園林綠化廢棄物在城市綠地裸露坡面生態防護中的應用

［摘要］ 園林綠化廢棄物富含有機質和植物纖維，成分單一且不含重金屬等有害物質，經過篩選處理的枝干修剪物具備一定的材料強度與穩定性，將其設計組合成形式多樣的坡面生態防護措施，應用于城市綠地裸露坡面的生態修復中，既是對坡面生態修復的有益嘗試，又能實現園林廢棄物就地資源化處理利用。北京市西山國家森林公園裸露坡面生態修復示范項目根據園區不同部位坡面的穩定程度、坡度、質地、坡向等因子，因地制宜選擇橫木攔擋、木樁圍護、柴捆攔擋、木排樁分級攔擋等對應的技術模式，將措施設計與園林綠化廢棄物資源化利用相結合，探索多種生態防護措施的組合運用，項目實施1 a后經跟蹤監測，坡面生態防護措施對坡體表面土壤及松散物質攔擋固定效果顯著，相應坡面植被覆蓋率恢復至80%以上，減少了坡面表層土壤流失，增加了生物多樣性，改善了植物立地條件，實現了與城市綠地景觀的有機融合。

［中圖分類號］ S157[文獻標識碼] BDOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.08.017

［引用格式］ 吳昊，張培，唐金晶，等.園林綠化廢棄物在城市綠地裸露坡面生態防護中的應用：以西山國家森林公園裸露坡面生態防護示范項目為例[J].中國水土保持，2024（8）：64-68.

目前有關護坡技術的研究與應用多集中在漿砌石護坡、液壓噴播植草護坡、客土噴播生態護坡、植生基質植物護坡等方面[1-4]，然而這些護坡技術主要被應用于公路與礦山等大型項目的邊坡防護，且本身存在一定的局限性，對城市綠地中小型裸露坡面的適用性較低。與此同時，隨著城市綠化面積的不斷增加，園林綠化廢棄物與日俱增，僅2019年北京市園林綠化廢棄物就達550萬t。在秉承“綠水青山就是金山銀山”理念的新時代，如何科學合理地處理園林綠化廢棄物，已逐漸成為城市服務與管理中的重要問題之一。園林綠化廢棄物富含有機質和植物纖維，成分單一且不含重金屬等有害物質[5]，經過篩選處理的枝干修剪物具備一定的材料強度與穩定性，將其設計組合成形式多樣的坡面生態防護措施，應用于城市綠地裸露坡面的生態修復中，既是對坡面生態修復的有益嘗試，又能實現園林廢棄物就地資源化處理利用。

北京西山國家森林公園高度重視園林綠化廢棄物多用途利用，設立了園林綠化廢棄物綜合處置示范基地，通過就地粉碎還林、智能化高效堆肥、覆蓋有機物、藝術化利用等多種模式進行處理再利用[6]，取得了很好的效果。同時受歷史原因影響，園區內游覽道路兩側存在大量的小型裸露坡面，雖經治理，但效果不盡如人意，對游客安全及環境景觀產生了不良影響。為此，2021年實施了西山國家森林公園裸露坡面生態防護示范項目。項目根據園區不同部位坡面的穩定程度、坡度、質地、坡向等因子，因地制宜選擇對應的技術模式，將措施設計與園林綠化廢棄物資源化利用相結合，探索多種生態防護措施的組合運用，在保證淺層坡面安全穩定的前提下，實施近自然生態防護，為植被恢復創造有利條件，也為開展類似裸露坡面的生態防護工作奠定基礎。

1項目區概況

項目所在的北京西山國家森林公園地處小西山東部，屬太行山余脈，為石質山低山區，陰坡較陡，陽坡較緩。該區域氣候屬典型的暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥。園區歷史上曾為采石場，其植被及表層土壤在受到人為擾動后，所形成的創面穩定性差，加之缺乏放坡空間，遇降雨極易出現落石、滑塌等現象。項目選擇的9處典型裸露坡面多緊鄰游覽道路，以土石質與風化巖質為主（見表1）。

通過現場勘察及分析，發現坡度較大、表層土壤相對松散，植被立地條件不良，現狀坡面植被覆蓋率不足30%，無法有效發揮植物冠層及地下根系截留降雨、延滯徑流、減小坡體孔隙水壓力、抑制坡面土壤侵蝕的作用[7]，且部分坡面截排水設施不完善，受強降雨沖蝕影響，坡面表層土壤流失嚴重。另外，上坡腳線明顯后移，導致坡頂大量喬灌木根系裸露甚至主干失穩，刮風時極易出現倒伏現象，加劇了坡體表面的不穩定性，直接影響園區生態安全。

2措施應用

2.1示范目標

坡面植物的生長狀況對坡面的美觀效果和控制水土流失的能力有重要影響[8]。利用植物根系與土壤相互纏繞以增加土壤間的固結力，改變土壤結構，形成根土復合體，可以提高邊坡穩定性和抗沖刷性[9]。項目采用近自然設計手法， 吳昊等：園林綠化廢棄物在城市綠地裸露坡面生態防護中的應用將防護措施設計與園林綠化廢棄物資源化利用相結合，通過分類處理，利用其中的喬灌木枝干修剪物設計不同組合形式的防護措施，枯枝落葉及草屑進行好氧堆肥形成綠化基質，樹皮及樹枝粉碎后用于地表覆蓋，旨在改善坡面植物生長的微立地條件，促進植被恢復，為灌草植被的穩定生長演替創造條件，最大限度地恢復區域的自然景觀風貌。

2.2植物選擇

根據對項目區周邊現狀植被調查的結果，結合具體坡面的朝向、坡度、現狀土層情況等環境因子，確定采用生態基材噴附和苗木栽植兩種建植方式。其中，生態基材噴附的種子選用高羊茅、紫花苜蓿、二月蘭等草本植物，配合二色胡枝子、多花胡枝子、紫穗槐等灌木；苗木栽植選連翹、砂地柏、薹草、五葉地錦等灌草及藤本植物進行綠化覆蓋。

2.3措施設計

2.3.1橫木攔擋

橫木攔擋主要適用于坡度40°～60°的土石質坡面防護。將園林綠化廢棄物中經過篩選整理的喬灌木主枝干修剪物作為材料，以直徑10～15 cm的松木樁、白蠟木樁為宜，所用木材需進行防腐處理。采用錨桿將木樁錨固在坡面上，橫木沿坡面縱向間距1.0 m，橫木與坡面相接處豎向及底部內襯貼鋪200 g/m2土工布，內襯寬度0.6 m，以防止泥沙從縫隙外流；錨桿直徑14 mm、長度1.3～1.6 m，錨固深度1.2～1.5 m，橫向間隔2.0 m布設（見圖1）。施工時橫木攔擋可結合坡面實際情況進行布置、調整，關鍵部位遇巖石可采用風鉆打孔錨固，但以水平布置為宜，需注意將橫木較為平順一面緊密貼合坡面，為后期植被生長創造條件。

2.3.2木樁圍護

木樁圍護主要針對現狀喬灌木裸露根系部位進行防護。將直徑為5～8 cm、長度100～150 cm的木樁夯入土中70～100 cm，露出地面30～50 cm，木樁間使用鉛絲捆扎連接，木樁圍護攔擋向坡一面豎向及底部內襯貼鋪土工布，規格為200 g/m2，以防止泥沙從縫隙外流；結合地形整理，減緩坡度，形成小平臺，平臺平面形式隨坡勢變化，整體呈自然弧線布置（見圖2）。工程所用木材均需經防腐處理，并定期進行維護。

2.3.3柴捆攔擋

柴捆攔擋主要適用于坡度40°～60°的土石質及風化巖質坡面。使用園林綠化廢棄物中的灌木枝條修剪物作為材料，以荊條、檸條為宜。經現場篩選整理后，選取直徑0.5～2.0 cm的枝條，采用鐵絲扎成直徑20～25 cm、長2～3 m的柴捆，注意枝條正反朝向比例均勻，盡量捆扎緊密。采用錨桿將捆扎好的柴捆錨固在坡面上，柴捆在坡面上橫縱向間距均為1 m，呈“品”字形布設，柴捆與坡面相接處豎向及底部內襯貼鋪200 g/m2土工布，內襯寬度0.6 m，以防止泥沙從縫隙外流；錨桿直徑14 mm，長度1.4～1.7 m，錨固深度1.2～1.5 m（見圖3）。施工時可結合坡面實際情況進行布置、調整，關鍵部位遇巖石可采用風鉆打孔錨固，但以水平布置為宜，需注意將柴捆較為平順一面緊密貼合坡面，為后期生態基材噴附及植被生長創造更為有利的條件。

2.3.4木排樁分級攔擋

木排樁分級攔擋主要適用于坡度40°～60°的土石質坡面，材料以杉木、松木為宜，可分為4種規格，分別為：①承力（豎向）木樁直徑為10～15 cm，長度100～120 cm，打入地面50～60 cm，露出50～60 cm；橫向木樁直徑為10～15 cm，利用鉛絲將其與承力（豎向）木樁固定。②承力（豎向）木樁直徑為8～10 cm，長度100～120 cm，打入地面50～60 cm，露出50～60 cm；橫向木樁直徑為8～10 cm，利用鉛絲將其與承力（豎向）木樁固定。③承力（豎向）木樁直徑為5～8 cm，長度60～100 cm，打入地面40～60 cm，露出20～40 cm；橫向木樁直徑為5～8 cm，利用鉛絲將其與承力（豎向）木樁固定。④承力（豎向）木樁直徑為3～5 cm，長度30～50 cm，打入地面20～30 cm，露出10～20 cm；橫向木樁直徑為3～5 cm，利用鉛絲將其與承力（豎向）木樁固定。

木排樁分級攔擋向坡一面豎向及底部內襯貼鋪土工布，規格為200 g/m2，以防止泥沙從縫隙外流，回填采用園林綠化廢棄物資源化再利用基質配置的種植土，以盡快形成植物覆蓋（見圖4）。所用木材均需經防腐處理，并定期進行維護。

分級攔擋材料選擇范圍為直徑1～30 cm，設置時隨坡就勢，避免直線布置。在各分級平臺栽植連翹、砂地柏、薹草、五葉地錦等灌草及藤本植物，進行綠化覆蓋。圖4木排樁分級攔擋典型設計

2.4土壤改良及地表覆蓋

園林綠化廢棄物的有機質含量豐富，是生態系統養分循環的重要有機資源，示范項目將園區園林綠化廢棄物中的枯枝落葉及草屑，采用好氧發酵堆肥技術處理后變成褐色或黑褐色的基質，主要成分為類腐殖質，有機質含量高，質地疏松，用于坡面種植土壤的改良；將樹皮及不規則枝條修剪物粉碎為粒徑20～50 mm的木屑，用于地表覆蓋。

3應用效果評價

示范項目實施1 a后，經跟蹤監測，坡面生態防護措施對坡體表面土壤及松散物質攔擋固定效果顯著，相應坡面植被覆蓋率恢復至80%以上，優勢品種已從初期的高羊茅、二月蘭、紫花苜蓿等草本植物逐漸演替為二色胡枝子、多花胡枝子、紫穗槐等灌木，且長勢良好。從示范項目的實施與恢復效果來看，運用園林綠化廢棄物組合而成的坡面生態防護措施基本實現了以下功能：

3.1減少坡面表層土壤流失

坡腳攔擋與坡面穩定相結合的坡面生態防護措施，減緩了坡面的局部坡度，極大減少了土壤侵蝕，有效控制了邊坡土體崩塌[10]。措施本身既具有透水性，也有一定的阻水減速功能，與灌草植被根系的固土作用結合，在允許地表徑流通過的基礎上，對坡體表面的碎石與泥沙等松散物質具有一定的攔截過濾作用，且其阻水功能還能降低坡面地表徑流流速，進一步減少裸露坡面表層土壤侵蝕。

完工初期以措施本身的攔擋過濾功能為主，隨著坡面植被的不斷生長，植物冠層及地下根系截留降雨、延滯徑流、減小坡體孔隙水壓力、削弱濺蝕、抑制坡面土壤侵蝕的作用不斷增強，預計3 a后措施本身的攔擋過濾功能將逐漸被穩定的灌木與草本植物根系的攔擋過濾作用所取代，坡面表層基本穩定。

3.2增加生物多樣性

動物與植物是陸地生物群落中最為重要的組成部分，二者之間相互作用，互惠共生。項目設計的措施部分功能上類似“本杰士堆”與“昆蟲旅館”的集合體，所采用的以園林綠化廢棄物為主的原生材料及其攔擋固定的坡面松散物中存在大量天然孔隙，再加上外圍樹枝和石塊的保護，成為昆蟲理想的庇護與生存空間，對鳥類群落也具有一定的吸引與庇護作用[11]，可有效提升區域生物多樣性。

3.3改善植被立地條件

園林綠化廢棄物堆肥添加能顯著提高土壤有機質含量，改善土壤結構，促進植物根系生長[12]。采用園林綠化廢棄物堆肥化處理的基質產物進行局部土壤改良，可改善土壤有機質水平，提高土壤肥力；用樹皮與木屑覆蓋地表，可以調節土壤溫度，保持土壤濕度，防止土壤濺蝕，提高土壤透氣性[13]，在措施實施初期就能起到很好的抑塵與蓄水保墑的作用，防止土壤板結；坡面生態防護措施中所用園林綠化廢棄物的腐化分解，可持續提升微立地條件下的土壤有機質含量，改善土壤理化性質，增強土壤微生物活動，為植被群落的健康穩定生長和演替創造更為有利的條件。

3.4實現與城市綠地景觀的有機融合

將園林綠化廢棄物運用于坡面生態防護，既是實現園林綠化廢棄物資源化利用的有益嘗試，也是景觀設計的創新實踐。結合周邊地形及植被就地取材利用的綠化廢棄物，更易與周邊環境相互融合，且通過人工整理、組合拼裝，具備一定的園林小品景觀功能，在一定程度上為場地注入了活力與野趣。

4結論及建議

運用園林綠化廢棄物組合而成的坡面生態防護措施，具有材料易于取得、感官生態自然、形式靈活多樣、方法簡單易行等優點，將其應用于城市綠地坡面生態修復中，可以有效減少裸露坡面表層土壤流失，提升淺層坡面穩定性，改善坡面植被生長條件，增加生物多樣性，且易于融入城市綠地景觀，適合在城市綠地坡面生態修復中推廣應用，但也需要結合實際應用情況進行優化調整。

1）在質地相對松散的土石質坡面應用時，針對易出現的坡面沉降及變形問題，建議與鉛絲石籠、生態植被袋等允許一定形變量的柔性措施結合使用，以保證修復效果更加穩定持久。

2）結合實際情況，合理選擇適用的樹種、材料規格及相應措施，如借鑒沙柳網格[14]、生物谷坊[15]等實踐經驗，在防護措施中加入活體植物材料，進一步提高措施的攔擋與固定功能，以及材料的利用率。

3）完善坡面截排水系統，實現坡面徑流有序排導，減少徑流沖刷對坡面植被層的不利影響。

4）坡面生態防護的效果最終要由植物來體現[16]，實踐中可在對周邊現狀群落組成品種調查的基礎上，選定組成相近的植物品種配置方案，要求為抗逆性強、養護成本低、根系發達、生態適應性良好的鄉土植物品種，以達到近期效果與遠期自我持續穩定生長相結合的目標。

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收稿日期： 2023-11-07

第一作者： 吳昊（1985—），男，北京人，高級工程師，學士，主要從事水土保持生態修復和園林景觀規劃設計與研究工作。

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（責任編輯徐素霞）