門頭溝區道路邊坡生態植被修復技術研究

1項目范圍的總結1.1動、植物資源概況百花山位于北京市門頭溝區清水市西南部。百花山百花山海拔19991米，白草灘百花山百花山。動、植物資源豐富,森林覆蓋率達90%,動物種類有170種。年降水量在720mm以上,年均氣溫6～7℃,7月份平均溫度22℃。良好的自然環境和旅游資源,使得百花山成為旅游休閑和消夏避暑的勝地。1.2生態修復試驗示范段建設內容為促進百花山景區旅游事業的發展和保障道路的行車安全,主管部門對進入景區的道路進行了改擴建。在道路改擴建過程中形成的大量裸露挖填坡面,破壞了生態環境,影響了景區道路沿線的景觀價值。由于部分開挖坡面過于陡峭,且坡體物質多為土石混合物,遇強降雨時土壤侵蝕量非常大,局部坡體隨時有滑塌和崩落的可能,對公路運行和過往車輛已經構成了嚴重威脅,存在嚴重的安全隱患。對道路沿線現場調查后,將生態修復試驗示范段選在海拔780～1080m之間的4個坡面。試驗段沿線自然分布的植物有荊條、胡枝子、三亞繡線菊、虎榛子、山杏、羊胡子草、白草、鐵稈蒿、黃蒿、狗尾草,人工植被有楊樹、椿樹、柏樹、油松、云杉等。進行近自然生態修復試驗示范的4個坡面的情況見表1。2生態恢復概念(1)遵循自然規律，進行幾乎自然的生態恢復經修復后的創面與周邊環境渾然一體,基本恢復環境自然原貌,沒有太多人工痕跡。(2)根據土地情況，應采取適當的技術和科學措施進行生態恢復避免一味追求國外引進技術和投資高昂的坡面防護措施,采用人工促進自然恢復的方式實現坡面生態修復。(3)當地植物種類繁多，多種組合進行生態恢復從植物品種的生態適應性、抗逆性、持續穩定性、生物多樣性等特性出發,篩選一些適宜物種。(4)生態緩沖帶為避免大面積放坡造成的植被破壞和控制性的工程攔擋造成的景觀破壞,設置綠色屏障,實施生態緩沖攔擋。由于按照近自然規律,采用人工促進的方式進行生態修復,需要一定的時間(植物生長需要時間)才能達到穩定效果。3生態恢復方案(1)灌草結合的目標群落的確定按生態適應性、持續穩定性、和諧一致性、抗逆性、生物多樣性等原則進行植物品種選擇。通過對項目區的植被和土壤進行實地調查分析,結合項目實施目標,確定灌草結合的目標群落。主要選擇的品種有丁香、山杏、萱草、珍珠梅、地錦、連翹、迎春、白蠟、紫穗槐、荊條、高羊茅、紫花苜蓿、雜草。(2)決定植物的密度根據自然狀態下灌草的密度,合理配置植物。無論是播種苗還是栽植苗,初期都要保證灌木的基本密度達到1株/m2。(3)槐的播種方式對喬木以及大部分灌木采用栽植的方式,草及荊條、紫穗槐采用播種的方式建植。播種和栽植兩種建植方式的有機結合,有利于灌木層的順利形成,也符合現狀坡面植被恢復的實施條件,同時有利于植被自然恢復和目標群落的實現。(4)生態護坡措施Ⅰ號邊坡綠色屏障設置:在距現有油松1m內側以株距2m栽植1行高6～8m的白蠟,在樹下密植1行耐陰的珍珠梅,與原有的油松形成一道喬灌結合的立體綠色屏障。Ⅲ號邊坡綠色屏障設置:在離路牙1m的沿線以株距2m栽植1行高3～4m的檜柏,在與檜柏相距1m的坡腳以株距2m栽植1行高6～8m的楊樹,在樹下密植1行花灌木,形成植物防護籬。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號邊坡坡腳防護:在綠色屏障外側碼放3層生態植被袋,使之形成一道0.6m高的生態擋墻,以攔擋緩沖崩落的土石,在擋墻內側種植藤本攀緣植物和花灌木。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號邊坡坡面防護和植被恢復:首先清理坡面表層的浮石,然后在坡面穴植山杏、山桃、荊條、胡枝子、紫穗槐、迎春、連翹、爬山虎,撒播紫花苜蓿、高羊茅、葦狀羊茅、二月藍等草本植物,進行植被恢復。Ⅲ號邊坡坡頂截排水設計:在離坡頂坡沿內側2m處,碼放一層裝土生態植被袋,設置一道截水埂,對上游坡面徑流進行攔截導流,將上游匯集來的地表徑流從側坡導排,防止其對坡面造成沖刷、破壞。4試驗研究4.1植被恢復指標(1)調查的內容和時間苗木成活率可反映苗木質量的高低以及植物對立地條件的適應性。苗木成活率通過抽樣調查確定,初期調查在項目實施1個月后進行。調查結果表明,五葉地錦、丁香、山杏、檜柏、萱草、鳶尾、荊條、胡枝子、高羊茅、紫花苜蓿等表現出了良好的生態適應性,是項目區周邊類似立地進行生態修復可以選擇的植物品種。(2)樣方設置及調查植被覆蓋率是項目區林草面積占總面積的百分比,能夠有效地反映植被恢復效果。林草植被覆蓋率主要是通過樣方法與目測法相結合的方法獲取,在項目區及沿線進行樣方調查,共設置10個2m×2m的樣方。由于是實施初期進行的調查,栽植苗木尚未完全放葉,播種的草本植物和灌木生長還較慢,效果還不是很明顯。即使是這樣,項目區的植被覆蓋率也從不足10%提高到了30%左右,隨著灌木的穩定生長,項目區的植被覆蓋情況將與沿線環境趨近。4.2水土流失管理指標(1)崩落物調查研究土壤侵蝕量通過侵蝕溝樣方斷面量測法、堆積體體積稱重法進行計算。在項目實施之前,根據現場的侵蝕溝和崩落物進行樣方調查,項目區年土壤侵蝕模數的背景值為3450t/km2。在施工完成情況下于雨季結束后進行調查,實施近自然生態修復的坡面平均土壤侵蝕模數為950t/km2,按照雨季的時段分布推算其年土壤侵蝕模數為1900t/km2,說明生態修復措施的實施,使土壤侵蝕得到了有效控制。(2)坡面土石渣體攔擋效果該指標反映了由于水土流失而產生的泥沙、渣體是否被有效攔擋、控制在項目區內的情況。測定方法是選取標準段,通過測量攔擋和外溢渣體體積并取樣稱重獲得。由于坡面生態修復時在坡腳設置了生態植被袋和綠色屏障,從坡面流失的土石渣體,在坡腳得到了有效的攔擋,除部分高處崩落物有少量未被生態植被袋和綠色屏障攔擋外,其余均得到了有效控制,攔渣率達97%。坡面未能有效治理的落渣在坡腳通過綠色生態屏障得到了有效控制。(3)次攔擋,保障交通安全通過生態修復配套工作,崩塌、局部滑坡等危害的發生率有了一定程度的減少,雖然仍有滑坡和崩塌發生,但因有坡腳生態植被袋攔擋和綠色屏障的二次攔擋,將落渣控制在攔擋范圍內,項目實施后的雨季基本上沒有出現水土流失危害,為公路安全運行提供了有效保障。5利用植物生態適應性(1)人工促進近自然生態修復避免了由于削坡造成大面積的植被破壞,也避免了大量采用控制性工程措施造成的景觀差異。(2)五葉地錦、丁香、山杏、檜柏、萱草、鳶尾、荊條、胡枝子、葦狀羊茅、紫花苜蓿等表現出了良好的生態適應性,是項目區周邊類似立地進行生態修復可以選擇的植物品種。(3)對于風景區道路沿線開挖邊坡,灌木、藤本苗木的栽植