西北地區(qū)破損山體植被恢復(fù)策略研究

西北地區(qū)破損山體植被恢復(fù)策略研究近年來，我們國家越來越重視城市發(fā)展中生態(tài)文明的建設(shè)，人們的生態(tài)環(huán)保意識也在不斷地提高。在城市建設(shè)發(fā)展的同時，人們也逐漸開始重視起周邊存在的生態(tài)問題。在我們國家生態(tài)及環(huán)保產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展的過程中，針對不同污染受損土地的整治和生態(tài)修復(fù)項目逐漸增多[1]。在十九大報告中，習(xí)-書記指出要加大生態(tài)系統(tǒng)保護力度，實施重要生態(tài)系統(tǒng)保護和修復(fù)重大工程，優(yōu)化生態(tài)安全屏障體系，構(gòu)建生態(tài)廊道和生物多樣性保護，提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性。在眾多類型的受污染受損土地中，采石廢棄地作為一種常見的土地受損類型，對其進行生態(tài)恢復(fù)與景觀重建成為許多地方所要面對的現(xiàn)實問題[2]。在二十世紀城市建設(shè)初期，烏魯木齊市對于燕南山體前期的的開山采石活動導(dǎo)致山體結(jié)構(gòu)遭到破壞，形成山巖裸露、砂石堆積的景象。山體存在著滑坡、坍塌等重大的安全隱患與災(zāi)害的風(fēng)險[3]，除此之外，燕南荒山植被系統(tǒng)損毀，物種多樣性被打破，無法維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定，對城市的市容市貌產(chǎn)生負面的影響。2017年5月，為響應(yīng)自治區(qū)-委提出建設(shè)“樹上山、水進城、煤變氣、地變綠、天變藍、城變美〞六大城市升級工程的工作指示，全面解決生態(tài)環(huán)境受損這一制約城市發(fā)展的主要問題，烏魯木齊市啟動了燕南荒山植被恢復(fù)的生態(tài)修復(fù)項目。本項目基于燕南荒山的總體概況，對山體的破損程度以及生態(tài)現(xiàn)在狀況展開了調(diào)查分析，緊密圍繞“樹上山〞這一核心訴求，對于燕南荒山的植被恢復(fù)項目提出一系列的分析思考與對策研究。1研究區(qū)概況1.1區(qū)位概況烏魯木齊燕南荒山的前身是二十世紀六七十年代烏魯木齊鐵路局烏拉泊采石場遺留下來的工業(yè)廢棄地，位于烏魯木齊河灘快速路與東繞城高速出入城的要沖部位〔圖1〕，是此區(qū)域內(nèi)的視線高點，在烏魯木齊市的城市總體規(guī)劃中地處繞城生態(tài)圈，在市域規(guī)劃中處于絲路新風(fēng)軸與川林園湖旅游軸的重疊交接帶附近，在烏魯木齊市的、生態(tài)、旅游發(fā)展等方面均是一個重要的位置所在。1.2地形地貌分析場地屬于為烏魯木齊中西部低山丘陵區(qū)，荒山總體呈東西走向，山體南面相對北面較為平緩。山腳及溝谷低洼區(qū)域生長少量植被。山體西側(cè)為原鐵路工程采石場，山體經(jīng)采石活動受到人工切割破壞，形成若干邊坡陡傾坑槽，最大高差約60m，采石場作業(yè)平臺及周邊堆放有大量廢棄碎石土及砂類土，并形成一定規(guī)模邊坡體?，F(xiàn)在狀況的主要觀賞面為破損的山體、外露的巖石、堆積的砂場，景觀效果極差〔圖2〕。1.3巖土分析項目區(qū)出露地層主要由上古生界石炭系中統(tǒng)祁家溝組〔C2q〕粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖夾鈣質(zhì)長石質(zhì)硬砂巖、二疊系紅雁池組〔P2h〕泥巖、泥質(zhì)粉礫巖、鈣質(zhì)硬砂巖夾礫巖和三疊系倉房溝組〔T1+2cn〕礫巖、砂巖構(gòu)成[4]。場地內(nèi)的土壤主要以戈壁土為主，礫石含量高、土層薄、貧瘠保水保肥性也差，沒有較好的栽培土壤條件。1.4植物現(xiàn)在狀況分析場地內(nèi)現(xiàn)有存活的植物以旱生、超旱生灌木、半灌木和多汁鹽堿類荒漠植物為主，其中梭梭〔Haloxylonammodendron〕、麻黃〔Ephedrasinica〕、駝絨藜〔Ceratoideslateens〕等居多，山地荒漠平原以針茅〔StipacapillataLinn.〕、沙蒿〔Artemisiadesertorum〕為主，周圍山地植被還有山地天然林、草甸林等。2設(shè)計原則和策略通過對燕南荒山現(xiàn)在狀況的踏勘與分析研究，對于燕南荒山的植被恢復(fù)研究提出以下幾點應(yīng)遵循的原則及相應(yīng)的策略。2.1多樣性燕南荒山山體綠化體量大、面積廣，因此在綠化設(shè)計過程中要運用多種類的植物來進行配置，以此來達到恢復(fù)過程中植物種類的多樣性要求。最終形成層次豐富、季相分明的綠化景觀效果[5]。在植被恢復(fù)設(shè)計過程中為體現(xiàn)多樣性原則，主要提出以下三方面策略：一方面是植物種類的多樣性。在燕南荒山綠化樹種的設(shè)計選擇上采用了變?nèi)~植物、色葉植物、開花植物、觀形植物、觀干植物。分別占植物總量的10%，15%，10%，60%，5%〔表1〕。對這些不同類型的植物進行有機地搭配和組合，打造視覺景觀上的層次與變化，從而造就富有創(chuàng)意的植物景觀模式，引起游客豐富的心理感受[9]。其二為植物體量的多樣性。植物體量的大小、高低也是構(gòu)成植物景觀層次分明的一個很重要的因素，植物體量的多樣性、差異性是形成高低錯落、疏密有致的植物景觀的關(guān)鍵。在燕南荒山的植物設(shè)計中采用不同體量的植物形成不同的植物群落，進而在整體的植物配置中區(qū)分出不同的區(qū)域和功能。具體設(shè)計例如：由各入口至山頂觀景點的人行登山漫步道兩側(cè)，設(shè)計種植大體量的喬木作為行道樹，形成綠色穹頂供游人遮蔭休憩;在各入口及節(jié)點處，種植小喬木及花灌木等中下層的小體量植物，起到引導(dǎo)入口空間、豐富入口景觀效果的作用。最后一方面則是植物色彩的多樣性。設(shè)計中種植了占總量35%的色葉植物、變?nèi)~植物與開花植物。在不同的季節(jié)與花期能夠呈現(xiàn)出繽紛多彩、富有生機的景觀效果。2.2生態(tài)性多年人為干擾的采石活動對燕南山體造成了不可逆的生態(tài)性破壞[6]，使得燕南山體的生態(tài)結(jié)構(gòu)、物種群落都有著不同程度的退化與損傷，生態(tài)物種的多樣性也遭到了很大程度的破壞?，F(xiàn)在狀況植被僅剩一些旱生植物。因此在植被恢復(fù)過程中遵循生態(tài)性原則至關(guān)重要。在設(shè)計策略方面，需要充分考慮了不同植被的生態(tài)位特征，通過優(yōu)化合理的植物配置，保證了植物群落結(jié)構(gòu)的合理性，特性的穩(wěn)定以及健全的功能[10]。設(shè)計中大量運用了抗性強、易存活的樹種。保證了燕南荒山植物恢復(fù)群落的循環(huán)以及再生的功能，維持了荒山小環(huán)境內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)的平衡。同時設(shè)計中考慮到山體不同的破損程度以及坡度，在設(shè)計過程中將破損山體依據(jù)坡度的大小分為0～30%，30%～50%，50%～90%的三大類依次進行植物配置，在緩坡區(qū)域種植大型喬木例如：大葉榆、大葉白蠟、黃榆、復(fù)葉槭、茶條槭等，在坡度較陡的30%～50%的坡度區(qū)域種植果樹類以及一些其他的中小型喬木，如：山桃、山楂、桃葉衛(wèi)矛、叢生火炬等。在坡度最為陡峭的50%～90%的坡度區(qū)域，則以灌木種植為主，如金葉榆、密枝紅葉李、紅瑞木、珍珠梅、重瓣榆葉梅〔Amygdalustriloba〕和樹錦雞兒等。這種分坡度喬灌木有機結(jié)合的植物群落種植形式也能夠在很大程度上提高燕南荒山植被恢復(fù)的植物群落生態(tài)穩(wěn)定性，使燕南荒山在逐步綠化恢復(fù)的過程中形成更加完整的植被結(jié)構(gòu)和植被層次，進而改善燕南荒山的局部小氣候，促進燕南荒山生態(tài)恢復(fù)的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定與循環(huán)。2.3性在燕南荒山植被恢復(fù)設(shè)計過程中，考慮植物景觀效果的同時，也不能忽視了經(jīng)濟性原則。燕南荒山綠化工程量巨大，極其特殊的地形地貌使得其施工的難度及造價也隨之增加，并且燕南荒山綠化工程后期的養(yǎng)護成本也高于普通的園林綠化工程，因此在前期的設(shè)計階段，考慮其經(jīng)濟性因素至關(guān)重要。在恢復(fù)策略方面，盡可能多地保留原先的旱生植被，減少成本。除此之外，選用了烏魯木齊地區(qū)常用于荒山造林的一些生長和綠化觀賞效果較好的樹種，例如：大葉白蠟、大葉榆、沙棗、檉柳、叢生火炬、密枝紅葉李、紅瑞木、金葉榆等，提高樹種的存活率以降低植物恢復(fù)所需的經(jīng)濟成本。同時也選用了一些抗性較強的樹種以此來減少植物后期的養(yǎng)護成本。從而達到經(jīng)濟型種植的要求。2.4適應(yīng)性破損山體有著諸多不利于種植的實際問題，例如：破碎陡峭的地形，貧瘠單薄的土層，采石爆破遺留的大量巖石等[7]。因此，在植被恢復(fù)的種植過程中我們要考慮適應(yīng)性原則，選擇一些適應(yīng)性較強的植物種類，如當?shù)貎?yōu)良的先鋒樹種和鄉(xiāng)土樹。在此次設(shè)計中鄉(xiāng)土樹種占到了設(shè)計總量的80%，其能夠更好更快地適應(yīng)本地獨有的氣候以及生長條件。能夠在新疆特殊的干旱缺水、風(fēng)沙大、冬季寒冷的環(huán)境條件中生長良好，脫穎而出的本地鄉(xiāng)土樹種無疑能夠在燕南荒山更好地適應(yīng)生長，耐旱耐寒、耐瘠薄、抗病蟲害、抗逆性強、同時對土壤的要求不高，取得很好的生態(tài)效益。2.5觀賞性燕南荒山的生態(tài)復(fù)綠工程不僅承擔(dān)著荒山綠化的任務(wù)，更是要將其打造成為烏魯木齊市的城市后花園，在發(fā)揮其生態(tài)綠肺功能的同時，也為居民們提供賞景的新去處。因此，燕南荒山的植物配置設(shè)計除了完成重建生態(tài)系統(tǒng)平衡、控制水土流失、維護物種多樣性的任務(wù)[8]，也要將綠化景觀的與觀賞性納入植物恢復(fù)設(shè)計的整體規(guī)劃當中。體現(xiàn)觀賞性原則在設(shè)計中主要通過以下四方面去著手：第一是種植春季開花的樹種，如山桃、山杏、暴馬丁香〔Syringareticulate〕、紅果山楂、紫丁香、歐洲莢蒾、重瓣榆葉梅等。其次種植色葉樹種，如：金葉榆、紫葉稠李、紅葉李等。除此之外還要種植秋季變?nèi)~的喬木，如：叢生火炬、小葉白蠟、復(fù)葉槭等。最后是種植冬季觀枝觀果的樹種，如紅果山楂、紅葉海棠、紅瑞木等。通過彩葉、變?nèi)~樹種的種植組合安排，在以綠色為主基調(diào)的大面積荒山綠化中，點綴粉色、紫色、黃色、紅色、白色等，打造獨特出彩的繽紛景象，讓游客耳目一新，體驗極佳的視覺觀賞效果。觀枝觀果植物的點綴也能從質(zhì)感上的差異與不同使游客感受到植物景觀設(shè)計的別致與創(chuàng)造力。3設(shè)計方案和技術(shù)難點3.1設(shè)計方案植被恢復(fù)作為生態(tài)修復(fù)工程項目中比重很大并且十分重要的一個部分，在設(shè)計過程中要多方面、多角度、多因素、多問題地思考。根據(jù)燕南荒山地形地貌破損度以及生態(tài)環(huán)境的特殊性，遵循設(shè)計原則提出五點恢復(fù)策略，將恢復(fù)策略運用到實際設(shè)計過程中，可將燕南荒山綠化整體分為大致的5個區(qū)域來進行配置。分別設(shè)計為破損面種植區(qū)、入口及節(jié)點種植區(qū)、沿路景觀綠化區(qū)、花卉種植區(qū)和山體密林區(qū)〔圖3〕。同時根據(jù)5個區(qū)域各自不同的地形現(xiàn)在狀況特點以及規(guī)劃預(yù)期目標，分別設(shè)計了不同的植物群落配置模式，5個區(qū)域植物配置所用到主要植物見表2。3.2技術(shù)難點3.2.1坡度大，種植難度大燕南荒山場地內(nèi)的最高高程為1222.48m，最低高程為1016.31m，場地內(nèi)有一處制高點〔高程為1222.48m〕和4處次高點〔高程分別為1206，1171，1154，1152m〕。場地南側(cè)較為平坦，北側(cè)地勢起伏較大，未破損山體最大坡度為50%，山體破損區(qū)域大多數(shù)為60%以上坡度，部分區(qū)域為反坡。巨大的高差及陡峭的山體坡度給植物種植的施工帶來前所未有的難度與挑戰(zhàn)。3.2.2場地內(nèi)原土風(fēng)化嚴重，土地瘠薄，不利于種植由于烏拉泊紅雁池區(qū)域常年大風(fēng)，導(dǎo)致表層土壤較少，表現(xiàn)出由山底向山頂遞減趨勢。山底緩坡處土層厚度為1.0～0.4m，山頂為土層厚度小于3.0cm。貧瘠的土壤非常不利于植物的種植，對于植物后期的生長扎根以及存活率也有很大的影響。3.2.3苗木種植所需水源問題場地內(nèi)水源高程為1020m，最高高程為1222.48m，由于山體較高，灌溉用水如何上山、苗木種植的用水問題也亟待解決。3.3解決辦法3.3.1種植措施針對燕南山體巨大的高差以及破損坡度大的問題，采取修建梯田式的種植平臺的方式來進行種植，將破損山體巖石層爆破后清運土石，開挖階梯，換上適宜植物生長的種植土，種植喬木、灌木植物以達到復(fù)綠效果[11]。解決土層瘠薄這一問題則要根據(jù)場地內(nèi)情況分為破損區(qū)與原生態(tài)區(qū)，種植時分別根據(jù)位置、巖石情況、土壤厚度、地形地勢等采用不同的處理方式[12]。在土層稀薄的區(qū)域，挖出巖石，進行整山換土，換上植物生長適宜的種植土，使土壤滿足植物的種植條件[13]。3.3.2灌溉供水措施當下，山體西北側(cè)有一處取水首部，設(shè)計時利用破損山體的深坑，設(shè)計兩處景觀水池對灌溉用水進行調(diào)蓄，由于山體較高，需要在山頂處設(shè)置三處工程水池加壓蓄水[14]，以確保山頂綠化灌溉，由三處山頂處的工程水池利用高程自流進行灌溉。同時，要注意深埋管線，防止燕南荒山常年的大風(fēng)對管線的破壞，從而影響灌溉效果[15]。4結(jié)束語對于燕南荒山植被恢復(fù)的思考與提出的策略是實施燕南荒山生態(tài)修復(fù)工程的有力保障，燕南破損山體生態(tài)修復(fù)工程的建設(shè)實施，具有三方面的現(xiàn)實意義：一方面能夠重新挖掘燕南破損山體獨特的景觀和生態(tài)利用價值，打造一個新的景觀坐標，為烏魯木齊市民的游覽出行提供一個新的選擇及去向，增強烏