[關鍵詞] 巖石裸露面；生態系統；植被恢復技術

[摘　要] 以開發建設活動中產生的開挖裸露巖石面生態系統快速恢復技術為研究對象，通過模擬試驗、實地試驗、應用試驗，篩選出在巖石裸露面適宜植物生長的復合植生混凝土配合比，提出了較為成熟的應用技術。隨著經濟、社會的不斷發展和城市化進程的加快，各類開發建設活動造成大量的山體邊坡巖石裸露面，不僅造成生態環境、自然景觀的破壞，而且成為誘發滑坡、崩塌等威脅人民生命財產安全的隱患。公路等工程為了保證正常運行和行車安全，僅對部分開挖裸露面采用砌石護坡或噴鉚支護等方法進行處理，與生態環境和自然景觀極不協調，并且對大多數開挖裸露面不予處理。如何對開發建設活動造成的巖石開挖裸露面進行整治并恢復植被，實現與周圍環境的協調，成為一項重要課題。為此，我們通過模擬試驗、實地試驗，在混凝土中摻入填充材料、肥料及保水劑等，研究成了既能與巖石坡面粘合、防止表面沖蝕，又能適宜植物發芽和生長的復合植生混凝土，取得了較好的效果。

1 　研究區域氣象及地質情況

    1998 年起在浙江省安吉縣賦石水庫度假村附近裸露的山巖進行現場試驗研究。該地區屬中緯度北亞熱帶南緣季風區，氣候溫和，四季分明，雨量充沛。年平均氣溫12～16 ℃，最熱月(7 月) 平均氣溫28.1 ℃，最冷月(1 月) 平均氣溫為2.7 ℃，無霜期200～226 d。多年平均降水量為1 472 mm ，多年平均陸面蒸發量為733 mm ，多年平均水面蒸發量為884 mm。試驗區地質以砂巖為主，夾頁巖，巖性致密堅硬，除部分地段因節理發育或斷層影響巖石較破碎外，大部分巖石新鮮完整。

2 　研究內容與方法

2.1 　試驗設計

    第一步，進行模擬試驗，篩選出較佳的材料配合比、應用技術和養護條件。第二步，將模擬試驗篩選出的較佳材料配合比進行實地試驗。第三步，根據實地試驗結果，進行調整，設計應用試驗方案，并實施。第四步，觀察研究應用試驗的出苗生長和植被演替，提出適宜植物生長的復合植生混凝土配合比以及較為成熟的應用技術。

2.2 　試驗材料及設備

    試驗材料有水，普通425 # 水泥，中粗砂，稻殼及木屑等填充材料，肥土、菜餅及復合肥，百慕達、高羊茅、黑麥草等草種，保水劑。試驗設備主要是噴漿機、攪拌機等。

2.3 　應用技術試驗

    養護管理試驗設計3 個對照組：第1 組，每天澆水1 次，待出苗后停止養護；第二組每天澆水，待出苗后根據苗情澆水養護，直至郁閉；第三組與第二組同樣養護，待出苗后加入旱地龍澆水。

    噴射厚度試驗：先在水平巖石面進行不同厚度試驗，厚度分別為5 ，6 ，8 ，10 ，12 cm；然后在不同坡度巖石面進行相同厚度試驗，坡比分別為1∶0.6、1∶0.8、1∶1、1∶1.2、1∶1.4 ，厚度均為8 cm。種子處理試驗設置3 個對照組：不浸泡、浸泡、浸泡至破口。保水劑應用試驗包括保水劑用量試驗和層次分布作用試驗。用量試驗設計60 ，40 ，20 g/ m2 用量及不用保水劑共4 個對照組。層次分布作用試驗設計3 個對照組： ①面層、底層都摻加，用量40 g/ m2 ； ②僅在底層摻加40 g/ m2 ，面層不用； ③不用保水劑。

    草種適應性篩選試驗：選用了一些外來草本植物、鄉土草本植物以及低矮的木本植物進行適應性試驗。

    施工工藝試驗：坡面處理，陡坡面加鐵絲網與不加鐵絲網對噴射材料黏結度、穩定性影響試驗，材料攪拌加入順序試驗，分層噴射厚度試驗，噴漿機噴射高度試驗，噴漿機允許材料最大粒徑試驗等。

3 　應用技術

3.1 　適用的條件

    坡度:坡比在1∶0.6 以下適用；坡比在1∶0.6～1∶0.4 之間，節理發育，巖面凹凸較多，可以采取底層增加水泥配比，加鐵絲網，適度增加厚度，播匍匐性強的草種等措施；坡比在1∶0.4 以上一般不適用。

    坡長：在設置排水系統和橫向固定墻，加鐵絲網的前提下，理論上坡長不受限制。在實際施工中，坡長一般不宜超過50 m。巖石風化程度：普遍適用于節理發育、風化較好的巖石開挖面，對缺乏節理、未風化的硬巖，需要增加復合混凝土厚度，加網，增設橫向固定墻，并且不宜噴播高稈的草、木本植物。

3.2 　草種選擇及用量

    復合植生混凝土的綠化植物以草本為主。在草本植物選擇上要求耐貧瘠、耐干旱、根系發達，郁閉快。外來草本植物可選擇的有百喜草、百慕達、高羊茅、狗牙根、黑麥草等，鄉土草本可供選擇的有狗尾草、芒、結縷草等。木本可選擇低矮的品種如胡枝子、紫穗槐等。試驗表明，生長較好的有:秋季黑麥草與狗芽根混播，春季高羊茅與狗芽根混播，可少量加入鄉土草種。種子用量5 g/ m2 左右，種子粒徑小的可以減少用量，反之增加用量。

3.3 　確定適宜的施工期

    植物發芽需要適宜的水分、溫度條件，一般要求平均氣溫10 ℃以上并持續1～2 個月時間。復合植生混凝土施工期，應綜合考慮降雨、氣溫、植物萌發生長規律等因素而確定。降雨對施工的影響很大。降雨少，有利于施工，但不利于植物生長，增加養護成本；降雨過多，特別是暴雨頻發季節，在植物未生長郁閉前，施工作業面易發生侵蝕沖刷，而且影響穩定性，因此應避開暴雨季節。氣溫過低時大多植物不萌發；氣溫過高時水分蒸發快，植物也不易萌發，即使萌發也因缺水而干枯。若在高溫季節施工，可用遮陰網降低溫度，但成本較高。

    大多植物適宜春季播種；冷季型草種秋季播種也適宜，如黑麥草。綜合以上因素，南方施工適宜時期為4～6 月和9～10 月，其中9～10 月施工期草種應選冷季型草。

3.4 　復合植生混凝土噴射厚度

    綜合分析坡面情況、坡度、施工期等因素來確定噴射厚度。研究坡面是巖石面，植物根系無法穿透，因而巖石面裂隙和風化情況制約著根系的伸展，一般來說巖石面裂隙和風化程度與噴射厚度成反比例關系。另外，巖石基礎面的滲水程度與噴射厚度也成反比例關系。

    坡度越陡，水分越易流失，對植物生長越不利。因此，坡度大，厚度應增加。但是，在超過1∶0.6 以上坡度時，厚度過大，易發生溜滑、崩塌現象。

    施工期降雨豐沛，氣溫較適宜，厚度可以適當降低，反之要增加。在綜合以上因素后，確定合適厚度一般應在6～12 cm。保證草本植物生長的最低厚度為6 cm。一般應分層噴射，每層厚度不超過2 cm ，等凝固后再噴射下一層，最后一層噴射拌有種子的混凝土。草本植物每次噴射厚度一般應控制在1.5 cm左右。

3.5 　前期養護

    澆水養護。前期根據氣溫和降雨情況進行澆水養護。澆水要注意控制水量，為防止沖刷表面宜采取噴霧方式，高溫季節以早晚澆水為宜。為增加抗旱能力，待出苗后可加入適量旱地龍澆水。植物生長正常時，可降低養護頻率，一般3 個月后可基本停止澆水養護，但在高溫季節要注意觀測生長狀況。覆蓋養護。在生長初期，遇到高溫、強輻射季節，可用遮陰網覆蓋。

    短剪養護。草本植物生長過于旺盛，可進行短剪養護，防止枯死。追肥養護。發現因缺肥生長不良，可以擇降雨天撒施尿素或進行葉面追肥。

3.6 　其他

    草種浸泡有利于提高發芽率，一般應浸泡12 h 左右，防止破口。保水劑有利于植物生長，但見光易分解，在應用時面層可以不摻加；與堿性材料混用后會降低膨脹度，應用時應注意；用量40 g/ m2 左右。

4 　效果評價

    試驗區植物已生長3 年，植物群落已形成。

(1) 植物生長發育狀況。生長發育良好，出苗整齊，坡比1∶ 0.4 以上局部區域出苗稀疏，3 個月后郁閉。后期狗芽根匍匐生長旺盛，抑制了高羊茅生長，部分高羊茅枯死。

(2) 覆蓋度。覆蓋度達98 % ，能有效地防止雨滴擊濺表層，減緩地表徑流。

(3) 生態系統恢復狀況。生態系統正在恢復，地衣、苔蘚形成，先鋒鄉土草本、木本植物不斷侵入，目前發現有狗尾草、爬山虎、酸漿、蒲公英、無患子等11 種植物，復合植生混凝土逐漸得到改良，土壤有所變厚，肥力增加。

(4) 景觀性。復合植生混凝土處理的巖石面形成了郁郁蔥蔥的植物群落，有很好的景觀效果，與周圍環境相協調。

(5) 安全性。巖石分化剝落、崩塌現象得到有效遏制，安全性與噴鉚支護處理和石塊貼面處理相當。

(6) 經濟性。按常規計，噴鉚支護約80 元/ m2 ，砌石護坡需160 元/ m2 ，復合植生混凝土(按掛鐵絲網或格柵計) 僅為55 元/ m2 ，經濟效益明顯。