风电场边坡生态恢复中木本植物的筛选试验与施工研究_曾铮.pdf

第 14 卷 第 4 期2023 年 2 月黑龙江科学HEILONGJIANG SCIENCEVol.14Feb.2023风电场边坡生态恢复中木本植物的筛选试验与施工研究曾铮，张鹏，何志高，桂思睿(国家电投集团江西电力有限公司新能源发电分公司，南昌 330096)摘要:为筛选出不同海拔下边坡生态修复中的植物类型，以某风电场为试验基地，分别在低海拔(700 m)和高海拔(1 000 m)边坡进行开沟直喷纤维微生物肥植物种子。木本植物类型包括马棘、多花木兰、银合欢、紫穗槐、刺槐、马尾松和湿地松(播种量均为5 g/m2)。种子喷播覆盖完毕后，定时多次随机调查不同植物类型的生长数量。结果表明，在高海拔开横沟处理的边坡上，生长状况较好的木本植物有马棘和刺槐。在低海拔开横沟处理的边坡上，生长状况较好的木本植物有马棘、刺槐和马尾松。综合试验区的生态环境和气候条件，在风电场生态修复过程中，低海拔边坡修复建议选择木本植物马棘、刺槐、马尾松，高海拔边坡修复建议选择木本植物马棘、刺槐。给出了契合木本植物生长的边坡生态恢复方案，以期为生态修复工程建设奠定基础。关键词:风电场;边坡生态恢复;海拔;木本植物中图分类号:X171.4文献标志码:A文章编号:1674 8646(2023)04 0063 03Study of Screening Test and Construction of Woody Plantsin Ecological Restoration of Wind Farm SlopeZeng Zheng，Zhang Peng，He Zhigao，Gui Sirui(New Energy Generation Branch，National Power Investment Group JiangxiElectric Power Co.，LTD.，Nanchang 330096，China)Abstract:In order to select botany types of slope ecological remediation in different altitudes，fiber microbial fertilizerplant seeds are furrowed and straightly sprayed at low(700 m)and high(1 000 m)altitude through taking a wind farmas the test base.Ligneous plants includes Indigofera pseudotinctoria，Magnolia multiflora，Leucaena leucocephala，Amorpha fruticosa，Robinia pseudoacacia，Pinus massoniana and Pinus elliottii(seed quantities are all 5 g/m2).Afterthe spray and coverage of seeds，the amount of growth of different plant types is randomly investigated several times atregular intervals.The results show that Indigofera pseudotinctoria and Robinia pseudoacacia grow better in the slope oftransverse furrow in high altitude;and Indigofera pseudotinctoria，Robinia pseudoacacia and Pinus massoniana growbetter in the slope of transverse furrow in low altitude.Under the consideration of ecological environment and weatherconditions of the test site，it is suggested to select Indigofera pseudotinctoria，Robinia pseudoacacia and Pinusmassoniana can be selected in the slope of transverse furrow in low altitude;and Indigofera pseudotinctoria and Robiniapseudoacacia can be selected in the slope of transverse furrow in high altitude in ecological restoration of wind farmslope.The study proposes the slope ecological restoration scheme suitable for woody plant growth to provide basis for theecological restoration.Key words:Wind farm;Ecological restoration of the slope;Altitude;Woody plants收稿日期:2022 12 08作者简介:曾铮(1991 )，男，本科，工程师。为优化风电场边坡生态修复方法，以木本植物马棘、多花木兰、银合欢、紫穗槐、刺槐、马尾松为研究对象，对经过低海拔开横沟后喷和高海拔开沟直喷纤维微生物肥处理的边坡进行试验，观察不同植物的生长状态，以寻找适合不同海拔种植的品种，通过合理设置施工作业流程达到生态修复目标。1不同海拔下不同植物类型的筛选试验1.1试验基地某风电场位于江西省吉安市新干县七琴镇、城上乡与抚州市乐安县及宜春市丰城市两县交界山脉，全年日照时数为1 935.7 h，全年平均气温为 15.3 17.7，年降水量为1 341 1 943 mm，无霜期 274 d。风场中心点坐标东经1154219.99、北纬274411.65，场址海拔高度介于 650 1 089 m，属山地风场。361.2供试材料木本植物为马棘、多花木兰、银合欢、紫穗槐、刺槐、马尾松和湿地松。1.3试验设计木本品种筛选为不同品种采用相同的 5 g/m2播种量。施工工艺设低海拔(700 m)开横沟后喷纤维微生物肥和高海拔(1 000 m)开沟直喷纤维微生物肥两种处理。1.4测定项目及方法试验于 2021 年 5 月 25 日植物种子喷播覆盖完毕，自 2021 年 57 月，以 15 d 为调查周期，分别记录不同海拔上各草本和木本的生长数量，重复记录 3 次。2021 年 7 月2022 年 3 月，以 30 d 为调查周期，分别记录不同海拔上不同草本和木本的生长数量，重复记录 3 次1。1.5数据处理与分析将每次调查记录各草本和木本的 0.25 m2植物株数转换为每平方米植物株数，运用公式求得 3 次重复的平均值和标准差，采用 Microsoft Excel 2016 绘制折线图进行数据分析。多花木兰、紫穗槐和湿地松在喷撒种子后并无存活痕迹，不予讨论2。2结果与分析2.1不同海拔下的木本品种生长差异2.1.1马棘在不同海拔下的生长差异马棘在不同海拔高度的植株数量随时间的推移有所波动，但总体呈下降趋势。具体见表 1。表 1马棘在不同海拔高度的植株数量随着时间的变化情况Tab.1Changing situation of the number of Indigoferapseudotinctoria in different altitudes with time调查项目低海拔(株/m2)高海拔(株/m2)第 1 次调查1636第 2 次调查2552第 3 次调查2017第 4 次调查824第 5 次调查1320第 6 次调查58第 7 次调查80第 8 次调查00第 9 次调查002.1.2银合欢在不同海拔下的生长差异银合欢在第 1 次调查中低海拔每平方米植物株数为 25 株，低于高海拔每平方米植物株数 62 株。第 2、3 次调查中，低海拔每平方米植物株数在 7 株左右，高于高海拔每平方米植物株数 1 株。第 4 次调查中，低海拔每平方米株数为 0 株，低于高海拔每平方米 1 株。第 5 次调查中，低海拔每平方米植物株数为 3 株，高于高海拔每平方米植物株数为 1 株。第 6 次调查中，高海拔每平方米植物株数为 1 株，高于低海拔每平方米植物株数。最后 3 次调查中，不同海拔上每平方米植物株数都为 0 株。2.1.3刺槐在不同海拔下的生长差异刺槐在高海拔每平方米植物株数大都高于低海拔每平方米株数。第 1 次调查中，高海拔(72 株)低海拔(34 株)。第 2 次调查中，高海拔(57 株)低海拔(44 株)。第 3 次调查中，高海拔(38 株)低海拔(26株)。第 4 次调查中，高海拔(38 株)低海拔(24株)。第 5 次调查中，高海拔(28 株)低海拔(3 株)。第 6 次调查中，高海拔(3 株)低海拔(7 株)。第 7次调查中，高海拔(7 株)低海拔(3 株)。第 8 次调查中，高海拔(7 株)低海拔(5 株)。第 9 次调查，高海拔(5 株)低海拔(8 株)。2.1.4马尾松在不同海拔下的生长差异随着调查时间的推移，马棘在不同海拔上的生长趋势呈先上升后下降再上升再下降的趋势。马棘在高海拔的生长趋势比在低海拔的生长趋势好。银合欢在不同海拔上每平方米植物株数呈大幅下降后稳定的趋势。刺槐在低海拔边坡每平方米植物株数呈先上升再下降后稳定的趋势，在高海拔边坡每平方米植株数量呈先下降后稳定的趋势。刺槐在高海拔的生长状况比在低海拔的生长状况好。马尾松在低海拔每平方米植物株数呈先上升再下降后稳定的趋势，在高海拔上每平方米植物株数呈先上升再下降再上升后下降的趋势，总体在低海拔的生长状况较好。2.2异常数据分析在第 1 次调查中，刺槐在低海拔每平方米株数为35 株，高海拔每平方米株数为 72 株。银合欢和马尾松每平方米植株数量较少的原因推测是由于刺槐生长过于快速和强势，导致它们生长空间和养分等生长要素缺乏。高海拔第 1 次调查每平方米刺槐株数为 72株，第 6 次调查中每平方米植物株数为 2 株，减少了70 株，其他植物的每平方米株数都有所减少。推测原因可能是画眉草生长过快，叶片侵占刺槐、马棘等其他植物的生长空间，遮挡植物生长所需的光照，导致植物植株数量减少。2.3同一海拔下不同木本植物的生长差异总体来看，随着调查时间的推移，马棘在不同海拔上的生长趋势呈先上升后下降再上升再下降，在高海拔的生长趋势比在低海拔的生长趋势好;银合欢在不同海拔上每平方米植物株数呈大幅下降后稳定的趋势;刺槐在低海拔边坡每平方米植物株数呈先上升再下降后稳定的趋势，在高海拔边坡每平方米植株数量46呈先下降后稳定的趋势，在高海拔的生长状况比在低海拔的生长状况好;马尾松在低海拔每平方米植物株数呈先上升再下降后稳定的趋势，在高海拔上每平方米植物株数呈先上升再下降再上升后下降的趋势，在低海拔的生长状况较好。在低海拔开横沟后喷的边坡处，相同的种子播种量萌发生长后，每平方米的刺槐和马棘存活数量比银合欢和马尾松多。在高海拔开沟直喷的边坡处，每平方米的刺槐生长数量比马棘、银合欢和马尾松的数量多。从生长状态方面来看，马尾松在低海拔每平方米植物株数比高海拔每平方米植物株数多，原因可能是马尾松适生于年均温 13 22 的环境条件下。而温度随海拔每上升 100 m 下降 0.6，低海拔(700 m)的温度比高海拔(1 000 m)高 1.8，故马尾松在低海拔区域生长状况较好。马棘具有抗旱、抗贫瘠、生活力强能力等优点，在岩石山等土壤中生长良好。3基于试验结果的边坡修复施工方案由于边坡生态防护具有系统性的特点，生态防护项目需选择木本植物。应根据种植目的、气温、降雨量、土壤结构、理化性质、边坡坡度选择植物种类。建设适合植物生长的环境，使整治理后的环境符合粗放管理的植物群落特征，最大限度保持水土，复原自然生态。边坡修复施工中使用的木本植物为马尾松和马棘，二者在抗旱、抗贫瘠、生命力强度、适宜温度、海拔方面较其他木本植物有一定的优势。选用优质耕作土为土壤，选用成形喷播机，使用无纺布、土工格室、制栅格网、锚杆、钢丝网及基质材料，保证植物正常生长，提升边坡稳固性。在基质材料选择方面，可选用腐植质、黏合剂、保水剂、肥料木、纤维草、纤维泥炭土和草炭土，各材料配比及种类不可千篇一律，应根据施工条件和边坡特点合理配置。实际施工中，应基于坡面坡度、气候、植株种类确定施工工艺，运用湿法和干法喷播相结合的作业方法，清理坡面后整理地势。挂网前将松动岩石和杂草清理干净，修整坡顶部棱角和坡面转角处棱角，呈现弧状后用草包土或覆土，回填至低洼处，使坡面平整度达标。对于较高的坡面结构，需分级施工，以保证坡面稳固，利于治理工作的顺利开展。防护网种类较多，包括土工格室网、三维土工网垫、金属网等，以上均可在制作成成品后使用锚杆作用于岩石上，达到防护效果。针对不同坡度，可选用相应的防护网。当坡度大于 11 时，使用土工格室网或金属网，二者作用于石质边坡，需运用平行对接加固铺网工艺，不得重复搭接，保证剖面与网之间存在 20 mm以下的间隙。在坡度小于 1:1 的土质边坡中，常用三维土工网垫作为防护网。此工程中存在石质边坡，需使用风机钻锚孔，解决边坡硬度大的问题。使用砂浆固锚杆，保证锚杆参数符合施工要求。锚杆长度为 80 100 cm，直径 18 20 cm。对于高陡矿山岩石坡面，使用的锚杆长度不得小于 3 m，且在 1 m2内需加设 3 根锚杆。对于光滑岩石和陡坡来说，应适度增加单位面积的锚杆数量。钻锚孔结束后，需合理选定喷播材料，不同基质材料的配比如下:2%的复合肥、1 1.5的黏合剂、0.8 1的保水剂、5%的有机肥、2%的植物纤维、50%60%的泥炭土、30%40%的黏土、3%的腐植质、20%的泥炭土和 75%的耕作土。运用湿法喷播，使用 2%的复合肥、1 1.5的黏合剂、12%的植物纤维、0.8 1的保水剂、40%的载质土和 45%的泥炭土。保证基材喷播表层厚度不低于 3 cm，基层不低于 7 cm，整体厚度不低于 10 cm。喷播前需根据实际面积测定马尾松和马棘的发芽率及种子用量。通过严格检查种子催芽处理结果，保证开头萌动发芽，才可进入到播种阶段。实际施工中，合理添加黏合剂，边搅拌边撒，使其完全溶解于水中。混合使用沙土和黏土，按照 64 的比例混合过筛后施用于边坡上。黏合剂用量酌情考量，陡坡相较于缓坡所使用的黏合剂更多，但最多不可多于 50 g/m2，超出这一数值将会出现土壤板结问题。但也不应低于 15 g/m2，否则成效不明显，工程质量无法得到保证。保水剂的添加应加以控制，因为保水剂具有释放和反复吸水的作用效能，应用于降雨或干旱环境会对其性能产生影响。如若添加过量，会因过度膨胀出现水土流失问题。经研究，添加量为 10 40 g/m23 5。4结束语通过开展木本植物不同海拔下的生长情况试验，确定选择马尾松和马棘作为主要种植植物。给出了基于植物类型的修复施工方案，以便顺利开展施工作业，为生态工程建设提供支持。参考文献:1 王月普.风力发电现状与发展趋势分析J 电力设备管理，2020，(11):21 22.2 张婧.风力发电对环境的不利影响 J 中国新技术新产品，2015，(17):86.3 张立存，黄成杰，应恩宇.江西省山地风电场项目水土保持工作存在的问题 J 中国水土保持，2018，(05):12 13.4 陈俊松，文毅.山地风电场水土流失特点及防治对策J 亚热带水土保持，2016，28(04):51 53.5 张立中，赵海波.风电场生态环境评价及其恢复治理技术研究 J 能源与环保，2021，43(11):17 22.56