基于宫胁法的垃圾填埋场植被重建研究*

赖泓宇 金云峰

同济大学建筑与城市规划学院景观学系 上海 200092

基于宫胁法的垃圾填埋场植被重建研究*

赖泓宇 金云峰

同济大学建筑与城市规划学院景观学系 上海 200092

通过分析目前垃圾填埋场植被修复过程中存在的问题，指出可用“宫胁造林法”加以指导，而该方法首要解决乡土种和地带性植被选择问题。通过对上海地区垃圾填埋场的植被调查和乡土植被的野外适应性评价，结果表明: 1)共有植物189种，其中乡土种172种，占90%；2)主要群落为香樟、女贞和构树群落，这符合上海地区潜在地带性植被特点，还发现加拿大一枝黄花可作为修复前期的先锋植物；3)狗牙根、葎草、构树等植物抗污染性强,可进行植被修复。在此基础上，总结出上海地区垃圾填埋场植被重建推荐植物名录，这有助于“宫胁造林法”在垃圾填埋场植被选择应用上加以完善。

植被选择，宫胁造林法，垃圾填埋场

城市垃圾填埋场封场后将不再填埋垃圾，对周边地区造成环境污染。因其场地自然条件恶劣，污染情况较严重，用普通的物理和化学方法治理则需很高成本，而植物修复是一种相对低成本的方法。目前垃圾填埋场重建过程中主要采取人工化植被修复模式，虽在景观效果上能取得较好效果，但在实践过程中，这种模式并没有很好地达到修复效果[1-4]。

日本生态学家宫胁昭提出的“宫胁造林法”目前在热带雨林恢复[5]、荒山绿化[6]、防护林建设[7]等场地自然条件严重受人类干扰影响的修复方面应用较广并取得良好效果。应用宫胁造林法对城市垃圾填埋场植被修复的关键是确定乡土种、地带性植被类型、群落类型和演替规律。

本研究通过对上海地区垃圾填埋场植被的本底调查，了解填埋场植物的种类、生长情况及植被类型，群落演替规律，同时结合野外栽培适应性实验的结果，推荐筛选出适宜上海地区垃圾填埋场重建的植物种类，为应用宫胁造林法修复垃圾填埋场的植物选择提供指导。

1 研究方法

1.1 植被现状调查

1.1.1 样地选择

文章对上海市11个垃圾填埋场进行植被本底调查并结合进行野外抗逆性栽培实验。这11个垃圾填埋场已经封场，不再继续填埋垃圾，其中顾村垃圾填埋场现有植被情况较好，人为干扰较少。

1.1.2 调查方法

当地植被本底调查的主要内容分为植被物种调查、植物群落调查和植物演替规律总结。植被物种调查包括确定乡土种和植物类型。查阅《华东五省一市植物名录》和《上海植物志》，确定所调查的植物是否为上海地区乡土种，同时确定植物所属科属和进行植物生活型辨别。植物群落调查主要是样方调查，样方调查采取植物社会学调查方法(即法瑞学派调查法)：根据不同植物群落类型以及群落的边界大小确定调查的样方大小，根据对上海人工植被和次生植被的分类体系确定调查的群落类型[8]。而植物演替规律则是结合前面两项调查总结出演替初期、中期和后期阶段的主要植物特征。

1.2 野外抗逆性栽培实验

野外抗逆性栽培实验选择9种(构树、苦楝、蚊母树、枸杞、小蜡、小叶黄杨、小叶女贞、狗牙根、麦冬)上海地区常见绿化植物在顾村垃圾填埋场进行，以便确定垃圾填埋场这种特殊生境对所修复植物造成何种程度的影响。根据调查和栽培实验对主要植物进行生长势评定，按优劣不同依次分为优、良、中、差4个等级，分别用加号数目表示。

2 结果与分析

2.1 上海地区垃圾填埋场植被物种

调查结果发现，总的来说，尽管垃圾填埋场环境条件恶劣，生态系统退化，污染情况严重，对周围环境形成较大干扰，大大降低了环境品质，不适宜人们在周边居住和生活，但仍然有一定数量的植物能在垃圾填埋场中生长且长势良好[9]。

调查到垃圾填埋场的植物有189种(表1)，隶属77科165属，有7种生活型的植物，常绿植物和落叶植物分别有31种和44种。主要以一年生和多年生草本植物占据优势，有103种，占总数的55%，在属和科的层面上分别有93种和44种，分别占总属数的和总科数的53%和41%，物种多样性非常丰富。这与草本植物较强的种子传播能力和适应性较强有关。而乔木和灌木较少，分别有45种和30种。其中乡土种有172种，分属29科，占总种数的90%。各垃圾填埋场的乡土种也占据绝对优势，所占比例均在70%以上，草本植物种数也比乔木和灌木种数多(表2)。这反映了乡土种在垃圾填埋场特殊生境下的较强适应性、稳定性和抗逆性。调查中还发现，外来入侵植物如加拿大一枝黄花(Solidagocanadensis)也分布较广，优势度最高，这表明加拿大一枝黄花在垃圾填埋场植被修复前期占据一定优势。同时还调查了垃圾填埋场植被生长情况，由于大部分垃圾填埋场封场时间较长，植被生长普遍良好，但银杏(Ginkgobiloba)、日本晚樱(Prunusserrulatavar.lannesiana)等景观效果好的树种生长较差。

2.2 上海地区垃圾填埋场植物群落

通过对上海地区垃圾填埋场植物群落调查发现，主要存在以下几种类型：1)以女贞(Ligustrumlucidum)、香樟(Cinnamomumcamphora)为主的常绿阔叶林群落；2)以构树为主的落叶阔叶林群落；3)以女贞、香樟、无患子(Sapindusmukorossi)为主的常绿落叶阔叶混交林群落。

群落调查结果显示，垃圾填埋场的植物生活型呈现出以常绿落叶阔叶林为主的特征，而上海地区的地带性植被特征为常绿落叶阔叶混交林，两者是比较吻合的，说明上海地区垃圾填埋场植被特征符合当地地带性植被。

2.3 上海地区垃圾填埋场植物演替规律

根据植被本底调查和群落调查，发现上海地区垃圾填埋场的植被修复存在以下演替规律：

先锋阶段(加拿大一枝黄花+狗牙根、葎草等草本植物群落)→中间阶段(构树等乡土浅根性群落)→顶级阶段(构树+女贞+香樟等乡土常绿阔叶林群落)

植被修复整体呈现出从先锋草本植物到阳性植物再到顶级群落的演替过程，符合上海地区自然群落的演替规律，顶级群落的植物种类特征符合上海地区地带性植被为亚热带常绿阔叶林和常绿落叶阔叶混交林为主的特点。

2.4 野外抗逆性栽培实验结果

通过野外抗逆性栽培实验发现[10]，垃圾填埋场因存在受重金属等污染的土壤环境、抑制植物生长的填埋气和渗滤液等影响，抗污染力强的植物如葎草(Humulusjaponicus)、构树(Broussonetiapapyrifera)、苦楝(Meliaazedarach)等生长较好，且在自然修复过程中也有发现，而一般园林植物如蚊母树(Distyliumracemosum)、枸杞(Lyciumbarbarum)等则出现不同程度的死亡现象。根据调查和栽培实验对主要植物进行生长势评定，蚊母树生长情况不佳，实验死亡率很高，野外生长也不佳，枝条稀疏叶片枯萎。而构树、狗牙根(Cynodondactylon)、葎草等植物的生长情况很好，构树等植物还发现了更新苗。

2.5 上海地区垃圾填埋场重建植被选择推荐

根据前文研究分析可以表明上海地区垃圾填埋场植被修复适用的植物符合潜在地带植被特征，并且抗污染力强的乡土种在这种特殊生境下生长良好。因此，综合当地植被本底调查总结出上海地区垃圾填埋场植被修复主要推荐植物(表3)。

表1 上海地区垃圾填埋场植物生活型分析

表2 上海地区垃圾填埋场植被调查统计表

表3 上海地区垃圾填埋场植被修复主要推荐植物

3 结论与讨论

3.1 结论

本文通过对上海地区垃圾填埋场植被本底调查和野外抗逆性栽培实验，得出以下结论：

1) 上海地区垃圾填埋场植被中乡土种占优势，主要群落符合地带性植被特征。乡土种具有更强的适应性和稳定性，这为宫胁造林法在垃圾填埋场植被修复应用中提供了坚实的保障，有利于筛选合适的植被种类。

2) 应选择抗污染性强的植被进行修复。这是在垃圾填埋场这种特殊生境下成功运用宫胁造林法的关键之处，以便进行后期的植物修复建设，促进构建稳定的植物群落。

3) 加拿大一枝黄花可以作为垃圾填埋场植被修复前期的先锋植物。外来入侵植物在环境条件恶劣的生境下具有的独特优势，为垃圾填埋场植被修复提供了一个新的思路，在演替先锋阶段可以很好的适应生境，快速形成植被覆盖。

3.2 讨论

针对性地筛选出适宜上海地区垃圾填埋场植被修复的植被种类。如枸杞在郭婉如等[11]的试验中被作为抗性较好的推荐植物运用到垃圾填埋场植被修复中，但却与本次研究结果相悖，分析其中主要原因可能是枸杞既不是上海地区的乡土物种也非地带性植被，而是北方地区常见植物，在北方试验的植物并不能完全应用到上海地区。由于该植物推荐表并没有指明其运用地区，所以在实际操作中容易产生混淆和误导。

本文完善和深化了宫胁造林法在垃圾填埋场上运用的方法，并筛选出针对上海地区的植被修复推荐表。同时也为垃圾填埋场改造再利用提供一种新的思路，为垃圾填埋场成功改造为绿地空间，完善绿地系统规划提供了可靠方向，有利于解决中国土地资源有限与城镇绿地空间发展的矛盾[12-13]，缓解建设用地矛盾和绿地空间难以增加的压力，完善城市绿地系统规划，实现城市绿地优化和可持续发展。

[1]FLOWER F B,LEONE I A,GILMAN E F,et al.A study of vegetation problems associated with refuse landfills[M].USA：United States Environmental Protection Agency Publ，1987.

[2]ETTALA M O,YRJONEN K M,ROSSI E J.Vegetation coverage at sanitary landfills in Finland[J].Waste Management &Research，1988，6(1):281-289.

[3]虞莳君，丁绍刚.生命景观从垃圾填埋场到清泉公园[J].风景园林，2006(6):55-61.

[4]康汉起，吴海泳.寻找失落的家园：韩国首尔市兰芝岛世界杯公园生态修复设计[J].中国园林，2007，23(8):55-61.

[5]BENSON W H,GIULIO R T D. Biomarkers in hazard assessments of contaminated sediments[M]//Contaminated Sediment Toxicity Assessment，1992:241-265.

[6]胡静，杨树华，杨礼攀.宫胁法的原理、步骤及其在滇西北地区植被恢复中的应用[J].云南林业科技,2003(2):35-38.

[7]陈伟峰，达良俊，陈克霞，等.“宫胁生态造林法”在上海外环环城绿带建设中的应用[J].中国城市林业，2004，2(5):21-23.

[8]方和俊.上海城市绿地植物群落现状及综合评价研究[D].上海：华东师范大学,2006.

[9]王肖刚.上海市垃圾填埋场植被与土壤特性研究[D].上海：华东师范大学，2011.

[10]赖泓宇，孙文，达良俊.垃圾填埋气对植物生长影响初探[J].城市环境与城市生态,2013(2)：33-37.

[11]郭婉如，岳喜连，赵大民.垃圾填埋场营造人工植被的研究[J].环境科学，1994(2):53-58.

[12]周聪惠，金云峰.“精细化”理念下的城市绿复合型分类框架建构与规划应用[J].城市发展研究，2014，21(11):118-124.

[13]张悦文，金云峰.基于绿地空间优化的城市用地功能复合模式研究[J].中国园林，2016，32(2)：98-102.

Research on Vegetation Restorationon Landfill Based on Miyawaki’s Method to Afforestation

Lai Hongyu Jin Yunfeng

(College of Architecture and Urban Planning, Tongji University, Shanghai 200092, China)

By analyzing the problems arising in the landfill vegetation restoration process, the paper pointed out the availability of “Miyawaki’s method to afforestation” for the guidance, which would be used primarily for solving the native species and zonal vegetation selection. The vegetation investigation among the landfills in Shanghai and the adaptation evaluation for the native vegetation showed that: 1) There are 189 species of plants, of which 172 species are the native species, or 90%. 2)Cinnamomumcamphora,LigustrumlucidumandBroussonetiapapyriferaconstitute the major communities, which is in line with the characteristics of potential zonal vegetation in Shanghai. It was found thatSolidagocanadensiscould be used as a pioneer plant before the restoration. 3) The plants such asCynodondactylon,Humulusscandens,Broussonetiapapyriferaare strong anti-pollution plants, which could be selected for restoration. Based on these, the recommended plant catalog for landfill vegetation restoration was developed for Shanghai, which would contribute to the use “Miyawaki’s method to afforestation” to improve the plant selection for landfill vegetation restoration.

vegetation selection, Miyawaki’s method to afforestation, landfill

2016-07-20

同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司重点项目研发基金, 高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室自主与开放课题(课题编号：2015KY06)

赖泓宇(1989- )，男，博士研究生，研究方向为城市绿地系统规划。E-mai:lhycancer@126.com

金云峰(1963-)，男，教授，博士生导师，副系主任，研究方向为风景园林规划设计方法与工程技术，公园绿地与开放空间，中外园林与现代景观，风景旅游区保护与更新。E-mail：jinyf79@163.com

10.3969/j.issn.1672-4925.2017.01.004