湖口县长江岸线边坡生态修复

王 琴,沈 彦,杜林峰,裴福云,肖 剑

(1.中节能铁汉生态环境股份有限公司,广东 深圳 518000; 2.铁汉生态建设有限公司,广东 深圳 518000)

裸露边坡土壤贫瘠,生态环境脆弱,存在地质灾害隐患,仅靠边坡自我恢复形成自然生态状态极困难且缓慢[1]。目前,在边坡生态修复工程中,有的单位忽略前期实地调查,生搬硬套地沿用其他边坡设计方案,导致生态修复及群落构建效果不理想。如:对边坡无针对性诊断,造成岩质边坡客土出现脱落、失水、板结等,无法为后期的植物措施提供支撑及养分;或先锋植物选择、物种配置、种子密度设计等不合理,造成物种间竞争大,后期植物群落结构失衡。湖口县因码头、道路等建设活动,形成大量山体裸露坡面,且坡度高、创伤面大,极大地破坏了长江岸线湖口段自然风光。本研究以湖口县长江岸线3段山体边坡为例,基于边坡现状,着重阐述边坡生态修复措施选择、植物群落构建,以期为其他边坡生态修复设计提供参考。

1 研究区概况

湖口县隶属江西省九江市,位于长江以南,属亚热带季风湿润气候区,年均气温18.0 ℃,年均降水量1 675 mm。降雨集中在4—6月,易发生洪涝灾害,受台风影响,7—8月会出现较明显降雨,雨季后以晴热高温天气为主,常有干旱发生。研究区边坡位于湖口县长江沿岸发展大道两侧约10 km范围内,包括神华电厂前边坡、中原国际物流公司东北方向边坡、高新园区环境监测站西南方向边坡等3段裸露边坡。为了解边坡状况,2018年8月组织专业人员对选定边坡进行了实地调查。边坡现状为:①景观、风貌上,裸露边坡对湖口县长江岸线现有大地生态景观风貌破坏较为严重,从航拍俯视图看,山体破坏扰动明显,从长江往南岸看,自然风貌景观视觉效果极差。②以强风化岩、高陡边坡为主,坡面凹凸不平,破碎度较大,有悬空碎石、危岩体,部分坡面风化严重,已出现冲沟、切沟,形成局部凹陷区,坡顶出现塌落;坡面大多无土壤存留,养分瘠薄。存在如下风险:①地质灾害隐患。裸露边坡易产生坡面冲沟,严重时会发生崩塌、滑坡、落石;堆渣区松散,遇到暴雨时有产生滑塌的可能。②水土流失风险。当地雨量充沛,暴雨期间大面积裸露边坡会成为连片水土流失的重要源头,造成河道泥沙淤积。③土地资源占用与生态破坏风险。裸露边坡尤其是存在地质灾害隐患的裸露边坡,会限制周边地块的开发利用;坡顶逐步塌落,将吞食山体植被,破坏当地生态环境。

2 边坡生态修复设计

边坡生态修复设计时,应坚持稳定性、适宜性、乡土性、多功能、景观效应等原则,以边坡基底条件确定边坡稳定措施,以周边植物群落和结构确定边坡植物配置。

2.1 神华电厂前边坡

2.1.1 前期现状

神华电厂前边坡位于发展大道、神华电厂西北侧,存在较大范围视觉污染。其投影面积约49 545 m2,边坡高约60 m,坡脚线长约1 200 m,坡度约55°。边坡为岩质边坡,母岩主要为硅质岩、长石石英砂岩,岩石裂隙较发育,岩层中等风化,大部分呈碎块状,局部呈砂土状。边坡坡面较陡,基本无土壤层。平台或马道上残留有开挖后的土堆,边坡存在地质灾害隐患。边坡顶部植被茂盛,有草本、小灌木、乔木;在马道、平台上可见禾本科植物。

2.1.2 生态修复措施

该边坡治理难度大,依据前期实地调查,可采用分级削坡、挂网客土喷播、布设挡土墙、修建截排水沟等措施来稳定边坡,实现近自然生态修复。具体施工流程为:①清理坡面碎石及杂质;②分级削坡,设置坡面平台,平台上布设种植槽,种植灌木、爬藤等植物;③坡面采用挂网客土喷播+局部柔性防护网防护措施,局部凹陷缓坡区设置鱼鳞坑,栽种容器苗;④坡脚处设置挡土墙,堆填改良土壤,上部形成坡脚平台,下部堆坡,形成缓冲区,栽种容器苗,撒播草种;⑤坡顶处设置截水沟,坡脚处设置排水沟。

2.1.3 植被群落构建

该边坡视野开阔,“创伤”面积大,又位于电厂附近,易受粉尘、热力环流的影响,宜选用抗污染、抗烟尘、抗火、耐旱、适合酸性土壤的开花树种和彩叶树种,如小叶紫薇、枫香、山乌桕、夹竹桃等,既达到四季常青或色彩丰富的效果,又抗污染、耐旱。具体植物配置见表1,治理前、后对比见图1。

图1 神华电厂前边坡治理前、后对比

2.2 中原国际物流公司东北方向边坡

2.2.1 前期现状

该边坡位于中原国际物流公司东北方向约320 m处,为岩质边坡,边坡母岩主要为长石砂岩、含炭质砂岩等。其投影面积约4 725 m2,边坡高约30 m(爬藤植物无法攀缘到此高度),坡脚线长约150 m,坡度约55°。边坡顶部为砂岩层,厚约5 m;长石砂岩层主要分布在边坡上层,含炭质砂岩主要分布在边坡下层,边坡地质灾害隐患不明显。岩石裂隙较发育,局部有鱼鳞坑。开挖坡面上部整体成光滑且自然的岩面,无土壤层,坡脚处存有完好的排水沟。坡顶分布有乔灌草混交群落,长势较好;坡面零星生长着团簇状禾本科植物及小灌木;坡脚处有行道树,还可见少许自然生长的一年蓬、小飞蓬菊科植物,长势较好。

2.2.2 生态修复措施

该边坡治理难度较大,针对坡体下部岩体破碎、坡面未进行削坡的情况,可采用生态棒+挂双网客土喷播、修建截排水沟等措施来稳定下部边坡;针对坡体上部光滑岩体植物扎根难,且无地质灾害隐患的情况,可保留裸露坡面,依靠平台种植攀缘植物,形成自然遮挡及留白,实现坡面近自然生态修复。具体施工流程为:①清理坡面;②设置一级平台,平台上方裸露坡面保留,根据平台现状情况布设种植槽,种植爬藤等植物;③平台下部坡面采用生态棒+挂双网客土喷播+柔性防护网护坡措施;④坡脚处行道树内侧栽种乔木、灌木、藤本容器苗;⑤坡顶处设置截水沟,坡脚处利用原排水沟。

2.2.3 植被群落构建

该边坡紧挨道路,面向长江,由于景观视觉影响较大,因此在确保边坡群落结构良性发展的前提下,宜选用开花树种和彩叶树种。因上部边坡未处理,较光滑,故在选择平台植物时,只有挑选耐旱、根系发达、攀缘能力强的开花植物,后期才能有效覆盖裸露石壁。具体植物配置见表2,治理前、后对比见图2。

图2 中原国际物流公司东北方向边坡治理前、后对比

表2 中原国际物流公司东北方向边坡植物配置

2.3 高新园区环境监测站西南方向边坡

2.3.1 前期现状

该边坡位于高新园区环境监测站西南方向约750 m处,主要为岩土混合边坡,岩石主要为长石砂岩、粗砂岩、硅质岩碎块。其投影面积约35 640 m2,边坡高约50 m,坡脚线长约750 m,坡度约45°。坡面有浅薄的土壤层,局部为第四系土壤层。坡顶分布有乔灌草混交群落,长势一般;坡面基本无植被,局部分布有零星小灌木;周边植被以草灌为主,长势较好。

2.3.2 生态修复措施

该边坡岩体破碎,土体松散,局部凹陷,表面土层较薄,坡面面积大,坡脚线长,故可先清理坡面。对边坡高度大于30 m,且坡面条件许可的超高边坡,在清理坡面时,可整修坡面平台,并在坡面上部陡坡区域采用挂网客土喷播,在下部平缓区打穴设置鱼鳞坑等措施来稳定边坡。具体施工流程为:①清理坡面碎石;②整修坡面平台,平台上布设种植槽,种植灌木、爬藤等植物;③坡面采用挂网客土喷播,局部凹陷缓坡区设置鱼鳞坑;④坡脚处改良土壤,种植乔木、灌木、爬藤容器苗,撒播草种,并布设排水沟。

2.3.3 植被群落构建

该边坡临近道路,面向长江,景观视觉影响较大,树种选择上整体以四季常青、色彩丰富为主。在边坡凹陷缓坡区选择小容器苗,根据边坡实际情况进行补植;在坡脚处平坦区域较多,树种可选择性高,采用人工造林模式,按比例多树种随机混栽,同时配置少量珍贵树种,以丰富区域植被多样性,营造近自然状态;在坡面上喷播种子以乡土植物及速生种为先锋,以多年生植物为主要种,持续发挥边坡植物的稳定效果。具体植物配置见表3,治理前、后对比见图3。

图3 高新园区环境监测站西南方向边坡治理前、后对比

表3 高新园区环境监测站西南方向边坡植物配置

3 结论

1)在湖口县长江岸线3段边坡生态修复设计中,都采用了多技术组合模式,如神华电厂前边坡采用分级削坡,坡底堆坡形成缓冲区,坡面采用挂网客土喷播+局部柔性防护网防护措施,坡面局部凹陷缓坡区设置鱼鳞坑等方式,消除坡面地质灾害隐患,稳定边坡。3段边坡位于湖口县门户位置,在考虑植物群落多样性、稳定性的同时,要兼顾景观效果,因此在植物配置上,选择了一定数量的彩叶、开花树种,如小叶紫薇、枫香、山乌桕等。

2)边坡生态修复关键在于根据边坡所处位置、地质条件、周边植被等情况,选择合理的生态修复技术、适宜的植物种,最终达到在无人工养护的状态下,能保持自我持续生长,发挥自主生态功能。在湖口县长江岸线边坡生态修复设计中,前期利用资源本底调查技术,对边坡进行了实地勘察,调查边坡类型、高度、坡度等工程地质条件,从专业的角度对边坡的特征与受损情况,以及边坡土壤、存留植被、周边植被等情况进行了针对性、系统性的诊断分析, 最终通过边坡生态修复技术与近自然边坡群落结构的构建,设计了每段边坡最适宜的生态修复方案,为后期边坡生态修复初步设计及施工图设计提供了技术支撑。

3)从近自然修复的角度来考虑,边坡生态修复的落脚地及核心点均应建立在边坡植被群落最终在无养护状态下可自我生长,达到和周边植物群落近似的状态。因此,在植物种的选择上,应结合边坡自然地理特征,与周边自然坡面进行相似性分析,筛选出具有耐旱性、岩生性的适生乡土植物,确定适宜的植物配置,构建边坡近自然植物群落。此外,边坡植物的养护期不应按统一标准1 a或3 a,应根据需求延长或缩短养护时间,这对边坡植物的生长尤为重要。