CN110366896A - 边坡植被生态恢复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了边坡植被生态恢复方法，包括如下步骤：步骤一、进行台阶式削坡，构成若干个平台和斜坡，在平台上设置与斜坡同宽且正对斜坡的砖体墙，所述砖体墙嵌入地面的深度为500‑800mm，地面之上的高度为800‑1000mm，厚度为300‑500mm，砖体墙用C25水泥抹面；步骤二、在砖体墙和其正对的斜坡之间填充种植基质构成种植槽，并在种植槽中种植灌木和/或乔木植物；步骤三、将客土、低碱度水泥、保水剂、草本种子和/或灌木种子和水混合制成混凝土拌合物，并将所述混凝土拌合物喷播于所述斜坡上。通过群落演替的法则对边坡治理生态性好、修复率高、而且修复后演替方向稳定，不容易出现治理效果反弹。

Description

边坡植被生态恢复方法

技术领域

本发明涉及生态系统的修复方法，具体涉及边坡植被生态恢复方法。

背景技术

植被有吸收二氧化碳，释放氧气、涵养水源，保护淡水资源和保护土壤、防止水土流失等诸多好处，植被覆盖率会对当地的生态环境产生比较重要的影响。随着现在国家对环境问题的重视，大力发展植树造林、因地制宜保护耕地、增减挂钩、边坡植被生态恢复等建设。

针对边坡植被生态恢复问题，国内外进行多方面研究，主要集中在边坡防护、植被绿化、土壤基质改良、土壤重金属污染等方面，提出边坡稳定性装置、种植装置、集雨装置等方面的发明专利。传统边坡修复多主要包括削坡开级、抗滑桩、挡土墙、浆砌片石骨架等固坡措施，随着生态理念的普及和修复技术的发展，边坡植被修复技术得到快速发展，主要包括混凝土框架、预应力锚索框架、空心砖等坡面防护技术以及生态植被毯、生态灌浆、客土喷播、土工格室等坡面植被恢复技术。

目前的专利和研究成果复杂多样，针对高海拔地区边坡植被生态恢复问题，修复效果不全面，具有生态性差、修复率低、效果短期等问题，不能从根本上解决高海拔地区边坡植被生态恢复问题。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术针对高海拔地区边坡植被生态恢复的效果不全面、生态性差、修复率低、有效期短等问题，提供了边坡植被生态恢复方法，通过群落演替的法则对边坡植被治理达到了生态性好、修复率高、而且修复后演替方向稳定，不容易出现治理效果反弹。

本发明通过下述技术方案实现：

边坡植被生态恢复方法，包括如下步骤：

步骤一、进行台阶式削坡，构成若干个平台和斜坡，在平台上设置与斜坡同宽且正对斜坡的砖体墙，所述砖体墙嵌入地面的深度为500-800mm，地面之上的高度为800-1000mm，厚度为300-500mm，砖体墙用C25水泥抹面；

步骤二、在砖体墙和其正对的斜坡之间填充种植基质构成种植槽，并在种植槽中种植灌木和/或乔木植物；

步骤三、将客土、低碱度水泥、保水剂、草本种子和/或灌木种子和水混合制成混凝土拌合物，其中各组分的重量比为客土：低碱度水泥：保水剂：草本种子和/或灌木种子：水＝50:3:2:1:40并将所述混凝土拌合物喷播于所述斜坡上。

发明人先对高海拔地区的边坡进行机械削坡，将待治理的边坡削成台阶状或阶梯状，这样一来将原本的一个很长的坡便分隔成为了多个小的斜坡，一方面方便施工，另一方面即使出现滑坡其破坏力也被大大的削弱了；然后在平台上设置砖体墙，砖体墙的厚度可以视情况而定，具体的参考值为300-500mm，嵌入地面的深度为500-800mm，地面之上的高度为800-1000mm，同时为保证其整体性和稳固性，用C25水泥抹面；然后在砖体墙和其正对的斜坡之间填充种植基质，种植基质包括营养土、有机微生物、天然土壤等，将种植基质填充至高度达到砖体墙高度或者略低于砖体墙高度构成种植槽，在种植槽中相间种植一些灌木和/或乔木，最好是灌木和乔木都种植一些，因为高海拔地区的土地大多比较贫瘠，所以这里必须需要种植基质，乔木的种植最好选择生产速度较快的乔木，前期的种植乔木和灌木的根茎主要在种植基质中生长，当其根茎足够壮硕之后便会伸入边坡本身的土里，种植基质中的微生物也会缓慢的往边坡本身的土中扩散对边坡本身的土质进行改质，使其有利于植物的生长，在乔木生长的前期其所需的营养物质主要来源于种植基质，待其根茎深入边坡本身的土里后，边坡本身的土壤也能为其供能，最后，本方法中也采用了喷播法将草木和灌木的种植于斜坡上，这样一来该边坡便形成为了一个既包含有乔木群落、灌木群落及草本群落的复合型生态群落，我们知道群落演替的速度和群落的复杂度成正相关，而且群落演替的终点为森林，通过构件复杂度较高的复合型生态群落，使得该斜坡演替的速度显著加快，形成森林的趋势更加明显，演替速度的加快，斜坡中根系的分布密度持续增高，有利于在有限时间内边坡稳定性的加强，而且通过群落演替的法则对高海拔地区边坡治理生态性好、修复率高、而且修复后演替方向稳定，不容易出现治理效果反弹。

进一步的，所述的若干个平台上均挖设有蓄水槽，蓄水槽位于所述砖体墙与下一斜坡之间的平台上，所述种植槽的种植基质下预埋有若干根导流管，所述导流管外壁朝上的部分开设有若干个导流孔，所述导流管汇聚于与其距离最近的蓄水槽内。高海拔地区具体表现为降水量少、降水不规律、骤发性降水量大，针对生态环境整体的修复短期内来说是比较困难的，只能通过结合现有的地区特点制定相应的解决方针，所以发明人在每一个平台上均挖设了蓄水槽，当降水量较大时可对雨水进行储存；而且在种植槽的下方设置了导流管，当降水量过大时为防止雨水聚集在种植槽内，导致种植槽内的种植物出现烂根，所以设置了导流管，导流管外壁朝上的部分开设了若干个导流孔，多余的雨水通过导流孔流入管内，导流管汇聚于与其距离最近的蓄水槽内，蓄水槽对土壤中多余的雨水进行存储，同时由于机械削坡后，本坡面呈台阶状，而且蓄水槽中的水也会缓慢的向下渗透，总的来看便会产生阶级渗透；从而保证了每一个斜坡的水分保有量，为草本和灌木的生长提高了良好的湿度环境，有利于群落演替的稳定，而且水分和边坡本生的土质进行混合，提高了每一个斜坡内部泥土之间的粘合力，从而进一步的提高了斜坡的稳定性，降低了出现滑坡的风险和概率。

进一步的，所述导流管外包裹有土工布。为防止泥土进入到导流管内导致导流管被堵住，所以发明人又在土工布上包裹了土工布，一方面对泥土进行过滤，防止导流孔和导流管被堵住，另一方面，防止进入到蓄水槽中的水携带大量泥沙造成蓄水槽的容积减小，有利于蓄水槽的长期使用，降低维护频率。

进一步的，所述种植基质下部铺设有砾石层，所述导流管位于种植槽中的部分预埋于砾石层内。通过设置沙砾层对渗透水进行过滤，防止泥土将导流管包裹导致导流管的导流孔被堵住。

进一步的，在步骤二和步骤三之间还包括如下步骤：

步骤A、在所述斜坡上开设若干个深度为1.5m～4m的第一注浆孔；

步骤B、将有机物、肥料、保水剂、粘合剂、土壤及水分混合成黏糊状，通过注浆泵打入第一注浆孔内。其中各组分的重量比为有机物：肥料：保水剂：粘合剂：、土壤：水分＝1:12:8:6:54:41；

步骤C、在斜坡表面覆盖200mm～500mm的客土。

由于边坡水土流失严重，导致一些高海拔边坡内的土壤中基本没有微生物，土地非常贫瘠，喷播法种植的植物在生产一段时间后便出现枯死现象，所以发明人觉得针对这类的边坡除了从外治理外还需要对其本身的土壤进行治理，针对上述问题发明人又在步骤二和步骤三之间设置了上述步骤，使用注浆泵将有机物、微生物、肥料、保水剂、粘合剂、土壤及水分混合成黏糊状的土壤改性剂打入斜坡内，对土壤进行改性，另外还可以通过第一注浆孔放入大量蚯蚓；最后为防止斜坡上的草本植物和灌木过早的发生枯死，导致群落演替的停滞，所以本方法中发明人又在斜坡的表面覆盖了200mm～500mm的客土，具体覆盖厚度可以根据该边坡土壤的实际情况确定，经过上述操作后，两个月后，发明人又对土壤进行了采样，发现土壤的肥力以及土壤中微生物的含量显著提高；进一步的为群落的演替提供了环境基础。

进一步的，在步骤一和步骤二之间还包括如下步骤：

步骤D、在砖体墙和其正对的斜坡之间的平台和部分斜坡区域上开设若干个第二注浆孔，所述第二注浆孔的深度为2m～6m；并在所述第二注浆孔内插入生物可降解塑料制成的细管；所述细管的侧壁上开有若干个渗透孔；

步骤E、选取就近城市的城市污泥，并加入带有异养细菌的水，搅拌混合形成黏糊污泥；

步骤F、将所述黏糊污泥通过注浆泵打入第二注浆孔内。

有一些土壤中存在较多的重金属离子，重金属离子的存在不但会影响植物的正常生长，同时若重金属离子进入到生活用水中还会对该地区居民的健康造成影响，所以在边坡治理过程中重金属离子的降解也是非常重要的；针对这一问题发明人提出了生物治理的方式，具体为在砖体墙和斜坡之间开设若干个第二注浆孔，将城市污泥和异养细菌混合形成黏糊污泥，通过注浆泵打入第二注浆孔内，同时为了增大细菌的活动范围，需使各个位置都能为细菌的扩散和繁殖提供空间，所以发明人在第二注浆孔内插入了细管，同时在细管上开设了若干个渗透孔，也就是在注浆过程中，黏糊污泥的出口不止有一处，只要注浆泵的压力足够大的情况下，黏糊污泥便能从各个渗透孔中渗透出，对第二注浆孔的各个层进行渗透，有利于异养细菌的均匀分布，另外为了防止细管造成环境污染，所以本方法中细管的材料采用生物可降解塑料。城市污泥能够降低土壤中重金属离子的毒性，而异养细菌及其产物对溶解态的金属离子有很强的配合能力，细菌细胞壁带有负电荷，使得细菌表面具有阴离子的性质，金属离子与细胞表面结构物质上的羟基阴离子和磷酸阴离子发生相互作用而被固定，细菌细胞外膜上的结构成分很容易与金属发离子生反应，使金属离子结合到细胞表面，通常重金属结合到细菌细胞壁上，且研究表面活性污泥中的细菌微生物能够吸附有毒重金属离子并将其保留在体内，通过细菌对重金属离子的吸附和降解，一方面有利于保证群落演替的顺利进行，另一方面，防止了重金属离子对当地居民生活用水的污染。

进一步的，生物可降解塑料为PBS。与其它生物降解塑料相比，PBS力学性能十分优异，接近PP和ABS塑料；耐热性能好，热变形温度接近100℃，改性后使用温度接近100℃，克服了其它生物降解塑料耐热温度低的缺点；加工特性良好，可在现有塑料加工通用设备上进行各类成型加工，是目前降解塑料加工性能最好的，同时可以共混大量碳酸钙、淀粉等填充物，降低材料成本，另外其在与水体和微生物接触的条件便会发生降解，故而当使用完成后不需要进行拆除，节约了工序。

进一步的，所述异养细菌包括枯草芽孢杆菌。枯草芽孢杆菌(B.subtilis)细胞壁上的肽聚糖，可以从土壤中配合大量的金属离子，特别是大多数过渡金属，如富集第一副族金属可以大于1nmol/μg。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、通过群落演替的法则对高海拔地区边坡治理生态性好、修复率高、而且修复后演替方向稳定，不容易出现治理效果反弹；

2、通过蓄水槽阶级渗透；从而保证了每一个斜坡的水分保有量，为草本和灌木的生长提高了良好的湿度环境，有利于群落演替的稳定，而且水分和边坡本生的土质进行混合，提高了每一个斜坡内部泥土之间的粘合力，从而进一步的提高了斜坡的稳定性，降低了出现滑坡的风险和概率。

3、通过细菌对重金属离子的吸附和降解，一方面有利于保证群落演替的顺利进行，另一方面，防止了重金属离子对当地居民生活用水的污染。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为使用本发明的构成的边坡的结构示意图；

图2为本发明中导流管的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

边坡植被生态恢复方法，包括如下步骤：

步骤一、进行台阶式削坡，构成若干个平台和斜坡，在平台上设置与斜坡同宽且正对斜坡的砖体墙，所述砖体墙嵌入地面的深度为500-800mm，地面之上的高度为800-1000mm，厚度为300-500mm，砖体墙用C25水泥抹面；

步骤二、在砖体墙和其正对的斜坡之间填充种植基质构成种植槽，并在种植槽中种植灌木和/或乔木植物；

步骤三、将客土、低碱度水泥、保水剂、草本种子和/或灌木种子和水混合制成混凝土拌合物，并将所述混凝土拌合物喷播于所述斜坡上；本实施例中，各组分的重量比为客土：低碱度水泥：保水剂：草本种子和/或灌木种子：水＝50:3:2:1:40并将所述混凝土拌合物喷播于所述斜坡上。

先对边坡进行机械削坡，将待治理的边坡削成台阶状或阶梯状，这样一来将原本的一个很长的坡便分隔成为了多个小的斜坡，一方面方便施工，另一方面即使出现滑坡其破坏力也被大大的削弱了；本实施例中，种植基质包括营养土、有机微生物、天然土壤等。

本实施例中，在种植槽中相间种植一些灌木和乔木，乔木的种植最好选择生产速度较快的乔木，前期的种植乔木和灌木的根茎主要在种植基质中生长，当其根茎足够壮硕之后便会伸入边坡本身的土里，种植基质中的微生物也会缓慢的往边坡本身的土中扩散对边坡本身的土质进行改质，使其有利于植物的生长，在乔木生长的前期其所需的营养物质主要来源于种植基质，待其根茎深入边坡本身的土里后，边坡本身的土壤也能为其供能，最后，本方法中也采用了喷播法将草木和灌木的种植于斜坡上，这样一来该边坡便形成为了一个既包含有乔木群落、灌木群落及草本群落的复合型生态群落，我们知道群落演替的速度和群落的复杂度成正相关，而且群落演替的终点为森林，通过构件复杂度较高的复合型生态群落，使得该斜坡演替的速度显著加快，形成森林的趋势更加明显，演替速度的加快，斜坡中根系的分布密度持续增高，有利于在有限时间内边坡稳定性的加强。通过上述步骤，将边坡变成了如图1所示的结构。

由于高海拔地区具体表现为降水量少、降水不规律、骤发性降水量大，针对生态环境整体的修复短期内来说是比较困难的，只能通过结合现有的地区特点制定相应的解决方针，所以发明人在每一个平台上均挖设了蓄水槽，当降水量较大时可对雨水进行储存；所述的若干个平台上均挖设有蓄水槽，蓄水槽位于所述砖体墙与下一斜坡之间的平台上，所述种植槽的种植基质下预埋有若干根导流管，所述导流管外壁朝上的部分开设有若干个导流孔，如图2所示，所述导流管汇聚于与其距离最近的蓄水槽内。且为防止泥土进入到导流管内导致导流管被堵住，种植基质下部还铺设有砾石层，所述导流管预埋于砾石层内，导流管外还包裹有土工布。

实施例2

本实施例相较于实施例1的区别在于，由于边坡水土流失严重，导致一些废弃边坡内的土壤中基本没有微生物，土地非常贫瘠，喷播法种植的植物在生产一段时间后便出现枯死现象，通过对多个这类边坡的土壤进行检测，发现这些地区的土壤肥力很低，微生物和有机物的含量偏少，针对上述问题本实施例中又在步骤二和步骤三之间设置了如下步骤：

步骤A、在所述斜坡上开设若干个深度为1.5m～4m的第一注浆孔；

步骤B、将有机物、微生物、肥料、保水剂、粘合剂、土壤及水分混合成黏糊状，通过注浆泵打入第一注浆孔内；本实施例中，各组分的重量比为有机物：肥料：保水剂：粘合剂：、土壤：水分＝1:12:8:6:54:41；

步骤C、在斜坡表面覆盖400mm的客土。

使用注浆泵将有机物、微生物、肥料、保水剂、粘合剂、土壤及水分混合成黏糊状的土壤改性剂打入斜坡内，对土壤进行改性，另外本实施例中还通过第一注浆孔放入了大量蚯蚓；最后为防止斜坡上的草本植物和灌木过早的发生枯死，导致群落演替的停滞，本实施例中，又在斜坡的表面覆盖了400mm的客土。

实施例3

本实施例相较于实施2的区别在于，有一些土壤中还存在较多的重金属离子，重金属离子的存在不但会影响植物的正常生长，同时若重金属离子进入到生活用水中还会对该地区居民的健康造成影响，所以在边坡治理过程中重金属离子的降解也是非常重要的，所以本实施例中还包括如下步骤：

步骤D、在砖体墙和其正对的斜坡之间的平台和部分斜坡区域上开设若干个第二注浆孔，所述第二注浆孔的深度为2m～6m；并在所述第二注浆孔内插入生物可降解塑料制成的细管；所述细管的侧壁上开有若干个渗透孔；本实施例中可降解塑料为PBS；

步骤E、选取就近城市的城市污泥，并加入带有异养细菌的水，搅拌混合形成黏糊污泥；本实施例中，异养细菌包括枯草芽孢杆菌、伤寒沙门菌和革兰阴性细菌等；

步骤F、将所述黏糊污泥通过注浆泵打入第二注浆孔内。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.边坡植被生态恢复方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、进行台阶式削坡，构成若干个平台和斜坡，在平台上设置与斜坡同宽且正对斜坡的砖体墙，所述砖体墙嵌入地面的深度为500-800mm，地面之上的高度为800-1000mm，厚度为300-500mm，砖体墙用C25水泥抹面；

步骤二、在砖体墙和其正对的斜坡之间填充种植基质构成种植槽，并在种植槽中种植灌木和/或乔木植物；

步骤三、将客土、低碱度水泥、保水剂、草本种子和/或灌木种子和水混合制成混凝土拌合物，其中各组分的重量比为客土：低碱度水泥：保水剂：草本种子和/或灌木种子：水＝50:3:2:1:40并将所述混凝土拌合物喷播于所述斜坡上。

2.根据权利要求1所述的植被生态恢复方法，其特征在于，所述的若干个平台上均挖设有蓄水槽，蓄水槽位于所述砖体墙与下一斜坡之间的平台上，所述种植槽的种植基质下预埋有若干根导流管，所述导流管外壁朝上的部分开设有若干个导流孔，所述导流管汇聚于与其距离最近的蓄水槽内。

3.根据权利要求2所述的植被生态恢复方法，其特征在于，所述导流管外包裹有土工布。

4.根据权利要求2所述的植被生态恢复方法，其特征在于，所述种植基质下部铺设有砾石层，所述导流管位于种植槽中的部分预埋于砾石层内。

5.根据权利要求1所述的植被生态恢复方法，其特征在于，在步骤二和步骤三之间还包括如下步骤：

步骤A、在所述斜坡上开设若干个深度为1.5m～4m的第一注浆孔；

步骤B、将有机物、肥料、保水剂、粘合剂、土壤及水分混合成黏糊状，通过注浆泵打入第一注浆孔内。其中各组分的重量比为有机物：肥料：保水剂：粘合剂：、土壤：水分＝1:12:8:6:54:41；

步骤C、在斜坡表面覆盖200mm～500mm的客土。

6.根据权利要求1所述的边坡植被生态恢复方法，其特征在于，在步骤一和步骤二之间还包括如下步骤：

步骤D、在砖体墙和其正对的斜坡之间的平台和部分斜坡区域上开设若干个第二注浆孔，所述第二注浆孔的深度为2m～6m；并在所述第二注浆孔内插入生物可降解塑料制成的细管；所述细管的侧壁上开有若干个渗透孔；

步骤E、选取就近城市的城市污泥，并加入带有异养细菌的水，搅拌混合形成黏糊污泥；

步骤F、将所述黏糊污泥通过注浆泵打入第二注浆孔内。

7.根据权利要求6所述的边坡植被生态恢复方法，其特征在于，所述生物可降解塑料为PBS。

8.根据权利要求6所述的边坡植被生态恢复方法，其特征在于，所述异养细菌包括枯草芽孢杆菌。