陳永安，舒東膂，張金莎，趙淙云，胡長安

(湖南省森林植物園，湖南 長沙 410116)

0 前言

近10 多年來，我省高速公路生態(tài)防護建設取得了十分可喜的成績。但由于資金、技術等原因，部分邊坡已出現植被退化現象，局部甚至出現“石漠化”現象，究其原因關鍵是生態(tài)防護的核心內容植生基質出了問題。如果不加以研究解決，將造成嚴重的水土流失，甚至危及行車安全。美國、德國、日本、韓國等發(fā)達國家和我國的東部發(fā)達省份在高速公路生態(tài)修復工程中采用的基質主要是泥炭土，我省部分高速公路生態(tài)修復工程中也使用了泥炭土，但成本很高。施工單位為了節(jié)省，大多是使用未發(fā)酵的鋸木屑、谷殼、稻草灰等替代泥炭土，造成植被恢復緩慢，邊坡沖刷嚴重。泥炭土是植生基質的核心，我省是一個泥炭資源十分貧乏的省份，目前，主要是從我國東北調進，不僅運輸成本大幅度提高，而且受季節(jié)的影響無法確保穩(wěn)定供貨，因此泥炭替代物的研究與開發(fā)已迫在眉捷。

1 試驗地概況

湖南省寧遠至道縣高速公路生態(tài)防護工程第27 合同段，全長6.090 5 km(K296+229.5～K302+320)。地質為穩(wěn)定的石灰?guī)r結構，上邊坡面積約5萬 m2，坡比在 1∶0.5～1∶1 之間，部分邊坡已進行了主動柔性網或框架梁工程防護。該區(qū)域屬亞熱帶季風性濕潤氣候，春季多雨，陰晴不定，夏季多旱，光照充足，無霜期長，四季分明。常有高溫出現，秋季涼爽，冬季干冷，年平均氣溫17.8～18.5 ℃，最高氣溫39 ℃以上。年降水量1 280～1 530 mm，每年5～8月份為雨季。

2 采用的生態(tài)防護形式

采用的生態(tài)防護形式主要有客土噴播、仿原生態(tài)植被修復兩種，或以兩種的結合方式進行。對于高、陡穩(wěn)定未風化石灰?guī)r邊坡及已進行主動防護如柔性網防護邊坡不宜也沒有必要再進行客土噴播，可在一、二級平臺、坡頂及局部凹陷部位通過壘砌種植槽(也叫魚鱗槽、燕窩槽等)或堆碼植生袋，通過在邊坡局部區(qū)域創(chuàng)造有利于植物生長的環(huán)境，在短時間內實現快速綠化并與周邊環(huán)境相協(xié)調，這種技術形象的稱之為“仿原生態(tài)植被修復技術”。

3 仿原生態(tài)植被修復技術施工工藝流程及關鍵步驟

3.1 工藝流程

砌種植槽→種植基質準備(基質+種植土)→植生袋裝填→植生袋安裝→種植基質回填或基質噴附噴播草灌→灌木及藤本植物栽植→養(yǎng)護管理。

3.2 關鍵步驟說明

3.2.1 砌種植槽

在已掛柔性網的一、二級平臺及局部凹陷處砌種植槽(種植槽數量不宜太多，大小規(guī)格也不宜一致，原則上以最終綠化覆蓋率能達到50%以上就行)。種植槽的形狀不宜千篇一律，要依邊坡面積、凹陷處的位置、大小及走向等因素順勢而為，力求自然。種植槽的主要目的是承載種植土，給植物長久生長提供物質基礎。因此，種植槽深度不能低于40 cm、容積盡量大一些，以便于承載更多的基質。為了盡快在短時間內實現與周邊環(huán)境相協(xié)調，如條件許可的話，砌槽采用的石材原則上用本山體石塊或周邊自然山石為宜，為防止垮塌局部需用φ10 cm鋼筋及水泥加固。

3.2.2 植生袋安裝

對于已實施柔性網防護且坡較矮的石灰?guī)r邊坡(垂直高度不高于10 m)，在坡頂邊緣、一級平臺用植生袋堆碼壘砌類似“筑長城”的辦法給栽植下垂藤本植物創(chuàng)造條件，相比用水泥加石塊砌種植槽會顯得更生態(tài)、更環(huán)保、更自然。植生袋壘砌高度原則上也不能低于40 cm(一般3～4 層，為了防止植生袋垮塌，在局部已砌植生袋的外側(有可能垮塌的地方)需用鐵絲網加固。植生袋采用50 cm×60 cm或40 cm×60 cm 綠色編織袋，編織袋一般為尼龍纖維網，防老化，同時網孔不宜過大，以免影響承基質，植生袋可向專業(yè)廠家采購或自己生產。

3.2.3 基質( 有機質)準備

1)新型環(huán)保園藝基質生產工藝流程。

枯枝、落葉收集→分揀→破碎→加入復合肥、過磷酸鈣等→加入菌種及輔助材料→翻動拌勻→放入發(fā)酵池→加水→蓋薄膜→高溫階段通氣降溫→第1次發(fā)酵完成→第2 次發(fā)酵→烘干→檢測理化指標→調制→包裝→成品入庫。

2)關鍵步驟說明。

①枯枝及落葉收集，為了降低成本，可預先聯系園林部門、苗圃及有關單位，希望他們在樹木修剪、大樹移植及枯枝落葉清理過程中將園林廢棄物集中送達至指定的地方，這樣可以節(jié)省人工及運輸成本，同時，為了不占用太多的空間，應隨到隨處理。

②原料破碎，在原料破碎前必須進行分揀處理，一則為了安全必須清理石塊、鐵丁及白色垃圾;二則為了不同的質量要求必須將竹類、較大的枝條等難破碎、難發(fā)酵的物料分揀出來，有條件的可將樹葉、灌木整形修剪、機械打草后遺留的草末等容易發(fā)酵的集中收集處理。

③加入復合肥、過磷酸鈣等，加入復合肥的目的一則是補充微生物繁殖所需的氮源;二則是經過有益微生物的發(fā)酵使得不易被植物利用的礦物質成分變成易被植物吸收的礦質元素如磷、鎂等。在發(fā)酵前合理、適量的加入復合肥及其他礦物質是確保發(fā)酵后的基質營養(yǎng)更全面、更接近或超過泥炭土或草炭的關鍵。

④通氣降溫，在物料發(fā)酵進入高溫階段進行降溫、通氣是必不可少的，是確保有益微生物活性并使發(fā)酵得以完成的關鍵。以往大多數小企業(yè)都是通過人工或機械每隔幾天翻動一次的辦法，不僅勞動強度大、成本高，而且效果不理想，因為翻動只能零時起到降溫的作用，通氣的效果就更不理想。因為物料發(fā)酵一旦進入高溫區(qū)以后好氧微生物大量繁殖，使物料溫度急劇上升需要進行降溫處理，要不然大量不耐高溫的有益復合菌將被殺死。同時，也消耗了大量的氧氣需要進行及時補充，要不然微生物就變成了厭氧呼吸，將嚴重影響基質的最終品質。

⑤第2 次發(fā)酵，由于園林綠化廢棄物主要的成分是纖維素、半纖維素、木質素等，尤其是木質素很難降解。以前往往靠一次發(fā)酵很難達到高端基質的要求，必須進行第2 次發(fā)酵，最好是采用換池的辦法，在原來的一組發(fā)酵池邊留一個空池，通過換池一則可以使處于休眠的復合菌在換池過程中得到激活;二則在換池的同時也要及時補充通過擴繁的復合菌種并添加輔助材料以調節(jié)C/N 比，根據需要還要補充適當的水分，這樣才能確保第2 次發(fā)酵順利完成。

⑥調制，對于烘干后的基質經過檢測后根據產品的不同要求，可適當添加微量元素及其他輔助材料，以滿足不同立地條件下植物生長的需要。

為了能滿足植物快速生長且能適應長期干旱、高溫的極端不利環(huán)境，種植基質必須按客土噴播基質標準進行備料(除粘合劑不加外、保水劑加入量要加大至常規(guī)的2～3 倍，加入的種植土粘性適當重一點)，種植基質及種子配比參見表1、表2。

3.2.4 基質回填或噴附

在已砌完的種植槽及已壘砌的植生袋內側必須回填種植土，種植土必須填滿，對于坡高難以用人工的辦法進行種植土回填，一般采用干式客土噴播機通過風力的作用將種植土輸送至種植槽內。

3.2.5 噴播草灌

在不宜栽植灌木或藤本的季節(jié)，為了實現邊坡快速綠化，同時也給下一步灌木或藤本植物生長創(chuàng)造條件，對于已砌完的植生袋或已進行種植土回填的邊坡可先噴播草灌，盡量多的增加綠化面積，在通車之前再補植灌木或藤本植物。

3.2.6 灌木及滕本植物栽植

為了能在短時間內實現快速綠化的目的，同時，也為了確保苗木成活率，栽植的藤本及灌木植物盡量用容器苗(盡量避開反季節(jié)施工，確保一次成活)。采用的藤本植物盡量多用常綠的(或開花的)、品種宜多一點、生長宜快一點;一般坡頂、平臺宜栽植下垂藤本植物如迎春、懸鉤子等，碎落臺及種植槽內宜栽植生長較快的如美國凌霄、爬山虎、中華常春藤、五葉地錦等。

3.2.7 養(yǎng)護管理

苗木栽植后必須濕透頭3 次水，如遇干旱長時間未下雨則需澆水1～2 次/d 以保持土壤濕潤。

表1 種植基質參考配比

表2 植物種子配比

4 結果與分析

根據2 a 多時間的觀察，用園林綠化廢棄物經過破碎、發(fā)酵、干燥、調制、打包等工藝而生產的一種新型環(huán)保園藝基質，在高速公路巖石上邊坡生態(tài)修復工程中完全可以替代泥炭土。通過不同配比、不同組合試驗，全部用自制新型環(huán)保園藝基質的效果最好，無論從成坪速度、植被覆蓋率、植被穩(wěn)定性、經濟效益等方面均優(yōu)于基質全部用泥炭土，具體從表3可以看出。

表3 不同基質配比的應用效果

以上處理均為體積比，基質用量占混合基質(基質+種植土)的30%;成坪時間以草本植物全部覆蓋基質為準。

5 問題與討論

用新型環(huán)保園藝基質替代泥炭土是我省今后高速公路生態(tài)修復工程的發(fā)展方向，對實現生態(tài)湖南、綠色湖南將起到積極的推動作用，但在使用過程中也發(fā)現了一些問題，期待今后進一步改進和提高。

1)由于園林廢棄物破碎后長度普遍比泥炭長，有的甚至超過10cm，不利于機械噴播，因此，在使用過程中首先最好過篩，對于過篩后剩余的枝條可人工放入已掛網的邊坡上，如果采用植生袋防護則無需過篩工序。

2)新型環(huán)保園藝基質經檢測:EC 值(總的可溶性鹽分含量)普遍較高，同時，pH 值也偏高呈弱堿性，因此要根據不同的地質結構及土質類型進行適當的調制。對于石灰?guī)r發(fā)育的石質邊坡本身土質偏堿性，因此，應對基質進行酸度調整如在基質中適當添加硫磺粉、過磷酸鈣、硫酸亞鐵等中和基質的堿性，使之適合更多的植物生長;或者栽植一些在弱堿性地質條件下也能生長的植物如金銀花、夾竹桃、迎春等;當然也可以與泥炭土按適當比例混合也能起到事半功倍的功效(泥炭土偏酸性)。對于紅砂巖發(fā)育的石質邊坡則無需進行調整，因為紅砂巖發(fā)育的地質土壤總體偏弱酸性。

3)園林廢棄物由于采集地不同，加之分揀工作是一項很繁重、很復雜的工作，如果稍微疏忽或者怕麻煩，很可能造成很多白色垃圾、有毒物質混入到物料里面，雖然大量的有益微生物通過一系列酶的神奇作用能吸收、降解一部分毒素，但還是有一部分會遺留在最后的基質產品里面，從而造成基質產品EC值偏高，有可能影響植物的正常生長，因此，基質產品在使用前一般要進行理化指標檢測。如果EC 值過高或者發(fā)酵不徹底(腐熟度偏低)，則不能用于全部替代泥炭土，而必須按適當的比例進行調制，使之完全滿足植物的正常生長。

4)新型環(huán)保園藝基質由于收集的枯枝在破碎后一般都沒有進行第2 次粉碎(如果作為花卉、種苗基質則必須進行第2 次粉碎)，因此物料總體長度偏大。雖然對于改善土壤的透氣性有幫助，但不利于保水，因此，對于土質砂性重的土壤在調制過程中要適當多的加入保水劑;而對于較陡(坡比1∶0.5～1∶0.75)且高大的邊坡，為了使噴播的基質穩(wěn)定，要適當多的加入粘結劑(如水泥、聚丙烯酰胺等)或加入粘性較大的土壤。

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