湖口縣長江岸線邊坡生態修復

王 琴,沈 彥,杜林峰,裴福云,肖 劍

(1.中節能鐵漢生態環境股份有限公司,廣東 深圳 518000; 2.鐵漢生態建設有限公司,廣東 深圳 518000)

裸露邊坡土壤貧瘠,生態環境脆弱,存在地質災害隱患,僅靠邊坡自我恢復形成自然生態狀態極困難且緩慢[1]。目前,在邊坡生態修復工程中,有的單位忽略前期實地調查,生搬硬套地沿用其他邊坡設計方案,導致生態修復及群落構建效果不理想。如:對邊坡無針對性診斷,造成巖質邊坡客土出現脫落、失水、板結等,無法為后期的植物措施提供支撐及養分;或先鋒植物選擇、物種配置、種子密度設計等不合理,造成物種間競爭大,后期植物群落結構失衡。湖口縣因碼頭、道路等建設活動,形成大量山體裸露坡面,且坡度高、創傷面大,極大地破壞了長江岸線湖口段自然風光。本研究以湖口縣長江岸線3段山體邊坡為例,基于邊坡現狀,著重闡述邊坡生態修復措施選擇、植物群落構建,以期為其他邊坡生態修復設計提供參考。

1 研究區概況

湖口縣隸屬江西省九江市,位于長江以南,屬亞熱帶季風濕潤氣候區,年均氣溫18.0 ℃,年均降水量1 675 mm。降雨集中在4—6月,易發生洪澇災害,受臺風影響,7—8月會出現較明顯降雨,雨季后以晴熱高溫天氣為主,常有干旱發生。研究區邊坡位于湖口縣長江沿岸發展大道兩側約10 km范圍內,包括神華電廠前邊坡、中原國際物流公司東北方向邊坡、高新園區環境監測站西南方向邊坡等3段裸露邊坡。為了解邊坡狀況,2018年8月組織專業人員對選定邊坡進行了實地調查。邊坡現狀為:①景觀、風貌上,裸露邊坡對湖口縣長江岸線現有大地生態景觀風貌破壞較為嚴重,從航拍俯視圖看,山體破壞擾動明顯,從長江往南岸看,自然風貌景觀視覺效果極差。②以強風化巖、高陡邊坡為主,坡面凹凸不平,破碎度較大,有懸空碎石、危巖體,部分坡面風化嚴重,已出現沖溝、切溝,形成局部凹陷區,坡頂出現塌落;坡面大多無土壤存留,養分瘠薄。存在如下風險:①地質災害隱患。裸露邊坡易產生坡面沖溝,嚴重時會發生崩塌、滑坡、落石;堆渣區松散,遇到暴雨時有產生滑塌的可能。②水土流失風險。當地雨量充沛,暴雨期間大面積裸露邊坡會成為連片水土流失的重要源頭,造成河道泥沙淤積。③土地資源占用與生態破壞風險。裸露邊坡尤其是存在地質災害隱患的裸露邊坡,會限制周邊地塊的開發利用;坡頂逐步塌落,將吞食山體植被,破壞當地生態環境。

2 邊坡生態修復設計

邊坡生態修復設計時,應堅持穩定性、適宜性、鄉土性、多功能、景觀效應等原則,以邊坡基底條件確定邊坡穩定措施,以周邊植物群落和結構確定邊坡植物配置。

2.1 神華電廠前邊坡

2.1.1 前期現狀

神華電廠前邊坡位于發展大道、神華電廠西北側,存在較大范圍視覺污染。其投影面積約49 545 m2,邊坡高約60 m,坡腳線長約1 200 m,坡度約55°。邊坡為巖質邊坡,母巖主要為硅質巖、長石石英砂巖,巖石裂隙較發育,巖層中等風化,大部分呈碎塊狀,局部呈砂土狀。邊坡坡面較陡,基本無土壤層。平臺或馬道上殘留有開挖后的土堆,邊坡存在地質災害隱患。邊坡頂部植被茂盛,有草本、小灌木、喬木;在馬道、平臺上可見禾本科植物。

2.1.2 生態修復措施

該邊坡治理難度大,依據前期實地調查,可采用分級削坡、掛網客土噴播、布設擋土墻、修建截排水溝等措施來穩定邊坡,實現近自然生態修復。具體施工流程為:①清理坡面碎石及雜質;②分級削坡,設置坡面平臺,平臺上布設種植槽,種植灌木、爬藤等植物;③坡面采用掛網客土噴播+局部柔性防護網防護措施,局部凹陷緩坡區設置魚鱗坑,栽種容器苗;④坡腳處設置擋土墻,堆填改良土壤,上部形成坡腳平臺,下部堆坡,形成緩沖區,栽種容器苗,撒播草種;⑤坡頂處設置截水溝,坡腳處設置排水溝。

2.1.3 植被群落構建

該邊坡視野開闊,“創傷”面積大,又位于電廠附近,易受粉塵、熱力環流的影響,宜選用抗污染、抗煙塵、抗火、耐旱、適合酸性土壤的開花樹種和彩葉樹種,如小葉紫薇、楓香、山烏桕、夾竹桃等,既達到四季常青或色彩豐富的效果,又抗污染、耐旱。具體植物配置見表1,治理前、后對比見圖1。

圖1 神華電廠前邊坡治理前、后對比

2.2 中原國際物流公司東北方向邊坡

2.2.1 前期現狀

該邊坡位于中原國際物流公司東北方向約320 m處,為巖質邊坡,邊坡母巖主要為長石砂巖、含炭質砂巖等。其投影面積約4 725 m2,邊坡高約30 m(爬藤植物無法攀緣到此高度),坡腳線長約150 m,坡度約55°。邊坡頂部為砂巖層,厚約5 m;長石砂巖層主要分布在邊坡上層,含炭質砂巖主要分布在邊坡下層,邊坡地質災害隱患不明顯。巖石裂隙較發育,局部有魚鱗坑。開挖坡面上部整體成光滑且自然的巖面,無土壤層,坡腳處存有完好的排水溝。坡頂分布有喬灌草混交群落,長勢較好;坡面零星生長著團簇狀禾本科植物及小灌木;坡腳處有行道樹,還可見少許自然生長的一年蓬、小飛蓬菊科植物,長勢較好。

2.2.2 生態修復措施

該邊坡治理難度較大,針對坡體下部巖體破碎、坡面未進行削坡的情況,可采用生態棒+掛雙網客土噴播、修建截排水溝等措施來穩定下部邊坡;針對坡體上部光滑巖體植物扎根難,且無地質災害隱患的情況,可保留裸露坡面,依靠平臺種植攀緣植物,形成自然遮擋及留白,實現坡面近自然生態修復。具體施工流程為:①清理坡面;②設置一級平臺,平臺上方裸露坡面保留,根據平臺現狀情況布設種植槽,種植爬藤等植物;③平臺下部坡面采用生態棒+掛雙網客土噴播+柔性防護網護坡措施;④坡腳處行道樹內側栽種喬木、灌木、藤本容器苗;⑤坡頂處設置截水溝,坡腳處利用原排水溝。

2.2.3 植被群落構建

該邊坡緊挨道路,面向長江,由于景觀視覺影響較大,因此在確保邊坡群落結構良性發展的前提下,宜選用開花樹種和彩葉樹種。因上部邊坡未處理,較光滑,故在選擇平臺植物時,只有挑選耐旱、根系發達、攀緣能力強的開花植物,后期才能有效覆蓋裸露石壁。具體植物配置見表2,治理前、后對比見圖2。

圖2 中原國際物流公司東北方向邊坡治理前、后對比

表2 中原國際物流公司東北方向邊坡植物配置

2.3 高新園區環境監測站西南方向邊坡

2.3.1 前期現狀

該邊坡位于高新園區環境監測站西南方向約750 m處,主要為巖土混合邊坡,巖石主要為長石砂巖、粗砂巖、硅質巖碎塊。其投影面積約35 640 m2,邊坡高約50 m,坡腳線長約750 m,坡度約45°。坡面有淺薄的土壤層,局部為第四系土壤層。坡頂分布有喬灌草混交群落,長勢一般;坡面基本無植被,局部分布有零星小灌木;周邊植被以草灌為主,長勢較好。

2.3.2 生態修復措施

該邊坡巖體破碎,土體松散,局部凹陷,表面土層較薄,坡面面積大,坡腳線長,故可先清理坡面。對邊坡高度大于30 m,且坡面條件許可的超高邊坡,在清理坡面時,可整修坡面平臺,并在坡面上部陡坡區域采用掛網客土噴播,在下部平緩區打穴設置魚鱗坑等措施來穩定邊坡。具體施工流程為:①清理坡面碎石;②整修坡面平臺,平臺上布設種植槽,種植灌木、爬藤等植物;③坡面采用掛網客土噴播,局部凹陷緩坡區設置魚鱗坑;④坡腳處改良土壤,種植喬木、灌木、爬藤容器苗,撒播草種,并布設排水溝。

2.3.3 植被群落構建

該邊坡臨近道路,面向長江,景觀視覺影響較大,樹種選擇上整體以四季常青、色彩豐富為主。在邊坡凹陷緩坡區選擇小容器苗,根據邊坡實際情況進行補植;在坡腳處平坦區域較多,樹種可選擇性高,采用人工造林模式,按比例多樹種隨機混栽,同時配置少量珍貴樹種,以豐富區域植被多樣性,營造近自然狀態;在坡面上噴播種子以鄉土植物及速生種為先鋒,以多年生植物為主要種,持續發揮邊坡植物的穩定效果。具體植物配置見表3,治理前、后對比見圖3。

圖3 高新園區環境監測站西南方向邊坡治理前、后對比

表3 高新園區環境監測站西南方向邊坡植物配置

3 結論

1)在湖口縣長江岸線3段邊坡生態修復設計中,都采用了多技術組合模式,如神華電廠前邊坡采用分級削坡,坡底堆坡形成緩沖區,坡面采用掛網客土噴播+局部柔性防護網防護措施,坡面局部凹陷緩坡區設置魚鱗坑等方式,消除坡面地質災害隱患,穩定邊坡。3段邊坡位于湖口縣門戶位置,在考慮植物群落多樣性、穩定性的同時,要兼顧景觀效果,因此在植物配置上,選擇了一定數量的彩葉、開花樹種,如小葉紫薇、楓香、山烏桕等。

2)邊坡生態修復關鍵在于根據邊坡所處位置、地質條件、周邊植被等情況,選擇合理的生態修復技術、適宜的植物種,最終達到在無人工養護的狀態下,能保持自我持續生長,發揮自主生態功能。在湖口縣長江岸線邊坡生態修復設計中,前期利用資源本底調查技術,對邊坡進行了實地勘察,調查邊坡類型、高度、坡度等工程地質條件,從專業的角度對邊坡的特征與受損情況,以及邊坡土壤、存留植被、周邊植被等情況進行了針對性、系統性的診斷分析, 最終通過邊坡生態修復技術與近自然邊坡群落結構的構建,設計了每段邊坡最適宜的生態修復方案,為后期邊坡生態修復初步設計及施工圖設計提供了技術支撐。

3)從近自然修復的角度來考慮,邊坡生態修復的落腳地及核心點均應建立在邊坡植被群落最終在無養護狀態下可自我生長,達到和周邊植物群落近似的狀態。因此,在植物種的選擇上,應結合邊坡自然地理特征,與周邊自然坡面進行相似性分析,篩選出具有耐旱性、巖生性的適生鄉土植物,確定適宜的植物配置,構建邊坡近自然植物群落。此外,邊坡植物的養護期不應按統一標準1 a或3 a,應根據需求延長或縮短養護時間,這對邊坡植物的生長尤為重要。