园林绿化废弃物资源化利用方式探讨*

杨丽军，陈乔宇，吴松成，陈祥

1.重庆市风景园林科学研究院；2.重庆市城市园林绿化工程技术研究中心

近年来，我国的城市绿地建设正在不断推进，根据《2019年中国国土绿化状况公报》所示，我国城市建成区绿地面积已经达到了219.7万公顷，城市绿化覆盖率达到了41.11%，人均绿地面积达到了14.11平方米。同时，城乡绿化一体化进程也在不断加快，出台了《乡村绿化美化行动方案》等政策支持乡村绿化建设，首批认定的国家森林乡村有7586个[1]。随着城乡绿化进程的不断推进，大量的园林绿化废弃物也随之产生。在城市绿化中，多年生绿化植物在生长过程中从土壤中吸收大量的养分，各种物质元素从土壤流入植物中。但是随着植物的生长，植物形态不符合城市景观需求，需要进行人为干预，通过修枝整形等手段，把植物部分枝叶作为园林废弃物进行处理，这一举动的直接影响就是打破了物质元素在自然界中的正常流动，植物中的物质没有回到城市绿地土壤中，无法形成一个有益的循环。因此，如何对这些废弃物进行资源化处理，也是当前城市建设过程中必须面对的一个问题。

一、重庆市园林绿化废弃物的处理处置现状

以重庆市为例，2019年重庆市主城区绿化总面积达到了2333.473km2，绿地覆盖率达到了42.6。当年产生的绿化废弃物总量25859吨，其中，修剪产生的绿化废弃物有20047吨、落叶5812吨。重庆市当年产生的园林绿化废弃物占生活垃圾总量的25%，这样巨量的园林废弃物却往往与其他垃圾进行混合处理，处理方法主要以填埋、固化和焚烧为主，进行园林废弃物资源化处理的企业较少[2]。园林绿化废弃物的资源化处理处置方法有很多，可以堆肥再利用，可以制成有机覆盖物，可以发酵产沼气等等[3]。但是，由于园林绿化废弃物的收集、运输不便，难以进行统一的大规模处理，导致现在城市园林绿化废弃物的处理方式较为单一。同时，园林绿化废弃物的资源化处理较为困难，需要先进行精细破碎处理后才能进行后续的处理，处理成本较高，条件苛刻，以上这些原因综合导致了现在我国园林绿化废弃物的处理依旧以焚烧和填埋为主[4]。

二、园林废弃物堆肥处理利用

园林废弃物堆肥可以将枯枝落叶通过好氧发酵的方式将有机废物转化为稳定的腐殖质，可以作为肥料基质重新进入土壤中，同时在发酵过程中产生的高温可以有效灭杀废弃物中的病虫害。相对于其他处理方式来说，堆肥处理对环境更为友好，处理成本较为低廉。之前的研究发现，相对于焚烧和热解制备生物炭来说，好氧堆肥能够有效保存废弃物中的氮元素，处理过程中产生的温室气体较少，处理产物还田后能够显著提高土壤的保水能力，降低土壤pH，提升土壤中N、P、K等营养元素的含量[5]。但在堆肥利用中，应该关注季节性和区域性因素对园林废弃物营养物质的影响，采用适宜的堆肥工艺。园林绿化废弃物的成分主要包括树叶、枝干、草，同时也可能含有少量的泥土等杂物。之前的研究表明，园林废弃物中不同组分的含量随着季节的变化而变化，在春季，园林绿化废弃物主要以修剪废物为主，有机物占比为72%，夏季主要以草地修剪废物为主，有机物占比为53.4%，冬季以落叶为主，有机物占比64.9%[6]。园林绿化废弃物的组成随着季节变化而变化，每个时期废弃物的有机质含量、碳氮比等堆肥所需关键属性也不尽相同，在进行堆肥前预处理时，必须根据堆肥底物的不同而进行相应的调整。园林绿化废弃物的成分具有显著的区域特性，随着地区的不同、季节的变化、栽培植株的不同而变化。一般来说，园林绿化废弃物中的元素含量有一个大致的区间：（1）总氮0.41%～3.40%；（2）总磷0.04%～0.38%；（3）总钾 0.26%～1.56%[7]。之前有研究认为，可以通过对园林绿化废弃物的粒径进行分类从而判断废弃物中大致的元素含量。Haynes等人研究发现，通过筛网将绿化废弃物分成20mm、10～20mm、5～10mm、2～5mm、1～2mm、0.5～1mm和＜0.5mm这七个不同粒径的组分，不同粒径区域中的组分比例不尽相同，但是每个组分的元素含量是有大致规律的。随着粒径的减小，有机碳含量逐渐下降，总氮含量上升，可交换钾含量上升，可交换磷含量上升，其他各项金属元素的含量如镁、铝等也是逐渐上升[8]。相较于普通城镇生活垃圾来说，园林绿化废弃物的含水率一般在50%左右，低于生活垃圾70%的含水率，同时碳含量较低，营养元素含量较高。园林绿化废弃物的能量一般在7.8～10.7MJ/kg，热值的变化主要由含水率决定，与废弃物化学成分的关系不大[9]。

三、园林废弃物生产有机覆盖物利用

自然界中的枯枝落叶会在土壤表面形成天然的覆盖层，并在腐熟后为土壤提供有机质等营养物质，调节土壤的理化性质。以此为思路，将园林绿化废弃物生产为城市绿化用有机覆盖物进行地面覆盖，一方面可以模拟自然规律，将有机物质反馈回生态链中，为营建良好的城市生态环境提供了重要的支撑，另一方面也可解决园林废弃物的处理处置问题，达到废弃物资源化利用的目的。（1）有机覆盖物利用现状。在国外，首先进行土壤表面有机覆盖研究的是农业领域。现在美国、澳大利亚等发达国家园林绿地覆盖物的应用已极其广泛，他们将树皮、秸秆等铺于地表，既形成了一道景观，又有保水、改善土壤特性之功效。下雨时像海绵一样吸水，地表生态活跃、土地松软、土壤保水性强，树根可以很好地吸收水分和养料，形成良性循环，几乎不需要人工浇灌。且覆盖材料容易获得，是较经济的土壤保水方法之一。将有机覆盖物应用于园林绿化领域，能极大地降低园林管护成本，对城市绿化品质提升具有重要的辅助作用。我国从2000年开始尝试有机覆盖物的推广使用，首先尝试树皮覆盖物的商品化生产和推广，逐渐发展到可以利用园林有机废弃物进行有机覆盖物的生产和利用。目前，在我国北京、上海一些地区的植物园、市街绿地上开始出现不同形状、材料和色泽的覆盖物。但是国内绿地覆盖保水尚处于起步研究阶段，大多园林绿地节水研究为节水型灌溉、利用中水、利用保水剂等。林业中的有机覆盖研究除天然凋落物覆盖外研究较少，天然凋落物覆盖的研究主要集中于凋落物的种类、分解速率和分解规律、影响养分分解的环境因素。（2）有机覆盖物的影响作用。大量的研究结果证明，有机覆盖物的使用对土壤水分的保持、土壤温度的调节、土壤养分的增加、土壤微生物活性的提升均具有重要的作用。首先，有机覆盖物的覆盖对土壤的保温和保湿效果明显。在保温效果上，有机覆盖起到恒温的作用，可以有效降低土壤日最高温，提高土壤日最低温[10]。在保湿效果上，有机覆盖一方面可以积蓄雨水，显著提升土壤表层的湿度[11]，另一方面可以阻止土壤水分毛细管输送，显著降低水分地面蒸发，有效保持土壤的水分[12]，不同材质的覆盖物保水效果存在差异[13]。其次，在改善土壤养分水平上，有机覆盖能降低土壤pH值，不同材质的覆盖物影响程度不一[14]，这一点可以作为改良偏碱城市土壤的重要手段。同时，有机覆盖处理后的土壤，有机质含量、有效氮、有效磷、速效钾含量均有不同程度的提升，同样，不同材质的覆盖物提升效果不同[14]。再次，在城市绿地土壤中，由于人为因素的干扰，土壤中微生物环境较自然状态下有所不足。但覆盖有机物后，经过有机物质与腐殖质间的转换，可以增加土壤细菌、真菌、放线菌的数量[15]，如覆盖有机物的土壤中真菌的含量是未覆盖有机物土壤的145%[16]，同时也显著提升了微生物的活性。而随着土壤微生物数量和活性的提升，又反作用于土壤，对土壤的生长发育具有积极作用。

四、总结

园林绿化废弃物作为自然生态系统中的一个组成部分，简单的焚烧和填埋处理是对生态系统碳循环的一种断链举措，也是对自然资源的一种浪费。采用堆肥处理，将园林废弃物通过好氧发酵方式转化为腐殖质，可作为改良基质施用于城市绿地中。采用生产工艺，将园林废弃物生产为各种各样的有机覆盖物，可用作园林绿化工程的表层覆盖材料。通过这两种处理手段，不仅可以改善城市绿地土壤的理化性状，也可实现城市生态系统碳循环的可持续性发展。