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        重建土壤的種類

        時(shí)間:2023-03-23 理論教育 版權(quán)反饋
        【摘要】:重建土壤作為種植土,通常包括表土、客土和人工土壤三大類,因各具不同特性,其配置及利用方式也有所不同。相比其他類型土壤,表土的優(yōu)點(diǎn)在于可使植物發(fā)育生長(zhǎng)良好、植物群落形成較快、恢復(fù)效果更接近原有植被。在植被建植工程中,表土的處理回用程序及要求如下。因此,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和施工條件,對(duì)表土剝離和存放做出完善的計(jì)劃及操作規(guī)程。
        重建土壤的種類_山東半島公路生態(tài)建設(shè)和修復(fù)工程技術(shù)及實(shí)踐

        重建土壤作為種植土,通常包括表土、客土和人工土壤三大類,因各具不同特性,其配置及利用方式也有所不同。

        (一)表土

        1. 表土利用

        表土是指施工前地表原生土壤的表層以及當(dāng)?shù)剞r(nóng)用土壤的上表耕作層、林地或灌叢草地根系密集的表層,其厚度為20~30 cm。表土是土壤中有機(jī)質(zhì)、土壤動(dòng)物、土壤微生物含量最多的層次,植物扎根于此并從中吸收養(yǎng)分、水分,且具有較好的團(tuán)粒結(jié)構(gòu),是一種寶貴的土壤資源。此外,表土最能體現(xiàn)土壤種子庫(kù)的功能,它所富含的鄉(xiāng)土植物種子和繁殖體,是快速恢復(fù)當(dāng)?shù)卦参锶郝涞闹匾镔|(zhì)基礎(chǔ),對(duì)植被演替更新和生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)具有重要的意義。相比其他類型土壤,表土的優(yōu)點(diǎn)在于可使植物發(fā)育生長(zhǎng)良好、植物群落形成較快、恢復(fù)效果更接近原有植被。因而對(duì)植被建植工程來(lái)講,利用具有生物活力的表土是最為有效、安全和經(jīng)濟(jì)的選擇。

        2. 表土施工

        為了節(jié)約土壤資源,充分提高表土利用率,在工程開挖時(shí)必須將表土層單獨(dú)剝離,集中存放,當(dāng)工程完工后再將表土回填進(jìn)行土壤重建。雖然這在一定程度上提高了工程造價(jià),但從資源有效利用和發(fā)達(dá)國(guó)家的成功經(jīng)驗(yàn)方面來(lái)看,其環(huán)境生態(tài)效應(yīng)要遠(yuǎn)高于表土施工的工程成本。在植被建植工程中,表土的處理回用程序及要求如下。

        (1)制定方案。表土剝離是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,由于地理位置的不同,需要對(duì)沿線的邊坡制定開挖路線、選擇取棄土場(chǎng),尤其是對(duì)沿線擬占用的農(nóng)田、山地,逐一進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘查、地形測(cè)量,計(jì)算實(shí)施工程量。還要做好充分的保護(hù)措施,保證在表土剝離、堆放期間內(nèi),不發(fā)生水土流失。因此,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和施工條件,對(duì)表土剝離和存放做出完善的計(jì)劃及操作規(guī)程。

        (2)剝離堆放。表土的剝離、挖掘采用機(jī)械化施工,一般厚度為30~50 cm,表土剝離時(shí),既要保證其肥力不遭受損失,也要將其性狀改變控制在最小范圍內(nèi),盡量不改變土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。剝離的表土堆放高度一般不高于5 m。為防止堆放表土產(chǎn)生水土流失和風(fēng)化,其堆面應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行壓實(shí),必要時(shí)還需在其上加蓋遮蔽材料。對(duì)于邊坡開挖施工連續(xù)的路段,表土存放地點(diǎn)一般間隔5 km設(shè)置一個(gè),且取自邊坡的表土與取自農(nóng)田的表土分開存放,因后者一般用于取、棄土場(chǎng)的復(fù)耕,而前者直接回填用于坡面植被建植。

        (3)處理回用。因表土剝離施工時(shí)的機(jī)械挖掘深度往往較大,土中多夾雜一些淋溶層及其以下的成分及礫石、雜質(zhì),需將其進(jìn)行過(guò)篩清除和無(wú)害化處理。因土壤重建的回填土方需用量大,通常還要另外加入種植土與表土混合,并摻入一定比例的有機(jī)質(zhì)、肥料、改良劑等添加材料,一般表土用量占總回填土方的60%~80%。處理后的表土通常回填、覆蓋于坡面的框格構(gòu)筑物內(nèi),利用框格的固土作用防止其流失,保障坡面植物生長(zhǎng)發(fā)育所需的土壤環(huán)境。

        (二)客土

        1. 客土來(lái)源

        所謂客土,是指非當(dāng)?shù)卦摹⒂蓜e處移來(lái)用于置換原生土的外地自然土壤,通常是指質(zhì)地較好的壤土、沙壤土(沙礫含量在5 %以下,最大粒徑在8 mm以下)或人工回填土。工程上的客土一般是將部分耕作熟化土壤、大量未經(jīng)耕作熟化的深層土壤,以及外源土壤與相關(guān)添加材料混合而成的。添加材料通常包括纖維材料、各類肥料(無(wú)機(jī)肥和有機(jī)肥)和土壤改良劑(保水劑、黏合劑和土壤穩(wěn)定劑)等,以達(dá)到保證客土的有機(jī)質(zhì)含量、增加植物生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)元素、提高客土的保水性和穩(wěn)定性的目的。

        客土來(lái)源多為施工當(dāng)?shù)氐奶烊煌寥?,例如農(nóng)田土壤、森林土壤、草原土壤或從別處質(zhì)地較好的土山、土坡中所開挖出的種植土,也可以是人工配置的回填土。工程中常用工程棄土、渣土及其混合物作為人工回填土。工程棄土主要是被機(jī)械挖掘出來(lái)的除去表土的原生土壤部分(淀積層、母質(zhì)層),工程渣土主要是機(jī)械開挖所產(chǎn)生的碎渣、碎石等。但對(duì)這兩種來(lái)源的回填土均需進(jìn)行人工處理、改良,通過(guò)人工過(guò)篩、攪拌,并加入適量的有機(jī)質(zhì)、植物纖維、改良劑、肥料等添加材料,使其具有良好的保水、保肥、穩(wěn)定性能以及一定的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。

        2. 客土改良

        客土的人工再造或改良應(yīng)考慮以下幾方面問(wèn)題。

        (1)具有良好的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)??屯林叙ち!⑸沉<梆そY(jié)劑、改良劑等改良材料的配比合理;通透性、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)良好,適于植物生長(zhǎng);在坡面上有較強(qiáng)的附著力和穩(wěn)定性,不易滑移、流失。

        (2)具有良好的肥水條件??屯林械⒘住⑩浄柿霞坝袡C(jī)質(zhì)含量充足,植物纖維、保水劑等添加材料的用量適宜,酸堿性適中,保水性、保肥性強(qiáng),滿足坡面植物生長(zhǎng)要求。

        (3)配置滿足經(jīng)濟(jì)性、生態(tài)性原則。坡面植被建植一般所需客土用量很大,但因國(guó)家對(duì)土地資源利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)政策日趨從緊,故客土的使用應(yīng)努力減少對(duì)天然土壤的依賴,盡量開發(fā)利用工程棄土、渣土和市政污泥作為客土主材;此外還需統(tǒng)籌考慮坡面植物品種組成,根據(jù)不同植物的生長(zhǎng)習(xí)性合理設(shè)計(jì)土層厚度,盡量減少用土規(guī)模,以實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約與生態(tài)恢復(fù)的協(xié)調(diào)。

        3. 客土施工

        客土一般適用于這三種情況:構(gòu)筑路堤邊坡需回填種植土,土質(zhì)邊坡表面為土壤剖面的淋溶層或淀積層,土石邊坡表面為土壤剖面的母質(zhì)層??屯潦┕ねǔ2捎萌斯せ靥?、機(jī)械噴送兩種方式覆蓋于坡面,前者多適用于中等及以下坡度土質(zhì)邊坡的土壤重建,必要時(shí)需在坡面修建固土構(gòu)筑物;后者多適用于中等及以上坡度的土質(zhì)或土石邊坡的土壤重建。因客土施工的主要目的是進(jìn)行坡面植被建植,故出現(xiàn)了將客土施工與植被建植相結(jié)合的機(jī)械建植技術(shù)——客土噴播,具體內(nèi)容詳見下節(jié)。

        (三)人工土壤

        以公路邊坡為例,邊坡大多為石質(zhì)邊坡或土石邊坡,因其坡面極度缺乏土壤基礎(chǔ)條件而無(wú)法通過(guò)常規(guī)方式進(jìn)行植被建植,目前解決此問(wèn)題的通行方法是在坡面上噴播人工土壤,即將含有植物種子及添加材料的植壤土(由人工專門配置)通過(guò)噴播機(jī)械噴敷到坡面上,使植物種子基于這種土壤材料基盤在坡面上生長(zhǎng)、發(fā)育。這種經(jīng)人工配置、專門用于巖質(zhì)坡面的土壤材料也稱為植生基材,屬于具有特殊理化性質(zhì)及成土與植生功能的復(fù)合材料,主要由部分植壤土與有機(jī)質(zhì)、肥料及多種添加劑等非土壤成分共同混合形成。其所含組分經(jīng)人工配置、噴播后,可在巖質(zhì)坡面上附著一層既能使植物得以生長(zhǎng)發(fā)育而又能抵御雨水沖刷的穩(wěn)定人工土層。作為坡面植物生長(zhǎng)的基盤,人工土壤除需具備常規(guī)土壤的基本理化特性外,還要求其能夠在坡面上長(zhǎng)期附著、存留,從而為坡面植物提供與自然土壤條件相似的穩(wěn)定生長(zhǎng)環(huán)境。人工土壤的主要作用在于提供巖質(zhì)坡面植物生長(zhǎng)所需的土壤結(jié)構(gòu),提供坡面植物長(zhǎng)期生長(zhǎng)所需的水分、養(yǎng)分條件,保持植生基材組分混合物的穩(wěn)定,與植物相互作用形成植生面的封閉和抗侵蝕防護(hù)層。

        人工土壤是巖質(zhì)坡面植物賴以生存的重要條件,對(duì)石質(zhì)邊坡這一極端的退化土壤生態(tài)系統(tǒng),需應(yīng)用土壤學(xué)、植被生態(tài)學(xué)理論,通過(guò)物理、化學(xué)和生物技術(shù)及相關(guān)技術(shù)工藝和工程措施,開展人工土壤結(jié)構(gòu)的重建,以恢復(fù)土壤生物多樣性,提高土壤理化穩(wěn)定性,為建立穩(wěn)定的坡面植物群落提供基礎(chǔ)保障。

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