打造城建區(qū)與草海濕地生態(tài)隔離帶

2020/2/15 13:31:57

草海北岸集雨區(qū)面山植被恢復(fù)工程位于貴州省畢節(jié)市威寧彝族回族苗族自治縣草海鎮(zhèn)，屬于草海國家級自然保護區(qū)試驗區(qū)范圍，施工面積近170萬平方米，主要施工內(nèi)容包含植被生態(tài)恢復(fù)、林區(qū)巡護道路及附屬配套設(shè)施建設(shè)等。工程采用EPC總承包模式，由中外園林建設(shè)有限公司負責(zé)設(shè)計施工。
草海北岸集雨區(qū)面山植被恢復(fù)工程是針對草海北坡區(qū)域石漠化嚴重、植被覆蓋率低、水土流失嚴重的現(xiàn)狀進行的生態(tài)修復(fù)項目。其目標為保護草海，綠化山體，旨在修復(fù)草海國家級風(fēng)景區(qū)北坡的自然植被生態(tài)，打造城市建成區(qū)與草海濕地的生態(tài)隔離帶。
該工程從生態(tài)修復(fù)的角度出發(fā)，首先了解場地內(nèi)土壤條件和地質(zhì)狀況，深入研究適應(yīng)當(dāng)?shù)厣�長環(huán)境的樹種，根據(jù)現(xiàn)有問題提出植被修復(fù)和水土保護方案，進而以近自然的種植方式，模擬草海地區(qū)原生植物群落，還原高原丘陵景觀風(fēng)貌，并搭配四季不同主景植物營造出怡人的自然風(fēng)景林景觀。
在種植方式上采用群落化方式，配植落葉、常綠和色葉林，形成北坡山地層林盡染的風(fēng)景林，并與草海水天一色的景色遙相呼應(yīng)，最終達到整體統(tǒng)一的自然生態(tài)景觀效果。

喀斯特石漠化區(qū)域植被恢復(fù)

現(xiàn)狀分析
該工程位于喀斯特石漠化區(qū)域，大部分區(qū)域土質(zhì)黏重不利于苗木成活，經(jīng)實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)項目區(qū)域內(nèi)現(xiàn)狀人工栽植苗木主要為滇楊、銀杏、廣玉蘭、國槐、紫花槐、雪松、華山松、紅葉石楠、日本晚櫻、紫葉李等，其中滇楊、紫花槐、紅葉石楠等死亡率高，銀杏、廣玉蘭、雪松、華山松等長勢差。
經(jīng)項目技術(shù)團隊現(xiàn)場調(diào)查及取樣化驗發(fā)現(xiàn)，草海北坡土壤質(zhì)地以黏土為主，土壤的孔隙度以毛管孔隙為主，占總孔隙度的90%，缺少大孔隙，粘粒含量高，土壤通透性非常差，這是造成目前本區(qū)域大苗造林成活率較低的主要原因。
優(yōu)化策略
針對草海北坡植被修復(fù)的特點，中外園林項目技術(shù)團隊與中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所專家一同開展了必要的規(guī)劃設(shè)計策略的制定工作，它是進行植被修復(fù)的基礎(chǔ)工作，目的是查清草海北坡的自然條件即立地條件，主要改進策略為立地類型及土壤分析與樹種選擇。
1.立地類型及土壤分析立地類型是植被恢復(fù)規(guī)劃設(shè)計的重要依據(jù)，其將立地條件相近，具有相同生產(chǎn)力而不相連的地段組合起來，劃為一類，按類型選用造林樹種，設(shè)計營林措施。
土壤分析主要包括兩個方面：一是障礙分析；二是營養(yǎng)分析。障礙分析指影響植物生長的物理障礙，包括土壤通透性、土壤顆粒組成，另外還可包括土壤酸堿度及鹽分含量；營養(yǎng)分析多針對土壤養(yǎng)分，如氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素的豐缺情況，以指導(dǎo)和制定精準施肥方案。
該工程按不同地類劃分，共布設(shè)了50個剖面，308個表土樣點，通過對剖面和表土樣點取樣分析，制定了改良土壤結(jié)構(gòu)的策略，以增加土壤通透性為主的處理措施。
2.樹種選擇草海北坡植被恢復(fù)的樹種選擇不僅關(guān)系到苗木的成活率，同時也關(guān)系到草海周邊的生態(tài)環(huán)境安全。規(guī)劃時應(yīng)遵循典型的自然生態(tài)系統(tǒng)原則，中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所專家組與當(dāng)?shù)亓謽I(yè)部門專家在共同研討的基礎(chǔ)上制定了樹種選擇的四個基本原則。
一是生態(tài)安全原則，考慮到草海國家級自然保護區(qū)的生態(tài)敏感性，樹種的各項性狀必須定向地符合既定的生態(tài)安全目標的要求；二是適地適樹原則，苗木成活率與當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境息息相關(guān)，樹種的生態(tài)習(xí)性必須與草海當(dāng)?shù)氐牧⒌貤l件相適應(yīng)；三是穩(wěn)定性原則，苗木應(yīng)該保持長期穩(wěn)定的生長狀態(tài)；四是可行性原則，綜合考慮苗源、經(jīng)濟性及生態(tài)要求，正確選擇造林樹種都要考慮可行性的原則，使之經(jīng)濟有利，現(xiàn)實可行。
實踐證明，這四條原則是相輔相成、缺一不可的。
解決措施
通過對草海北坡的區(qū)域概況分析、施工改進策略分析，中外園林在普通綠化種植施工的基礎(chǔ)上選取了三個方面進行施工技術(shù)方法的改進與探索，以期最大限度保證苗木栽植成活率以及整體植被恢復(fù)效果。
1.擴大種植穴與開挖種植溝通常情況下土球苗木種植穴應(yīng)比土球大30厘米至60厘米，穴的深度一般比土球高度稍深10厘米至20厘米。根據(jù)草海北坡的特點，在黏土區(qū)域人工開挖種植穴難度大、效率低，同時結(jié)合施工區(qū)域內(nèi)苗木數(shù)量多的情況，在種植穴開挖中均采用機械挖掘，并在通常的種植穴大小的基礎(chǔ)上按苗木的規(guī)格及習(xí)性分為四種不同規(guī)格的倒梯形種植穴，種植穴類型一：下底寬1.2米，上口寬1.8米；種植穴類型二：下底寬1.5米，上口寬2.3米；種植穴類型三：下底寬2米，上口寬3米；種植穴類型四：下底寬2.5米，上口寬3.8米。
一般而言在遇土質(zhì)不好情況下，加大種植穴規(guī)格更有利于苗木的根系生長及后期整體苗木的生長，草海北坡的施工中便采用了這種方法。
除此之外，中外園林還根據(jù)地形坡度的大小探索性地采取了種植溝替代種植穴的施工方法，種植溝主要分布于坡度小于10°的區(qū)域，采用與等高線呈3°至5°開挖種植溝替代種植穴進行苗木栽植，水平溝底水力坡降為1%，鋪設(shè)30厘米碎石排水層，利于剖面排水。種植密度為5米×5米,因此種植溝中心間距為10米，種植溝之間采用種植穴栽植。一般而言，草海北坡設(shè)計的苗木土球規(guī)格主要集中在80厘米至120厘米。中外園林在施工中開挖溝寬為2米，溝深為1.8米，對挖出的土壤進行改良處理，主要是改善土壤質(zhì)地，提高土壤透氣性，并適當(dāng)添加有機質(zhì)，改善土壤肥力。
2.種植穴改良處理種植穴的改良處理主要是解決草海北坡土壤通透性特別差的問題，首先利用地形做好地表排水系統(tǒng)，改善土壤排水條件，其次采取如深翻、添加有機肥（如秸稈等）/河沙煤渣等措施改良土壤質(zhì)地。
從土壤剖面孔隙度及顆粒的組成分析以及耕作層的分析結(jié)果，可以看出草海北坡土壤結(jié)構(gòu)存在一定的空間變異，單整體上土壤毛管空隙占總孔隙度的絕大部分，其比例在90%以上；土壤顆粒組成中，粘粒量在40%以上（通常粘粒比例>5%即可稱為黏土）。根據(jù)土壤毛管空隙占比空間分布劃分為A、B兩類區(qū)域，對不同區(qū)域的土壤結(jié)構(gòu)進行改良。A類區(qū)域：原表土：有機質(zhì)混合物=3：2；B類區(qū)域：原表土：有機質(zhì)混合物=3：1。其中，有機質(zhì)混合物為秸稈：草炭（腐殖質(zhì)或綠肥）：煤矸石/粉煤灰/河沙=6：3：1。
依據(jù)分析結(jié)果，在種植穴開挖后進行土壤改良處理，在種植穴附近區(qū)域統(tǒng)一進行土壤拌和，統(tǒng)一進行種植穴內(nèi)種植土的換填處理，為苗木種植做好準備工作。同時為了使種植穴內(nèi)有一定的蓄排水能力，保證苗木主要根系分布的土層不積水，在種植穴底部鋪設(shè)了30厘米厚，粒徑為3厘米至5厘米的碎石子，并在碎石蓄排水層上方、種植穴四周鋪設(shè)無紡布一道，以保證其孔隙度。
3.苗木配置與種植由于貴州喀斯特自然森林群落組成物種豐富、生態(tài)類型多樣、自然選擇的壓力，塑造了喀斯特樹種以不同的方式、途徑來適應(yīng)喀斯特生境。草海北坡苗木配置與種植也是以適應(yīng)喀斯特生境來進行布局，在山地頂部建設(shè)喬木防護林，選用深根性樹種，發(fā)揮其防風(fēng)、擋板、固土的功能。在山地中部建設(shè)水土保護林為主，搭配景觀效果的中山部生態(tài)林帶；山地下部緩坡及道路兩側(cè)構(gòu)建喬灌草景觀帶。
在建設(shè)布局中采用線、點、面相結(jié)合的方法，以環(huán)海路、慢行道為主線，將重點景觀標志物（及保留居住點）等突出點，以不同地形的面山為面，通過不同的景觀林帶進行串聯(lián)，重點建設(shè)山地植被，構(gòu)建立體、復(fù)合的生態(tài)景觀林體系帶。
云南松、元寶楓、五角楓、銀杏、廣玉蘭、池杉、水杉、國槐等屬于深根性樹種，種植穴的寬度與深度都要求盡量做大，同時根據(jù)土壤分析圖譜，在排水不良地段，采取相應(yīng)的排水工程措施，例如在種植穴中埋入透氣排水管、在地勢低洼區(qū)域碎石蓄排水層中加設(shè)排水盲管。
而對于華山松、龍柏、雪松、美國紅楓、法桐、側(cè)柏、女貞、紅葉櫻、高山杜鵑等淺根性樹種，在苗木配置及種植時都避免栽植在山脊等風(fēng)大地區(qū)，同時種植后采取了加設(shè)地腳樁的方式進行支撐加固措施，并根據(jù)苗木生長情況確定支撐時間，保證根系生長滿足其抗風(fēng)要求。
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主入口區(qū)域施工后航拍影像

高家?guī)r區(qū)域施工后航拍影像

區(qū)域水土保持措施

現(xiàn)狀分析

項目區(qū)域內(nèi)地勢陡峭、降雨強度大，易引起坡面水土流失，草海北坡在往年雨季期間發(fā)生過小規(guī)模的因強降雨導(dǎo)致的局部水土滑坡情況，半山道路、環(huán)海路路面大量淤積泥土，造成一定的經(jīng)濟損失。同時強降雨對坡面土壤的沖刷，也引起草海北坡表層土壤的流失，原本稀少的表層土壤日益稀薄。
中外園林項目技術(shù)團隊現(xiàn)場調(diào)查及資料分析發(fā)現(xiàn)，草海北坡地勢北高南低，局部區(qū)域為高陡坡，加之降水豐富，年內(nèi)分布不均勻，且單次降雨雨量大，降雨強度大，對坡面土壤沖刷力非常強，這些都是容易引起坡面水土流失的重要因素。
優(yōu)化策略
水土保持是草海北坡植被恢復(fù)的重要組成部分，特別是土層薄、地形陡、強降雨這三個不利因素的作用下，水土保持事關(guān)生態(tài)安全，必須慎重對待。通過現(xiàn)場的實地調(diào)查、走訪及資料分析，按坡度分為大于10°坡面與10°以下平緩區(qū)域進行不同策略的水保及種植措施，同時根據(jù)坡面巖層分布與土壤厚度情況進行區(qū)別處理，采取多種措施、多種手段的水土保持策略，從而保證草海北坡水土保持措施的有效性。
解決措施
生態(tài)草毯的使用，如同鋪地毯一樣，將草毯覆蓋于經(jīng)過處理的土壤表層上并澆水養(yǎng)護，預(yù)先噴播或草毯自帶的草種發(fā)芽生長，即能形成生態(tài)植被。生態(tài)草毯可鋪敷于地面、山坡、甚至裸露的巖石上，能抗御水和風(fēng)的侵蝕，固化地表、防治水土流失、涵養(yǎng)地表水分、形成植物生長所需的局部小環(huán)境，有利于各種草本、藤本和灌木種子的發(fā)芽生長。
在植被恢復(fù)施工過程中，必然會對施工區(qū)域的山體表土層產(chǎn)生一定的擾動，特別是地被建植作業(yè)時需對30厘米的表面土壤進行深翻處理，為草種提供良好的生長環(huán)境，從而保證噴播生態(tài)草毯的建植效果。草海北坡主要以山地為主，坡度普遍較陡，加之雨季階段強降雨，加劇表層土壤的沖刷情況，可以預(yù)見的是如不采取有效措施進行處理，水土流失情況將非常嚴重。
生態(tài)草毯是以天然的植物纖維為基質(zhì)（稻草、小麥秸稈、椰絲纖維），其物理結(jié)構(gòu)可以使雨水在纖維層內(nèi)的流動，減小了對土壤地表的沖刷力，阻止了土壤顆粒隨水流的移動，具有很強的抗雨水沖刷能力。為了避免植被恢復(fù)施工造成的大量水土流失，中外園林在設(shè)計施工中采用了生態(tài)草毯對表層土壤裸露區(qū)域全覆蓋的處理措施。
根據(jù)草海北坡的工程特點，中外園林選取了在當(dāng)?shù)丨h(huán)境適應(yīng)性強、生長良好的廣布野豌豆、白三葉、蛇莓、婆婆納、紫花地丁等植物作為主要的噴播品種，同時根據(jù)噴播植物種子的規(guī)格，分別選取相適應(yīng)的生態(tài)草毯進行建植，從而保證不同品種草種迅速成坪的要求。
生態(tài)草毯作為防止水土流失的重要防護結(jié)構(gòu)，在噴播植物根系尚未達到固土能力的時候起到了很好的水土保持作用。在噴播植物開始生長并逐步達到固土要求時，就可以依靠植物根莖與土壤間的附著力以及根莖間的互相纏繞來達到加固邊坡、提高坡表抗沖刷的能力，作為環(huán)保草毯的原料的植物纖維，在自然降解后與土壤混為一體，成為植被的營養(yǎng)基質(zhì)，對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境無不利影響。

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