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城市破损山体边坡绿化技术及植物种类选择★

2013-08-15陈华英金俊艳陈丹维

山西建筑 2013年35期
关键词:护坡岩石绿化

陈华英 金俊艳 陈丹维*

(1.浙江树人大学城建学院,浙江杭州 310015;2.上海东方建筑设计研究院有限公司杭州分院,浙江杭州 310015)

随着城市基础设施建设的迅猛发展,铁路、公路、堤坝等工程建设对社会经济和生活的发展有着非常重要的影响,但同时又带来了严重的环境问题。由于各类边坡的环境条件普遍较差,特别是城市建设等缘由而破坏的边坡大多呈现出土石裸露、侵蚀和滑坡相当严重的景象。随着我国边坡防护技术的发展,人们对其建设的质量提出了更高的要求,不仅要求能够有效地防止坡面水土流失、巩固路基,还要求其能美化和改善环境。

本文在总结目前国内运用比较广泛的边坡护坡绿化技术的同时,对杭州地区的数个破损山体岩石边坡进行现场调研,对实际运用的边坡防护技术及植物种类选择进行了分析,希望有助于解决边坡工程防护与生态环境破坏的矛盾,实现安全与生态的和谐发展。

1 破损山体岩石边坡的特点

岩石边坡不同于土质边坡,它有较强的异质性,在采用生态防护措施时具有很多的不利条件:

1)缺乏植物生长所必需的土壤条件及养分条件[1]:由于岩石边坡石质坚硬、透水性强、持水性差,不具备植物生长所需的自然环境,无法直接播种或植生袋法绿化,只能通过一些处理措施,才能创造出植物适应的生长环境。

2)边坡陡、基层附着条件差[2]:通常陡峻的边坡表面雨水径流速度大、强度高、土层薄或者无。因此必须采取一定措施锚固表层基质,促使植物生长。

根据目前对生态护坡研究现状的分析,固坡结构的设计、基层材料的筛选、边坡的生态景观将是今后生态护坡研究的关键问题和主要方向。

2 岩石边坡复绿技术

城市中破损的山体不利于植物的生长,影响了山上植物蓄水功能的发挥,进而直接影响了城市的景观面貌。岩石边坡复绿要解决的难题主要是如何在陡峭的坡面上固定植株,并为植物提供土、水、肥等生长条件,且能经受住城市恶劣生态环境的考验。

2.1 三维植被网法

三维植被网护坡绿化是采用钢筋作为锚杆,以U形钉固定,将抗拉强度高的尼龙等高分子材料,经挤出、拉伸焊接、收缩等一系列工艺而制成的两层或多层表面呈凹凸不平的三维网袋状的孔网[2]铺设在边坡上;后覆种植土层,然后再喷播草种层。

该工艺简单,成本低廉,适应性强,适用于陡峭边坡甚至直立边坡;但也存在着显著的缺点:由于土层的厚度较薄,持水、持肥性不好,营养成分难以留存,较难形成植物长期生长所需要的能自我调节的生态环境[3];坡面经受不起大雨或长时间降雨的冲刷,也不耐干旱;因此对植物材料的要求也比较高,可供选择的也比较少。所以,目前此种方法虽然使用范围比较广泛,但持续发展性不强,破损山坡生态恢复难以真正实现。

2.2 框格客土绿化法

框格客土是在岩石边坡上构筑格子梁,以起到边坡表面防护的目的;再在框格内置土种植绿化植物。因此,这种结构护坡方式既能满足强度功效,也能达到生态恢复的目的。框格客土绿化分为V形格、菱形格、拱形格、三角形格、矩形格等;格构梁可以采用钢筋混凝土、浆砌条石等制作。

格子梁的施工方法比较简单易行,所形成的种植基层可以有一定的厚度,有利于水、肥的保持,使采用灌木甚至乔木进行生态护坡成为可能[3]。但这种方法仅适宜于坡角在60°以下的岩石边坡,超过此坡度的陡坡,格构成型比较困难。

2.3 植被混凝土法

在岩质边坡上,人工堆填的土基层与岩体的特性差异很大,使得基层养分很难持久、循环的供给。而近年来在日本出现的植被性生态混凝土[4]其性质介于两者之间,可作为土基层与岩体之间的一种过渡材料,起到过渡调节的作用。

这种植被混凝土主要由三个部分组成:多孔混凝土、充填材料、表层土。植物材料可在混凝土锚面下的土层中生长,从而在边坡表面形成绿色植被,与喷射混凝土形成整体,并借助喷混凝土面的强度和刚度共同维护边坡的稳定性和抗冲刷性。该技术应用于高陡岩质边坡的绿化治理,不但降低了施工难度,保证工程的可操作性原则及边坡绿化治理的整体效果,同时解决了岩石边坡的浅层防护问题[5]。但这种方法的缺点是成本过高,所以目前的应用范围有限。

2.4 植生袋(生态袋)法

植生袋是指利用边坡岩石表面本身的凹陷处,在其下部用植生袋围堰,通过该植生袋内种子的生长来绿化边坡,植被主要以灌木为主。该方法草种出苗率高、出苗整齐、发挥护坡作用快,在我国北方边坡绿化、城市园林绿化和水土保持中应用较广,但在南方应用较少。

3 岩石边坡绿化植物的选择

由于岩土坡面特殊的立地条件并不利于植物的生长,许多城市中适合生长的绿化树种都不适宜生长。因此,对于岩石边坡绿化植物的选择应充分考虑工程所在地的条件,除了选择适应当地气候环境的物种外,还要特别注意选择抗旱性、抗逆性强的植物材料。

一般来说,草本植物早期生长快,对防止初期的土壤流失效果比较好。所以作为生态系统恢复的起点,草本植物的加入,有利于初期表土层的形成。但是大多数草本植物的根系都较浅,抗拉强度小,所以固坡护坡效果自然比较差;而且群落容易发生衰退,坡地生态系统恢复的进程难于持续进行,需要采取持续性的管理措施才能维持其效果,后期管理和养护的投入太大[6]。灌木前期生长速度较慢,植被覆盖度低,对初期的土壤侵蚀防护效果不佳;可将灌木与草本植物混合使用,弥补各自的不足。藤本植物主要应用在坡度较大的坚硬岩石边坡或土石混合边坡上,投资少,美化效果好;但其完全覆盖坡面所需时间较长,且改善生态的效果不佳。对于岩石边坡而言,一般是不能使用高大乔木,但初期栽植少量抗逆性强的乔木幼苗,可发挥灌木的作用,待边坡稳定后,幼苗已生长成灌木状乔木,根系深入基层,从而可进一步增加边坡的稳定性。

综上所述,针对岩石边坡土层瘠薄、保水难等特点,边坡绿化植物的选择要满足以下条件:耐旱、耐贫瘠、根系发达、易于成活、耐粗放管理,同时兼顾景观效果的草本或木本植物。

4 杭州市边坡绿化现状

杭州位于中国东南沿海北部,地形复杂多样;东北部属浙北平原;西部、中部和南部属中低山丘陵,全市丘陵山地占总面积的65.6%。城市现代化的进程加剧了杭州市内山体破损的程度,影响到整个城市的景观风貌,亟需修整复绿。

通过典型样地调查记录法对杭州现有的岩石边坡复绿工程进行调查,总结得出,杭州市的边坡绿化技术主要以框格客土绿化法、植生袋法、三维网法等为主。考虑到经济、安全、生态等方面的因素,这些常见的边坡绿化技术有其一定的合理性:不仅有效地防止坡面水土流失还美化和改善环境。但对于一些坡度稍大的岩石边坡来说,复绿效果不尽如人意,很多坡段出现边坡坍塌,土石裸露的现象。

在调查的15个典型样地中,出现频率较高的草本植物主要有红果黄鹌菜(Youngia erythrocarpa)、白茅(Imperata cylindrica)、狗牙根(Cynodon dactylon)、假俭草(Eremochloa ophiuroides)、鼠麹草(Gnaphalium affine)、救荒野豌豆(Vicia sativa)、爵床(Justicia procumbens)等;灌木有山鸡椒(Litsea cubeba)、山矾(Symplocos sumuntia)、胡枝子(Lespedeza bicolor)等;藤本有紫藤(Wisteria sinensis)、扶芳藤(Euonymus fortunei),由于坡度的原因,乔木几乎没有,或是有些乔木种的幼苗。

根据杭州现有野生植物资源,考虑到岩石边坡的特殊生境,能在岩石边坡复绿工程中引种驯化或推广应用的木本植物有盐肤木(Rhus chinensis)、算盘子(Glochidion puberum)、插田泡(Rubus coreanus)、马棘(Indigofera pseudotinctoria);草本植物有薹草属(Carex)等。

5 结语

在杭州破损山体的修复工程中,应结合当地的具体情况,需要综合考虑经济、生态、科技等各方面因素,因地制宜,树立“尊重自然、恢复自然”的理念,采取措施尽量恢复边坡原来的自然植物种类。秉承“乔灌优先,乔灌草藤相结合,坚持生物多样性、近自然性和可持续发展”的新理念,合理配置。由于植物生活型及种植防护形式的不同,防护和景观效果存在着差异,但部分边坡都已达到防护和景观的效果,且边坡植物生长良好。针对不同工程对象的特点,灵活采用不同的边坡绿化技术,确保岩石边坡稳定、安全、环保、生态、优美。

[1]张俊云,周德培.岩石边坡生态护坡研究简介[J].水土保持通报,2000,20(8):36-38.

[2]王多栋,高金晖.岩石边坡的两种绿化技术的应用研究[J].中国农村水利水电,2010(6):153-156.

[3]赵 华,黄润秋.岩石边坡生态护坡特点及其关键技术问题探讨[J].水文地质工程地质,2004(1):87-90.

[4]李旭光,毛文碧.日本的公路边坡绿化与防护——1994年赴日本考察报告[J].公路交通科技,1995,2(12):59-64.

[5]宋 玲,余 娜,许文年,等.植被混凝土护坡绿化技术在高陡边坡生态治理中的应用[J].中国水土保持,2009(5):15-16.

[6]柳春红,王海洋.边坡绿化及重庆地区常用的边坡绿化植物[J].西南师范大学学报(自然科学版),2007(5):46-49.

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