我国南方工程边坡土壤生态修复技术创新的认知与实践

我国高速公路、高速铁路和城镇化建设的快速发展,促进了我国工程边坡生态修复技术的创新。现中国边坡生态修复技术成果,随同动车装备和筑路技术,形成了我国高速道路建设举世瞩目的三大技术进步,已成为我国"一带一路"战略重大支撑技术体系。我国"两高"建设是以牺牲土壤生态环境为代价的,产生了大量的创伤裸露边坡,生态修复及安全防护问题非常突出。本文就路域边坡土壤破坏特征、土壤生态修复本质、工程边坡林草种选择、V型槽种植带、喷混基材配置、机械化施工等几个重大技术问题的思考与技术创新途径进行了探讨,并提出了利用路域边坡土地资源发展林草种子产业的引领技术。     

裸露山体生态修复技术研究

裸露山体一般都是在工程建设过程中对自然山体开挖破坏而形成的,以边坡裸露、水土流失严重、土壤贫乏等为特征。裸露山体的生态修复是一个系统、综合、复杂的过程。在分析裸露山体生态修复特点的基础上,以北京至四平高速公路辽宁省朝阳段的岩质边坡生态修复实践为例,提出了综合应用植被混凝土生态防护技术的裸露山体生态修复模式。     

浅谈边坡生态修复中的土壤生态

边坡生态修复是一项复杂的工程,其中土壤条件是边坡生态修复的基础。本文从土壤环境作用和生物学作用的角度简述了土壤在边坡生态修复中的重要生态功能,以及在边坡生态修复工程中如何通过人工措施营造良好的土壤条件,以期提高在边坡生态修复工程中对土壤生态性的关注和维护。     

黄土高原生态功能区土壤保持功能及其价值

为深入了解土壤保持重要生态功能区土壤保持服务功能,该研究在RS、GIS技术的支持下,综合应用修正后的通用土壤流失方程、市场价值法、机会成本法和替代工程法,评估了陇东黄土高原丘陵沟壑重要生态功能区生态系统的土壤保持功能及其经济价值。结果显示,从1986到2006年陇东黄土高原丘陵沟壑重要生态功能区的土壤侵蚀量逐步增强,土壤保持量和土壤保持功能总价值明显降低;1986、1996、2006年土壤保持量分别为38956×104、37834×104、34359×104t,土壤保持功能总经济价值分别为230.26×108、223.63×108、203.09×108元。在土壤保持功能总价值中保持钾素的经济价值最高,占总价值的96.41%,保持土壤有机质的经济价值最低,仅占1.52%。该区土壤保持功能空间差异性明显,东部地区的土壤保持能力在15000t/km2·a以上的区域面积较多,北部和西南部地区在1000t/km2·a及以下的区域面积较多。研究结果将为该区生态系统土壤保持功能的保护与管理提供一定的理论支撑。     

不同修复技术下抽水蓄能电站边坡土壤养分特征分析

以安徽绩溪抽水蓄能电站下库左坝肩边坡修复工程为例,在边坡修复工程完成2年后,对采用植被混凝土厚层基材生态防护技术(TBS)和种植槽护坡绿化技术(ESS)的边坡土壤养分进行了测定,同时应用构建的土壤综合养分评分指标体系分析了土壤养分的整体水平。结果表明,采用TBS技术修复的3个边坡样地土壤中有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾含量等养分指标及土壤综合养分水平均高于采用ESS技术修复的3个边坡样地,说明采用含基材客土进行修复能有效改善抽水蓄能电站工程扰动边坡的土壤环境。此外,土壤有机质、全氮、速效钾含量与土壤综合养分评分的相关性最为显著,后续边坡养护过程中调控上述3项指标可快速提升土壤整体养分水平。     

工程边坡生态修复目标与技术方法

工程边坡生态修复是工程建设项目生态修复的大难题,国家尚未提出针对工程边坡生态修复的目标要求,大量的工程边坡治理的技术目标主要是满足工程安全,未能从全面恢复生态功能的要求开展生态修复。根据生态文明建设和“碳达峰、碳中和”发展要求,结合大量工程实践提出：建设工程边坡治理应将安全、环保、生态三大目标统筹考虑;生态修复的目标不仅仅是绿化,而是按照生态学理论恢复和重建生态系统的基本功能;边坡生态功能修复的基本原则是安全优先、突出生态功能、注重景观、区域生态协调;基本途径是根据边坡的工程地质条件、气候环境条件及土壤条件,通过现代生态修复技术构建边坡植物立地条件,科学搭建边坡区域的植物群落,实现区域生态系统功能的修复。以修复边坡的森林生态功能为例,根据工程实践经验和国内相关研究成果,总结了边坡森林型生态系统重建模式和方法。     

西气东输管道工程陕西段新增土壤流失预测

西气东输管道工程陕西段全长346.20km,工程建设中扰动破坏原地貌和地表植被,产生大量弃土弃渣。经分析计算,新增土壤流失8.35×105t,其中扰动破坏原地貌新增土壤流失量为6.80×105t,占总流失量的81.41%;弃土弃渣流失量为1.55×105t,占总流失量的18.59%。扰动破坏原地貌造成新增土壤流失是防治的重点,必须采取切实可行的防治措施。     

深圳盐田港大水坑东信石场裸露边坡复绿工程设计探讨

近年来深圳经济快速发展,开发建设项目需大量采石取土,采石场日益增多,但因采石取土造成的裸露边坡却未能得到及时修复,严重破坏了当地生态环境,亟待通过生态修复方式恢复其植被。本文以盐田港大水坑东信石场裸露边坡复绿工程为例,分析探讨了挂网喷混植生、种植槽等石场边坡的生态复绿措施,截水沟、排水沟、跌水槽、消力井等排水设施,人工浇灌、滴灌设施等的应用以及后期养护方法。合理布设排水、灌溉系统、营造适生微地形、改良土壤、加强后期管护,能快速修复裸露石场边坡破坏的植被,可供南方岩漠化地区石质边坡生态修复时借鉴。但土壤瘠薄是石质边坡进行生态修复的"硬伤",多种生态修复技术措施组合模式是解决这个"硬伤"的一个方向。     

城市土壤研究进展与中国城市土壤生态保护研究

加速城市化发展已成为我国经济、社会发展的必然,但随着城市化的发展,城市土壤环境质量急剧恶化,城市土壤已成为中国土壤学和城市化问题研究中亟需关注的领域。在城市化进程中大规模的工程建设、大量废弃物的排放和频繁的交通运输等多种因素的综合作用下,城市土壤结构被破坏,土壤剖面层次混乱,土壤化学性质变异加大,土壤生物多样性降低,土壤肥力水平下降。为减缓城市活动施加于土壤生态系统的负面影响,当前的城市土壤研究应首先在样点城市通过"城-郊-乡"生态样带来开展城市化土壤环境效应的定量研究,重点进行城市土壤基础信息数据库的构建和城市土壤的分类与制图,加强城市土壤环境修复技术和城市废弃物处理技术的研究及应用。同时,积极运用景观生态学原理,进行合理规划,构建城市绿色空间网络体系。为从根本上实现城市土壤资源的有效保护和持续利用,应加强宣传有关土壤知识,使广大公众积极参与城市土壤的保护,尤其使城市管理者相信在城市建筑和规划活动中有必要利用土壤学研究成果。     

BS活性土壤生态修复技术的研究与应用——以河南省鲁山县矿山废弃地为例

以河南省鲁山县铁山岭铁矿废弃地生态修复工程为例,研发了针对矿山废弃地、高陡岩石边坡等特殊困难立地生态修复的BS活性土壤生态修复技术,详细探讨了该技术的原理、主要特点与功能,并通过监测工程实施后植被生长情况、基质与矿渣结构、养分变化和水土保持效果,对该技术进行了全面评价。     

中国土壤污染与修复科技研究进展和展望

土壤污染与修复是土壤学的一个重要分支学科,对推进中国土壤污染管控与修复工作、保障国家土壤环境安全和生态文明建设发挥着重要的科技支撑作用。简要分析了中国土壤污染状况,介绍了国内外土壤污染与修复技术研究现状与发展趋势,指出了我国土壤污染防治科技研发中存在的若干问题,提出了今后我国土壤污染与修复科技研究与发展的总体思路与主要方向等对策建议。     

陕西黄土高原地区高速公路高陡边坡绿化技术

从陕西省黄土区高速公路高陡边坡土壤干旱、瘠薄、陡峭的生态环境条件出发,提出采用雨水叠加利用和易地利用模式来提高平台土壤水分含量;铺设一维网垫草皮和土工格室;增施有机肥料,培肥地力;选择适生乡土树草种等技术措施,以提高高陡边坡绿化植物的成活率和保存率。     

中国岩质边坡植被护坡技术研究进展

高速公路建设等活动产生了大量的裸露岩质边坡。随着环保观念的逐渐普及和增强,人们对生态环境保护的要求越来越高,岩质边坡植被护坡技术已成为了工程建设技术的一个重要组成部分,并已取得了很多研究成果。首先分析了岩质边坡植被恢复的特点,然后从植被护坡技术应用、植物的选择和配置、生态基材的配比和特性、植被护坡机制和植被恢复效果评价5个方面对中国岩质边坡植被护坡技术的研究进行总结和概述,在此基础上,从特殊生境条件下的高陡岩质边坡植被护坡技术研发、岩质坡面-基材-根系的相互作用机理及整体力学稳定性、植被恢复效果评价长效机制和基于气候、地理环境等因子的岩质边坡植被护坡技术标准的编制4个方面,提出了该领域有待深入研究的问题及未来的发展趋势。     

干旱阳坡半阳坡微地形土壤水分分布研究

采用固定点动态监测的方法,对黄土丘陵区吴起县合家沟流域阳坡和半阳坡各微地形土壤水分进行了对比研究.结果表明,微地形对土壤含水量具有显著影响,阳坡各微地形土壤水分顺序为:切沟>平缓坡>切沟沟头>陡坡>极陡坡;半阳坡各微地形土壤水分顺序为:平缓坡>浅沟>陡坡>极陡坡.0-20 cm土层土壤水分变异系数最大的是切沟,最小的是切沟沟头.最后指出在植被恢复过程中,应根据不同微地形的土壤水分分布特征,结合"适地适树,适林适草"的植被恢复原则,合理配置乔、灌、草的营建模式.     

黄土路堑边坡钻穴栽植容器苗技术及施工工艺试验研究

黄土路堑边坡坡度大、土质差、难以蓄水保墒,加之坡陡难以站人,绿化施工难度大,植物栽种成活率低,水土流失严重,进而成为绿色通道线上的空白段,不仅严重地影响着绿色通道建设的连续性和应用的景观效果,而且还直接关系到交通运输的安全运行,为此,我们开展了黄土路堑边坡植物防护技术试验,在坡面栽植容器苗的过程中,通过改进搭架技术、打点技术、钻穴技术等独特的栽植技术及施工工艺不仅提高了植功效率,使苗木存活率达到99%以上,而且还取得了良好的坡面防护效果和景观效果。     

绿化笼砖在治理岩质陡坡中的应用

 深圳市采土取石造成的裸露岩石、陡坡,影响了生态景观。采用绿化笼砖新技术,治理效果十分理想。分析绿化笼砖的材料、结构、作用及其特点,详述施工工艺,提出了施工过程中的注意环节,以及绿化所采用的草前期乔、灌、藤植物相结合的方法。挂绿化笼砖治理岩质陡坡,既能即时绿化,又能产生良好的自然生态效果。     

保护性耕作与等高草篱防治坡耕地水土及氮磷流失研究

坡耕地是水土流失和农业面源污染物的重要来源,同时也是当前治理的薄弱环节。本文以北京地区坡耕地为研究对象,采用人工模拟降雨方法,研究了保护性耕作和等高草篱措施在不同坡度条件下对水土及氮磷流失的防治效果。结果表明:保护性耕作和等高草篱措施均能有效降低坡耕地水土及氮磷养分流失,4种处理的降低效果由大到小依次为:保护性耕作+草篱>传统耕作+草篱>保护性耕作+无草篱>传统耕作+无草篱。与传统耕作+无草篱相比,传统耕作+草篱、保护性耕作+无草篱、保护性耕作+草篱分别减少56%、44%和68%的径流流失,66%、49%和82%的土壤流失,以及56%、43%和66%的总氮流失和54%、40%和70%的总磷流失。同时,等高草篱和保护性耕作措施的防治效果与坡度呈负相关关系,即随着坡度增加其作用效果逐渐减弱。回归分析结果表明,保护性耕作和等高草篱措施是控制坡耕地水土及氮磷流失的最关键因素。     

土壤修复-新兴的土壤科学分支学科

本文在回顾国内外土壤修复研究与发展概况的基础上,首次提出土壤修复是一门新兴的土壤科学分支学科,全面系统地论述了我国土壤修复学科的研究任务和战略定位,并针对新形势下所面临的挑战与机遇,探讨了近期土壤修复学科研究的重要方向与科学问题。     

西藏高寒地区不同边坡生态修复类型土壤的肥力变化

[目的] 对西藏DG水电站6种不同边坡生态修复类型土壤的肥力变化进行对比研究,为西藏水电工程扰动区生态环境的修复提供理论依据和技术支撑。[方法] 采用实地测量和室内试验等方法,分析不同边坡生态修复类型的肥力变化特征及植被生长情况,并用相关性分析确定边坡土壤肥力时空变化与植被生长情况之间的相关性,探讨影响边坡植被生长土壤的肥力主控因素。[结果] 在6种边坡生态修复类型土壤中有机质和氮元素波动变化均较大,随季节变化呈现先降低后增加再降低的趋势,而pH值、速效磷、速效钾变化相对较小。从不同边坡对比结果来看,边坡的土壤养分含量从高到低依次均为：弃土弃渣地 > 土质边坡 > 一般施工场地 > 土石混合边坡 > 岩质边坡 > 施工硬化地表,不同边坡的植被恢复生长状况方面,与土壤养分含量呈现相同的排序。各肥力指标中氨氮、硝氮、速效磷与植被生长情况的相关性最高,其次为速效钾、有机质,而与pH值相关性最低,说明氨氮、硝氮、速效磷对边坡植被生长效果的影响较大。[结论] 在不同边坡的土壤肥力状况中,弃土弃渣地表现最佳,而岩质边坡和施工硬化地表均表现较差,且土壤肥力中氨氮、硝氮、速效磷含量与植被生长情况紧密相关。