垃圾填埋场植被恢复技术研究进展

孙向辉 周丽贞

摘要 综述了近年来国内外垃圾填埋场植被恢复技术发展现状，分析了垃圾填埋场植被恢复的主要环境影响因素（包括封场覆盖材料、土壤基本性质、填埋气体、垃圾渗滤液、植物品种选择），从垃圾填埋场场地的改良、修复植物的选择、植被修复过程中的科学管养几方面，提出了垃圾填埋场植被恢复的建议，并对植被恢复技术的应用前景进行了展望。

关键词 垃圾填埋场；植被恢复；环境影响因素

中图分类号 S181 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2016）09-100-03

Abstract The development status of vegetation restoration technology in landfill sites at home and abroad were reviewed， the main influencing factors（coating material， soil basic properties， landfill gas， leachate， plant varieties selection） were analyzed， suggestions for vegetation restoration in landfill sites were proposed from aspects of change of landfill site， selection of restoration plants， scientific management of vegetation restoration process， the application prospect of vegetation restoration technology was forecasted.

Key words Landfill site； Vegetation restoration； Environmental impact factors

隨着我国城镇化的快速发展，城镇生活垃圾激增，截至2011年，我国城镇生活垃圾堆存量超过80.00亿t，占地5万余hm2，城镇生活垃圾产生量为2.77亿t[1]，“垃圾围城”困境日益突出。目前，我国城镇生活垃圾无害化处理主要以卫生填埋和焚烧处理技术为主，其中卫生填埋处理技术作为生活垃圾的最终处置方式仍是每个地区的保障手段。

城市垃圾卫生填埋处理虽然具有处理量大、操作工艺简单、运作费用低廉等优点，但是占用面积大及封场过程中产生的填埋气、渗滤液等会对周边生态环境造成一定负面影响。同时，随着城市的发展扩张，垃圾填埋场进入市区范围，进而影响周围居民生活和城市建设发展。为了使垃圾填埋场的土地资源得以回用，同时改善城市环境质量，封场后的垃圾填埋场被重新规划开放，通过植被重建开发成为公园、运动场、植物园、高尔夫球场等城市公共设施[2]。笔者对近年来国内外垃圾填埋场植被恢复技术研究成果进行了系统的总结，以期为今后垃圾填埋场植被恢复技术的开发应用提供理论参考。

1 垃圾填埋场植被恢复技术发展现状

国外对垃圾填埋场植被恢复技术的研究较早，很多城市已有成功进行植被重建的例子。1863年巴黎就将1座废弃的石灰石场和垃圾填埋场改造成特蒙公园。韩国于2002年在世界杯足球赛体育场馆建设过程中，采用微生物、生态修复等污染生态修复措施，选择抗逆性强的乡土植物品种作为绿化植被，促进垃圾分解和防止土壤侵蚀，将首尔市曾经最主要的垃圾填埋场兰芝岛改造成为1座环境亲和型的城市公园[3]。美国正詹姆斯·科纳Field Operations事务所采用生态修复技术，创造性地将890.3 hm2的弗莱士河垃圾填埋场改造成纽约市最大的城市公园[4]。蒙特利尔将曾经的北美第三大垃圾填埋场改造成为圣-米歇尔环保中心，并于2004年获得可持续发展金奖。

近年来，我国在城市废弃垃圾填埋场的生态修复技术方面进行积极探索，并取得了一定成果。周良等[5]在对镇江市城东垃圾填埋场的填埋土、渗滤液和生态环境现状进行调查的基础上，选择苦楝、女贞、紫荆和枸杞作为耐性树种，对该地区垃圾填埋场进行了改造，取得了初步的人工修复成效。韩祖光等[6]通过研究北京市最主要的3个卫生填埋场的人工植被，构建了对于北京地区垃圾卫生填埋场填埋区阳坡、阴坡和半阴半阳坡及生活区和场界的绿化植物配置模式。肖琨等[7]采用生态修复与景观绿化的设计理念对湖南省武冈市垃圾填埋场进行生态修复，力求将其改造为现代城市绿色开放空间。厦门东孚垃圾填埋场通过生态恢复景观设计，将垃圾填埋场改造成一个具有环卫教育基地功能的主体公园[8]。

2 垃圾填埋场植被恢复的影响因素

2.1 封场覆盖材料

垃圾填埋场是一种次生裸地，有机质含量较高，封场时要对土壤表层的垃圾进行覆土处理。如果覆土层过厚，其表层土有机质含量较低，无覆土层，其表层土壤实际上就是垃圾，虽然其有机质含量较高，但该类土壤含有较高浓度的重金属，会影响植物的生长[2]。张煜等[9]在支持土层固定的基础上，重点研究了不同营养植被层厚度对垃圾填埋场植物生长的影响，结果表明：封场覆盖的营养植被层厚度对植物的成活率和长势具有较大影响，厚度过薄会影响植物的生长，过厚对植物长势无明显的促进作用，因此较理想的营养层厚度为30～45 cm。实际上，不同植被类型需要不同的覆土层厚度[10]，Gilman等[11]研究发现，草本植物需要6 cm左右的基质厚度，而乔本树木则需要90 cm以上的基质厚度。

2.2 土壤基本性质

垃圾土与常规土壤相比，一般有机质和氮、磷、钾等营养元素含量较高[12-13]，同时存在数量庞大、种类繁多的微生物[12，14]，但较高的重金属（如Cu、Cd、Pb、Zn等）含量会抑制微生物活性，破坏土壤性质，从而抑制植物生长[14]。同时，垃圾填埋场的垃圾在发酵过程中，会产生较高的地温，一般垃圾填埋体内温度为20～80 ℃[15]，已关闭填埋场表面以下20和30 cm深处基质的温度比正常土壤温度分别高出20和15 ℃[16]。研究表明，过高的土温会导致植物根系呼吸消耗增多，抑制植物根系生长，甚至烧伤根系，导致植物死亡[17-18]。

2.3 填埋气体

垃圾填埋场的填埋物会产生大量填埋气体，如二氧化碳、甲烷、硫化氢、氨气等，并形成恶臭，这些气体会对环境和植物生长造成不同程度的负面影响[19]。Gendebien等[20]研究认为，垃圾分解会产生大量二氧化碳和甲烷，将植物根系生长所必须的氧气排出土壤层，导致植物根部缺氧死亡。同时，当土壤中二氧化碳的含量超过20%时，会对植物产生毒性，从而影响植物生长。周良等[5]选择了7种树种进行垃圾填埋场修复种植试验，结果表明：垃圾填埋场的填埋气是影响树木生长的主要因素，对大多数植物存在不利影响[5]。Wong等[21]研究发现，高浓度的填埋气是垃圾填埋场植被恢复的主要限制因素。

2.4 垃圾渗滤液

垃圾渗滤液是垃圾经压实、生物降解生成的水以及渗入场内的雨水、地表水和地下水经垃圾层渗滤出的污浊液体，含有大量的有机物、无机盐及重金属类物质，这些物质会对植物生长产生潜在危害[22]。姜必亮等[23]通过盆栽试验研究了渗滤液灌溉对土壤-植物系统的生态效应，发现渗滤液灌溉导致植物死亡，可能与渗滤液中重金属、有毒有机物的毒性和植物本身的生物学特性有关。赵一亮等[24]研究发现，垃圾渗滤液会明显抑制植物生长，其中白腊木对垃圾渗滤液最为敏感，表现出生长迟缓，甚至干枯死亡。

2.5 植物品种选择

通常垃圾填埋场的生态环境比较恶劣，且不同地区不同类型垃圾填埋场的环境条件也有所差异，因此，选择合适的植物品种是决定垃圾填埋场植被重建成功与否的关键。受环境条件的限制，在进行垃圾填埋场植被重建时，一般选择抗逆性强、易于管护、景观效果好的本土植物品种作为修复植物。自20世纪90年代以来，国内学者开始进行垃圾填埋场人工植被实地修复研究，郭婉如等[25]选择16种木本植物、9种草本植物作为受试植物，研究了其在垃圾填埋场的生长情况，最终筛选出枸杞、苦楝、紫穗槐、刺槐、白蜡树、女贞、苜蓿、画眉草、牛筋草和知风草等10余个抗性较好的品种。舒俭民等[26]选用当地适应性和抗逆性较强的16种木本植物，在青岛湖城市垃圾填埋场进行现场试验，结果发现，枸杞耐性最强，其次为苦楝、紫穗槐、刺槐、白蜡树，女贞、金银木、臭椿、正木、龙柏，紫荆、木槿、法桐、黑松耐性较差，迎春和连翘耐性极差，不宜在垃圾填埋场种植。

3 垃圾填埋场植被恢复建议

3.1 场地改良

垃圾填埋场作为一种特殊的土地类型，其自身存在多种难以避免的限制植物生长的因素，如垃圾填埋场产生的填埋气体、贫瘠的土壤、垃圾发酵产生的较高地温、垃圾渗滤液等，因此，在对垃圾填埋场进行植被恢复建设时，有必要根据填埋场的开发利用方式和生态环境条件，进行必要的改良和改造，如对垃圾渗滤液和发酵产生的废气进行收集处理，对垃圾山体进行整固，对填埋场表土进行客土改良等。根据国内外垃圾填埋场植被重建的实践经验，在对垃圾填埋场进行植被恢复过程中，往往分阶段实施。第1阶段为终场处置，通常是对垃圾填埋场场地进行整型覆土和初步绿化改造，改善填埋场周边环境；第2阶段为园林造景，精心选择耐性植物，在垃圾堆体稳定后进行园林种植和环境景观改造[27]。如湖南省武冈市垃圾填埋场在进行生态修复和景观绿化工程中，采取了分阶段实施，首先是对场地堆体进行整形与处理，保证场区内排水、交通、填埋气体收集处理、渗沥液收集处理等设施正常运行，然后再分阶段实施植被栽植计划，以达到对垃圾场及其周边环境的改良[7]。

3.2 修复植物选择

修复植物的选择对垃圾填埋场的植被恢复具有重要意义。虽然有垃圾填埋场自然植被恢复的例子，但是自然植被恢复所需时间长，且主要以草本植物为主，这样的植被恢复仅满足于填埋场内有植被覆盖，对于填埋场及周边生态环境改良作用较小。考虑到垃圾填埋场特殊的生境条件，在选择修复植物时，一方面应尽可能地选择抗逆性强、易于养护，且对有害物质具有较强吸附或吸收能力的本土植物[28]；另一方面，为营造良好的自然景观，在植物的群体配置上要适当种植耐性强的建群植物种，设计乔、灌、草的复层绿化模式，增加植物群落的多样性和稳定性，如苦楝-紫穗槐-画眉草、女贞-紫花苜蓿等群落类型[29]。

3.3 植被恢复过程中的科学管养

垃圾填埋场的植被恢复是一个长期、动态的过程，初期建立的植被系统往往较为脆弱、缺乏稳定性，如不注意及时养护，可能会造成植物大面积死亡。因此，在垃圾填埋场植被恢复过程中，一方面要注重植物对水、肥的需求，另一方面要加强对填埋场内产生的填埋气体和渗滤液的監测，并及时采取有效措施将其对植物造成的影响降至最低。

4 展望

随着我国社会经济的快速发展和城市化进程的不断加快，城市土地资源日益紧张，曾经的垃圾填埋场址可能已经被工业、商业和居住区的设施包围，至于如何将封场后垃圾填埋场占用的大量土地进行复垦开发利用，越来越引起政府主管部门和科研人员的关注。对城市垃圾填埋场进行植被恢复和景观重建，不仅可以有效利用土地资源、改善周边生态环境，而且对于优化城市环境、促进城市和谐健康发展具有重要意义。

参考文献

[1]李春雨.我国生活垃圾处理及污染物排放控制现状[J].中国环保产业，2015（1）：39-42.

[2]林学瑞，廖文波，蓝崇钰，等.垃圾填埋场植被恢复及其环境影响因子的研究[J].应用与环境生物学报，2002，8（6）：571-577.

[3]康汉起，吴海泳.寻找失落的家园：韩国首尔市兰芝岛世界杯公园生态恢复设计[J].中国园林，2007（8）：55-61.

[4]美国Field Operations公司.复活的弗莱仕河：有生命力的景观[J].城市环境设计，2007（1）：28-32.

[5]周良，余俭，赵一亮.垃圾填埋场生态修复研究与实践：以镇江市城东垃圾填埋场为例[J].宁夏农林科技，2013，54（2）：107-109.

[6]韩祖光，郭小平，李维.北京垃圾填埋场绿化配置适宜模式选择[J].城市环境与城市生态，2013，26（3）：12-15.

[7]肖琨，彭重华.湖南武冈市垃圾填埋场生态修复及景观绿化[J].价值工程，2012（4）：53-54.

[8]池长加.浅析垃圾填埋场生态修复景观设计：以厦门东孚垃圾填埋场生态修复为例[J].福建建设科技，2014（2）：39-41.

[9]张煜，陈新伟，何梅华，等.梅州市龙丰垃圾填埋场封场后适种性研究[J].嘉应学院学报（自然科学版），2012，30（11）：43-46.

[10]ETTALA M O.Short-rotation tree plantations at sanitary landfills[J].Waste management reaearch，1988，6：291-302.

[11]GILMAN E F，FLOWER F B，LEONE I D.Standardized procedures for planting vegetation on completed sanitary landfills[J].Waste management research，1985，3（1）：65-80.

[12]郭亚丽，赵由才，徐迪民.上海老港生活垃圾填埋场陈垃圾的基本特性研究[J].上海环境科学，2002，21（11）：669-671，679.

[13]廖利.陈垃圾特性分析及其适用性评价[J].重庆环境科学，1999，21（5）：53-54.

[14]BHATTACHARYYA P，MITRA A，CHAKRABARTI K，et al.Effect of heavy metals on microbial biomass and activities in century old landfill soil[J].Environmental monitoring and assessment，2008，136（1/2/3）：299-306.

[15]刘辉，黄涛.城市生活垃圾填埋体温度变化试验研究[J].水处理技术，2010，36（11）：61-65.

[16]徐敏.上海地区垃圾填埋场木本绿化植物筛选及适应性研究[D].上海：华东师范大学，2011：3.

[17]荣秀连，王波，宋采博，等.土壤某些物理性状对植物根系生长的影响[J].草业与畜牧，2009（10）：1-3，17.

[18]范爱武，刘伟，刘炳成.土温对植物生长的影响及其机理分析[J].工程热物理学报，2004，25（1）：124-126.

[19]KIM K R，OWENS G.Potential for enhanced phytoremediation of landfills using biosolids-A review[J].Journal of environmental management，2010，91：791-797.

[20]GENDEBIEN A，PAUWELS M，LEDRUT-DAMANET M F，et al.Landfill gas from environment to energy[R].Report of the commission of the european communities，1992：35-46.

[21]WONG M H，CHEUNG K C，LAN C Y.Factors related to the diversity and distribution of soil fauna on Gin Drinkers' Bay landfill，Hong Kong[J].Waste management & research，1992，10（5）：423-434.

[22]郭如美，劉汉湖.垃圾填埋场渗滤液对地下水污染的修复技术[J].资源开发与市场，2006，22（5）：432-435.

[23]姜必亮，蓝崇钰，王伯荪.垃圾填埋场渗滤液灌溉后重金属的生态效应[J].中国环境科学，2001，21（1）：18-23.

[24]赵一亮，梅雯，秦勤.垃圾填埋场主要环境因子对植被生态修复的影响[J].科技信息，2012（33）：418-420.

[25]郭婉如，岳喜连，赵大民.垃圾填埋场营造人工植被的研究[J].环境科学，1994，15（2）：53-58.

[26]舒俭民，沈英娃，高吉喜，等.城市垃圾填埋场植树造林试验研究[J].环境科学研究，1995，8（3）：13-19.

[27]钟震.生活垃圾填埋场改造工程：以嘉兴市东栅天德圩生活垃圾填埋场为例[J].绿色科技，2011（3）：96-97.

[28]周良.垃圾填埋场生态修复技术发展现状及思考[J].环境科技，2012，25（4）：71-74.

[29]茹雷鸣，李胜，张燕雯.垃圾填埋场生态恢复中的植被重建研究[J].安徽农业科学，2008，36（6）：2504-2505.