孫向輝 周麗貞

摘要 綜述了近年來國內(nèi)外垃圾填埋場植被恢復(fù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，分析了垃圾填埋場植被恢復(fù)的主要環(huán)境影響因素（包括封場覆蓋材料、土壤基本性質(zhì)、填埋氣體、垃圾滲濾液、植物品種選擇），從垃圾填埋場場地的改良、修復(fù)植物的選擇、植被修復(fù)過程中的科學(xué)管養(yǎng)幾方面，提出了垃圾填埋場植被恢復(fù)的建議，并對植被恢復(fù)技術(shù)的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞 垃圾填埋場；植被恢復(fù)；環(huán)境影響因素

中圖分類號(hào) S181 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 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

隨著我國城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)生活垃圾激增，截至2011年，我國城鎮(zhèn)生活垃圾堆存量超過80.00億t，占地5萬余hm2，城鎮(zhèn)生活垃圾產(chǎn)生量為2.77億t[1]，“垃圾圍城”困境日益突出。目前，我國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理主要以衛(wèi)生填埋和焚燒處理技術(shù)為主，其中衛(wèi)生填埋處理技術(shù)作為生活垃圾的最終處置方式仍是每個(gè)地區(qū)的保障手段。

城市垃圾衛(wèi)生填埋處理雖然具有處理量大、操作工藝簡單、運(yùn)作費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)，但是占用面積大及封場過程中產(chǎn)生的填埋氣、滲濾液等會(huì)對周邊生態(tài)環(huán)境造成一定負(fù)面影響。同時(shí)，隨著城市的發(fā)展擴(kuò)張，垃圾填埋場進(jìn)入市區(qū)范圍，進(jìn)而影響周圍居民生活和城市建設(shè)發(fā)展。為了使垃圾填埋場的土地資源得以回用，同時(shí)改善城市環(huán)境質(zhì)量，封場后的垃圾填埋場被重新規(guī)劃開放，通過植被重建開發(fā)成為公園、運(yùn)動(dòng)場、植物園、高爾夫球場等城市公共設(shè)施[2]。筆者對近年來國內(nèi)外垃圾填埋場植被恢復(fù)技術(shù)研究成果進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)，以期為今后垃圾填埋場植被恢復(fù)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用提供理論參考。

1 垃圾填埋場植被恢復(fù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

國外對垃圾填埋場植被恢復(fù)技術(shù)的研究較早，很多城市已有成功進(jìn)行植被重建的例子。1863年巴黎就將1座廢棄的石灰石場和垃圾填埋場改造成特蒙公園。韓國于2002年在世界杯足球賽體育場館建設(shè)過程中，采用微生物、生態(tài)修復(fù)等污染生態(tài)修復(fù)措施，選擇抗逆性強(qiáng)的鄉(xiāng)土植物品種作為綠化植被，促進(jìn)垃圾分解和防止土壤侵蝕，將首爾市曾經(jīng)最主要的垃圾填埋場蘭芝島改造成為1座環(huán)境親和型的城市公園[3]。美國正詹姆斯·科納Field Operations事務(wù)所采用生態(tài)修復(fù)技術(shù)，創(chuàng)造性地將890.3 hm2的弗萊士河垃圾填埋場改造成紐約市最大的城市公園[4]。蒙特利爾將曾經(jīng)的北美第三大垃圾填埋場改造成為圣-米歇爾環(huán)保中心，并于2004年獲得可持續(xù)發(fā)展金獎(jiǎng)。

近年來，我國在城市廢棄垃圾填埋場的生態(tài)修復(fù)技術(shù)方面進(jìn)行積極探索，并取得了一定成果。周良等[5]在對鎮(zhèn)江市城東垃圾填埋場的填埋土、滲濾液和生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查的基礎(chǔ)上，選擇苦楝、女貞、紫荊和枸杞作為耐性樹種，對該地區(qū)垃圾填埋場進(jìn)行了改造，取得了初步的人工修復(fù)成效。韓祖光等[6]通過研究北京市最主要的3個(gè)衛(wèi)生填埋場的人工植被，構(gòu)建了對于北京地區(qū)垃圾衛(wèi)生填埋場填埋區(qū)陽坡、陰坡和半陰半陽坡及生活區(qū)和場界的綠化植物配置模式。肖琨等[7]采用生態(tài)修復(fù)與景觀綠化的設(shè)計(jì)理念對湖南省武岡市垃圾填埋場進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，力求將其改造為現(xiàn)代城市綠色開放空間。廈門東孚垃圾填埋場通過生態(tài)恢復(fù)景觀設(shè)計(jì)，將垃圾填埋場改造成一個(gè)具有環(huán)衛(wèi)教育基地功能的主體公園[8]。

2 垃圾填埋場植被恢復(fù)的影響因素

2.1 封場覆蓋材料

垃圾填埋場是一種次生裸地，有機(jī)質(zhì)含量較高，封場時(shí)要對土壤表層的垃圾進(jìn)行覆土處理。如果覆土層過厚，其表層土有機(jī)質(zhì)含量較低，無覆土層，其表層土壤實(shí)際上就是垃圾，雖然其有機(jī)質(zhì)含量較高，但該類土壤含有較高濃度的重金屬，會(huì)影響植物的生長[2]。張煜等[9]在支持土層固定的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了不同營養(yǎng)植被層厚度對垃圾填埋場植物生長的影響，結(jié)果表明：封場覆蓋的營養(yǎng)植被層厚度對植物的成活率和長勢具有較大影響，厚度過薄會(huì)影響植物的生長，過厚對植物長勢無明顯的促進(jìn)作用，因此較理想的營養(yǎng)層厚度為30～45 cm。實(shí)際上，不同植被類型需要不同的覆土層厚度[10]，Gilman等[11]研究發(fā)現(xiàn)，草本植物需要6 cm左右的基質(zhì)厚度，而喬本樹木則需要90 cm以上的基質(zhì)厚度。

2.2 土壤基本性質(zhì)

垃圾土與常規(guī)土壤相比，一般有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素含量較高[12-13]，同時(shí)存在數(shù)量龐大、種類繁多的微生物[12，14]，但較高的重金屬（如Cu、Cd、Pb、Zn等）含量會(huì)抑制微生物活性，破壞土壤性質(zhì)，從而抑制植物生長[14]。同時(shí)，垃圾填埋場的垃圾在發(fā)酵過程中，會(huì)產(chǎn)生較高的地溫，一般垃圾填埋體內(nèi)溫度為20～80 ℃[15]，已關(guān)閉填埋場表面以下20和30 cm深處基質(zhì)的溫度比正常土壤溫度分別高出20和15 ℃[16]。研究表明，過高的土溫會(huì)導(dǎo)致植物根系呼吸消耗增多，抑制植物根系生長，甚至燒傷根系，導(dǎo)致植物死亡[17-18]。

2.3 填埋氣體

垃圾填埋場的填埋物會(huì)產(chǎn)生大量填埋氣體，如二氧化碳、甲烷、硫化氫、氨氣等，并形成惡臭，這些氣體會(huì)對環(huán)境和植物生長造成不同程度的負(fù)面影響[19]。Gendebien等[20]研究認(rèn)為，垃圾分解會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳和甲烷，將植物根系生長所必須的氧氣排出土壤層，導(dǎo)致植物根部缺氧死亡。同時(shí)，當(dāng)土壤中二氧化碳的含量超過20%時(shí)，會(huì)對植物產(chǎn)生毒性，從而影響植物生長。周良等[5]選擇了7種樹種進(jìn)行垃圾填埋場修復(fù)種植試驗(yàn)，結(jié)果表明：垃圾填埋場的填埋氣是影響樹木生長的主要因素，對大多數(shù)植物存在不利影響[5]。Wong等[21]研究發(fā)現(xiàn)，高濃度的填埋氣是垃圾填埋場植被恢復(fù)的主要限制因素。

2.4 垃圾滲濾液

垃圾滲濾液是垃圾經(jīng)壓實(shí)、生物降解生成的水以及滲入場內(nèi)的雨水、地表水和地下水經(jīng)垃圾層滲濾出的污濁液體，含有大量的有機(jī)物、無機(jī)鹽及重金屬類物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)對植物生長產(chǎn)生潛在危害[22]。姜必亮等[23]通過盆栽試驗(yàn)研究了滲濾液灌溉對土壤-植物系統(tǒng)的生態(tài)效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)滲濾液灌溉導(dǎo)致植物死亡，可能與滲濾液中重金屬、有毒有機(jī)物的毒性和植物本身的生物學(xué)特性有關(guān)。趙一亮等[24]研究發(fā)現(xiàn)，垃圾滲濾液會(huì)明顯抑制植物生長，其中白臘木對垃圾滲濾液最為敏感，表現(xiàn)出生長遲緩，甚至干枯死亡。

2.5 植物品種選擇

通常垃圾填埋場的生態(tài)環(huán)境比較惡劣，且不同地區(qū)不同類型垃圾填埋場的環(huán)境條件也有所差異，因此，選擇合適的植物品種是決定垃圾填埋場植被重建成功與否的關(guān)鍵。受環(huán)境條件的限制，在進(jìn)行垃圾填埋場植被重建時(shí)，一般選擇抗逆性強(qiáng)、易于管護(hù)、景觀效果好的本土植物品種作為修復(fù)植物。自20世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)學(xué)者開始進(jìn)行垃圾填埋場人工植被實(shí)地修復(fù)研究，郭婉如等[25]選擇16種木本植物、9種草本植物作為受試植物，研究了其在垃圾填埋場的生長情況，最終篩選出枸杞、苦楝、紫穗槐、刺槐、白蠟樹、女貞、苜蓿、畫眉草、牛筋草和知風(fēng)草等10余個(gè)抗性較好的品種。舒儉民等[26]選用當(dāng)?shù)剡m應(yīng)性和抗逆性較強(qiáng)的16種木本植物，在青島湖城市垃圾填埋場進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，枸杞耐性最強(qiáng)，其次為苦楝、紫穗槐、刺槐、白蠟樹，女貞、金銀木、臭椿、正木、龍柏，紫荊、木槿、法桐、黑松耐性較差，迎春和連翹耐性極差，不宜在垃圾填埋場種植。

3 垃圾填埋場植被恢復(fù)建議

3.1 場地改良

垃圾填埋場作為一種特殊的土地類型，其自身存在多種難以避免的限制植物生長的因素，如垃圾填埋場產(chǎn)生的填埋氣體、貧瘠的土壤、垃圾發(fā)酵產(chǎn)生的較高地溫、垃圾滲濾液等，因此，在對垃圾填埋場進(jìn)行植被恢復(fù)建設(shè)時(shí)，有必要根據(jù)填埋場的開發(fā)利用方式和生態(tài)環(huán)境條件，進(jìn)行必要的改良和改造，如對垃圾滲濾液和發(fā)酵產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行收集處理，對垃圾山體進(jìn)行整固，對填埋場表土進(jìn)行客土改良等。根據(jù)國內(nèi)外垃圾填埋場植被重建的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在對垃圾填埋場進(jìn)行植被恢復(fù)過程中，往往分階段實(shí)施。第1階段為終場處置，通常是對垃圾填埋場場地進(jìn)行整型覆土和初步綠化改造，改善填埋場周邊環(huán)境；第2階段為園林造景，精心選擇耐性植物，在垃圾堆體穩(wěn)定后進(jìn)行園林種植和環(huán)境景觀改造[27]。如湖南省武岡市垃圾填埋場在進(jìn)行生態(tài)修復(fù)和景觀綠化工程中，采取了分階段實(shí)施，首先是對場地堆體進(jìn)行整形與處理，保證場區(qū)內(nèi)排水、交通、填埋氣體收集處理、滲瀝液收集處理等設(shè)施正常運(yùn)行，然后再分階段實(shí)施植被栽植計(jì)劃，以達(dá)到對垃圾場及其周邊環(huán)境的改良[7]。

3.2 修復(fù)植物選擇

修復(fù)植物的選擇對垃圾填埋場的植被恢復(fù)具有重要意義。雖然有垃圾填埋場自然植被恢復(fù)的例子，但是自然植被恢復(fù)所需時(shí)間長，且主要以草本植物為主，這樣的植被恢復(fù)僅滿足于填埋場內(nèi)有植被覆蓋，對于填埋場及周邊生態(tài)環(huán)境改良作用較小?？紤]到垃圾填埋場特殊的生境條件，在選擇修復(fù)植物時(shí)，一方面應(yīng)盡可能地選擇抗逆性強(qiáng)、易于養(yǎng)護(hù)，且對有害物質(zhì)具有較強(qiáng)吸附或吸收能力的本土植物[28]；另一方面，為營造良好的自然景觀，在植物的群體配置上要適當(dāng)種植耐性強(qiáng)的建群植物種，設(shè)計(jì)喬、灌、草的復(fù)層綠化模式，增加植物群落的多樣性和穩(wěn)定性，如苦楝-紫穗槐-畫眉草、女貞-紫花苜蓿等群落類型[29]。

3.3 植被恢復(fù)過程中的科學(xué)管養(yǎng)

垃圾填埋場的植被恢復(fù)是一個(gè)長期、動(dòng)態(tài)的過程，初期建立的植被系統(tǒng)往往較為脆弱、缺乏穩(wěn)定性，如不注意及時(shí)養(yǎng)護(hù)，可能會(huì)造成植物大面積死亡。因此，在垃圾填埋場植被恢復(fù)過程中，一方面要注重植物對水、肥的需求，另一方面要加強(qiáng)對填埋場內(nèi)產(chǎn)生的填埋氣體和滲濾液的監(jiān)測，并及時(shí)采取有效措施將其對植物造成的影響降至最低。

4 展望

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，城市土地資源日益緊張，曾經(jīng)的垃圾填埋場址可能已經(jīng)被工業(yè)、商業(yè)和居住區(qū)的設(shè)施包圍，至于如何將封場后垃圾填埋場占用的大量土地進(jìn)行復(fù)墾開發(fā)利用，越來越引起政府主管部門和科研人員的關(guān)注。對城市垃圾填埋場進(jìn)行植被恢復(fù)和景觀重建，不僅可以有效利用土地資源、改善周邊生態(tài)環(huán)境，而且對于優(yōu)化城市環(huán)境、促進(jìn)城市和諧健康發(fā)展具有重要意義。

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