陈若虹,童志成,何司彦,赖碧丹
(1.广州市芳村市政园林建设工程有限公司,广东 广州 510360;2.广东环境保护工程职业学院,广东 佛山 528216;3.广西农业职业技术大学农业工程学院,广西 南宁 530007)
2020 年我国提出2030 年前实现碳达峰与2060 年前实现碳中和的战略目标。其中,风能作为一种洁净可再生能源,具有独特的优势和开发潜力。目前,在国内外的政策支持和技术创新的推动下,陆上风电场建设的规模仍在扩大。
国内陆上风电场受地理、气候、土地利用和政策等因素的影响,主要集中在沿海地区和山区,中国东北、华北、华东、华南、西南、西北等地区均有分布。各地区通过政策支持、技术创新和市场化机制等手段,推动了风电场的快速发展。图1 为风电场“风车花海”景观。
图1 风电场“风车花海”景观
风电场建设需进行大型风力发电机组运输、安装,土地开垦、道路开发和风能装机容量的增加对原有环境造成了一定扰动[1]。且处于风速、土壤和植被等多方面的特殊环境中,因此不可避免地造成原地貌、生态及植被的破坏,形成空地,地表局部坡度加大,土体结构松散,造成一定的水土流失。其自然生态恢复、水土保持工作面临挑战。
基于上述问题,本文结合项目实例探索一系列适用于风电场环境的植被自然生态景观恢复综合技术措施,对风电场项目的可持续发展具有一定指导意义。
广西藤县大黎一期、东黎(陆贝二期)风电场植被恢复项目,主要包括风机平台、进场道路、主线道路、支线道路上下边坡、集电线路区域、升压站四周边坡、临时生产生活区及周边的修整、覆土、植被恢复[2]。工作包括大面积客土喷播混合花灌草种,开穴点播、刻槽条播填充生态袋绿化,栽植攀援植物、灌木、乔木苗以及后期养护管理。
项目场址原植被主要为八角树、桉树、灌木、杂草。
(1)土壤类型。项目场址土壤主要为红壤和黄壤。红壤是酸性土壤,富含铁和铝氧化物,具有较好的保水保肥能力。黄壤是富含粘粒的土壤,较为肥沃。
(2)土壤质地。土壤质地以黏土和壤土为主,含有较高的粘粒和细粒含量,对水分的保持能力较好,排水性较差。
(3)pH。土壤pH 一般在5.5~6.5,属于酸性土壤。
(4)养分含量。土壤养分含量较高,尤其是有机质和氮、磷、钾等养分含量相对较高,为植物的生长提供了较好的养分基础。
根据现场坡度以及不同土质,有不同施工工艺[3]。主要采用客土喷播植草技术,开穴点播、刻槽条播填充植被培养袋、植苗造林等技术进行快速复绿保水。
(1)强风化岩边坡采用爬藤种植方式绿化或者挂网客土喷播方式进行绿化。
(2)土质边坡,采用开穴或刻槽的工艺,填充固定植被培养袋,采用灌草混种形式混播。局部道路陡峭高边坡,分阶梯种植爬藤类植物,边坡开穴如图2 所示。
图2 边坡开穴
(3)块石边坡绿化,边坡缝隙较大,坡度较陡,覆土困难,宜采用植被培养袋进行绿化。将填土植物生态袋嵌入碎石坡面上,每个植被培养袋内层配植藤本植物,袋子向外侧的一层附着草籽和灌木种子,发芽后与藤本植物一并构成完善的边坡植物群落。
(4)碎石混合边坡绿化,采用覆土、灌草混播方式,表层客土覆土厚度10cm,灌草混播,或者采用植被培养袋种植灌木和藤本植物。
客土喷播是风电场复绿应用的一项重要技术。利用特殊的喷射机械装置,将土壤基质、种子、肥料、保水材料、黏合剂、稳定剂等按照一定比例混合,以压缩空气或高压水柱作为输运介质,喷射到立地条件恶劣的坡面上,使其在坡面上附着,形成一稳定的富营养层系。植物种子在该营养土层中顺利生根、发芽和生长,建立一套以保护土壤植被为主要内容的生态修复系统。
(1)坡面清理。清理坡面杂物和浮石,采用机械和人工相结合的方式,对不具备机械施工条件区域进行人工清理,平整后边坡要求坡面平整,高差小于±10cm。
(2)边坡截排水处理。以坡顶的地质地形为基础,尽可能用人工建造的方式,对坡顶径流涌水进行疏导,防止坡顶涌水无规律、大面积冲刷边坡坡面。
(3)挂网、锚固。边坡开挖后,在遇到有起伏的斜坡时,需要在坡面上进行挂网。将网片用辅助锚杆进行加密、锚固,尽可能让网片与斜坡紧密结合。以利于喷播材料的附着生长。
(4)喷播作业。客土喷播植草的关键技术主要体现在基材配比及植被种子优选。结合项目原土的理化性质,确定客土及肥料的选择。土壤由普通土壤、有机营养土和土壤改良材料按7∶2∶1 比例配合而成。土质要通过小型筛土机进行筛选,筛选出的土质粒度不得超过1.5cm,以避免在喷播过程中经常出现堵塞。其他喷播用基质主要包括:有机肥,土壤改良剂,保水剂,黏合剂,稳定剂等,按照一定的比例进行混合。
为了达到快速、稳定、长效的绿化效果,应选择合适的混合灌草花籽。不同种类的草种、灌木,一旦萌发、成长,组成植物群落,就会相互依存,固土、成苗,发挥出生态修复的作用,可以最大程度地预防水土流失、坡面崩塌。
喷洒基质和植物种子,喷洒基质大约10cm 厚,分几次喷洒在坡面上,以达到良好的覆盖效果。喷播施工尽量不要在大风、暴雨之前进行,喷播要均匀,如有缺欠应及时修正。
(5)覆盖遮阳网。在混合植物种子喷播完毕后,立即覆盖遮阳网(或可生物降解无纺布)。无纺布的主要作用是减少坡面水分蒸发,改善种子发芽生长环境,防止鸟禽啄食种子,同时还可以减轻强降水对种子的冲刷。在草长到5~6cm 或2~3 片叶的时候,通常30~40d就可以揭去无纺布,覆盖无纺布和揭去无纺布后的复绿效果分别如图3、图4 所示。
图3 覆盖无纺布
图4 揭去无纺布后的复绿效果
(6)养护管理。覆盖遮阳网后,视天气情况,若无雨,首先要浇透一次水,接着根据天气情况适时浇水。在初期,最好采用雾化补水,因为雾化能减少冲刷,避免对土壤和苗木造成直接影响。
对受破坏的迹地和植被恢复的造林地进行人工抚育,可以缩短植被恢复时间,促使林分提早郁闭。
(1)基底清理,将大土块、石块、硬土以及其他杂物移走。
(2)挖穴,穴径和穴深应根据乔灌木的根系、土球大小及土质情况而定。
(3)施基肥,基肥施放于穴底。
(4)栽植,尽量选择雨后或阴天植苗,3—5 月份进行植苗。苗木栽于穴中心,苗挺直,将苗木周围的土压紧再回细土,回土要略高于苗木根茎处1~2cm。
(5)养护,种植后应对乔灌木苗浇透水,进入后续养护管理。
(1)应依照适地适树、生态优先、原生性、特有性、实用性等科学原则,种植当地生态系统中原有重要的植物种类,尽量恢复原有的植被,这有利于提高植物的适应性和生存率,并促进生态系统的稳定性。如必要也可适当引入适合当地生长的林木良种,引种时要考虑植物的适应性、生长速度、抗逆能力和生态功能,提高造林绿化质量[4]。
(2)既有浅根型又有深根型,既有豆科又有非豆科,既有乔木又有灌木,攀援、地被相结合。值得一提的是,固氮类植物在很多风电场项目,尤其在土壤贫瘠地区的植被恢复过程中发挥重要作用。该类植物根瘤的生物固氮能力不但能为植物自身提供养分,还能够改良土壤,提高土壤的肥力。
(3)灌花草籽混播[5],将草本植物的种子与花卉的种子混合播种,组成植物群落,以达到植被覆盖和美化景观的目的。草本植物的种子可以迅速发芽并形成覆盖地表的植被,花卉可以在风电场项目中增加色彩和美感,呈现风电场特有的“风车花海”的景观。
(4)广西藤县风电场项目植物选种。结合项目场址原植被以及土壤特性,选取合适的植物品种进行复绿,快速实现植被的恢复,效果理想。本项目适用的植物如表1 所示。
表1 本项目适用的植物
风电场植被自然生态景观恢复,应以生态学原理为依据,结合当地的气候条件、土壤特性和植被需求,科学选择适应当地气候和土壤条件的乔木、灌木、花、草、攀援植物,通过客土喷播,开穴点播刻槽条播填充植被培养袋,植苗造林等技术,实现受损生态的快速自然生态恢复,提高植被的质量和覆盖度,对于水土保持和保护生态环境具有积极的作用。绿色植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳,发挥一定的碳汇功能,助力碳中和。近年结合旅游开发,特有的“风车花海”美丽景观,提高了生态景观价值,具有良好的经济效益、社会效益和生态效益。