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西北地区破损山体植被恢复策略研究

出处:论文网
时间:2019-07-23

西北地区破损山体植被恢复策略研究

  近年来,我国越来越重视城市发展中生态文明的建设,人们的生态环保意识也在不断地提高。在城市经济建设发展的同时,人们也逐渐开始重视起周边存在的生态环境问题。在我国生态及环保产业的不断发展的过程中,针对不同污染受损土地的环境整治和生态修复项目逐渐增多[1]。在十九大报告中,习总书记指出要加大生态系统保护力度,实施重要生态系统保护和修复重大工程,优化生态安全屏障体系,构建生态廊道和生物多样性保护网络,提升生态系统质量和稳定性。在众多类型的受污染受损土地中,采石废弃地作为一种常见的土地受损类型,对其进行生态恢复与景观重建成为许多地方政府所要面对的现实问题[2]。在二十世纪城市建设初期,乌鲁木齐市对于燕南山体前期的的开山采石活动导致山体结构遭到破坏,形成山岩裸露、砂石堆积的景象。山体存在着滑坡、坍塌等重大的安全隐患与地质灾害的风险[3],除此之外,燕南荒山植被系統损毁,物种多样性被打破,无法维持生态系统的平衡与稳定,对城市的市容市貌产生负面的影响。

  2017年5月,为响应自治区党委提出建设“树上山、水进城、煤变气、地变绿、天变蓝、城变美”六大城市升级工程的工作指示,全面解决生态环境受损这一制约城市发展的主要问题,乌鲁木齐市启动了燕南荒山植被恢复的生态修复项目。本项目基于燕南荒山的总体概况,对山体的破损程度以及生态现状展开了调查分析,紧密围绕“树上山”这一核心诉求,对于燕南荒山的植被恢复项目提出一系列的分析思考与对策研究。   1 研究区概况

  1.1 区位概况

  乌鲁木齐燕南荒山的前身是二十世纪六七十年代乌鲁木齐铁路局乌拉泊采石场遗留下来的工业废弃地,位于乌鲁木齐河滩快速路与东绕城高速出入城的要冲部位(图1),是此区域内的视线高点,在乌鲁木齐市的城市总体规划中地处绕城生态圈,在市域旅游规划中处于丝路新风旅游轴与川林园湖旅游轴的重叠交接带附近,在乌鲁木齐市的交通、生态、旅游发展等方面均是一个重要的位置所在。

  1.2 地形地貌分析

  场地属于为乌鲁木齐中西部低山丘陵区,荒山总体呈东西走向,山体南面相对北面较为平缓。山脚及沟谷低洼区域生长少量植被。山体西侧为原铁路工程采石场,山体经采石活动受到人工切割破坏,形成若干边坡陡倾坑槽,最大高差约60 m,采石场作业平台及周边堆放有大量废弃碎石土及砂类土,并形成一定规模边坡体。现状的主要观赏面为破损的山体、外露的岩石、堆积的砂场,景观效果极差(图2)。

  1.3 岩土分析

  项目区出露地层主要由上古生界石炭系中统祁家沟组(C2q)粉砂岩、粉砂质泥岩夹钙质长石质硬砂岩、二叠系红雁池组(P2h)泥岩、泥质粉砾岩、钙质硬砂岩夹砾岩和三叠系仓房沟组(T1+2cn)砾岩、砂岩构成[4]。

  场地内的土壤主要以戈壁土为主,砾石含量高、土层薄、贫瘠保水保肥性也差,没有较好的栽培土壤条件。

  1.4 植物现状分析

  场地内现有存活的植物以旱生、超旱生灌木、半灌木和多汁鹽碱类荒漠植物为主,其中梭梭(Haloxylon ammodendron)、麻黄(Ephedra sinica)、驼绒藜(Ceratoides lateens)等居多,山地荒漠平原以针茅(Stipa capillata Linn.)、沙蒿(Artemisia desertorum)为主,周围山地植被还有山地天然林、草甸林等。

  2 设计原则和策略

  通过对燕南荒山现状的踏勘与分析研究,对于燕南荒山的植被恢复研究提出以下几点应遵循的原则及相应的策略。

  2.1 多样性

  燕南荒山山体绿化体量大、面积广,因此在绿化设计过程中要运用多种类的植物来进行配置,以此来达到恢复过程中植物种类的多样性要求。最终形成层次丰富、季相分明的绿化景观效果[5]。

  在植被恢复设计过程中为体现多样性原则,主要提出以下三方面策略:一方面是植物种类的多样性。在燕南荒山绿化树种的设计选择上采用了变叶植物、色叶植物、开花植物、观形植物、观干植物。分别占植物总量的10%,15%,10%,60%,5%(表1)。对这些不同类型的植物进行有机地搭配和组合,打造视觉景观上的层次与变化,从而造就富有创意的植物景观模式,引起游客丰富的心理感受[9]。其二为植物体量的多样性。植物体量的大小、高低也是构成植物景观层次分明的一个很重要的因素,植物体量的多样性、差异性是形成高低错落、疏密有致的植物景观的关键。在燕南荒山的植物设计中采用不同体量的植物形成不同的植物群落,进而在整体的植物配置中区分出不同的区域和功能。具体设计例如:由各入口至山顶观景点的人行登山漫步道两侧,设计种植大体量的乔木作为行道树,形成绿色穹顶供游人遮荫休憩;在各入口及节点处,种植小乔木及花灌木等中下层的小体量植物,起到引导入口空间、丰富入口景观效果的作用。最后一方面则是植物色彩的多样性。设计中种植了占总量35%的色叶植物、变叶植物与开花植物。在不同的季节与花期能够呈现出缤纷多彩、富有生机的景观效果。

  2.2 生态性

  多年人为干扰的采石活动对燕南山体造成了不可逆的生态性破坏[6],使得燕南山体的生态结构、物种群落都有着不同程度的退化与损伤,生态物种的多样性也遭到了很大程度的破坏。现状植被仅剩一些旱生植物。因此在植被恢复过程中遵循生态性原则至关重要。

  在设计策略方面,需要充分考虑了不同植被的生态位特征,通过优化合理的植物配置,保证了植物群落结构的合理性,特性的稳定以及健全的功能[10]。设计中大量运用了抗性强、易存活的树种。保证了燕南荒山植物恢复群落的循环以及再生的功能,维持了荒山小环境内的生态系统的平衡。同时设计中考虑到山体不同的破损程度以及坡度,在设计过程中将破损山体依据坡度的大小分为0~30%,30%~50%,50%~90%的三大类依次进行植物配置,在缓坡区域种植大型乔木例如:大叶榆、大叶白蜡、黄榆、复叶槭、茶条槭等,在坡度较陡的30%~50%的坡度区域种植果树类以及一些其他的中小型乔木,如:山桃、山楂、桃叶卫矛、丛生火炬等。在坡度最为陡峭的50%~90%的坡度区域,则以灌木种植为主,如金叶榆、密枝红叶李、红瑞木、珍珠梅、重瓣榆叶梅(Amygdalus triloba)和树锦鸡儿等。这种分坡度乔灌木有机结合的植物群落种植形式也能够在很大程度上提高燕南荒山植被恢复的植物群落生态稳定性,使燕南荒山在逐步绿化恢复的过程中形成更加完整的植被结构和植被层次,进而改善燕南荒山的局部小气候,促进燕南荒山生态恢复的生态系统稳定与循环。

  2.3 经济

  在燕南荒山植被恢复设计过程中,考虑植物景观效果的同时,也不能忽视了经济性原则。燕南荒山绿化工程量巨大,极其特殊的地形地貌使得其施工的难度及造价也随之增加,并且燕南荒山绿化工程后期的养护成本也高于普通的园林绿化工程,因此在前期的设计阶段,考虑其经济性因素至关重要。

  在恢复策略方面,尽可能多地保留原先的旱生植被,减少成本。除此之外,选用了乌鲁木齐地区常用于荒山造林的一些生长和绿化观赏效果较好的树种,例如:大叶白蜡、大叶榆、沙枣、柽柳、丛生火炬、密枝红叶李、红瑞木、金叶榆等,提高树种的存活率以降低植物恢复所需的经济成本。同时也选用了一些抗性较强的树种以此来减少植物后期的养护成本。从而达到经济型种植的要求。   2.4 适应性

  破损山体有着诸多不利于种植的实际问题,例如:破碎陡峭的地形,贫瘠单薄的土层,采石爆破遗留的大量岩石等[7]。因此,在植被恢复的种植过程中我们要考虑适应性原则,选择一些适应性较强的植物种类,如当地优良的先锋树种和乡土树。在此次设计中乡土树种占到了设计总量的80%,其能够更好更快地适应本地独有的气候以及生长条件。能够在新疆特殊的干旱缺水、风沙大、冬季寒冷的环境条件中生长良好,脱颖而出的本地乡土树种无疑能够在燕南荒山更好地适应生长,耐旱耐寒、耐瘠薄、抗病虫害、抗逆性强、同时对土壤的要求不高,取得很好的生态效益。

  2.5 观赏性

  燕南荒山的生态复绿工程不仅承担着荒山绿化的任务,更是要将其打造成为乌鲁木齐市的城市后花园,在发挥其生态绿肺功能的同时,也为居民们提供赏景的新去处。因此,燕南荒山的植物配置设计除了完成重建生态系统平衡、控制水土流失、维护物种多样性的任务[8],也要将绿化景观的艺术与观赏性纳入植物恢复设计的整体规划当中。

  体现观赏性原则在设计中主要通过以下四方面去着手:第一是种植春季开花的树种,如山桃、山杏、暴马丁香(Syringa reticulate)、红果山楂、紫丁香、欧洲荚蒾、重瓣榆叶梅等。其次种植色叶树种,如:金叶榆、紫叶稠李、红叶李等。除此之外还要种植秋季变叶的乔木,如:丛生火炬、小叶白蜡、复叶槭等。最后是种植冬季观枝观果的树种,如红果山楂、红叶海棠、红瑞木等。通过彩叶、变叶树种的种植组合安排,在以绿色为主基调的大面积荒山绿化中,点缀粉色、紫色、黄色、红色、白色等,打造独特出彩的缤纷景象,让游客耳目一新,体验极佳的视觉观赏效果。观枝观果植物的点缀也能从质感上的差异与不同使游客感受到植物景观设计的别致与艺术创造力。

  3 设计方案和技术难点

  3.1 设计方案

  植被恢复作为生态修复工程项目中比重很大并且十分重要的一个部分,在设计过程中要多方面、多角度、多因素、多问题地思考。根据燕南荒山地形地貌破损度以及生態环境的特殊性,遵循设计原则提出五点恢复策略,将恢复策略运用到实际设计过程中,可将燕南荒山绿化整体分为大致的5个区域来进行配置。分别设计为破损面种植区、入口及节点种植区、沿路景观绿化区、花卉种植区和山体密林区(图3)。同时根据5个区域各自不同的地形现状特点及规划预期目标,分别设计了不同的植物群落配置模式,5个区域植物配置所用到主要植物见表2。 3.2 技术难点

  3.2.1 坡度大,种植难度大 燕南荒山场地内的最高高程为1 222.48 m,最低高程为1 016.31 m,场地内有一处制高点(高程为1 222.48 m)和4处次高点(高程分别为1 206,1 171,1 154,1 152 m)。场地南侧较为平坦,北侧地势起伏较大,未破损山体最大坡度为50%,山体破损区域大多数为60%以上坡度,部分区域为反坡。巨大的高差及陡峭的山体坡度给植物种植的施工带来前所未有的难度与挑战。

  3.2.2 场地内原土风化严重,土地瘠薄,不利于种植 由于乌拉泊红雁池区域常年大风,导致表层土壤较少,表现出由山底向山顶递减趋势。山底缓坡处土层厚度为1.0~0.4 m,山顶为土层厚度小于3.0 cm。贫瘠的土壤非常不利于植物的种植,对于植物后期的生长扎根以及存活率也有很大的影响。

  3.2.3 苗木种植所需水源问题 场地内水源高程为1 020 m,最高高程为1 222.48 m,由于山体较高,灌溉用水如何上山、苗木种植的用水问题也亟待解决。

  3.3 解决办法

  3.3.1 种植措施 针对燕南山体巨大的高差以及破损坡度大的问题,采取修建梯田式的种植平台的方式来进行种植,将破损山体岩石层爆破后清运土石,开挖阶梯,换上适宜植物生长的种植土,种植乔木、灌木植物以达到复绿效果[11]。

  解决土层瘠薄这一问题则要根据场地内情况分为破损区与原生态区,种植时分别根据位置、岩石情况、土壤厚度、地形地势等采用不同的处理方式[12]。在土层稀薄的区域,挖出岩石,进行整山换土,换上植物生长适宜的种植土,使土壤满足植物的种植条件[13]。

  3.3.2 灌溉供水措施 目前,山体西北侧有一处取水首部,设计时利用破损山体的深坑,设计两处景观水池对灌溉用水进行调蓄,由于山体较高,需要在山顶处设置三处工程水池加压蓄水[14],以确保山顶绿化灌溉,由三处山顶处的工程水池利用高程自流进行灌溉。同时,要注意深埋管线,防止燕南荒山常年的大风对管线的破坏,从而影响灌溉效果[15]。

  4 结 语

  对于燕南荒山植被恢复的思考与提出的策略是实施燕南荒山生态修复工程的有力保障,燕南破损山体生态修复工程的建设实施,具有三方面的现实意义:一方面能够重新挖掘燕南破损山体独特的景观和生态利用价值,打造一个新的景观坐标,为乌鲁木齐市民的游览出行提供一个新的选择及去向,增强乌鲁木齐市的地区活力与区域影响力;另一方面燕南破损山体的生态景观修复也具有巨大的生态价值,在改善燕南荒山的小环境气候的同时改善周边居民的生活居住环境,并且保证了乌鲁木齐市的城市整体生态环境的平衡,重新构建错落凸显的城市绿脉,打造城市绿色文明的生态文化;第三方面,燕南破损山体的生态景观修复项目也将为乌鲁木齐市其他“树上山”项目后续工程的顺利推进起先导示范作用,最终实现乌鲁木齐市“树上山”城市升级工程的总体规划目标。希望通过本研究提出的策略能够为乌鲁木齐市乃至西北地区其他城市的破损山体生态景观修复研究提供一些参考。

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