[關(guān)鍵詞] 巖石裸露面；生態(tài)系統(tǒng)；植被恢復(fù)技術(shù)
[摘 要] 以開發(fā)建設(shè)活動中產(chǎn)生的開挖裸露巖石面生態(tài)系統(tǒng)快速恢復(fù)技術(shù)為研究對象，通過模擬試驗、實地試驗、應(yīng)用試驗，篩選出在巖石裸露面適宜植物生長的復(fù)合植生混凝土配合比，提出了較為成熟的應(yīng)用技術(shù)。隨著經(jīng)濟、社會的不斷發(fā)展和城市化進程的加快，各類開發(fā)建設(shè)活動造成大量的山體邊坡巖石裸露面，不僅造成生態(tài)環(huán)境、自然景觀的破壞，而且成為誘發(fā)滑坡、崩塌等威脅人民生命財產(chǎn)安全的隱患。公路等工程為了保證正常運行和行車安全，僅對部分開挖裸露面采用砌石護坡或噴鉚支護等方法進行處理，與生態(tài)環(huán)境和自然景觀極不協(xié)調(diào)，并且對大多數(shù)開挖裸露面不予處理。如何對開發(fā)建設(shè)活動造成的巖石開挖裸露面進行整治并恢復(fù)植被，實現(xiàn)與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)，成為一項重要課題。為此，我們通過模擬試驗、實地試驗，在混凝土中摻入填充材料、肥料及保水劑等，研究成了既能與巖石坡面粘合、防止表面沖蝕，又能適宜植物發(fā)芽和生長的復(fù)合植生混凝土，取得了較好的效果。
1 研究區(qū)域氣象及地質(zhì)情況
1998 年起在浙江省安吉縣賦石水庫度假村附近裸露的山巖進行現(xiàn)場試驗研究。該地區(qū)屬中緯度北亞熱帶南緣季風區(qū)，氣候溫和，四季分明，雨量充沛。年平均氣溫12～16 ℃，最熱月(7 月) 平均氣溫28.1 ℃，最冷月(1 月) 平均氣溫為2.7 ℃，無霜期200～226 d。多年平均降水量為1 472 mm ，多年平均陸面蒸發(fā)量為733 mm ，多年平均水面蒸發(fā)量為884 mm。試驗區(qū)地質(zhì)以砂巖為主，夾頁巖，巖性致密堅硬，除部分地段因節(jié)理發(fā)育或斷層影響巖石較破碎外，大部分巖石新鮮完整。
2 研究內(nèi)容與方法
2.1 試驗設(shè)計
第一步，進行模擬試驗，篩選出較佳的材料配合比、應(yīng)用技術(shù)和養(yǎng)護條件。第二步，將模擬試驗篩選出的較佳材料配合比進行實地試驗。第三步，根據(jù)實地試驗結(jié)果，進行調(diào)整，設(shè)計應(yīng)用試驗方案，并實施。第四步，觀察研究應(yīng)用試驗的出苗生長和植被演替，提出適宜植物生長的復(fù)合植生混凝土配合比以及較為成熟的應(yīng)用技術(shù)。
2.2 試驗材料及設(shè)備
試驗材料有水，普通425 # 水泥，中粗砂，稻殼及木屑等填充材料，肥土、菜餅及復(fù)合肥，百慕達、高羊茅、黑麥草等草種，保水劑。試驗設(shè)備主要是噴漿機、攪拌機等。
2.3 應(yīng)用技術(shù)試驗
養(yǎng)護管理試驗設(shè)計3 個對照組：第1 組，每天澆水1 次，待出苗后停止養(yǎng)護；第二組每天澆水，待出苗后根據(jù)苗情澆水養(yǎng)護，直至郁閉；第三組與第二組同樣養(yǎng)護，待出苗后加入旱地龍澆水。
噴射厚度試驗：先在水平巖石面進行不同厚度試驗，厚度分別為5 ，6 ，8 ，10 ，12 cm；然后在不同坡度巖石面進行相同厚度試驗，坡比分別為1∶0.6、1∶0.8、1∶1、1∶1.2、1∶1.4 ，厚度均為8 cm。種子處理試驗設(shè)置3 個對照組：不浸泡、浸泡、浸泡至破口。保水劑應(yīng)用試驗包括保水劑用量試驗和層次分布作用試驗。用量試驗設(shè)計60 ，40 ，20 g/ m2 用量及不用保水劑共4 個對照組。層次分布作用試驗設(shè)計3 個對照組： ①面層、底層都摻加，用量40 g/ m2 ； ②僅在底層摻加40 g/ m2 ，面層不用； ③不用保水劑。
草種適應(yīng)性篩選試驗：選用了一些外來草本植物、鄉(xiāng)土草本植物以及低矮的木本植物進行適應(yīng)性試驗。
施工工藝試驗：坡面處理，陡坡面加鐵絲網(wǎng)與不加鐵絲網(wǎng)對噴射材料黏結(jié)度、穩(wěn)定性影響試驗，材料攪拌加入順序試驗，分層噴射厚度試驗，噴漿機噴射高度試驗，噴漿機允許材料最大粒徑試驗等。
3 應(yīng)用技術(shù)
3.1 適用的條件
坡度:坡比在1∶0.6 以下適用；坡比在1∶0.6～1∶0.4 之間，節(jié)理發(fā)育，巖面凹凸較多，可以采取底層增加水泥配比，加鐵絲網(wǎng)，適度增加厚度，播匍匐性強的草種等措施；坡比在1∶0.4 以上一般不適用。
坡長：在設(shè)置排水系統(tǒng)和橫向固定墻，加鐵絲網(wǎng)的前提下，理論上坡長不受限制。在實際施工中，坡長一般不宜超過50 m。巖石風化程度：普遍適用于節(jié)理發(fā)育、風化較好的巖石開挖面，對缺乏節(jié)理、未風化的硬巖，需要增加復(fù)合混凝土厚度，加網(wǎng)，增設(shè)橫向固定墻，并且不宜噴播高稈的草、木本植物。
3.2 草種選擇及用量
復(fù)合植生混凝土的綠化植物以草本為主。在草本植物選擇上要求耐貧瘠、耐干旱、根系發(fā)達，郁閉快。外來草本植物可選擇的有百喜草、百慕達、高羊茅、狗牙根、黑麥草等，鄉(xiāng)土草本可供選擇的有狗尾草、芒、結(jié)縷草等。木本可選擇低矮的品種如胡枝子、紫穗槐等。試驗表明，生長較好的有:秋季黑麥草與狗芽根混播，春季高羊茅與狗芽根混播，可少量加入鄉(xiāng)土草種。種子用量5 g/ m2 左右，種子粒徑小的可以減少用量，反之增加用量。
3.3 確定適宜的施工期
植物發(fā)芽需要適宜的水分、溫度條件，一般要求平均氣溫10 ℃以上并持續(xù)1～2 個月時間。復(fù)合植生混凝土施工期，應(yīng)綜合考慮降雨、氣溫、植物萌發(fā)生長規(guī)律等因素而確定。降雨對施工的影響很大。降雨少，有利于施工，但不利于植物生長，增加養(yǎng)護成本；降雨過多，特別是暴雨頻發(fā)季節(jié)，在植物未生長郁閉前，施工作業(yè)面易發(fā)生侵蝕沖刷，而且影響穩(wěn)定性，因此應(yīng)避開暴雨季節(jié)。氣溫過低時大多植物不萌發(fā)；氣溫過高時水分蒸發(fā)快，植物也不易萌發(fā)，即使萌發(fā)也因缺水而干枯。若在高溫季節(jié)施工，可用遮陰網(wǎng)降低溫度，但成本較高。
大多植物適宜春季播種；冷季型草種秋季播種也適宜，如黑麥草。綜合以上因素，南方施工適宜時期為4～6 月和9～10 月，其中9～10 月施工期草種應(yīng)選冷季型草。
3.4 復(fù)合植生混凝土噴射厚度
綜合分析坡面情況、坡度、施工期等因素來確定噴射厚度。研究坡面是巖石面，植物根系無法穿透，因而巖石面裂隙和風化情況制約著根系的伸展，一般來說巖石面裂隙和風化程度與噴射厚度成反比例關(guān)系。另外，巖石基礎(chǔ)面的滲水程度與噴射厚度也成反比例關(guān)系。
坡度越陡，水分越易流失，對植物生長越不利。因此，坡度大，厚度應(yīng)增加。但是，在超過1∶0.6 以上坡度時，厚度過大，易發(fā)生溜滑、崩塌現(xiàn)象。
施工期降雨豐沛，氣溫較適宜，厚度可以適當降低，反之要增加。在綜合以上因素后，確定合適厚度一般應(yīng)在6～12 cm。保證草本植物生長的最低厚度為6 cm。一般應(yīng)分層噴射，每層厚度不超過2 cm ，等凝固后再噴射下一層，最后一層噴射拌有種子的混凝土。草本植物每次噴射厚度一般應(yīng)控制在1.5 cm左右。
3.5 前期養(yǎng)護
澆水養(yǎng)護。前期根據(jù)氣溫和降雨情況進行澆水養(yǎng)護。澆水要注意控制水量，為防止沖刷表面宜采取噴霧方式，高溫季節(jié)以早晚澆水為宜。為增加抗旱能力，待出苗后可加入適量旱地龍澆水。植物生長正常時，可降低養(yǎng)護頻率，一般3 個月后可基本停止?jié)菜B(yǎng)護，但在高溫季節(jié)要注意觀測生長狀況。覆蓋養(yǎng)護。在生長初期，遇到高溫、強輻射季節(jié)，可用遮陰網(wǎng)覆蓋。
短剪養(yǎng)護。草本植物生長過于旺盛，可進行短剪養(yǎng)護，防止枯死。追肥養(yǎng)護。發(fā)現(xiàn)因缺肥生長不良，可以擇降雨天撒施尿素或進行葉面追肥。
3.6 其他
草種浸泡有利于提高發(fā)芽率，一般應(yīng)浸泡12 h 左右，防止破口。保水劑有利于植物生長，但見光易分解，在應(yīng)用時面層可以不摻加；與堿性材料混用后會降低膨脹度，應(yīng)用時應(yīng)注意；用量40 g/ m2 左右。
4 效果評價
試驗區(qū)植物已生長3 年，植物群落已形成。
(1) 植物生長發(fā)育狀況。生長發(fā)育良好，出苗整齊，坡比1∶ 0.4 以上局部區(qū)域出苗稀疏，3 個月后郁閉。后期狗芽根匍匐生長旺盛，抑制了高羊茅生長，部分高羊茅枯死。
(2) 覆蓋度。覆蓋度達98 % ，能有效地防止雨滴擊濺表層，減緩地表徑流。
(3) 生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)狀況。生態(tài)系統(tǒng)正在恢復(fù)，地衣、苔蘚形成，先鋒鄉(xiāng)土草本、木本植物不斷侵入，目前發(fā)現(xiàn)有狗尾草、爬山虎、酸漿、蒲公英、無患子等11 種植物，復(fù)合植生混凝土逐漸得到改良，土壤有所變厚，肥力增加。
(4) 景觀性。復(fù)合植生混凝土處理的巖石面形成了郁郁蔥蔥的植物群落，有很好的景觀效果，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。
(5) 安全性。巖石分化剝落、崩塌現(xiàn)象得到有效遏制，安全性與噴鉚支護處理和石塊貼面處理相當。
(6) 經(jīng)濟性。按常規(guī)計，噴鉚支護約80 元/ m2 ，砌石護坡需160 元/ m2 ，復(fù)合植生混凝土(按掛鐵絲網(wǎng)或格柵計) 僅為55 元/ m2 ，經(jīng)濟效益明顯。
