土壤改良措施在生态廊道建设中的应用
——以老港固体废弃物综合利用基地周边生态防护林(一期)工程为例
2021-03-30姜勇飞
姜勇飞
(上海春沁生态园林建设股份有限公司,上海 201210)
1 工程立地条件
老港固体废弃物综合利用基地周边生态防护林(一期)工程,地处上海南汇东部沿海区域,于2016 年6 月开工,历经3 年,新增造林面积6091.85 亩,其中南地块5254.85 亩,西北地块837亩。南地块原状土以水稻田为主,施工准备阶段32 个点的土壤测试结果显示pH 都在8.5~9.0 区间,含盐量较高且有机质含量很低。参照园林绿化种植土的标准,南地块的原状土壤无法满足苗木良好生长的条件。
综合设计施工方案在南地块营造“大山大水”的景观前提下,对南地块大部分地块进行理水堆坡造地形的园林手法,通过适当抬高地形和开挖排水沟渠相结合的措施来解决现状盐碱土的造林成活率问题。但由于大量外进土源的质量与标准要求相差甚远,质地板结、没有肥力的深层盾构土透水透气差。在土方造型完成后,整片区域土壤全盐量大部分在2~4g/kg 之间,EC 值过高,超过0.9 ms/cm 以上的达到42 个(苗木种植前取样抽检115个点,占比36.5%)。如若不采取土壤改良措施,直接种植,定会影响苗木正常生长,降低生态廊道工程建设质量。
2 土壤改良措施内容
2.1 物理改良措施
在园林土壤改良措施中,物理改良措施应用广泛,且操作相对简单,是值得推广的一项技术。由于盐碱土具有“盐随水来,盐随水去;盐随水上,盐随水下”的规律特点,改良盐碱土最基本的有效方法是水利工程。考虑到老港一期工程南地块内已开挖大量人工水系,在不增加建设成本的前提下可结合地块周围自然河道,同时深挖排水沟渠,充分利用地块内局部土方微地形改造,达到改土防盐、排水洗盐的效果。此外,考虑雨水的储存和循环利用,完善场地蓄水及排水设施,排灌相结合,是一项重要的林业技术措施。
2.2 生物改良措施
园林土壤的生物改良措施具有可观的科学合理性。进行盐碱地土壤改良过程中,使用生物转换技术,在不破坏植被正常生长的情况下,改良土壤情况。在盐碱地种植田菁、紫花苜蓿等耐盐植物,利用植被的特性,改善土壤结构,形成适合园林植物生长的土壤环境。例如种植绿肥这样的改良措施,不仅提高了土壤保水保肥的能力,而且对周边自然环境的污染小,甚至投资成本相对更低,但相对的劣势则是需要付出各更多的耐心和时间,少则两季多则三年就能感受到生物改良措施带来的变化。
2.3 化学改良措施
化学改良措施具有高效率的优点,但如果操作不当,极有可能产生不确定的消极影响。不仅需要严格控制有机土壤改良材料的质量,而且需要根据不同的材料控制配比,在实际操作中有一定的难度。化学改良盐碱地土壤措施主要包括两种方式:①在施用化学酸性肥料,缓解土壤盐度,逐渐提升苗木的生长能力;②在盐碱地上施用带有矿物性的化肥,增强土壤肥力,促进苗木长势。在盐碱地中加入有机质肥,如绿化枯枝落叶经粉碎、发酵处理而成的有机介质,或者来源于动植物经过发酵腐熟的含碳有机物料,都可以增加土壤有机质含量,降低土壤密度,提高土壤通气性、持久性,为树木恢复和生长提供良好的养分供给。
3 土壤改良措施的应用
3.1 选择合适的盐碱地绿化苗木
在生态廊道绿化施工过程中,科学运用园林土壤改良措施,首先需要选择相适应的苗木。针对盐分含量较高的土壤环境,不仅需要从改变盐碱地种植环境的角度出发,还需要正确选用适宜的苗木,具有较强耐性的苗木才能在盐碱地环境中健康成长。老港生态廊道绿化施工前,需要结合老港当地的自然气候以及地理条件,严格选择合适的苗木,需要选择耐盐碱、耐湿、抗风和耐水湿的苗木。考虑区域内的土壤特殊情况,主要种植杉类,以中山杉、水杉、落羽杉为主,其他耐盐碱乔木主要有国槐、香椿、乌桕、三角枫、柽柳等。项目种植乔木总量约40 万株,其中杉类植物约21 万株,占乔木总量的53%。在以耐盐碱植物为主要植物品种的前提下,整个生态廊道以丰富多彩的秋色为重点。除了选择适宜的乔木品种,还需要配合选用适宜的灌木及地被,以丰富廊道景观。所选点缀苗木的基本原则:开花/色叶/改善土壤/适应性强/本身耐盐碱、耐水湿。长江三角洲区域的苗木资源丰富,为实现生态廊道的美观性,可以丰富苗木配置,增强林带的层次感,打造一个生机盎然,和谐完美的生态系统。施工过程中合理配置乔木花灌木及地被,最大限度提升生态廊道的综合效益。
3.2 盐碱地土壤主要改良措施
3.2.1 降低pH
酸性有机改良材料不但能降低土壤pH,更重要的是增加土壤有机质,降低土壤pH 的效果更持久[1]。在老港一期工程施工及后期养护阶段合计消耗酸性有机肥、有机基质等改良材料约7万m3,极大中和土壤的盐碱度。
3.2.2 增加养分
在乔木种植完工后,套种耐盐的绿肥。播种时间为秋季10月,翌年开春割伐,作有机肥深埋,增加林地内有机质含量。绿肥种类以田菁、蚕豆、毛豆等豆科植物为主,在林下全面耕种,待绿肥成熟,部分割青覆盖到树穴内,其余深翻埋入土中发酵,通过腐肥分解出的大量有机质来中和土壤的盐碱性,为苗木的良好生长提供充足的养分。老港一期工程廊道建设施工面积广阔,翻耕绿肥需要大量人工,但却是改良盐碱地土壤最有效且无害的一种措施。起初在合计约36 万m2的林下空间试行春秋两季播种绿肥,其他区域在后期养护阶段中根据苗木长势实施相应绿肥措施进行长效管理,累计播种约136 万m2绿肥以改良老港盐碱地土壤结构。
3.2.3 土壤排水的改善
整个老港一期工程廊道建设实施区域内主要采用自然排水,通过原有河道、规划河道以及新开挖河道和原有及新开挖的沟渠形成一个完整的排水体系。
北地块由于地势平坦,而且采用块状种植的形式,在排水上主要采用隔段开挖排水土明沟的形式,采用纵横连通的排水明沟形成排水系统,并通过两根排水管道穿越道路引入南侧的外围河道。西地块则是利用原有河道和规划河道,通过新开挖水体对其进行连通,地块外围区域则充分利用原有混凝土明沟形成有效的排水系统。南地块原沧海桑田的农田系统中排水和灌溉是分开的两套系统。进水依靠原有泵站从周边的大治河打水进入中心灌溉渠,再通过闸门放水进入开挖水系,排水是通过闸门连通地块周边的排水河道,通过水务部门的泵站进行排水河道水位控制[2]。南地块内部大地形处排水以自然地形排水为主,间隔200~300m 之间布置2m 宽的排水沟渠汇水提高排水效率,2m宽沟渠间间隔50~100m 增设1m 宽小型沟渠,距离控制根据地形的坡度控制,坡度越缓的区域布置沟渠的密度越大。根据分地块一共布置七处闸门井,起到控制场地内水位的作用。南三、南四示范段区域地势平坦无大地形,除了保留原有混凝土明沟,排水方面考虑了增加排水沟渠的密度,沿主要养护道路两侧开挖2m 宽排水沟渠,每间隔约50m 开挖1m 宽排水沟贯通地块,汇入2m 明沟朝南北两侧水渠以及新开挖水系内排水。
林地布局与水系、地形、道路等基础设施建设有机结合,利用雨水的冲刷洗盐,通过场地排水通道,排灌结合,减少老港生态廊道土壤中的盐分。
3.3 盐碱地造林的特殊养护管理
苗木完成种植后,秉着“三分种,七分养”的造林宗旨,随即开展长期的养护管理工作。针对盐碱地土壤性状,可以通过采取以下几项关键性技术措施来降低苗木死亡率。
3.3.1 浇水和排水
后期养护阶段,林地内的苗木除了雨水的浇灌,还需要派遣人员适时适量地浇水,浇水一定要一次性灌透。夏季采取清晨时分或傍晚时刻浇灌,避免高温损伤苗木根部,冬季裹好绿布,做好防冻措施应对严寒。此外需要定期清理排水沟内杂物,做好防汛排涝工作,保证排水系统流畅。
3.3.2 追加施肥
养护管理过程中,可按照苗木生长状况,酌量追施酸性有机肥,抑制地下盐分的生成,创造良好水土环境,促进廊道内苗木茁壮成长。
3.3.3 加固绑扎
临海区域,夏秋两季多发台风。普通的苗木绑扎往往经受不住恶劣天气环境下的风吹雨打,如若不对苗木进行加固支撑,大片林地苗木都会倒下,被拦腰折断的惨状也比比皆是。因此在夏秋季,养护人员时刻要做好防台防汛的准备工作,对风口部位的苗木进行固定绑扎,可临时使用钢丝固定苗木并疏剪树冠。遇到暴风雨等灾害性天气,则在雨后加强巡检,及时扶正倒伏苗木,重新绑扎支撑,修剪清理残枝并对其根部进行培土。
3.3.4 杂草养护
廊道内林下杂草能减少水分蒸发,起到保湿的作用,同时抑制土壤盐分聚集土表,对土壤结构也有稍许改良。定期适当修剪林地中的杂草,无须铲除,保留30cm 高度即可。
4 结语
总结老港生态防护林(一期)工程生态廊道建设过程中有效的土壤改良措施经验,合理应用到其他盐碱地生态廊道或公益林的建设中,为国家林业的长远发展尽绵薄之力。在生态廊道接下来的养护施工中,基于上海沿海气候实际情况,仍需加强养护措施,保证廊道内苗木的健康生长,为创造未来和谐完整的生态廊道系统打下坚实的基础。