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摘要:本项研究以国家重点建设项目“乐广高速公路”乐昌段大瑶山隧道、茶园头隧道3个弃碴场为主要调查研究对象,进行生态复绿技术和复绿效果试验研究,通过采取3种不同整地类型和选取13种不同植物复绿,从中选择最佳复绿方案。试验表明:挖穴填土方式经济成本低,复绿效果明显,为最佳选择方案;复绿树种木本植物以马尾松、杜英、双荚黄槐、枫香、银合欢表现良好,荷木次之,香樟、闽楠表现不佳;草本或藤本植物以醉鱼草、长叶雀稗、黑麦草表现良好,大芒和野葛表现不佳,复绿效果差。
关键词:隧道工程;弃碴;复绿技术;树种选择
隧道工程弃碴场生态复绿是指通过工程措施及生物措施造林绿化,对被高度破坏立地植被的隧道工程弃碴场进行生态恢复和生态重建的过程。近年来,随着我国经济社会的持续发展,交通网络设施建设不断完善,高速公路、铁路建设规模不断扩大,隧道工程建设项目亦随之不断增多,隧道工程弃碴堆放所带来的严重环境问题与隐患日益成为社会普遍关注的问题之一[1]。因此工程治理和生态复绿隧道工程弃碴场关系到人类生活质量的提高,关系到经济发展和环境保护的协调发,意义重大。本试验研究选择了“乐广高速公路”乐昌段大瑶山隧道、茶园头隧道3个弃碴场进行生态复绿试验研究,旨在探究隧道工程弃碴场生态复绿技术,为隧道工程弃碴场生态复绿提供理论依据和工程措施,从而修复和改善生态环境,防治区域性生态系统退化,尽量减少隧道工程项目对环境造成的长期影响。
1 试验地自然概况
试验地位于广东省乐昌市中部的大源镇,“乐广高速公路”乐昌段大瑶山隧道、茶园头隧道3个弃碴场内,面积分别为95亩、30亩和28亩,土壤均为隧道工程清理出来的弃碴,石砾含量为72%,土壤为砂质页岩发育的山地红壤。
乐昌市隶属广东省韶关市,位于广东省的最北端,具体地理位置为东经112°51′至113°34′,北纬24°57′至25°58′40″。乐昌地处中亚热带南部,是中亚热带向南亚热带过渡的过渡地带,年均气温为19.6℃,绝对最高气温为38.4℃,绝对最低气温为-4.6℃,年均日照1499.9小时,年均降雨量为1522毫升。乐昌受南岭山脉影响,该山脉从东北部至西南部惯穿全市,从而形成具有中山、丘陵、低山和盆地交互组成的复杂地形。成土母岩有花岗岩、页岩、石灰岩、砂页岩和红色砂页岩,形成红壤、黄壤、石灰土和紫色土等土壤。乐昌植被类型主要为中亚热带常绿阔叶林,其次为常绿、落叶阔叶林及针阔叶混交林、竹林、山顶矮林、高山草甸和各类人工林[2]。
2 试验方法
2.1 试验设计
整地方式分3种类型,分别为1、撩壕:壕沟深60㎝,宽60㎝,撩壕完成后整平地面并回填满客土(从相邻林地取土,以下同),行距2.5m;2、挖穴:穴规格为60*60*60㎝, 株行距为2.5*2m,挖穴完成后整平地面并回填满客土;3、全面覆土:全面覆盖客土,厚度为30㎝,覆土后挖穴,规格为40*40*30㎝,株行距为2.5*2m。
复绿树种选择:1、木本植物:经现场踏查,选择本地有分布且耐干旱耐瘠薄树种,分别为香樟(Cinnamomum camphora (Linn.) Presl)、闽楠(Phoebe bournei (Hemsl.) Yang)、马尾松(Pinus massoniana Lamb.)、杜英(Elaeocarpus decipiens Hemsl.)、荷木(Schima superba Gardn. et Champ.)、双荚黄槐(Casin bicapsularis.L.)、枫香(Liquidambar formosana Hance)、银合欢(Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit)共8个树种,复绿方式为植苗(苗木均为1年生营养袋苗、I级壮苗,除马尾松高度为30㎝外,其他树种高度均为60㎝以上);2、草本或藤本植物:选择醉鱼草(Buddleja lindleyana Fort.)、大芒( Miscanthus sinensis Anderss.)、野葛(Pueraria lobata (Willd.) Ohwi)、长叶雀稗(Paspalum longifolium Roxb)、黑麦草( Lolium perenne Linn.)等5个种类,复绿方式为撒播种子。
配置方法:采用双因素完全随机区组设计[3]。木本植物:每个弃碴场设计3种处理(整地类型),每个处理面积为667㎡,3次重复。各处理方式以树种为单元,每小区5株,随机布置。草本或藤本:试验地内均匀混合撒播醉鱼草、大芒、野葛、长叶雀稗、黑麦草(其中野葛播种量6g/㎡,其余为2g/㎡)。
试验地于2013年12月25日完成弃碴场场地平整(坡度为5-8°),2014年3月16日完成种植或撒播。
2.2调查方法
分2次调查。第1次于2014年10月调查木本植物成活率、草本或藤本植被盖度;第2次于2016年10月调查木本植物保存率、草本或藤本植被盖度。调查方法:对试验地内的木本植物进行每木调查,清点存活植株或死株,计算其平均成活率或保存率;草本或藤本植物按每个处理选取3个典型样方进行调查,每样方10*10m,计算其平均盖度。
3 结果与分析
3.1不同整地方式复绿效果分析
从表1中看出,第1年三种整地方式木本植物成活率差异均不显著;第3年撩壕回土、挖穴回土保存率差异不显著,全面覆土方式保存率下降趋势明显,且劣于其他2种整地方式,主要原因是土层较薄,影响林木的生长。
从表2中看出,草本(藤本)植被盖度第1年则以全面覆土方式为最佳,明显高于其他整地方式,撩壕回土次之,挖穴回土最差;第3年三种整地方式的植被盖度差异不显著。
3.2不同树种适应性分析
木本植物均以马尾松、杜英、双荚黄槐、枫香、银合欢表现良好,成活率和保存率均达85%以上;荷木次之;香樟、闽楠表现不佳,均在60%以下。草本(藤本)植物醉鱼草、长叶雀稗、黑麦草表现良好,大芒和野葛表现不佳。
3.3复绿经济成本分析
撩壕回土、挖穴回土和全面覆土三种整地方式每亩需土量分别为64.03m3、28.8m3、200.1m3,工程單价(使用机械)分别为1152.54元、576.00元和2601.30元。撩壕回土和挖穴回土整地方式工程量分别为全面覆土方式的32.00%和14.39%,工程造价分别为全面覆土方式的44.31%和22.14%。
4 结论与讨论
第1年三种整地方式木本植物成活率差异不显著;第3年撩壕回土、挖穴回土保存率差异不显著,全面覆土方式保存率在则有下降趋势,且劣于其他2种整地方式;草本植被盖度在第1年以全面覆土方式中表现最好,但第3年后3种整地方式差异不显著。木本树种选择则以马尾松、杜英、双荚黄槐、枫香、银合欢表现良好,荷木次之,香樟、闽楠表现不佳;草本或藤本植物以醉鱼草、长叶雀稗、黑麦草表现较好,大芒和野葛表现不佳,复绿效果差。从复绿效果、复绿投入成本和避免因大规模取土对环境造成的二次破坏综合考虑,以选择挖穴回填客土方式为投资小、效果好为最佳选择方案,撩壕回填客土方式次之,全面回填客土方式较差。
参考文献:
[1]王蓉丽,方英姿,徐明.废弃矿山生态复绿技術研究进展[J].山西建筑,2011(10):20-22.
[2]叶华谷,陈邦余.乐昌植物志[M].广州:广东世界图书出版公司,2005.
[3]莫慧栋.农业试验设计(第二版)[M].上海:上海科技出版社,1999.
关键词:隧道工程;弃碴;复绿技术;树种选择
隧道工程弃碴场生态复绿是指通过工程措施及生物措施造林绿化,对被高度破坏立地植被的隧道工程弃碴场进行生态恢复和生态重建的过程。近年来,随着我国经济社会的持续发展,交通网络设施建设不断完善,高速公路、铁路建设规模不断扩大,隧道工程建设项目亦随之不断增多,隧道工程弃碴堆放所带来的严重环境问题与隐患日益成为社会普遍关注的问题之一[1]。因此工程治理和生态复绿隧道工程弃碴场关系到人类生活质量的提高,关系到经济发展和环境保护的协调发,意义重大。本试验研究选择了“乐广高速公路”乐昌段大瑶山隧道、茶园头隧道3个弃碴场进行生态复绿试验研究,旨在探究隧道工程弃碴场生态复绿技术,为隧道工程弃碴场生态复绿提供理论依据和工程措施,从而修复和改善生态环境,防治区域性生态系统退化,尽量减少隧道工程项目对环境造成的长期影响。
1 试验地自然概况
试验地位于广东省乐昌市中部的大源镇,“乐广高速公路”乐昌段大瑶山隧道、茶园头隧道3个弃碴场内,面积分别为95亩、30亩和28亩,土壤均为隧道工程清理出来的弃碴,石砾含量为72%,土壤为砂质页岩发育的山地红壤。
乐昌市隶属广东省韶关市,位于广东省的最北端,具体地理位置为东经112°51′至113°34′,北纬24°57′至25°58′40″。乐昌地处中亚热带南部,是中亚热带向南亚热带过渡的过渡地带,年均气温为19.6℃,绝对最高气温为38.4℃,绝对最低气温为-4.6℃,年均日照1499.9小时,年均降雨量为1522毫升。乐昌受南岭山脉影响,该山脉从东北部至西南部惯穿全市,从而形成具有中山、丘陵、低山和盆地交互组成的复杂地形。成土母岩有花岗岩、页岩、石灰岩、砂页岩和红色砂页岩,形成红壤、黄壤、石灰土和紫色土等土壤。乐昌植被类型主要为中亚热带常绿阔叶林,其次为常绿、落叶阔叶林及针阔叶混交林、竹林、山顶矮林、高山草甸和各类人工林[2]。
2 试验方法
2.1 试验设计
整地方式分3种类型,分别为1、撩壕:壕沟深60㎝,宽60㎝,撩壕完成后整平地面并回填满客土(从相邻林地取土,以下同),行距2.5m;2、挖穴:穴规格为60*60*60㎝, 株行距为2.5*2m,挖穴完成后整平地面并回填满客土;3、全面覆土:全面覆盖客土,厚度为30㎝,覆土后挖穴,规格为40*40*30㎝,株行距为2.5*2m。
复绿树种选择:1、木本植物:经现场踏查,选择本地有分布且耐干旱耐瘠薄树种,分别为香樟(Cinnamomum camphora (Linn.) Presl)、闽楠(Phoebe bournei (Hemsl.) Yang)、马尾松(Pinus massoniana Lamb.)、杜英(Elaeocarpus decipiens Hemsl.)、荷木(Schima superba Gardn. et Champ.)、双荚黄槐(Casin bicapsularis.L.)、枫香(Liquidambar formosana Hance)、银合欢(Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit)共8个树种,复绿方式为植苗(苗木均为1年生营养袋苗、I级壮苗,除马尾松高度为30㎝外,其他树种高度均为60㎝以上);2、草本或藤本植物:选择醉鱼草(Buddleja lindleyana Fort.)、大芒( Miscanthus sinensis Anderss.)、野葛(Pueraria lobata (Willd.) Ohwi)、长叶雀稗(Paspalum longifolium Roxb)、黑麦草( Lolium perenne Linn.)等5个种类,复绿方式为撒播种子。
配置方法:采用双因素完全随机区组设计[3]。木本植物:每个弃碴场设计3种处理(整地类型),每个处理面积为667㎡,3次重复。各处理方式以树种为单元,每小区5株,随机布置。草本或藤本:试验地内均匀混合撒播醉鱼草、大芒、野葛、长叶雀稗、黑麦草(其中野葛播种量6g/㎡,其余为2g/㎡)。
试验地于2013年12月25日完成弃碴场场地平整(坡度为5-8°),2014年3月16日完成种植或撒播。
2.2调查方法
分2次调查。第1次于2014年10月调查木本植物成活率、草本或藤本植被盖度;第2次于2016年10月调查木本植物保存率、草本或藤本植被盖度。调查方法:对试验地内的木本植物进行每木调查,清点存活植株或死株,计算其平均成活率或保存率;草本或藤本植物按每个处理选取3个典型样方进行调查,每样方10*10m,计算其平均盖度。
3 结果与分析
3.1不同整地方式复绿效果分析
从表1中看出,第1年三种整地方式木本植物成活率差异均不显著;第3年撩壕回土、挖穴回土保存率差异不显著,全面覆土方式保存率下降趋势明显,且劣于其他2种整地方式,主要原因是土层较薄,影响林木的生长。
从表2中看出,草本(藤本)植被盖度第1年则以全面覆土方式为最佳,明显高于其他整地方式,撩壕回土次之,挖穴回土最差;第3年三种整地方式的植被盖度差异不显著。
3.2不同树种适应性分析
木本植物均以马尾松、杜英、双荚黄槐、枫香、银合欢表现良好,成活率和保存率均达85%以上;荷木次之;香樟、闽楠表现不佳,均在60%以下。草本(藤本)植物醉鱼草、长叶雀稗、黑麦草表现良好,大芒和野葛表现不佳。
3.3复绿经济成本分析
撩壕回土、挖穴回土和全面覆土三种整地方式每亩需土量分别为64.03m3、28.8m3、200.1m3,工程單价(使用机械)分别为1152.54元、576.00元和2601.30元。撩壕回土和挖穴回土整地方式工程量分别为全面覆土方式的32.00%和14.39%,工程造价分别为全面覆土方式的44.31%和22.14%。
4 结论与讨论
第1年三种整地方式木本植物成活率差异不显著;第3年撩壕回土、挖穴回土保存率差异不显著,全面覆土方式保存率在则有下降趋势,且劣于其他2种整地方式;草本植被盖度在第1年以全面覆土方式中表现最好,但第3年后3种整地方式差异不显著。木本树种选择则以马尾松、杜英、双荚黄槐、枫香、银合欢表现良好,荷木次之,香樟、闽楠表现不佳;草本或藤本植物以醉鱼草、长叶雀稗、黑麦草表现较好,大芒和野葛表现不佳,复绿效果差。从复绿效果、复绿投入成本和避免因大规模取土对环境造成的二次破坏综合考虑,以选择挖穴回填客土方式为投资小、效果好为最佳选择方案,撩壕回填客土方式次之,全面回填客土方式较差。
参考文献:
[1]王蓉丽,方英姿,徐明.废弃矿山生态复绿技術研究进展[J].山西建筑,2011(10):20-22.
[2]叶华谷,陈邦余.乐昌植物志[M].广州:广东世界图书出版公司,2005.
[3]莫慧栋.农业试验设计(第二版)[M].上海:上海科技出版社,1999.