銀合歡用于白鶴灘水電站渣場邊坡綠化的研究

周 軍，陳 艦，郝國鵬

(1.中國長江電力股份有限公司，湖北 宜昌 443000；2. 中國三峽建設管理有限公司，四川 成都 610072)

白鶴灘水電站施工過程中，根據工程的需要規劃建設了場內外交通道路、混凝土拌和系統、加工廠等施工用地，場地開挖施工中產生的石渣按照規劃進行了集中堆放，形成數個以石渣為主體的穩定邊坡。白鶴灘水電站壩址地處金沙江下游干熱河谷地帶，冬季低溫多風，夏季炎熱多雨，結合氣候特點及邊坡土質情況，前期已采用種植銀合歡樹苗、播散銀合歡種子的方式對部分邊坡進行綠化施工的嘗試。

銀合歡為豆科灌木或小喬木，高2～6 m，幼枝被短柔毛，老枝無毛，具褐色皮孔，無刺。種子卵形，褐色，扁平，光亮，花期4-7月，果期8-10月，出產于中國臺灣、福建、廣東、廣西和云南，生長于低海拔的荒地或疏林中，原產熱帶美洲，現廣布于各熱帶地區[1]。銀合歡是通過種子繁殖來實現天然更新的物種，且其更新密度為368～960株/m2,銀合歡幼苗的最遠擴散距離為58.3 m，幼苗的擴散區域主要集中在林緣區域，種子受風力和水流的影響，可以沿溝谷傳播。銀合歡耐旱力強，適宜荒山造林樹種，在金沙江干熱河谷區域選用豆科植物銀合歡作為先鋒物種，在較短的時間內可以明顯改善生態系統，形成喬灌草復合結構，為后續物種的侵入和定居創造條件，達到綠化造林的目的[2]。

本文選取白鶴灘水電站中的5個渣場，通過前期施工場地及實驗場地綠化效果，對銀合歡用于白鶴灘水電站渣場邊坡綠化進行了系統研究和分析，從施工工藝、設施過程、綠化效果等方面進行了統計剖析。本研究成果可論證銀合歡用于石渣邊坡綠化的可能性，對干熱河谷地區綠化植物的選擇及種植有較好的借鑒意義。

1 綠化施工過程

1.1 1～4號渣場綠化施工情況

1.1.1 1～4號渣場邊坡基本情況(見表1)

白鶴灘水電站高線公路施工棄渣形成的1～4號渣場，位于金沙江河谷四川側葫蘆口鎮至白鶴灘鎮江邊村段，平均海撥在705～825 m。渣場基本為砂巖夾泥質粉砂巖，碎石平均粒徑在5～25 mm之間。其中1、2號渣場坡度較為平緩，3、4號渣場邊坡坡度都在60°左右。在邊坡未做處理前，碎石與土壤的體積比大約為1∶1，邊坡無水來源，保水保濕功能較差，坡面均可見少量再生雜草。

1.1.2 1～4號渣場邊坡綠化施工方案(見表2)

1)1號渣場邊坡。對1號渣場邊坡進行簡易平整后，在整個表面平鋪種植土，厚度約300 mm，按照間距2 m×2 m的梅花形布置進行銀合歡幼苗的移栽。

2)2號渣場邊坡。對2號渣場邊坡進行簡易平整后，在整個坡面按間距2 m×2 m的梅花形布置進行挖穴施工，穴徑為0.5 m，深0.5 m，穴中覆滿種植土后，將銀合歡幼苗進行移栽。

3)3號渣場邊坡。對3號渣場邊坡進行簡易平整后，直接在坡面上進行銀合歡幼苗的移栽施工。

4)4號渣場邊坡。直接4號渣場邊坡的坡面上播撒銀合歡種子，播撒密度為25 g/m2。

其中：①移栽的幼苗要求地徑D<2 cm，苗木高度在0.2～0.6 m之間，需選擇根系較發達的幼苗。移栽完成后，施適量磷肥、石灰及有機肥。②在施工使用成熟干燥的種子，播種前用50～70℃的溫水浸種24 h，使種子充分吸脹后播種[3]。用清水將根瘤菌劑拌成糊狀，然后與硬實處理過的銀合歡種子拌勻，并拌以鈣鎂磷肥、土灰等，而后播撒在坡面上。

1.1.3 1～4號渣場區域近3年降雨情況(見表3)

根據該區域氣象站歷年統計數據分析，總體上，金沙江河谷地區降水小，年平均降水在800～1 600 mm之間。降水量在季節上的分配極不均勻，年內降水主要集中于6～9月四個月，其降水量約占全年降水量的60%以上。11月至次年4月的冬春季節為旱季，降水量只占全年的10%～20%，甚至更少。

表1 1～4號渣場邊坡基本情況表

表2 1～4號渣場邊坡綠化施工方案表

表3 1～4號渣場區域近三年降雨情況(新田站)統計表

從以上數據可以看出，2017-2019年兩個年度，1～4號渣場區域年降雨量分布基本與金沙江干熱河谷地區降雨規律一致。

從以上2017年-2018年數據可以看出，1～4號渣場區域年降雨量基本集中在5月-10月，這6個月累計降雨量占全年降雨量93%以上，累計降雨量可達700 mm以上。其中6月-9月有較明顯的雨季特征，降雨比較集中，降雨量大。

1.1.4 1～4號渣場邊坡綠化效果檢查

高線公路1～4號渣場邊坡在2017年11月前后完成綠化施工，未進行人工養護與管理，2018年7月對現場銀合歡幼苗及種子存活情況進行了檢查。在2018年8月完成補種及重新播撒種子后，于2019年6月對現場存活情況重新進行了統計。

1.2 1號公路側渣場綠化施工試驗情況

1.2.1 1號公路側渣場基本情況(見表4)

白鶴灘水電站轉輪加工廠施工棄渣形成的渣場，位于金沙江河谷四川側白鶴灘施工區內，渣場坡面海拔在824～834 m。選擇試驗場地面積為1 000 m2，屬渣石回填邊坡，坡度45°左右，渣場基本為玄武巖，碎石平均粒徑在5～30 mm之間，可見微少砂層土，碎石和土壤的體積比約為20∶1。整個邊坡無水源，全天日曬，保水保濕功能不強，流失較嚴重，可見少量雜草。

表4 1號公路側渣場邊坡基本情況表

1.2.2 1號公路側渣場綠化施工試驗方案(見表5)

首先清除了邊坡雜草雜物，填平雨水沖刷溝槽。邊坡表面覆200 mm厚種植土,在完成銀合歡種子人工拌種后，將銀合歡種子播撒在邊坡表面，而后在表面覆蓋無紡布。

1)試驗跟蹤管養及觀察期限：2018年11月至2019年6月。

2)試驗跟蹤管養及觀察內容：①試驗種植完畢后初期管養，專人進行初期澆水抗旱，確保試驗種子在有利條件下發芽、成活、生長；②專人每周進行1次種子觀察，并做好觀察記錄；③每月底進行1次觀察并記錄，直至種子發芽結束。

表5 1號公路側渣場邊坡綠化試驗施工表

1.2.3 1號公路側渣場區域近一年氣候情況(見圖1)

圖1 1號公路側渣場區域近一年降雨情況(新田站)統計圖

從以上數據可以看出，2018年11月至2019年5月之間，降雨量較少，累計降雨量為35.8 mm。從2019年4月開始，白鶴灘工區開始進入雨季，降雨量有逐步增多的趨勢，到2019年5月月降雨量可達12.4 mm。

1.2.4 1號公路側渣場邊坡綠化效果檢查

1號公路側渣場邊坡綠化效果檢查結果見表6。

表6 1號公路側渣場邊坡綠化效果檢查表

2 前期綠化施工及綠化試驗數據分析

2.1 降雨量對銀合歡移栽或者播撒種子的影響

1)通過1～4號綠化施工效果檢查的情況，在2017年11月完成銀合歡幼苗移栽及種子的播撒后，至2018年4月期間，該區域累計降雨量約為28.5 mm，期間未進行人工灑水養護，坡面上未覆蓋土工布進行保濕抗曬。2018年6月中旬，對4處渣場邊坡樹苗存活情況及種子發芽情況進行了統計(見表7)。

表7 1～4號渣場邊坡綠化檢查表(2018年6月)

2)2018年8月初，鑒于1～4號渣場邊坡前期綠化效果較差的情況，對以上邊坡進行補種及重新播撒種子的施工。2018年8月至2019年5月期間，該區域累計降雨量約為304.7 mm。2019年6月中旬，對4處渣場邊坡樹苗存活情況及種子發芽情況進行了重新統計(見表8)。

表8 1～4號渣場邊坡綠化檢查表(2019年6月)

3)通過表7中的數據分析，首次完成綠化施工至第一次綠化效果檢查期間，降雨量明顯偏少，進而影響了銀合歡樹苗和種子的存活率。通過表7及表8的對比發現，在補種及重新播撒后，經過了一個降雨量較多的雨季，各個渣場的樹苗存活率均明顯提高，4號渣場的種子也有少許發芽的情況。

4)通過表7及表8數據發現，2號渣場邊坡幼苗存活率略高于1號渣場邊坡，原因是2號渣場邊坡相比1號渣場邊坡坡度明顯更緩，自然含水量與飽和持水率更大，具有更強的保水保濕功能。

5)通過表7及表8數據發現，3號及4號渣場因未進行覆土施工，渣場邊坡為級配不均勻的碎石及砂土構成，孔隙較大，基本不具備持水保濕功能，自然含水量與飽和持水率較低，故銀合歡樹苗及種子的存活率極低。

6)通過表6及表7數據發現，相對于4號渣場邊坡未做處理，1號公路側渣場邊坡表面進行了300 mm的種植土覆土施工，在完成種子播撒后，覆蓋了無紡土工布，顯著提高了土壤內部及表面的持水保濕功能，加上不定期人工灑水養護，即使未經過雨季，在降雨量僅為35.8 mm的情況下，到2019年6月中旬，已發現30%左右的種子已發芽。

以上分析都表明，降雨量的多少與銀合歡幼苗及種子的存活率存在正相關的聯系[4]。

2.2 覆土或挖穴對銀合歡移栽或者播撒種子的影響

1)通過表7及表8數據發現，第二次綠化施工后，覆土的1號渣場邊坡樹苗存活率約為30%，挖穴覆土的2號渣場邊坡樹苗存活率為34%，未處理的3號渣場邊坡，樹苗存活率僅為6%。

2)通過表7及表8數據發現,表面覆土與挖穴覆土的邊坡處理方式，對后續銀合歡幼苗的存活率影響較小。

3)通過表6及表7數據發現，1號公路側渣場進行了表面覆土處理，銀合歡種子的發芽情況明顯好于4號渣場邊坡。

以上分析都表明，邊坡表面覆土或者是挖穴覆土，均能夠有效提高銀合歡樹苗的存活率。后續，表面覆土厚度、挖穴覆土的寬度及深度等因素對移栽銀合歡樹苗存活率的影響，需做進一步的試驗研究。

2.3 根系情況對銀合歡移栽的影響

2019年6月中旬，在對1、2號渣場邊坡綠化施工綠化進行效果檢查時，各選取了5株已存活和枝干已明顯枯萎的的銀合歡，現場對其根系情況進行了統計(見表9)。

表9 1號-2號渣場樹苗根系情況統計表(2019年6月)

以上數據發現，已存活的幼苗根部長度明顯大于已枯萎幼苗，平均主根長度為8.7 cm，高于已枯萎幼苗主根長度6.3 cm。已存活的幼苗根系面積均大于45 cm2，根分叉數較多且根系更加發達。根系的機械纏繞固定作用，隨著林齡的增加，土壤性狀發生了明顯改變，有機質的含量顯著增加[5]，其改善機理不僅可以通過根系纏繞固定土體的直接作用，還可以通過有機質的間接作用來改善土壤肥力，并且后者的作用隨林齡的增長而增大。

以上分析表明，根系的長度及發達程度，能夠影響土壤持水能力的高低，亦能夠改善土壤機理，與銀合歡幼苗的存活率存在正相關的聯系。

3 結 語

金沙江流域各規劃水電站建成后，庫區會形成大量的裸露工程石渣邊坡，庫區干熱河谷氣候特點，適宜選擇銀合歡進行人工造林綠化，以防止水土流失，提高森林覆蓋面積。本文結合工程實際與現場試驗，針對石渣邊坡不同的覆土形式，對銀合歡在石渣邊坡不同環境下的移栽、播撒綠化效果進行了系統分析，對影響銀合歡幼苗及種子存活率的因素進行了總結與提煉。結論表明，只要移栽播撒季節合理，對邊坡進行覆土處理后，加以簡單的人工養護等，銀合歡用在干熱河谷石渣邊坡的種植綠化是完全可行的。本文為該地區工程后期綠化造林提供了參考，值得借鑒和推廣。