專利名稱：：華東地區裸露巖石坡面植被恢復重建方法
技術領域：
：本發明屬于生態工程
技術領域：
，具體涉及一種適用于華東地區裸露巖石坡面的植被恢復及重建的方法。二.
背景技術：
：隨著我國工業現代化的迅猛發展，生態環境遭到一定程度的破壞，裸地面積不斷增大，水土流失嚴重。裸地形成的原因是多種多樣的有干旱、嚴寒、大風、暴雪等惡劣氣候；有洪水對土地的侵蝕和在另一個地點卻又使泥沙沉積，以及大風刮起沙土而后堆積，還有山坡滑塌等地形變遷等，但規模最大、方式最多、程度最為深刻的當數人為活動。在人口激增的巨大壓力下，對自然資源不合理開發利用，導致某些地區生態系統功能也逐步退化甚至喪失，裸地面積不斷增加，水土流失嚴重，致使沙生暴、洪災頻繁發生，嚴重威脅人類的生活、健康與發展。生態系統保護、恢復與重建，尤其是裸地植被系統的恢復與重建，已經成為我國乃至全世界面臨的緊迫問題和新興領域。據統計我國僅由于修建公路、采礦和采石造成的廢棄地達2.70X106hm2，且以2.00X104hm7yr的速度在增加，大大加劇了我國人多地少的矛盾和生態環境的退化。華東地區是我國經濟發達的地區之一，具有裸地約240萬公頃，雖然經過多年的努力力求把裸地覆綠，但由于技術條件所限，都沒有取得理想的效果，特別是由于城市開發、森林砍伐等形成的硬質裸地，植被難以自行修復。由于沒有植被覆蓋，裸地上就具有極端的環境條件，或者是潮濕，或者是干燥。共同點是光照強，溫度變化幅度大，風、霜、雨、雪等直接作用在裸露地面上；有一些原生裸地，如流動沙丘和坡度很大的裸露坡面，植物還來不及定居，就被流沙或坡面滑塌等把植物帶走。在這樣的地面上，完全依靠植物天然定居而保護地面是不可能的。必須采取人工措施，選擇適應性強，生長速度快的植物，通過人工播種或種植，并以一定的工程措施配合，幫助第一代植物定居下來。而實驗表明，本地植物都難以成為裸地的先鋒植物，必須經過良種的引進方可達到裸地第一代植物定居的目的。因此裸地植被恢復與重建技術，在加強生態系統建設技術措施上，改善我國居民生活的生態環境，具有特別重要的意義。本專利建立適合華東地區的植被恢復技術和方法，解決華東地區因工業開發、城市建設等造成的大量裸地的植被恢復問題。為華東地區的生態建設及長江三角洲地區的經濟和社會發展做出貢獻。三.
發明內容本發明需要解決的問題是提供一種適合華東地區巖石坡面植被恢復的技術，用以解決華東地區因工業開發、城市建設等造成的大量裸地的植被恢復問題，為該地區的生態建設及長江三角洲地區的經濟和社會發展做出貢獻。本發明是通過以下技術方案來實現的本發明所述的巖石坡面植被恢復方法包括在鋪有高強度土工及錨桿固定的巖質邊坡上噴附由泥炭土、種植土、植物纖維、粘合齊U、保水劑和緩釋肥等按一定比例組成的植生基質的基礎上，再將植物種子拌合表層基質，通過專用噴播機混噴植生基質到裸露巖石上從而實現對坡面的防護。具體方法按如下步驟進行1)坡面清理清除坡面浮石、浮土，盡可能平整坡面，局部凹陷處采用漿砌片石嵌補平順；消除由于不穩定石塊(巖體)可能引起崩塌、滑坡等地質災害，保證邊坡經修整和復綠后能保持長期的穩定。2)掛網、錨固先用氣壓鉆或電鉆在坡面上打孔，然后將高強度土工格柵開巻鋪掛在坡面上，再用灌漿固定錨桿或錨釘，錨桿固網，對于坡度45。以下巖體結構穩定的邊坡，或已作拱架的陡坡，可不掛網，而向巖面直接噴射混合好的材料；3)設置排水系統根據水源及坡面情況，合理設置噴灌系統，滿足客土噴播復綠養護的需要；4)噴附植物基質和種子完成上述施工工序和坡面排水系統后，按照設計比例混和攪拌基材混合物，濕潤坡面，高壓機械噴射混合植生基材，先噴射不含種子的基材混合物，然后噴射含植物工具種種子的植生基材，噴射時應盡可能的垂直坡面均勻噴射，避免仰噴，噴射時應作好標志線，并根據噴射面積估算材料用量，按從左至右，從上至下的順序進行；5)鋪設植被毯及噴水養護噴射完成后，及時覆蓋植被毯，防止雨水直接沖刷坡面造成基材混合物流失，前期養護時，根據天氣和蒸發情況，采用高壓噴霧器灑水，并保持35cm的濕潤深度，草發芽后，保持每天至少2次養護，直至45天后進入后期養護，后期養護適當減少灑水量，并根據實際情況選擇進行追肥及殺蟲等措施。本發明的有益效果是本發明提供了適合華東地區裸露巖石坡面植被重建的方法，該方法能夠在2-3個月使裸露巖石坡面覆綠，養護一年以后灌木和爬藤類植物長勢良好，喬木成活率90%以上，綠化效果顯著，通過2-3年的養護管理，植物群落對當地環境具有很強的適應性，重建的邊坡能夠保持長期的穩定，邊坡生態系統運行良好，本發明在加強生態系統建設技術措施的同時也改善我國居民生活的生態環境，為解決華東地區因工業開發、城市建設等造成的大量裸地的植被恢復問題提供了新的解決方式，為華東地區的生態建設及長江三角洲地區的經濟和社會發展做出貢獻。四.具體實施例方式本發明在江蘇省丹陽市建山廢棄礦山地質環境治理施工工程均能實現上述的有益效果。該地區礦山坡度多在30-60°之間，個別陡坡可達70。以上，山體巖性主要為灰巖組成，局部有較多的泥巖，極易形成滑坡體。掛網選用高強度土工格柵，一般是雙向雙層土工網，網格尺寸有7.4cmX7.4cm或4cmX4cm，也可采用14號鍍鋅鐵絲網，在山頂向后或坡頂上方延伸6cm-10cm，用錨釘固定后，回填土，坡頂固定好后，自上而下掛網，搭接距離不小于10cm，用火燒絲將其捆綁牢固，網和錨桿之間用火燒絲綁扎牢固，網面和坡面之間保持3-4cm左右的空隙。錨固時所用錨桿分自鉆式和自行加工兩種，自鉆式錨桿配以不同鉆頭可鉆進深度16-40cm不等，錨桿長度可據具體的坡面情況而定。1)對于坡度較大的坡面，客土噴播后的承載力較大，錨固時必須布置主錨釘，其行、列間距均為2m，對于不平順的位置需增設錨釘孔位，另外，在坡頂及搭接處用主錨釘固6定，其中坡頂至少布置一行，主錨釘用①16mm螺紋鋼，長度30-40cm;2)局部破碎嚴重區段，錨釘適當加大、加長、加密。在布置主錨釘位置用鑿巖機或用沖擊鉆鑿孔，鉆孔孔眼方向與坡面垂直，用鑿巖機鑿的孔徑大小為28-32mm，用沖擊鉆的孔徑為16mm，安裝主錨釘時外露9cm，外露部分做防銹處理。采用水泥注漿固定主錨釘，注漿后12小時方可進行下一步驟的施工，除主錨釘外，還必須采用〃L〃形①6mm-①8mm的鋼錨釘，錨釘長度根據實際情況分別采用150-250mm，〃L〃形錨釘橫向間距50cm，在鋪面網搭接處布置一行，間距lm;3)在坡面其余位置，每平方米不少于4-5個〃L〃形錨釘，且梅花形布置，施工中〃L〃形錨釘嵌入巖面不小于10cm，巖石處用電鉆鉆空后，用〃L〃形錨釘緊固，采用水泥注漿，鐵絲網與坡面保持一定間隙，并均勻一致；4)巖面處采用厚度為3-4cm的木條或草繩按一定間隔纏繞在鐵絲網上，以增加附著力，同時使客土厚度得到保證；5)對于個別不平順的坡面須增設〃L〃形錨釘；6)在網與巖面比較大的空隙間填入含有當地植物根系和易萌發的植物塊根的種植土，以有利于當地植被的侵入，促使種植土中的當地植被的種子、塊根和根莖的再生發芽和萌生但覆土不得超過網面。在養護管理設置噴灌系統的過程中，根據水源的位置，選擇水泵和水管，以保證有足夠的水壓到達噴播養護區，從水源到養護區，按照水管直徑從大到小的原則合理布設水管，并在區內設置旋轉噴頭，使水流成霧狀進行噴灌養護；坡面養護澆灌系統的布置在坡中間布設一個橫向4寸水管；在橫向水管上兩邊每15m布設一個縱向水管，規格用2寸水管，壓力不足時，用增壓泵增壓，根據現場的實際情況、水壓情況及養護需要布置旋轉噴頭，旋轉噴頭的布置以15m間距為宜。鋪網和錨固工序完成后，可進行噴附植生基質和種子施工。噴射分二次進行，首先噴射不含種子的混合料，嚴格按照設計厚度標準控制實際噴射厚度，厚度為6-10cm，基質噴播后，停滯10-20分鐘，待第一次噴射的混合土達到一定強度后，緊接著第二次噴射含有營養液及植物種子的混合材料，噴射厚度為l-2cm，噴射植生基質時盡可能從正面進行，凹凸部及死角要充分注意，依照從上到下、從左到右的順序分層進行，噴射混合材料平均厚度不小于8cm，在巖性破碎、巖石堅硬坡段噴層厚度可適當增加，施工時一定要核準規定的各種材料混合比例、用水量，防基材下流、客土下層空洞現象的出現。針對不同坡度裸露山體，進行實地考察，根據實際情況確定了針對性的試驗方案對于坡度大于70。的地段，用爬山虎、凌霄，爬藤類植物在坡腳攀援，用葛藤、長春油麻藤、黃馨，懸掛類植物從坡頂掛下來覆蓋綠化；對于坡度50。-70°地段，采用掛網客土噴播法進行綠化；對于坡度小于5(T的地段，采用水力噴播法綠化，方法與第二種相似，但是不需鋪網。植生基質主要由植物種子、種植土、粘合劑、土壤改良劑、生物菌肥、緩釋肥、保水劑等材料按一定的配比組成；植生基質在施工時與當地植壤土按比例混合形成植生基材，植生基材混合物種類、配比量見下表1;植壤土宜采用含水量《30%的地表種植土或森林腐殖質層土壤過lOmm篩后使用；植生基材采用的肥料、粘合劑、保水劑等材料的各項理化性能應達到下邊述物理要求有良好的附著力和粘結力，能附著在坡面上經得起自然降雨和人工灌溉的液力沖刷而不會出現大的侵蝕及基材層成份的流失；具有良好的團粒結構，總空7隙度>40%，容重應在0.8g/cm3-l.2g/cm有效持水量應大于40%;有良好的滲透性、保水性和保肥性；不應板結，干后不出現明顯的收縮和龜裂，不允許出現明顯的分層現象，植生基材的化學性能要求見表2。選擇的肥料是緩釋性復合肥料與有機肥料，有機肥料應充分發酵腐熟，復合肥料符合GB15063-2001規定，其中N:P:K為6:36:6，微生物菌劑的有效活菌數^2X108/g。所采用保水劑，外觀為粉末狀，適用pH值范圍5-9，吸水倍率^400g水/g保水劑，吸水倍率<20min。所采用粘合劑為聚乙烯類粘合劑并符合以下規定度Brookfield20轉/rain>1500CPS;最低的成膜溫度1(TC。從日本引進彎葉畫眉草及金雀花這兩種先鋒工具種，在華東地區裸地植被恢復中得到很好的效果，實現第一代先鋒植物在裸地坡面的定居。在植被毯或草簾鋪設過程中，植被毯搭接距離為4cm，被毯用①3mm鍍鋅U形鐵釘固定，完工后立即噴水，保持坡面濕潤直至種子發芽。表1植生基材草種、灌木、藤本、基材混合物種類及配比量<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權利要求一種華東地區裸露巖石坡面植被護坡方法，其特征在于該方法依靠植生基質、錨桿、高強度土工網與植被共同作用對坡面進行防護，具體方法按如下步驟進行1)坡面清理清除坡面浮石、浮土，盡可能平整坡面，局部凹陷處采用漿砌片石嵌補平順；2)掛網、錨固先用氣壓鉆或電鉆在坡面上打孔，然后將高強度土工格柵開卷鋪掛在坡面上，再用灌漿固定錨桿或錨釘，錨桿固網，對于坡度45°以下巖體結構穩定的邊坡，或已作拱架的陡坡，可不掛網，而向巖面直接噴射混合好的材料；3)設置排水系統根據水源及坡面情況，合理設置噴灌系統，滿足客土噴播復綠養護的需要；4)噴附植物基質和種子完成上述施工工序和坡面排水系統后，按照設計比例混和攪拌基材混合物，濕潤坡面，高壓機械噴射混合植生基材，先噴射不含種子的基材混合物，然后噴射含植物工具種種子的植生基材，噴射時應盡可能的垂直坡面均勻噴射，避免仰噴，噴射時應作好標志線，并根據噴射面積估算材料用量，按從左至右，從上至下的順序進行；5)鋪設植被毯及噴水養護噴射完成后，及時覆蓋植被毯，防止雨水直接沖刷坡面造成基材混合物流失，前期養護時，根據天氣和蒸發情況，采用高壓噴霧器灑水，并保持3～5cm的濕潤深度，草發芽后，保持每天至少2次養護，直至45天后進入后期養護，后期養護適當減少灑水量，并根據實際情況選擇進行追肥及殺蟲措施。2.根據權利要求1所述華東地區巖石坡面植被恢復的方法，其特征在于掛網選用高強度土工格柵，一般是雙向雙層土工網，網格尺寸有7.4cmX7.4cm或4cmX4cm，也可采用14號鍍鋅鐵絲網，在山頂向后或坡頂上方延伸6cm-10cm，用錨釘固定后，回填土，坡頂固定好后，自上而下掛網，搭接距離不小于10cm，用火燒絲將其捆綁牢固，網和錨桿之間用火燒絲綁扎牢固，網面和坡面之間保持3-4cm的空隙。3.根據權利要求1所述華東地區巖石坡面植被恢復的方法，其特征在于錨固時所用錨桿分自鉆式和自行加工兩種，自鉆式錨桿配以不同鉆頭可鉆進深度16-40cm，錨桿長度可據具體的坡面情況而定；1)對于坡度較大的坡面，客土噴播后的承載力較大，錨固時必須布置主錨釘，其行、列間距均為2m，對于不平順的位置需增設錨釘孔位，另外，在坡頂及搭接處用主錨釘固定，其中坡頂至少布置一行，主錨釘用①16mm螺紋鋼，長度30-40cm;2)局部破碎嚴重區段，錨釘適當加大、加長、加密，在布置主錨釘位置用鑿巖機或用沖擊鉆鑿孔，鉆孔孔眼方向與坡面垂直，用鑿巖機鑿的孔徑大小為28-32mm，用沖擊鉆的孔徑為16mm，安裝主錨釘時外露9cm，外露部分做防銹處理。采用水泥注漿固定主錨釘，注漿后12小時方可進行下一步驟的施工，除主錨釘外，還必須采用〃L〃形①6mm-①8mm的鋼錨釘，錨釘長度根據實際情況分別采用150-250mm，〃L〃形錨釘橫向間距50cm，在鋪面網搭接處布置一行，間距lm;3)在坡面其余位置，每平方米不少于4-5個〃L〃形錨釘，且梅花形布置，施工中〃L〃形錨釘嵌入巖面不小于10cm，巖石處用電鉆鉆空后，用〃L〃形錨釘緊固，采用水泥注漿，鐵絲網與坡面保持一定間隙，并均勻一致；4)巖面處采用厚度為3-4cm的木條或草繩按一定間隔纏繞在鐵絲網上，以增加附著力，同時使客土厚度得到保證；5)對于個別不平順的坡面須增設〃L〃形錨釘；6)在網與巖面比較大的空隙間填入含有當地植物根系和易萌發的植物塊根的種植土，以有利于當地植被的侵入，促使種植土中的當地植被的種子、塊根和根莖的再生發芽和萌生但覆土不得超過網面。4.根據權利要求1所述華東地區巖石坡面植被恢復的方法，其特征在于在養護管理設置噴灌系統的過程中，根據水源的位置，選擇水泵和水管，以保證有足夠的水壓到達噴播養護區，從水源到養護區，按照水管直徑從大到小的原則合理布設水管，并在區內設置旋轉噴頭，使水流成霧狀進行噴灌養護；坡面養護澆灌系統的布置在坡中間布設一個橫向4寸水管；在橫向水管上兩邊每15m布設一個縱向水管，規格用2寸水管，壓力不足時，用增壓泵增壓，根據現場的實際情況、水壓情況及養護需要布置旋轉噴頭，旋轉噴頭的布置以15m間距為宜。5.根據權利要求1所述華東地區巖石坡面植被恢復的方法，其特征在于鋪網和錨固工序完成后，進行噴附植生基質和種子施工，噴射分二次進行，首先噴射不含種子的混合料，嚴格按照設計厚度標準控制實際噴射厚度，厚度為6-10cm，基質噴播后，停滯10-20分鐘，待第一次噴射的混合土達到一定強度后，緊接著第二次噴射含有營養液及植物種子的混合材料，噴射厚度為l-2cm，噴射植生基質時盡可能從正面進行，凹凸部及死角要充分注意，依照從上到下、從左到右的順序分層進行，噴射混合材料平均厚度不小于8cm，在巖性破碎、巖石堅硬坡段噴層厚度可適當增加，施工時一定要核準規定的各種材料混合比例、用水量，防基材下流、客土下層空洞現象的出現。6.根據權利要求1所述華東地區巖石坡面植被恢復的方法，其特征在于針對不同坡度裸露山體，進行實地考察，根據實際情況確定針對性的施工方案對于坡度大于70。的地段，用爬山虎、凌霄爬藤類植物在坡腳攀援，用葛藤、長春油麻藤、黃馨懸掛類植物從坡頂掛下來覆蓋綠化；對于坡度50。-70°地段，采用掛網客土噴播法進行綠化；對于坡度小于50°的地段，采用水力噴播法綠化，方法與第二種相似，但是不需鋪網。7.根據權利要求1所述華東地區巖石坡面植被恢復的方法，其特征在于植生基質主要由植物種子、種植土、粘合劑、土壤改良劑、生物菌肥、緩釋肥、保水劑材料按一定的配比組成，植生基質在施工時與當地植壤土按比例混合形成植生基材，植壤土采用含水量《30%的地表種植土或森林腐殖質層土壤過10mm篩后使用，植生基材采用的肥料、粘合劑、保水劑材料的各項理化性能應達到下述物理要求有良好的附著力和粘結力，能附著在坡面上經得起自然降雨和人工灌溉的液力沖刷而不會出現大的侵蝕及基材層成份的流失；具有良好的團粒結構，總空隙度>40%，容重應在0.8g/cm3-l.2g/cm有效持水量應大于40%;有良好的滲透性、保水性和保肥性；不應板結，干后不出現明顯的收縮和龜裂不允許出現明顯的分層現象。8.根據權利要求1所述華東地區巖石坡面植被恢復的方法，其特征在于選擇的肥料是緩釋性復合肥料與有機肥料，有機肥料應充分發酵腐熟，復合肥料符合GB15063-2001規定，其中n:p:K為6:36:e，微生物菌劑的有效活菌數^2xio7g;所采用保水劑，外觀為粉末狀，適用pH值范圍5-9;吸水倍率^400g水/g保水劑，吸水倍率〈20min;所采用粘合劑為聚乙烯類粘合劑并符合以下規定度Brookfield20轉/rain>1500CPS;最低的成膜溫度1(TC。9.根據權利要求1所述華東地區巖石坡面植被恢復的方法，其特征在于從日本引進彎葉畫眉草及金雀花這兩種先鋒工具種，在華東地區裸地植被恢復中得到很好的效果，實現第一代先鋒植物在裸地坡面的定居。10.根據權利要求1所述華東地區巖石坡面植被恢復的方法，其特征在于在植被毯或草簾鋪設過程中，植被毯搭接距離為4cm，被毯用①3mm鍍鋅U形鐵釘固定，完工后立即噴水，保持坡面濕潤直至種子發芽。全文摘要本發明屬于生態工程
技術領域：
，具體涉及一種適用于華東地區裸露巖石坡面的植被恢復及重建的方法，本發明利用活性植物材料，及土工合成網等工程材料，通過植生基質專用噴射裝置將植生基質(植物工具種種子、營養土及粘結劑等材料)按照一定比例攪拌均勻根據設計厚度噴射到巖石坡面上，在巖石坡面上構建一個能保證植物自主生長的生態環境，通過植物的生長活動和其它輔助功能措施實現邊坡加固及復綠，達到裸露巖石坡面的植被重建目的。本發明在植物工具種及基質的配方等方面適用于華東地區巖石裸露坡面的植被恢復及重建，經過幾年的實施和推廣取得了顯著的生態效益。文檔編號A01G1/00GK101748719SQ20091026447公開日2010年6月23日申請日期2009年12月23日優先權日2009年12月23日發明者丁瑞清,倪武,王焱,田興軍,陳展慧申請人:南京大學