CN109601045A

CN109601045A - 一种岩质边坡修复方法

Info

Publication number: CN109601045A
Application number: CN201811501869.9A
Authority: CN
Inventors: 唐彪; 薛海龙; 张竞元; 赵亮; 许建新; 李兴元
Original assignee: Shenzhen Techand Ecology and Environment Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Techand Ecology and Environment Co Ltd
Priority date: 2018-12-10
Filing date: 2018-12-10
Publication date: 2019-04-12
Anticipated expiration: 2038-12-10
Also published as: CN109601045B

Abstract

本发明公开了一种岩质边坡修复方法，包括以下步骤：修整岩质边坡的坡面，清除坡面浮石；所述岩质边坡的坡度≥75°，坡高≥8m；而后对岩质边坡进行客土；再选取边坡植物种子，而后将所选取的边坡植物种子混合喷播在坡面上，所述边坡植物种子包括低矮灌木和草本植物的种子，所述低矮灌木为高0.3～1.5m的灌木；随后向坡面覆盖无纺布，进行养护管理。通过以上方式，本发明对高陡岩质边坡的修复，采用低矮灌木和草本植物混合配置灌草植物群落，并且通过喷播植物种子的方式实现建植，该修复方法的整体稳定性强，持久性高，对于高陡岩质边坡特殊环境的适应性强。

Description

一种岩质边坡修复方法

技术领域

本发明涉及生态修复技术领域，具体涉及一种岩质边坡修复方法。

背景技术

中国喀斯特面积(含覆盖型)约344万km²，其中西南地区仅地表喀斯特出露面积就达51万km²，是全球喀斯特分布最集中的地区。近年来，在西南喀斯特地区随着大规模的工程建设和矿山开采，形成了大量高陡岩质裸露边坡，导致区域生态系统敏感性增强，抗干扰与适应能力减弱，受损后依靠其表面自然恢复植被覆盖，在短时间内难以恢复，呈现出脆弱性特征。

过去边坡工程的加固措施多追求强度功效，大多采用浆砌片石护面及喷射砼等灰色防护，这样即破坏了自然生态的和谐，又严重影响市容市貌，不利于城市发展。随着国家对生态环境保护的重视和我国经济实力的进一步增强，植被护坡工程技术越来越多获得重视，新工艺、新方法不断涌现，并已广泛应用到了边坡绿化工程建设当中。

现有的岩质边坡覆绿修复仍存在一些问题，如岩质高陡边坡修复植物选择不恰当，如速生乔木的应用增加坡面不稳定性，构成移交后工程安全隐患；岩质陡坡面绿化的植物配置单一，导致坡面植被稳定性和持久性不够。另外，目前建植灌木的方式多采用扦插移栽，这种方式虽然能使其在坡面上得以存活，但灌木栽植一般选择幼苗，其根系尚未完全发育成形，移栽到坡面后，一是因坡面土质条件的限制，其根系难以充分伸展，易产生盘根、缠绕现象；二是因水肥等条件的限制，其适应性差，生长发育缓慢；此外，栽植方式采用的人工或机械动力会对坡面造成冲击，可能引发坡面的剥落、崩塌。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种岩质边坡修复方法，该修复方法整体稳定性强，持久性高，对于高陡岩质边坡特殊环境的适应性强。

本发明所采用的技术方案是：一种岩质边坡修复方法，包括以下步骤：

S1、修整岩质边坡的坡面，清除坡面浮石；所述岩质边坡的坡度≥75°，坡高≥8m；

S2、对所述岩质边坡进行客土；

S3、选取边坡植物种子，而后将所选取的边坡植物种子混合喷播在坡面上；所述边坡植物种子包括低矮灌木的种子和草本植物的种子，所述低矮灌木为株高0.3～1.5m的灌木；

S4、向坡面覆盖无纺布，进行养护管理。

因为考虑到在岩质高陡边坡修复时，较高的植物品种，在风荷载的作用下，对边坡造成不稳定后果，故目标植物群落为低矮的灌草植物群落，在选择植物上，以乡土植物为主，也可适当选择归化植物，灌木植物选取低矮的灌木种为建群种。

因为种子质量不过关，会导致边坡绿化工程首次施工后无法达到复绿效果，后期增加施工成本。故步骤S3中，在选取边坡植物种子时，一般需进行种子质量检测，种子质量检测通常包括种子发芽率测试。通过在种子采购时做好发芽测试，可防止盲目调运发芽力低的种子，节约人力和财力；通过喷播前做好发芽测试，可选用发芽力好的种子播种，保证齐苗、壮苗和密度，防止种子浪费，确保播种成功；另外，通过种子发芽率测试，可准确计算出种子实际的喷播用量，以控制植物的密度。

种子萌发率数据可采用滤纸培养皿法获取。具体地，随机选取种子50粒，3次重复，在0.5％的高锰酸钾溶液中消毒2.5h后用蒸馏水处理干净，在培养温度25±1℃，光照12h/d(强度8000lx)人工气候箱中进行萌发实验。

优选地，所述低矮灌木包括金丝梅、戟叶酸模中的至少一种。进一步优选地，低矮灌木采用金丝梅和戟叶酸模的组合方式。

优选地，所述金丝梅的种子发芽率≥70％，净种率≥90％，喷播量为1～1.5g/m²；所述戟叶酸模的种子发芽率≥70％，净种率≥40％，喷播量为5～6g/m²。

针对高陡岩质边坡的特殊环境，为营建低矮灌草植物群落，选择低矮灌木作为优势灌木种，优势灌木的自然生长极限高度一般不超过1.5m；而为了不使后期形成单一群落，优选增加采用自然生长高度一般不超过3m的常用灌木品种作为伴生灌木，以增加坡面物种多样性，形成稳定群落。因而边坡植物种子优选还包括伴生灌木的种子，所述伴生灌木包括多花木蓝、双荚决明、车桑子、火棘、马桑、大叶胡枝子中的至少一种，优选2～4种。

优选地，所述多花木蓝的种子发芽率≥50％，净种率≥80％，喷播量为2～3g/m²；所述双荚决明的种子发芽率≥50％，净种率≥80％，喷播量为6～8g/m²；所述车桑子的种子发芽率≥50％，净种率≥80％，喷播量为6～8g/m²；所述火棘的种子发芽率≥50％，净种率≥25％，喷播量为4～6g/m²；所述马桑的种子发芽率≥50％，净种率≥80％，喷播量为2～3g/m²；所述大叶胡枝子的种子发芽率≥50％，净种率≥80％，喷播量为6～8g/m²。

优选地，所述草本植物包括大花金鸡菊、中华山蓼、狗牙根、矮化高羊茅中的至少一种。优选地，所述草本植物包含大花金鸡菊，另外还包含中华山蓼、狗牙根、矮化高羊茅中的1～2种。

坡面植物群落物种最终多样性的高低，并不完全取决于初期投入物种数量的多少，这是因为存在种间竞争过程及作用，最终生存的只是竞争力强的物种。因而在配置植物群落的物种数量时应适度、合理。故进一步优选地，以上对以灌木为主的灌草群落，物种数量为5～8种，其中优势灌木(即低矮灌木)1～2种，伴生灌木2～4种，草本植物2～3种。

另外，因灌木植物初期生长速率远没有草本植物快，这就导致二者之间竞争激烈，草本植物对水光热肥的大量消耗，容易使灌木生长被先期抑制而难以成活，故在混播时应对草灌种子进行合理配比。优选地，所述大花金鸡菊的种子发芽率≥70％，净种率≥90％，喷播量为0.5～1g/m²；所述中华山蓼的种子发芽率≥70％，净种率≥90％，喷播量为0.5～1g/m²；所述狗牙根的种子发芽率≥70％，净种率≥90％，喷播量为0.5～1g/m²；所述矮化高羊茅的种子发芽率≥70％，净种率≥90％，喷播量为1～1.5g/m²。

优选地，步骤S3中，将选取的种子混合喷播在坡面上之前，先将种子提前浸种6～12h，而后沥干。由于灌木种子发芽的速度慢于草本植物种子发芽的速度，通过提前浸种可软化种皮，除去发芽抑制物，使种子变软，加速种子的萌发，缩短与草本植物种子的发芽时间，使灌木植物尽早发育和健康生长，避免草本植物种子先发芽生长后遮挡住阳光，影响灌木植物种植种子的萌芽、生长，导致灌木幼苗死亡的问题。

优选地，步骤S2中，对所述岩质边坡进行客土后，对坡面进行划线分区。分区面积为100m²、200m²、300m²、500m²、1 000m²不等，通过对坡面进行划线分区，以便于确保配置的一定面积的种子喷播到一定面积的坡面上，以控制播种量。另外，对岩质边坡进行客土，客土层厚度通常需保证在10cm以上，以保证其稳固及利于植物的生长。

本发明的有益技术效果是：本发明提供一种岩质边坡修复方法，该方法针对高陡岩质边坡的修复，采用低矮灌木和草本植物混合配置灌草植物群落，并且通过喷播植物种子的方式实现建植。首先，针对高陡岩质边坡的特殊环境，采用低矮灌木和草本植物混合配置低矮灌草植物群落，可减轻风荷载作用影响，绿化修复的稳定性强。由于草本植物郁闭早、生长快，可对坡面进行快速覆盖，同时其发达的须根系可以有效地连接坡面的表土，但其存在根系分布单一、利用周期短、易发生退化(一般为3～5年)的缺点；灌木植物生长周期长、郁闭缓慢，但其粗壮的主根系可以有效地固持坡面浅层土壤，且抗性强、耐贫瘠；建植初期，灌木植物处于保护性幼期，几乎无生态效应；而此时草本植物比例大，坡面矮层植被覆盖度较高，既可保水保肥又可降低坡面径流侵蚀，保护坡面的初期稳定，并促进灌木植物的幼苗的生长、郁闭；中期灌木植物生长进入旺盛时期，草本植物达到生产力高峰期，逐渐形成多层次的坡面植物防护，水土保持功能显著，群落生态功能也逐渐增强；此时期还是以草本植物促进灌木植物的萌发、生长为主；草本植物到后期开始衰败，但灌木植物生长旺盛，坡面覆盖度不断增大，从而使更新期的水土保持和生态效应并不减弱；因而，采用灌草植物组合配置的方式，增加不同生活型的物种，增强群落内物种间互补性，增加群落多样性，还提高了混合群落的整体稳定性和植物护坡效应，其生态功能、景观特征及环境改善效果明显优于单纯的草本群落或灌木群落；另外，通过喷播植物种子的方式实现建植，具有根系发达、抗拔强度高和抗灾害性强等优点，更有利于固土护坡效应的发挥。总之，该修复方法的整体稳定性强，修复时间更为持久，对于高陡岩质边坡特殊环境的适应性强，适用于西南喀斯特岩质高陡边坡的修复。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单说明。

图1是实施例1边坡修复施工一年半后各植物株高和覆盖度数据对比图；

图2是实施例1边坡修复过程各植物幼苗数随时间的变化曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

贵州六盘水一市政道路边坡的绿化工程

六盘水钟山区育德路标尾左幅边坡，原设计分三级开挖，全为强风化砂岩、灰质页岩，坡面朝向北偏东60°，坡率1:0.2，第一级边坡高12m，第二级、第三级边坡高10m，为典型的岩质高陡边坡。将边坡坡面清理、平整，清除坡面危岩，坡面特别凹陷的地方用装满土壤的生态袋等填补，确保坡面沿断面方向平顺。坡面工程防护采用主动防护网护坡，坡面绿化防护采用挂网客土喷播(双层网+支撑板)施工工艺。本实施例的具体实施步骤如下：

1)对岩质高陡边坡进行客土，客土层厚度保证在10cm以上。

2)对坡面进行划线分区，分区面积为300m²，确保将配置的300m²的种子喷播到300m²的坡面上。

3)喷播的种子提前浸种12h，之后沥干。

4)向岩质陡边坡喷播西南地区的乡土植物种子，包括灌木种子和草本植物种子，具体的植物配置和种子量配比见表1。

5)向坡面覆盖无纺布，浇水进行前期养护。

表1：贵州六盘水一市政道路边坡喷播植物种子的配置及种子量配比

该边坡工程于2017年4月中旬完工绿化施工，种子喷播三个月后坡面覆盖度达到60％，主要以中华山蓼、矮化高羊茅、狗牙根、大花金鸡菊这些草本植物群落为主，配置的灌木种子均已出苗，每种灌木小苗数量在45株/m²以上，其中金丝梅小苗数量最多无法统计。

施工半年后，开始进入冬季，坡面覆盖度达到70％，其中灌木覆盖度增加，达到20％，金丝梅、戟叶酸模、多花木蓝贡献率较大，金丝梅、多花木蓝株高15～20cm，戟叶酸模平均株高40cm，而灌木种群数量均有大幅降低，每种灌木小苗数量在30株/m²以上。草本植物中华山蓼开始进入枯萎期，矮化高羊茅、狗牙根和大花金鸡菊平均植株高度20cm，平均覆盖度60％。

施工一年后，开始进入夏季，气温回暖，坡面绿化效果优良，坡面覆盖度达到80％，仅少量无客土层或薄客土层区域无植被覆盖。经历一个严冬后，金丝梅、多花木蓝已恢复生长，成为坡面优势灌木种，株高30～40cm，平均盖度40％；戟叶酸模小苗耐寒性一般，少有再发新叶，对坡面覆盖度贡献率小；马桑和大叶胡枝子小苗数量进一步减少，但存活下来的小苗生长健壮。草本植物均已恢复生长，大花金鸡菊进入开花期，中华山蓼、矮化高羊茅、狗牙根平均株高25cm，平均覆盖度70％。

施工一年半后，坡面覆盖度达到100％，形成了以金丝梅、多花木蓝、矮化高羊茅为优势种，马桑、大叶胡枝子、中华山蓼、狗牙根、大花金鸡菊为伴生种的低矮灌草植物群落，还有千里光等菊科植物、禾本科杂草、醉鱼草、水麻等灌木植物侵入定居。具体边坡修复一年半后(2018年11月)植株高度和覆盖度如图1所示，其中，金丝梅平均株高90cm，覆盖度(即盖度)达50％；多花木蓝平均株高120cm，覆盖度达30％；草本植物总体覆盖度约70％。

戟叶酸模在钟山区郊外路边、山坡随处可见，而本次施工发现，戟叶酸模小苗在人工建植坡面无法越冬，具体原因需要进一步试验论证。

整个施工养护过程各植物幼苗数量随时间的变化如图2所示。

实施例2

贵州凯里一市政道路边坡的绿化工程

工程位于贵州省凯里市清水江沿线(碧桂园-镰刀湾段)，滨江大道两侧。试验边坡为喷锚边坡，坡面平顺，无分级，坡率为1:0.1。坡面绿化防护采用挂网客土喷播(双层网+植生条)施工工艺。本实施例的具体实施步骤如下：

1)对岩质喷锚高陡边坡进行客土，客土层厚度保证在10cm以上。

2)对坡面进行划线分区，分区面积为500m²，确保将配置的500m²的种子喷播到500m²的坡面上。

3)喷播的种子提前浸种12h，之后沥干。

4)向岩质喷锚高陡边坡喷播西南地区的乡土植物种子，包括灌木种子和草本植物种子，具体的植物配置和种子量配比见表2。

5)向坡面覆盖无纺布，浇水进行前期养护。

表2：贵州凯里一市政道路边坡喷播植物种子的配置及种子量配比

该边坡工程于2017年12月完成绿化施工，时值冬季，至次年3月下旬，金丝梅、火棘、车桑子、双荚决明、矮化高羊茅出苗率较高，适应性良好，戟叶酸模、多花木蓝也已陆续出苗，配置的大花金鸡菊、狗牙根没有出苗。双荚决明密度约17株/m²，火棘、车桑子密度在70～100株/m²，矮化高羊茅密度约250株/m²，金丝梅密度最高无法统计。

施工半年后，天气回暖，植物进入快速生长期，坡面覆盖度达到80％，坡面草灌木出苗齐整，分布均匀。坡面草本以矮化高羊茅为主，平均高30cm，平均覆盖度71.7％，坡面有少量狗牙根分布，无大花金鸡菊；坡面灌木以金丝梅、双荚决明、车桑子为主，多花木蓝、戟叶酸模、火棘次之，其中金丝梅密度85株/m²，平均株高5.7cm，最高13cm；双荚决明密度25.7株/m²，平均株高12.3cm，最高25cm；车桑子密度49.3株/m²，平均株高10cm，最高20cm；多花木蓝密度8.7株/m²，平均株高25.3cm，最高30cm；戟叶酸模密度7丛/m²，平均高30cm；火棘密度28.7株/m²，平均株高8cm。

施工近一年后，坡面绿化效果优良，坡面覆盖度达到95％，形成了以双荚决明、车桑子、多花木蓝、金丝梅、矮化高羊茅为优势种，戟叶酸模、火棘、狗牙根为伴生种的低矮灌草植物群落，其中灌木平均高150cm，平均覆盖度达90％，双荚决明9月底进入花期，持续到11月初；草本植物平均覆盖度达60％。

由上低矮灌木和草本植物组合配置灌草植物群落以对高陡岩质边坡进行修复，通过不同生活型物种的组合，可增强群落内物种间的互补性，增加群落的多样性，提高混合群落的整体稳定性和植物护坡效应，其生态功能、景观特性及环境改善效果明显优于单纯的草本群落或灌木群落，且修复时间更为持久。采用低矮灌木和草本植物组合配置成低矮的灌草植物群落，植物群落对于高陡岩质边坡特殊环境的适应性强，可减轻风载荷作用影响，绿化修复稳定性强。另外，以上边坡修复通过喷播植物种子的方式实现建植，建植根系发达、抗拔强度高、抗灾害性强，相比于移栽建植，更有利于固土护坡效应的发挥。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所述权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims

1.一种岩质边坡修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

S2、对所述岩质边坡进行客土；

S3、选取边坡植物种子，而后将所选取的边坡植物种子混合喷播在坡面上；所述边坡植物种子包括低矮灌木的种子和草本植物的种子，所述低矮灌木为高0.3～1.5m的灌木；

S4、向坡面覆盖无纺布，进行养护管理。

2.根据权利要求1所述的岩质边坡修复方法，其特征在于，步骤S3中，在选取边坡植物种子时，进行种子质量检测。

3.根据权利要求2所述的岩质边坡修复方法，其特征在于，所述低矮灌木包括金丝梅、戟叶酸模中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的岩质边坡修复方法，其特征在于，所述金丝梅的种子发芽率≥70％，净种率≥90％，喷播量为1～1.5g/m²；所述戟叶酸模的种子发芽率≥70％，净种率≥40％，喷播量为5～6g/m²。

5.根据权利要求3所述的岩质边坡修复方法，其特征在于，所述边坡植物种子还包括伴生灌木的种子，所述伴生灌木包括多花木蓝、双荚决明、车桑子、火棘、马桑、大叶胡枝子中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的岩质边坡修复方法，其特征在于，所述多花木蓝的种子发芽率≥50％，净种率≥80％，喷播量为2～3g/m²；所述双荚决明的种子发芽率≥50％，净种率≥80％，喷播量为6～8g/m²；所述车桑子的种子发芽率≥50％，净种率≥80％，喷播量为6～8g/m²；所述火棘的种子发芽率≥50％，净种率≥25％，喷播量为4～6g/m²；所述马桑的种子发芽率≥50％，净种率≥80％，喷播量为2～3g/m²；所述大叶胡枝子的种子发芽率≥50％，净种率≥80％，喷播量为6～8g/m²。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的岩质边坡修复方法，其特征在于，所述草本植物包括大花金鸡菊、中华山蓼、狗牙根、矮化高羊茅中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的岩质边坡修复方法，其特征在于，所述大花金鸡菊的种子发芽率≥70％，净种率≥90％，喷播量为0.5～1g/m²；所述中华山蓼的种子发芽率≥70％，净种率≥90％，喷播量为0.5～1g/m²；所述狗牙根的种子发芽率≥70％，净种率≥90％，喷播量为0.5～1g/m²；所述矮化高羊茅的种子发芽率≥70％，净种率≥90％，喷播量为1～1.5g/m²。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的岩质边坡修复方法，其特征在于，步骤S3中，将所选取的边坡植物种子混合喷播在坡面上之前，先将种子提前浸种6～12h，而后沥干。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的岩质边坡修复方法，其特征在于，步骤S2中，对所述岩质边坡进行客土后，对坡面进行划线分区。