽提供水份、养份和遮荫条件。由于种子经过催芽, 播种后2~3天即可生根和长出真叶, 快速成坪起到快速保持水土的作用。
种子喷播技术主要应用于填土后的边坡和土质边坡的植被建植。
4. 植生带技术
植生带成品化较高, 是将种子及其他所需成分按照一定的密度均匀定植在可以自然降解的非织造布基带上形成的一种化工产品。播种量精确稳定, 种子分布均匀一致;使种子保持在相同的土壤深度, 因而出苗率高, 出苗齐, 成坪快。具有施工方便、绿化速度快的优点, 但成本相对较高。早期对杂草有较好的抑制作用等优点。
植生带技术主要应用于有框架全岩质边坡、有框架碎石边坡、土质边坡和边坡分级平台填土后的植被建植。
二、不同条件下边坡的植物配置原则
1. 全岩质边坡
对于全岩质边坡, 因植物根系无法扎入, 必须在岩面上敷上一层植物生长基质。由于基质厚度有限, 选择植物时主要考虑浅根系的草本植物为主, 辅以其他草种和少量灌木。有工程框架结构的边坡, 框架结构内可以填充20~40 cm厚的种植基质, 可在每个单位格内种植小乔木、花灌木, 增强边坡的景观性。无框架结构的全岩边坡, 只能采取厚层基材喷射施工技术进行绿化, 附着在岩面上的种植基质较薄, 不适宜种植灌木, 直接采用混合草种即可, 如果岩面有微风化, 表面有较多裂缝, 可以加入部分的小灌木种子。
2. 碎石坡面
碎石坡面因为表面不稳定, 基本都做了框架护坡结构;坡面存在空隙和裂缝, 植物根系可以部分深入;因此在选择植物时可以考虑根系较深的草本植物和灌木植物。
3. 土质坡
同时由于土质坡易垮塌, 其开挖坡度也相对较小, 这对于保持水肥是非常有利的。土质坡面是边坡中最易绿化的, 草坪尽量选择外观差异不大的同类草混播, 也可混入一定比例的草花, 形成缀花草坪。
4. 边坡分级平台
高陡边坡都按8~10 m一级削成台阶状, 以利于边坡稳定, 每级都设置了碎落台。在平台上设种植槽, 填土后可栽种乔、灌木, 建植草坪。在平台边缘, 可种植具有攀爬性的灌木或藤本植物, 以丰富坡面景观。
5. 填方路基边坡
在一些项目中, 靠近公路路基的边坡下沿一般都采用了浆砌块石的方法做了护坡处理。如果完全不做绿化, 显得和上部景观不协调。可在填方路基坡面进行人工撒播草籽、坡脚种植一些攀爬性好的藤本植物, 实现绿化恢复。
三、边坡生态恢复选择的植物材料及其特性
生态边坡绿化防护采用混播的形式, 草本植物、景观野花、灌木、藤本都可以作为绿化材料, 混播的比例控制一般为:灌木选择3~4种, 用量15克左右;草种选择2~3种, 用量每平方10~15克;野花选择1~2种, 用量每平方米3~5克;藤本3克左右。坡度大应该适当加大播种量。
1. 草本植物
可用于护坡的草本植物大部分属于禾本科和豆科。禾本科植物一般生长较快, 根量大, 护坡效果好, 但需肥较多。而豆科植物苗期生长较慢, 但由于可以固氮, 故较耐瘠薄, 耐粗放管理, 其花色较鲜艳, 开花期景观效果较好。草种分为暖季型与冷季型两类, 冷季型草比较耐寒, 但耐热性和耐旱性较差;而暖季型草较耐热, 耐旱, 但不耐寒, 以地下茎或匍匐茎过冬, 故冬季景观效果较差, 但其管理较冷季型草粗放。
常采用的草坪植物有狗牙根, 马尼拉, 高羊茅, 白三叶, 一年生、多年生黑麦草等。
2. 景观野花
景观野花开花而色彩丰富, 季相变化明显, 观赏性好。景观野花具有种类繁多, 特性各异、播种期比草种更加多样化、抗性强, 适应性广、发芽快等方面的特点。金鸡菊、波斯菊、二月兰、紫茉莉、蓝香芥等都是常用的品种。现阶段一些边坡水土保持和岩面修复工程中在都在使用景观野花做为边坡防护的材质。
3. 灌木植物
灌木植物有较之草坪植物更深的根系, 在一些易于坍塌的坡面特别是人工修复的岩面上, 施工中最好考虑加入一些灌木种子。灌木植物多为强阳性先锋树种, 耐瘠薄, 生长强健, 根系发达, 抗旱能力强。选择时注意与草坪植物的兼容性, 其他方面尽可能与草坪植物的相似。
常采用的灌木品种有胡枝子、刺槐、紫穗槐、火棘、多花木蓝、马棘、伞房决明等。
4. 藤木植物
藤本植物宜栽植在靠山一侧裸露岩石下一般不易坍方或滑坡的地段, 坡度较缓的土石边坡或者垂直边坡的区域, 藤本植物主要采用扦插的方式进行繁殖。爬山虎、常春藤、络石、葛藤等都经常在施工中采用。
四、结语
边坡植被生态恢复技术的应用, 有效地改善了工程环境, 实现了自然环境美化与生态环境相协调。护坡草种植后, 还要重视以后的管理, 太干旱时应及时浇水, 否则会使刚建植的草坪退化, 还要考虑种植一些灌木或乔木, 使植被稳定下来, 达到长久水土保持的目的。
摘要：本文通过对不同边坡生态恢复处理形式的研究, 提出在不同条件下的植物配置原则。生态边坡绿化防护采用苗木混播的形式, 在坡面上形成一道植物根茎交织而成的保护网, 以达到固坡护土、水土保持、美化环境的效果。
关键词：边坡防护,生态恢复,植物配置,苗木混播
参考文献
[1]王代军, 胡贵馨, 高洁.公路边坡侵蚀及坡面生态工程的应用现状[J].草原与草坪, 2000 (06) .
干旱半干旱地区植被生态用水计算 篇4
干旱半干旱地区是生态环境比较脆弱的地区,特别是人类不合理开发,使生态环境受到严重威胁.为了挽救中国西部干旱半干旱地区已遭破坏的生态环境,我国政府提出了“退耕还林”的.号召.针对干旱半干旱地区,植被生态系统实际用水量以及达到某一目标要求的生态用水量如何计算或合理确定,对流域规划、生态建设以及水资源合理配置都有重要意义.先从生态系统的一般意义上来介绍生态用水的概念,进而介绍植被生态用水的计算方法,并针对“退耕还林”和“植被生态改善与恢复”情况下的生态用水计算问题进行专门介绍.
作 者：左其亭 作者单位：郑州大学环境与水利学院,河南,郑州,450002 刊 名：水土保持学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF SOIL AND WATER CONSERVATION 年，卷(期)： 16(3) 分类号：X171.1 S154.4 关键词：生态用水 干旱半干旱地区 植被生态系统
煤矿废弃地生态植被恢复技术研究 篇5
关键词：煤矿废弃地,生态恢复,植被恢复,技术研究
0 引言
矿产资源不仅是人类生存和社会发展的物质基础,也是社会财富的重要源泉。矿产资源的开发与利用,在推动经济的发展的同时,也对全球的生态环境产生了不容忽视的影响。面对如此复杂的矿区环境问题,以及由此诱发的经济问题和社会问题,目前我们希望能从生态植被恢复中找到解决方案。
1 煤矿区废弃地立地条件与评价
1.1 地形地貌条件
矿山开采过程中的开挖、剥离、废弃物的堆放造成地表形态的改变。在采矿基建过程都需要挖、填大量的土石方,发生地貌重塑,采矿活动产生的废弃物改变了地表原貌,使其高低起伏,支离破碎,从而使矿山周围地形地貌发生较大改变。
1.2 地质条件
矿区废弃地是指由采矿活动所破坏的且未经治理而无法使用的土地[1]。矿区开采影响了山体、斜坡的稳定,导致地面塌陷、开裂;排土场水土流失严重,沉陷区大面积积水。煤矿区废弃地中排土场和煤矸石山风化的土质中粉砂岩、石砾比例较大,水土保持能力差[2,3,4]。动的剧烈扰动,使煤矿废弃地的表层破坏,土壤有机质含量极低,毒性物质含量过高,存在限制植物生长的物质。
1.3 生物多样性条件
矿山开采对天然植被的砍伐、矿山废弃地的有害物质对周围环境所造成的毒害和污染都严重摧毁了动植物和微生物的生存环境,水土流失导致野生动植物生存环境的改变,地面沉降、土壤退化、水体污染,导致水生物资源系统的破坏。同时,矿山开采导致的大气、噪音污染对动植物和微生物的生存环境产生恶劣影响,严重影响生态系统的稳定和生物多样性。
1.4 地下水系统条件
由于矿山疏干排水及废水废渣的排放,导致区域性地下水位大幅度下降,造成地下水疏干漏斗,破坏了整个地下水均衡系统。同时煤矿区废弃地具有众多不良的理化性质,矿山雨水淋滤采矿堆积的尾砂矿,下渗进入地下含水层,将造成地下水的污染。
2 国内外煤矿废弃地生态植被恢复理论和技术研究进展
2.1 国内外煤矿区废弃地生态植被恢复理论研究进展
2.1.1 国内研究现状
我国的矿区废弃地的生态植被恢复工作始于20世纪50年代末,但是直到80年代这项工作还是处于零星、分散、小规模和低水平的状况。在1988年,我国颁布了《土地复垦规定》,这也标志着我国矿区废弃地的植被恢复工作开始步入了法制化的轨道,并且恢复速度和质量均有较大的提高。当前,我国矿区废弃地植被恢复中,主要采用植草和植树的两种途径。据统计[5,6],1990~1995年全国累计恢复各类废弃土地约53.3万hm2,其中1526家大、中型矿山恢复矿区废弃地约为4.67万hm2,占全国累计矿区废弃地面积的1.62%,但是对389座乡镇矿区的调查表明,乡镇小型矿区对土地破坏十分严重,生态恢复率几乎为零。从总体上看,我国各类矿区废弃地的植被恢复工作并不乐观。
2.1.2 国外研究现状
国外的矿区废弃地植被恢复技术研究以及实施工程起步比较早,特别是欧、美等发达国家,其基础可以追溯到19世纪末期,而大规模的生态恢复工程在20世纪中期普遍展开,并在施工技术、土壤改造、政策法规、现场管理等领域取得了大量成果和成功的经验,且各有特色。如美国[7]于1977年年颁布了《露天采矿管理与恢复(复垦)法》,除此之外,各州均出台了许多土地复垦相关法规,使土地复垦工作走上了正规的法制轨道。德国是世界上最重要的采煤国家,年产煤达2亿t,以露采为主。而德国政府对煤矿废弃地的复垦、植被恢复十分重视,早在20年代20年代就开始对露天煤矿矿区废弃地进行重建和植被恢复。澳大利亚的矿区植被恢复被认为是世界上先进而成功的处理扰动土地和恢复草业、森林植被的国家。与国外的矿区生态重建和植被恢复工作相比,我国的任务还十分艰巨。
2.2 国内外矿区废弃地生态植被恢复技术研究进展
2.2.1 土壤基质改良研究
①物理处理和化学处理。即在废弃地恢复中常用挖松紧实的土壤、整理土壤表面的措施克服物理因子的不足,通过向土壤中添加碱性物质以调整土壤的p H值改善化学环境;②覆盖土壤。这能快速全面地解决矿区土壤问题,但覆盖土壤的费用很高,只在经济条件好、生态环保意识较强的矿山适合使用此法;③表土转换。即在开发之前,先把30cm(表层)及30~60cm(亚层)的土壤剥离并保存封藏,以便于工程结束后再把它们放回原处;④添加营养物质。即通过对露天采矿地的理化性质、矿质元素、生物特性分析,制定施肥类型及其最佳比例;⑤去除有害物质。矿区废弃地的重金属污染严重,人们通过利用现代生物技术克隆重金属污染的基因,筛选耐重金属污染物种的基因资源,培育适宜物种;⑥添加物种。即通过人工选择物种,使土壤的物理性质和化学性质得到改良,从而缩短植被演替的进程,加快矿山废弃地的生态重建。在添加的物种时,往往是按照草本-灌木-木本植物的顺序进行的;⑦客土改良。即在岩土中掺入具有一定机械组成的黏土或土壤来中和其机械成分;⑧生物土壤改良。即在人工林间种植豆科绿肥,引入具有固氮能力的树种是促进人工林生长和防止岩土风蚀的有效生物学措施。第十,粉煤灰复田改良。即在地面撒均匀混在土里,提高粉煤灰的利用率。粉煤灰可改变土壤结构,增加土层的保水能力和孔隙度。
通过以上研究综述,笔者归纳出按时间顺序可选择的技术方法,如图1所示:
2.2.2 人工林营造技术①整地。平整土地是植被恢复的一个重要步骤。②造林、播种方式。在梯田化后排弃场和采矿场的边坡上,采用山地、沟壑造林技术;在排弃场顶面平地和宽梯级上先平整,然后应用机械化造林技术;在排弃场坡面上及毗邻的地段上营造防蚀林。③造林密度和树种配置。按岩土适宜性、植物中的生态学特征、自然生态和经济条件等因素来确定乔灌木树种配置和造林密度,也可采用带状营造人工林。④抚育措施。根据不同地质条件采用不同的抚育措施。
3 山西阳泉煤矿区废弃地生态植被恢复技术选择
3.1 阳泉市自然环境
阳泉地处山西黄土高原东部,地貌系由土石山、黄土丘陵和山间盆地组成的间有少量石质山的复合土石山地。气候属温暖带半湿润气候,降水量一般为550-650mm。土壤以褐土性土分布面积最大,植被为典型的温带树种。
3.2 阳泉市煤矿区森林立地条件
“煤铁之乡”阳泉是单位面积产煤最多的城市,全国无烟煤生产基地。阳泉市煤矿区废弃地具有特点:物理结构不良,持水保肥能力差极端贫瘠或养分不平衡;重金属含量过高;极端ph值;干旱或生理干旱严重。如表1所示:
3.3 技术选择
3.3.1 土壤基质改良选择
①阳泉煤矿区在未来的进程中,应注意采用表土转换法。这样虽然植被已破坏,但土壤基本保持原样,土壤的营养条件及种子库基本保证了原有植物种群迅速定居建植,无需更多的投入。②由于阳泉煤矿区废弃地土壤呈现酸性,因此可以向土壤添加碱性物质以调整土壤的p H值。土壤覆盖适合于任何类型的矿山废弃地,因此结合阳泉实际经济条件和生态环保意识而加以采用。③可施用矿质肥料能提高人工林的生产力,有效调节土壤中氮磷钾比例含量。此外,可将污水处理厂和林地复垦相结合,节约生态植被恢复成本。④阳泉市煤矿区废弃地土壤中含有重金属元素,因此需要在乡土树种中选择耐重金属污染的物种作为先锋物种,来有效去除土壤中的有害物种。与此同时,我们可以在岩石中掺入具有一定机械组成的粘土或土壤来中和其机械成分,比如沙质岩土则是一个不错的选择。最后,可以施用粉煤灰作改良剂改良土壤,在面撒均匀混在土里。
3.3.2 人工林营造技术选择
树种选择上,根据阳泉矿区的地质地貌及植被现状,建议采用乡土树种和固氮树种混交造林方式。由于阳泉矿区的土地破坏状况并非十分严重,因此在种植前先进行整地工作,同时作出截水沟,以避免水土流失问题的发生。同时可采用山地、沟壑造林技术,营造防蚀林,以60%的主要树种,20%伴随树种,20%灌木的比例进行种植,并定期进行抚育除草防病害等工作。
4 结论
矿区废弃地植被恢复的核心问题在于解决植物生长的环境,其关键在于改良土壤环境。基于土壤环境改良的前提下,充分考虑植物景观的营造手法,结合生态学要求构建近自然群落,增强物种的多样性。本文在综合分析了国内外矿业废弃地生态恢复研究进展的基础上,结合山西阳泉矿业废弃地现状进行了调查并提出了恰当的生态恢复技术。如何准确、科学及客观的评价特定的煤矿区废弃地植被恢复结果评价,以及生态恢复和重建给煤矿区废弃地社会、经济和生态带来的影响,这是我们今后需要重点研究的问题。
参考文献
[1]麦少芝,徐颂军,梁志娇.矿业废弃地的特点及环境影响[J].云南地理环境研究,2005(5):23-27.
[2]王黎.浅谈煤矸石山生态植被恢复技术[J].内蒙古林业调查设计,2011,34(3):11-12.
[3]赵方莹.铁矿废弃地植被恢复技术与效应研究[M].北京:中国林业出版社,2009.10.
[4]魏艳,侯明明,卿华,李若愚.矿业废弃地的生态恢复与重建研究[J].矿业工程,2007,5(1):52-55.
[5]林惠琴.依靠科技进步,实施矿山复垦[J].福建水土保持,2004(1):40-43.
[6]张震云,张晋昌,张中慧等.山西平朔ATB矿退化土地的林业复垦与生态重建研究[J].山西林业科技,2000,(6):17-23.
植被生态重建 篇6
1 原州区“十二五”期间生态移民任务
根据《宁夏“十二五”生态移民搬迁规划》, “十二五”期间, 原州区共计划实施生态移民15 204户61 948人。其中, 县内搬迁移民5 983户24 377人, 占移民总户数的39.4%;县外搬迁移民9 221户37 571人, 占移民总户数的60.6%。移民涉及11个乡镇109个行政村412个自然村。
2 移民迁出区生态环境现状
原州区移民迁出区均处于道路不畅、交通不便、信息闭塞的偏远山区, 区内植被稀少, 林草资源匮乏, 干旱、冰雹、沙尘暴等自然灾害严重, 生态环境恶劣, 水土流失严重、沟壑纵横, 土地肥力大幅下降, 粮食产量低而不稳, 农业生态平衡失调, 群众生活长期贫困。当地农民为了生存, 出现了靠山吃山的情况, 违背自然规律, 对自然资源进行掠夺式经营, 对林草植被滥垦、滥牧, 破坏了赖以生产、生活的资源, 陷入了“越垦越穷、越穷越垦”的恶性循环。由于过度开荒、过度放牧, 生态环境承载负荷日益加重, 昔日林草茂密的大山日渐呈现出不堪重负的“病态”。要改变这一现状, 最有效的措施就是进行生态移民, 杜绝人类在这些地区的开发性活动, 把这些区域强行保护起来, 由里而外, 大规模地进行保护和恢复生态。这是一种适应客观规律的主动策略, 是深入贯彻落实第2轮西部大开发“更加注重生态建设和环境保护, 着力建设美好家园和国家生态安全屏障”战略的重要举措, 是促进固原市原州区生态良性循环的战略选择。
3 移民迁出区生态植被恢复治理措施
林业生态建设是保护和改善生态环境的基础和保证。原州区移民迁出区生态脆弱、环境恶劣, 而要走出这一困境, 最有效的措施是遵循自然规律, 加大林业生态建设力度, 坚持宜造则造、宜封则封、宜乔则乔、宜灌则灌、宜草则草的原则, 对移民迁出区全面实施植树造林和封禁保护, 最终实现人退林进、恢复生态、造福子孙的目标。移民迁出区立地条件差, 地形复杂多样, 因此要坚持因地制宜、分区分类、突出重点、分步实施的原则, 进行规模化综合治理, 达到移出一片、治理一片、见效一片的目的。一是对迁出区所有耕地要实施退耕还林。二是对宜林荒山、荒地、荒沟、荒滩要进行人工造林。三是对立地条件过差、难以造林的地块要进行封山育林, 让其自然修复。四是要将巩固成果与新建工程放在同等重要的位置, 对原有造林地进行补植补造, 做到应补尽补, 不留死角[2]。
3.1 退耕还林
由于部分移民群众广种薄收的思想还未根本改变, 虽然搬迁了, 但依然放不下种植多年的耕地, 随时会回来耕种。因此, 在迁出区, 除留1~2间较好的房屋做护林点以外, 对其余住宅区要全部拆除平整, 拆除电力线路, 对所有耕地进行退耕还林。退耕还林要坚持因地制宜、适地适树的原则, 选用云杉、油松、落叶松、杜梨子、山桃、山杏、结杏、早酥梨、刺槐、沙棘、杞柳、柠条等乡土树种, 采用鱼鳞坑、反坡带子田、水平沟、集水坑等集流整地方式, 进行乔灌草合理搭配[3,4]。在六盘山外缘区的黄铎堡、彭堡2个镇部分区域及张易、开城、中河3个乡镇营造以落叶松、云杉、油松、山桃、山杏、刺槐、沙棘等乡土树种为主的水源涵养林, 其主要树种配置模式为:在>25°的坡耕地采用鱼鳞坑整地方式, 配置沙棘、山桃等灌木树种;在15~25°坡耕地采用鱼鳞坑、集水坑整地方式, 进行针阔混交、乔灌搭配, 配置落叶松、云杉、油松、山桃、山杏、沙棘、刺槐等树种;在<15°的坡耕地采用集水坑整地方式, 配置落叶松、云杉、山杏、刺槐等乔木树种。
在东北部黄土丘陵沟壑区的三营、头营、彭堡、黄铎堡4个乡镇的部分区域及官厅、河川、寨科、炭山4个乡镇营造以杜梨子、山桃、山杏、结杏、早酥梨、刺槐、杞柳、沙棘、柳树、榆树、新疆杨、柠条等乡土树种为主的水土保持林, 其主要树种配置模式为:在>25°的坡耕地采用鱼鳞坑整地方式, 配置沙棘、山桃、柠条等灌木树种;在15~25°采用反坡带子田、鱼鳞坑整地方式, 进行乔灌搭配, 配置山桃、山杏、沙棘、刺槐、杜梨子、杞柳等树种;在<15°的坡耕地采用集水坑、水平沟、带子田整地方式, 配置刺槐、杞柳、榆树、柳树、新疆杨等树种;在地势平坦、土壤肥沃的沟道及台塬地, 配置早酥梨、结杏等经果林树种。
3.2 荒山造林
对移民迁出区的宜林荒山、荒沟、荒滩进行人工造林, 要坚持因地制宜、适地适树的原则, 选用油松、落叶松、杜梨子、山桃、山杏、刺槐、沙棘、柠条等乡土树种, 采用鱼鳞坑、反坡带子田、水平沟等集流整地方式, 进行乔灌草合理搭配。其树种配置模式与退耕还林相同。
3.3 封山育林
对移民迁出区立地条件差, 难以造林的地块实施封山育林。封育采取机械围栏与生物措施相结合的办法, 在封育区进行机械围栏、设立固定标志牌、标准样地, 并设置专职护林员, 加强巡护, 提高封育成效。
参考文献
[1]於方, 周昊, 许申来.生态恢复的环境效应评价研究进展[J].生态环境学报, 2009 (1) :382-387.
[2]李贵祥, 方向京, 邵金平, 等.昆阳磷矿山损毁林地生态植被恢复技术研究[J].林业实用技术, 2012 (3) :49-52.
[3]陈兴祥.景洪市沧江新区生态植被恢复中的树种选择与配置[J].林业调查规划, 2009 (3) :139-142.
植被生态混凝土制备工艺研究进展 篇7
随着人类社会的发展,各类建筑拔地而起,人类在享受混凝土建筑带来便利的同时,也承受着其负面影响。而植被生态混凝土能与绿色植物相互共存并能缓解生物隔离,扩大绿化面积,符合人类“可持续发展”的理念。在国际范围内,日本率先提出了植被生态混凝土的概念[1],随后这类混凝土在日本和欧美得到了广泛应用[2,3]。这类多孔混凝土与普通混凝土相比有特殊的制备工艺与检测指标,对此需要进行专门的研究。本文回顾和总结了前人的研究成果,从制备工艺来看,搅拌、成型、养护等步骤都需要掌握关键因素,而选择正确的评价指标则直接关乎能否对植被生态混凝土做出准确评价。
1 植被生态混凝土的应用现状
1.1 植被生态混凝土的概念与分类
1995年日本混凝土工学协会[4]提出了生态混凝土的概念,这类特种混凝土具有特殊的结构与表面特征,它能减小环境负荷,与生态环境相协调,为环保做出贡献。国内最早提出类似概念的是清华大学冯乃谦等主编的《实用混凝土大全》,该文献中将绿化生态混凝土定义为:能够适应绿色植物生长、进行绿色植被的混凝土及其制品。随后吴中伟[5]、胡德熙[6]、杨静[7]等提出生态混凝土定义为:能够适应植物生长,可进行植被作业,具有保持原有防护作用功能、保护环境、改善生态条件的混凝土及其制品。
植被生态混凝土多种多样,有着不同的分类方式。董建伟[8]按其构造不同分为孔洞型、敷设型和多孔连续型3大类,冯辉荣[9]在此基础上又将植被生态混凝土做了更加细致的分类,如图1所示。吴义峰[10]则按照制备方式的不同分为现浇型与预制型。
1.2 植被生态混凝土的应用
植被生态混凝土由于具有一定强度并可供植物生长而在某些领域具有普通混凝土无法相比的优势,如今已在国内外得到广泛应用。据文献[4]介绍,日本全境的河道护堤的施工总面积中,植被生态混凝土应用面积在20%左右;韩国自然与环境株式会[11]开发研制了类似花盆的孔洞型混凝土块,被用于生态型河川建设;吉林水利水电公司[12]在长春进行国内最大的现场铺设生态混凝土道路工程;上海黄浦江生态护坡示范工程[13]采用生态混凝土沿黄浦江建设生态护坡,结果显示植物生长旺盛,固水保土效果良好,岸坡安全稳定;还有国外学者[14]研究了植被生态混凝土在噪声屏障中的作用,并进行了小规模的使用。
2 植被生态混凝土的制备工艺研究现状
2.1 选料与配比设计
植被生态混凝土需要进行特殊的材料选择与配比设计,因此国内外学者对此进行了专门的研究。Nitendra[15]利用生产钢铁留下的废钢渣替代传统骨料,结果证实在废弃资源再利用方面以及混凝土强度提高方面取得了较好的效果。R.Yu[16]利用矿渣粉、石灰粉等部分取代水泥作为胶凝材料在强度和耐久性上均取得了良好的效果。Sergey A.Mizuriaev[17]对一般用途的多孔混凝土的组成进行了探讨,并建议采用碱金属硅酸盐和非膨胀粘土取代普通硅酸盐。
为了综合考虑植物生长与混凝土结构使用性能等方面的要求,一些学者[18,19]做了大量试验,结果发现植生型多孔混凝土的孔隙率应控制在18%~35%之间,水胶比应控制在0.2~0.55之间。
曾培玲[20]通过试验验证生态混凝土强度随水泥强度增大而增大,水泥强度等级增加一级,生态混凝土强度平均增大1.2MPa。混凝土强度随水胶比增大而先增后降,综合考虑强度与植生性能后认为水胶比为0.35、骨胶比为10时比较适合。陈月萍[21]通过研究粗骨料粒径对生态混凝土的影响得出结论,综合考虑抗压强度、孔隙率和透水性系数,碎石粒径选择15~20mm较为合适。
综上可以看出水胶比决定了强度,一定范围内增大水胶比有助于强度的提高,然而实际应用中水胶比过大会导致浆液堵塞底部孔隙,不利于植物生长。水泥掺量增大有助于强度的提高,骨胶比也影响混凝土的强度与透水透气性,在能保证孔隙率的情况下尽可能提高胶凝材料用量。
2.2 搅拌工艺
普通混凝土的搅拌工艺一般是一次给料搅拌法,但植被生态混凝土从配比上与普通混凝土相比就大有不同,因此有其特殊的搅拌工艺。按给料与搅拌的穿插顺序可分为一次给料法、多次给料法、水泥裹石法等。
日本展开的相关研究最多,其中玉井元治[22]提出的搅拌工艺流程图如图2所示。他们提出先将水与水泥投入水泥浆搅拌机拌合,再投入骨料在混凝土搅拌机内拌合,经脱模养护得到了质量较好的指标生态混凝土。
国内学者也有类似研究,蒋正武[23]在研究若干因素对植被生态混凝土性能影响时,针对搅拌工艺做了一组对比试验。一组采用一次给料法,先将水泥、骨料等在搅拌机内干拌,然后再加水搅拌后入模养护。另一组采用水泥裹石法,先将骨料按比例混合,用部分水浸湿后搅拌,再加入水泥与剩余水搅拌后入模养护。两组试块的检测结果如表1所示。
由表1可以看出,采用水泥裹石法相对于一次给料法在孔隙率、表观密度和透水系数上下降不多,然而抗压强度却有很大提高,因此水泥裹浆法搅拌工艺值得推荐。
吴磊[24]在研究生态混凝土时也根据不同拌合工艺做了对比试验:第一种是一次拌合法,即将胶凝材料、集料拌匀后,再加水拌合;第二种是两次拌合法,即先将集料和一部分水拌匀,然后加入胶凝材料和剩余水进行拌合;第三种是水泥裹石法,即将胶凝材料和一部分水拌匀,再加入集料和剩余水进行拌合。3组试块的试验结果如表2所示。
对比上述试验研究可以得出结论,水泥裹石法通过改变原料的加入顺序改善了植被生态混凝土的性能,既能保证植物所需的孔隙率,又能显著提高混凝土强度。这是因为采用此种搅拌方式可以使胶结聚体均匀,骨料粘结性好,水泥稳定地包裹着骨料表面,从而增加骨料间的粘结力,进而提高了强度。
2.3 成型方式
植被生态混凝土成型可以采用振动成型和压制成型。M.Aamer[25]开发出了一种高性能生态混凝土,它不需要任何特殊的压实与振动,但需要聚羧酸高效减水剂、十二烷基苯硫酸钠等特殊添加剂,因此其制作材料来源受限,应用并不广泛。一般影响植被生态混凝土性能的因素有振动时间、成型的压力、成型厚度等。
2.3.1 振动成型
采用振捣法,控制振动时间至关重要。时间过短则混凝土不易密实,影响混凝土强度;时间过长,会导致水泥浆从骨料表面脱落,流动富集到混凝土的底部,堵塞底部孔隙,影响植物生长。颜小波[26]对此进行了研究,试验选取单一粒径的粗骨料制备生态混凝土,搅拌均匀后将试件连通模具放于振动台上分别振动0~10s后养护3d、28d,分别测试不同振动时间混凝土的强度和孔隙率,结果如图3所示。张朝辉[27]做了类似的研究,结果如图4所示。
从测试结果来看,随着振动时间的延长,混凝土强度先增后降,而孔隙率则逐渐降低。对于图3试验来讲,最佳振动时间显然是9~10s,而图4试验证实振动时间在3s左右时既能保证强度,又能适当降低孔隙率,同时保证植物正常生长。
这种结果是因为随着振动时间的延长粗骨料得到密实,强度增加,孔隙率下降。然而振动时间过长会使粗骨料表面的胶凝材料振落,导致粗骨料粘结性下降,影响强度发展。因此掌握合理的振动时间至关重要。一般来讲,最佳振动时间与水胶比和胶凝材料的用量有关,不同的配比对应不同的最佳振动时间,实际应用中应通过反复试验确定具体配比下的最佳振动时间。
2.3.2 压制成型
除了振动成型以外,还可以采用压制成型,颜小波也针对此种工艺进行了专门研究。试验所用原材料、配比与振动成型相同,所使用的试块截面尺寸为100mm×100mm,试验中施加400~1000N的成型压力,并保持5s,试验结果如图5所示。张朝辉做了类似研究,结果如图6所示。
由试验结果可以得出:随着成型压力的增加,强度呈现先增后降的趋势,孔隙率随着压力的增加而降低。从图5可见,成型压力在800N左右时最佳;从图6可见,压制强度在0.2~0.3 MPa时既能保证混凝土强度,又能有效降低孔隙率。
出现这种现象是因为在压制成型的过程中,起初压力将松散的混凝土进行压密,混凝土孔隙率不断降低,骨料之间结合得更加紧密,因此抗压强度呈现上升趋势。但当成型压力增加到一定程度后,骨料之间处于紧密接触状态,此时持续增加压力,可能会引起接触点或骨料破坏从而导致混凝土抗压强度的下降。因此压制成型与振动成型类似,存在最佳成型压力,这也需要反复试验确定,一般生产植被生态混凝土成型压力控制在0.25~0.4MPa之间。
2.3.3 成型厚度
植被生态混凝土成型厚度也影响着其性能。董建伟[28]在研究多孔连续型绿化混凝土的构造原则时提出混凝土孔隙内至少充灌相当于100mm厚度的土壤。颜小波在此基础上研究了成型厚度对多孔生态混凝土性能的影响,试验设计6个成型厚度,测试28d的抗压强度,结果如图7所示。由图7可知,随着成型厚度的增加,抗压强度呈现出先降后增,而后又降低的趋势。在成型厚度为5mm时,其抗压强度达到最大。
综上所述,可以得出结论:(1)若采用振捣法需要确定最佳振捣时间;(2)若采用压制成型则需要确定最佳成型压力;(3)同时也存在一个最佳厚度使植被生态混凝土强度达到最大值。
2.4 养护工艺
由于植被生态混凝土有较大的孔隙率,因此暴露在空气中的表面积要大许多,故不宜采用自然养护的方法,以防水分流失过大。国内外学者[29,30,31]探究了采用连同模具一起的标准养护方法,结果证实对植被生态混凝土强度提高较为有益,并且试块成型后隔天拆模有利于保证混凝土的完整性,同时在试块上覆盖塑料薄膜进行保水也有益于混凝土养护。
3 植被生态混凝土性能指标与检测方法
3.1 力学性能
衡量植被生态混凝土力学性能的指标主要有抗压强度、抗折强度等。Byong-Jeong Choi[32]利用6组试块进行压缩试验,比较了普通混凝土与生态混凝土力学性能的差异。国内学者赵铁军[33]较早通过试验证实单位体积混凝土水泥用量越多则强度越高,并提出了在特定配比下强度与水泥掺量之间的关系。夏振尧[34]通过试验模拟出了水泥用量、有机质掺量与强度之间的线性回归关系,得出混凝土强度随着水泥用量的增加而增加,随着有机质掺量增加先增后减。P.Chindaprasirt[35]研究认为生态混凝土的强度依赖于骨料大小,小骨料粒径的混凝土的强度折减率较高。在同一孔隙比下,大团聚体的多孔混凝土的强度比小骨料的大。钟文乐等[36]通过试验证明相同骨料级配情况下,无砂多孔混凝土抗压、抗折强度随骨胶比增大而降低;相同骨胶比下的单粒径骨料混凝土,其抗压、抗折强度随骨料粒径增大而降低;J.G.Jang等[37]通过试验提出了抗压强度随总的孔隙率的增加而降低,并提出了两者间的定量关系。Ayda S.[38]采用落重冲击试验装置进行动力学试验,得到的结果是外力的总功和连通孔隙率是影响多孔混凝土动力性能的主要因素。
植被生态混凝土的抗压强度试验参照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)[39]有关规定执行。目前我国还未对植被生态混凝土强度做出统一规定,日本则制定了专门的设计指标[40],若应用在人行道以及高速公路的路肩隔板等对结构强度要求高的部位,一般要达到20 MPa以上;若主要用于植被护坡,对强度要求不高,但也要求大于10MPa。
3.2 孔隙率与透水性
植被生态混凝土孔隙包括贯通孔隙、半封闭孔隙和全封闭孔隙,其中贯通孔隙和半封闭孔隙才可提供植物生长空间[41],孔隙率则直接决定了其透水性。C.Lian[42]利用一个具体的数学模型描述了生态混凝土孔隙率与透水性之间的关系。汪健[30]在探究若干因素对孔隙率的影响时得出结论:水胶比越大,则孔隙率越小;机械振捣相较于人工捣实会得到孔隙率更小的试样。孔德玉[43]通过研究再生骨料混凝土提出搅拌工艺、净水胶比、粗骨料种类等均会对混凝土孔隙率与透水性产生影响。
国外文献对多孔生态混凝土孔隙率提出了计算方法[44],国内常用的孔隙率测定方法为量体积法和胶带密蜡封法[45]。Sang-Yeop Chung[46]]提出利用计算机断层扫描图像和低阶概率函数来研究和量化多孔生态混凝土试件孔隙的空间分布。日本生态混凝土护岸工法[47]规定,对以植生为主的护岸,孔隙率在21%~30%之间;对于承受流水严重冲刷的植生型护岸,孔隙率在18%~21%之间。高建明[48]认为连续孔隙率低于20%时,植物难以生存。透水性大小随混凝土基础材料的颗粒组成不同而有些差异,一般情况下要确保有0.1cm/s以上的透水系数[49],透水系数的测定方法可以参考相关文献[50],采用透水性试验测量。
3.3 耐久性能
植被生态混凝土被大量利用在河流堤岸和各类边坡,冻融循环破坏对混凝土耐久性十分不利,有可能导致结构失效,其多孔隙的结构特性在反复外力作用下也可能发生结构失稳。
刘荣桂[51]系统总结了影响植被生态混凝土的各个因素,包括外部因素(冻融作用、风化作用、碳化作用、疲劳作用等)、内部因素(配合比、碱-骨料反应等),并通过开展模型试验、现场跟踪调查、数值模拟等方式进行耐久性探究。Muhammad[52]通过对比试验证明生态混凝土中加入丁苯橡胶为基础的可再分散乳胶粉和乳胶的混合物可以提高其强度与耐久性能。唐春安[53]借助计算机技术和数值方法进行生态混凝土在多种尺度下的耐久性损伤数值试验,探索了生态混凝土耐久性损伤的发展规律。董建伟等[54]在研究环保型绿化混凝土时,提出以疏密结合方式制成绿化混凝土构件,并采用了改性聚丙烯纤维混凝土,有效提高了多孔混凝土的结构稳定性。潘文佳[55]通过试验证明在相同孔隙率情况下,骨料粒径越小,多孔混凝土的耐久性越好。Li-Jeng Hunag[56]试验证实添加适量的再生材料包括废轮胎粉、废液晶玻璃砂等可改善生态混凝土的耐久性。
目前在国内还没有出台植被生态混凝土的耐久性试验标准,实际应用中可参照普通混凝土耐久性能试验方法标准[57]中的检测方法进行评定。
3.4 孔隙内碱环境
衡量植被生态混凝土性能优良的主要依据就是植物能否很好地生长,其中孔隙内的碱环境起着决定性作用。任何植物生长都有适宜的pH值范围,而混凝土水化产物均是碱性物质,不利于植物生长,因此混凝土孔隙内碱环境测试也很重要。F.Chen[58]通过不同pH值的生态混凝土对植物幼苗生长的影响试验得出,随着混凝土pH值的增加,植物的生长率大幅度降低。李荣炜[59]提出主要应从3个方面考虑:(1)降低胶凝浆体的碱度;(2)在孔隙内填充偏酸性土壤;(3)在混凝土孔隙表面采取隔离措施,防止碱液流出。
国内外的研究人员测试植被生态混凝土孔隙内pH值的方法有固液萃取法[60]、酸碱中和滴定法[61]和LY/T1239-1999《森林土壤pH值的测定》等。根据植物品种的不同,适宜生长的pH值范围一般在6~9之间。
4 结语
本文主要总结了国内外针对植被生态混凝土的分类与应用,其制备工艺的研究现状,以及植被生态混凝土的性能指标等研究成果。由于植被生态混凝土很好地迎合了建筑与生态环境相融合的理念,将来必将得到大规模应用。纵观国内外的研究现状,目前植被生态混凝土还存在诸多需要进一步探究的问题,具体如下:
(1)最优配比设计,配比直接影响着植被生态混凝土的强度、耐久性等性能指标,并且与具体物种的生长特性密切相关,需要进一步研究。
(2)掌握各种制备工艺(选料、搅拌、成型、养护等)中的关键因素,国内外相关实践经验较少,并且不同应用情况下的制备工艺也各不相同,工艺的各个步骤对植被生态混凝土性能的影响需要进一步明确。
(3)制定统一的植被生态混凝土性能指标与检测方法,并且需要进一步研究降低制备成本与后期管理难度的方法等。
植被生态重建 篇8
关键词：风力发电,占地,植被恢复,措施
根据山西省发展和改革委员会制定的《山西省风电开发规划》, 山西省风电开发规划总装机容量为3 000万k W, 其中“十二五” (2011年~2015年) 期间共规划风电装机容量为1 200万k W, “十三五” (2016年~2020年) 期间共规划风电装机容量为1 800万k W。
风力发电的环境效益是显著的, 并且属于清洁型项目, 然而山山地地型型风风力力发发电电项项目目在在建建设设期期对对局局部部生生态态环环境境的的影影响响较较大大, , 为为了了减减轻对生态植被的影响, 风电场建设过程中需落实生态植被恢复方案, 植被恢复方案制定是和风电场现状占地类型相符合的, 不同的占地类型需采用不同的植被恢复方案。
1 风电场对植被的破坏方式
根据《风电场工程建设用地和环境保护管理暂行办法 (发改能能源源[[22000055]]11551111号号) ) 》》, , 风风电电场场工工程程建建设设用用地地应应本本着着节节约约和和集集约约利利用土地的原则, 尽量使用未利用土地, 少占或不占耕地, 并尽量避开省级以上政府部门依法批准的需要特殊保护的区域。
山西省区域地质构造稳定, 风电场址多为荒山和荒地。风电场占地主要为荒地, 然而在少数情况下, 由于受风能资源、地形条件的限制, 风电场往往会占一部分耕地、林地资源。
风电场施工区域一般包含五个分区, 分别为风机区、升压站区、施工检修道路区、场内集电线路区和施工场地区。每个分区都会对原有地表植被造成破坏, 对植被的破坏方式主要体现在以下几个方面:1) 植被面积的损失。工程永久和临时占用土地使占地范围内的植被遭受砍伐、铲除、掩埋等一系列人为干扰活动, 使永久占地内的植被全部消失, 周边的植被面积减少, 生物量及生态服务功能下降。2) 植被生物量与生产力的损失。工程占地施工等使区域土层扰动、植被破坏, 生物量和生产力受到损失, 同时对植物种类多样性及分布产生不利影响。3) 此外, 施工期间, 因施工产生的粉尘会附着在周围植物的叶面上, 影响其生长。一般而言, 升压站占地为永久占地, 生态恢复一般是采用站内绿化方式完成的, 施工场地占地为临时占地, 需要在施工完毕后进行生态恢复。风机区、施工检修道路区和场内集电线路区占地包括永久占地和临时占地, 需要施工完毕后对临时占地进行生态植被恢复。
2 临时占地植被恢复措施
2.1 占用荒草地植被恢复措施
施工区基础施工前应首先将基础表土剥离, 为给每处施工扰动区植被恢复创造条件, 将基础施工场地的剥离表土集中堆放在各基础施工场地基坑一侧, 供植被恢复时表土回覆利用。施工结束后, 对施工区域裸露地带进行清理、平整, 并将剥离表土回覆。气候适宜时采用当地草籽进行植被恢复。
例如, 福光平鲁某风电场工程风机区、场内集电线路区和场内检修道路区临时占地均为荒草地, 在植被恢复时风电机组区措施主要集中在风电机组和箱式变压站基础周边的区域绿化, 采取灌木和草类相结合的方式进行绿化布置, 采用白羊草、蒿类、黄背草与拧条进行灌草混交, 行距为1.0 m×3.0 m, 采用坑穴状整地, 在灌木行间撒播白羊草。集电线路区采取植草措施予以绿化, 草种选择当地适生品种。施工检修道路两侧树种选用中油松, 株距4 m, 进行整地、种植和抚育。
2.2 占用耕地恢复及补偿措施
项目建设场地占用部分耕地, 将导致风电场小范围内的土地利用性质的改变, 原有的土地功能丧失, 变为了建设用地。根据《中华人民共和国土地管理法》, 耕地实行“占补平衡”原则。风电场项目永久占用的耕地必须采用“异地复垦”的方式进行补偿, 由风电场建设单位负责开垦与占用耕地的数量和质量相当的耕地, 没有条件开垦或者开垦不符合要求的, 应该按有关规定缴纳耕地开垦费, 专款用于开垦新的耕地。
对于临时占用的耕地, 施工前应对该区域耕地土壤进行表土剥离并集中堆放。施工结束后, 将剥离表土还原复垦, 可种植当地的粮食作物和经济作物。可见项目的建设虽然占用了耕地, 但可通过补偿和复垦方式使项目建设对农作物的影响降低到最小。
例如, 福光平鲁某风电场升压站区和施工场地区占地均为耕地, 为了合理保护与利用土地资源, 为后期耕地复垦创造条件, 施工前需对该区域耕地进行表土剥离, 剥离厚度为50 cm, 由于升压站占地为永久占地, 施工结束后将剥离土还原进行异地复垦。由于施工区为临时占地, 施工结束后需将剥离土原地还原复垦。
2.3 占用林地恢复及补偿措施
风电场项目如需占用林地, 根据《中华人民共和国森林法》中采伐森林和林木的规定, 首先需明确占用林地的类别、权属、林木的种类, 确定占用的林地不属于禁止采伐的范围。如允许采伐, 根据《中华人民共和国森林法》, 占用的林地必须经县级以上林业部门同意后, 依照有关土地管理的法律、行政法规办理建设用地审批手续, 并由用地单位依照国务院有关规定缴纳森林植被恢复费。森林植被恢复费专款专用, 由林业主管部门依照有关规定统一安排植树造林, 恢复森林植被, 植树造林面积不得少于因占用、征用林地而减少的森林植被面积。
建设单位必须根据国家及地方相关政策, 依据林业等相关主管部门要求对项目征占的林地采取经济补偿和林地恢复补偿措施, 永久占用林地异地恢复面积应不小于项目实际征地而减少的林地面积;临时占用的林地采取原地林地补偿措施, 补偿面积不少于临时征占林地面积。
例如, 中广核平陆某风电场风机区、集电线路区和检修道路区均占用林地, 根据现场调查和请示林业主管部门, 风电场占用林地为商品林, 权属风电场场内某村林场, 为集体林性质, 不属于禁止采伐的林地。建设单位已取得林业主管部门同意本项目占用林地的复函。项目建设时对项目征占的林地需采取经济补偿和林地恢复补偿措施, 积极恢复、改善林地损失所造成的生态环境破坏。
在实际的风电场建设中, 建设方应优化选址选线, 并根据微观选址的实际情况, 在拟选机位中优先选择不占、少占林地的拟选机位建设风机。项目建设中应尽量避免或减少对林地的征占。
例如, 大唐左权县某风电场工程在可研初期阶段拟定风机分别布置于风场东部和西部的两道山梁上, 占地面积相对较大。后经多次现场踏勘与调查发现风场西部的山梁植被生长茂密, 有成片的乔木林分布, 布置风机将会占用较大面积的成林地, 而东部的山梁则植被相对较稀疏, 基本没有乔木林分布, 较适合布置风机, 鉴于此种情况, 建设单位提出了替代方案, 将风机全部布置于东部的山梁上, 风机、道路及集电线路的建设将不再占用保护对象油松和辽东栎林, 减轻了对保护对象油松和辽东栎林及其森林生态系统的影响。
3 结语
植被生态重建 篇9
防风固沙, 顾名思义, 其包括了2 层含义, 地面以上无遮挡物所引起的风沙流动;地表无绿色植物、缺乏根系盘结, 在大雨冲刷后坡地所引起的砂石流失, 后者是我们水土保持工作防治的重点内容。坡地和大雨后的径流是水土流失的两大必备条件, 而径流调控正是水土保持工作的重中之重, 也是防治手段的精髓。尽管水土保持与其它学科有着极为密切的内容交叉和渗透, 但是其与周边学科最大的区别就在于能科学调控和合理利用坡面径流, 依照径流的调控理论来削弱水土流失的原动力, 在同等降雨条件下, 可有序聚集和分散坡面径流, 最终达到水土流失控制和水土资源保护的总体目标。为达到此目的, 我们不能仅局限于单一的技术治理和工程措施, 为保证较大范围区域内的协调统一, 我们需要对区域进一步细致划分, 结合区块的内容特点采用小流域综合治理措施来取得理想的治理效果, 进而使不同水土流失类型区的各项小流域治理措施优化配置, 形成符合水土流失规律和特点的预防体系。
水土治理是公益性事业, 是国家惠民的重大举措, 其与生态环境安全和国土资源整治开发密切相关。水土保持学科建立的初衷在于为国家土地资源保护、改良和合理利用水土资源提供有用之才, 通过人才支撑来合理配置整治资金, 花最少的钱发挥最佳的效果, 进而促进社会经济的可持续发展[1]。水土保持学科并不是孤立存在的, 其可从土壤学扩大到生物、地质、水文, 近年来又与环境科学、材料科学、工程科学、信息技术科学等学科相互融合, 与社会人文科学、大气及水环境、全球气象学等内容相互交叉。在现实水土保持防治方案的制定上, 我们不得不采用高新技术在防、治、管等三方面对水土进行综合监测, 在水土保持预防和监督上注入社会管理学内容来加强执法, 在监测和预报国家大型水体设施方面, 我们有必要采用卫星遥感技术, 在水土管理过程中, 还不时引入新的设备和材料进行设备更新, 另外, 一些植物的引种栽培对于防止水土也会起到事半功倍的效果。现今, 水土保持工作正在逐步演变为一个涉及工农业、资源环境业、社会经济业、人文地质业等在内的综合性事业。
以往, 人们对水土保持的关注仅停留在山区、丘陵区、风沙区以及与农田水利有关的区域, 但现阶段, 水土保持的研究领域正逐渐向非农领域以及平原地区延伸。21世纪, 国家在水土保持相关的各类基础设施建设、资源的合理开发以及城镇化进程扩张等方面均有所投入, 然而, 在城市的开发建设中, 人为造成的水土流失现象较为严重, 这就要求我们在开发建设各类项目的同时, 要提早做好水土流失的估算及预防工作, 由相关部门做好技术审批, 在可控范围内对施工后引起的流失现象做好综合治理。比如在平原流域进行矿业开采, 就必须要做好地表径流和降雨疏导、分流的防治工作, 通过拦截式工程有效预防水土流失, 同时针对边坡、矿渣以及弃土石场, 我们不仅需要考虑雨水的走向问题, 还要考虑到风蚀, 在治理措施上, 不仅要配套坚固的水土保持工程, 还要注重工程与植物的科学配伍, 搭配的美感时常给开发建设增加正面效益, 在发挥水土保护功能的同时, 给人们提供观赏、休憩的人文环境。
2防风固沙的技术措施
2.1 设置有效的沙障
主要的沙障模式有篱笆、草方格、黏土、立式及平铺等, 其中草方格沙障就是使用芦苇、稻草或麦草等材料, 在流动沙丘上扎成挡风墙以削弱风力的侵蚀, 同时有截留降雨的作用, 能有效提高沙层的含水量, 为沙生植物生长提供有利环境。黏土沙障就是将黏土在沙丘上堆成高20~30m的土埂, 间距为1~2 m, 走向与风向垂直, 黏土固沙因工程施工简单、固沙效果明显, 而广受亲睐, 但对黏土需求的数量较大。
2.2 在沙面上覆盖致密物
致密物我们可选择塑料薄膜进行, 就是将其覆盖于沙漠表层, 随后用岩石等重物压住, 这种方法可有效防治水分散失, 但塑料薄膜易被风刮起, 在丧失固沙和保水功能以后, 若监管不严, 则易造成二次污染。
2.3 植物治理
在沙漠地区栽种适宜的沙生植物以阻止沙漠扩张并逐步改良沙漠土地。沙生植物具有水分蒸腾少, 机械和输导组织发达等特点, 可抵御狂风侵袭并迅速将水分和养料输送到指定器官, 其细胞内经常保持较高的渗透压, 具有很强的持续吸水能力, 使植物不易失水, 能够适应干旱少雨的环境。在沙漠地区有计划地栽植沙生植物, 即在沙丘迎风坡上种植低矮的灌木或草本植物, 固住松散的沙粒, 在背风坡低洼地上种植高大的树木, 阻止沙丘移动。此外, 还可在沙漠边缘地带营造防风林以削弱沙漠地区的风力, 进而阻止沙漠扩张。防风林的效果与林带的高度有关, 树木越高、栽植越密, 其防风效果越好。植物治理的效果重点在于选择适宜的树种和科学的林带结构。
3植被在防风固沙方面所发挥的特殊作用
植被是人类生存环境的重要组分, 是进行自然与人为区划不可或缺的重要标识。目前, 植物治沙被认为是众多治沙措施中最经济、最有效、最持久的技术措施。固沙植物在风蚀防治中起着至关重要的作用, 而且植物构型特征对于防风固沙所起的效果亦有所不同。
王贵霞等[2]研究结果表明, 不同植被类型下的土壤侵蚀深度和侵蚀模数均低于裸地, 植被恢复措施对于土壤物理结构和蓄水性能均有明显改善效果, 农林间作模式具有较好的蓄水保土和改良土壤效应。香根草栽植能显著降低土壤容重, 增加土壤含水率, 减少土壤养分流失, 其蓄水率和保土率均可得到提高, 能够作为植被建设的首选物种[3]。刘平乐[4]在其报道中指出, 当地埂无植被时, 抗蚀能力差, 但当地埂有了良好的植被覆盖后, 可有效防止土壤冲刷, 进而起到较好的水土保持作用。沙蒿与油蒿广泛分布于我国沙漠地区, 是沙地植被的重要建群种和优势种, 马全林等[5]在其报道中指出, 比照沙蒿灌丛, 油蒿灌丛可作为更加理想的防风固沙植物, 其灌丛分枝数较多、分枝角度略小、生物量大且分布于近地表层。实践表明, 通过封育恢复天然植被[6], 是治理和控制土地沙漠化的一项最为有效的措施。
摘要：在防风固沙、保持水土及涵养水源等方面, 植被具有不可替代的优势作用。作为陆地表面盘根错节、具有生命的绿色自养生物, 植被是陆地生态系统平衡的维护者, 其通过汲取自然界中的CO2及阳光、在合成自身有机物的同时, 通过树冠遮挡、树根盘结等方式稳定飞尘、固住水土。现阶段, 随着城镇化的迅猛扩增, 绿地面积急剧减少, 水土流失现象比比皆是, 治理水土流失事关经济社会的持续、稳定发展, 而植被连片栽植正是抑制该趋势恶化的唯一途径。本文从防风固沙对水土保持的重要涵义入手, 逐一分析防风固沙的一般技术性措施, 最终提出植被在防风固沙方面所发挥的特殊作用, 为同领域技术人员提供技术资料。
关键词：植被,防风固沙,生态效应
参考文献
[1]高鹏, 张光灿, 刘霞.改造提升水土保持传统学科教学体系的实践与探索[J].高等农业教育, 2007 (8) :61-63.
[2]王贵霞, 夏江宝, 孙宁宁, 等.黄河三角洲引黄灌区不同植被类型的蓄水保土功能研究[J].水土保持学报, 2015, 29 (2) :111-116, 127.
[3]袁志忠, 陈国玉, 尹黎明, 等.湘西岷抗冲地区三种植被覆盖水土保持效益研究[J].中国水土保持, 2013 (3) :48-50, 62.
[4]刘平乐.地埂植被的水土保持作用和经济效益调查研究[J].甘肃科技, 2007, 23 (5) :210-211, 230.
[5]马全林, 卢琦, 张德魁.沙蒿与油蒿灌丛的防风阻沙作用[J].生态学杂志, 2012, 31 (7) :1639-1645.