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杭州市天子岭垃圾填埋总场植被恢复成效调研

2017-05-17蔡丹阳

山东林业科技 2017年4期
关键词:总场天子填埋场

王 洁,蔡丹阳

(1.浙江农林大学风景园林与建筑学院,浙江 临安311300;2.杭州市环境集团有限公司,浙江 杭州310000)

杭州市天子岭垃圾填埋是全国首座符合建设部卫生填埋标准的大型垃圾填埋场。至2006年停止使用,共处置垃圾约800多万t,为美化杭州作出了巨大的贡献。填埋场于2010年初以人工种植的方式对封场完毕的垃圾填埋场进行生态修复。2016年初又对场地内植被恢复成效进行了调查。本文通过对比植被恢复限制条件的调查,依据植被恢复的成效,总结前期植被恢复的经验,为将于2017年开启的中期建设提供建议。

1 限制因素分析

1.1 土壤

土壤作为植物生长的基础之一,会对植物生长产生非常直接的影响。垃圾降解产生大量有毒物质,有毒物质长期残留在土壤中,将阻碍植物根系的生长和发育[1]。垃圾填埋场上层土壤为人工覆土,上层土壤厚度多在100cm左右,通常处于干旱状态[2],易缺乏养分,限制植物的生长。

1.2 渗滤液

垃圾填埋场渗滤液是垃圾经过堆积或填埋后,因压实和生物降解作用使垃圾中原有的水、垃圾降解反应生成的水和场内渗入的其他水经过垃圾层过滤后渗出的污水。其中含有大量的重金属、细菌、病毒等有毒物质[1],这些物质均对植物的生长存在潜在的危害。 垃圾渗滤液中典型重金属有:Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Cd 等[3]。

1.3 填埋气体

填埋气体是垃圾分解过程中释放的气体,其主要组分是生物气,其中包括 CH4、CO2、H2S、NH3、C2H4和苯等气体[4,5,6]。纯净的填埋气体中约含有55%~60%的CH4和40%CO2[6,7]。CH4浓可以通过气体置换作用影响着植物根际的氧气水平,进而影响植物的生长发育。

2 种植思路

垃圾降解速度、垃圾渗滤液产量、填埋气体产量等因素呈现正相关,与垃圾的填埋历史呈负相关[8,9]。针对场地条件的动态变化,天子岭垃圾填埋总场植被重建的核心模式便是“分期种植”。安排合理的分期建设,保证“前期改良、中期成长、后期稳定”建设思路[10]。

在天子岭垃圾填埋总场前期建设过程中,首先保护了场地原有树种构树,同时选择耐贫瘠、抗性强的草本植物野豌豆进行土壤改良,为其他植物的进入改善条件。接着引进更新能力强、适应性强、耐干旱、瘠薄的先锋树种,改善场地环境,加快演替速率,以求在短时间内形成较为可观的生态恢复效果。最终在场地内共人工种植了49种植物,涉及34个科,41个属。

3 场地现状条件

2016年在场地内平地和坡地各取三个样点,取土深度为10~30cm。上层土壤特性经测定如表4所示:pH最高为7.81,最小为7.16,均值为7.42;剔除石块等杂物后容重的均值为1300kg/m3,紧实度较高,结构性较差;土壤含水量为200g/kg,需要灌溉。有机质含量为27.42g/kg;垃圾场上层土壤中部分重金属的含量如表1所示,均符合《土壤环境质量标准》GB 15618-1995中二级土壤的标准;绿化区域和集气井口区域的甲烷浓度几近为零。

表1 天子岭垃圾填埋总场土壤的重金属含量(2016年)

4 植被恢复成效

天子岭垃圾填埋总场内先锋树种生长情况如表2所示。表中植物生长量情况为2016年1月测量值与2010年1月测量值之差。可以看出,植物类型上以灌木和草本为主,主要选择的树种也为耐干旱、贫瘠,有一定抗性的植物。由直接观察可得出,场地内草本、灌木和乔木中的楝树、构树生长状况良好,乔木中珊瑚朴和女贞生长状况较好。楝树、构树和桂花的胸径生长量突出,3者的年均胸径生长量大于1cm;珊瑚朴和女贞的树高生长量突出,而香樟的树高生长量较最小;构树、楝树和珊瑚朴的冠幅生长量突出;

5 前期建设结论

经过6年的植被恢复,天子岭垃圾填埋总场上植物生长状况总体良好,植物种类丰富,在立体化种植和色彩搭配上均表现突出,基本达到了植被重建和美化环境的目的。

(1)天子岭垃圾填埋总场上层土壤呈弱碱性,土壤的含水量和有机质含量较低。土壤中重金属的含量也较低。由于天子岭垃圾填埋总场中布有填埋气体收集装置,所以场地内甲烷的浓度较低,对植物生长的限制作用较小。综上,影响天子岭垃圾填埋总场内植被恢复的关键因素是土壤特性。

(2)天子岭垃圾填埋总场内草本植物和灌木相较于乔木长势更为良好,这得益于草本植物和灌木的根系对于土壤的厚度要求较低。在垃圾填埋场的植被恢复中可运用的灌木种类较多,其中蔷薇科和木樨科的植物种类丰富,生长状况突出。天子岭垃圾填埋总场种植的乔木中楝树、构树、珊瑚朴、女贞和桂花的生长情况良好,而红叶李、无患子、垂柳和香樟长势一般。

(3)在进行植物选择时,需尊重场地内前期存活的乡土树种,引进适应性强,耐干旱、贫瘠,有一定抗性的先锋树种。在构建植物群落中,应遵循科学原理,从场地具体情况和植物材料特性出发,利用合适的植物,加快群落演替。

6 中期推进建议

(1)植被恢复的成功三分靠建设,七分靠养护。针对场地土壤的现状,一方面需要提高土壤的有机质含量。可以将园林垃圾覆于土上,待其降解后,养分可以进入土壤;另一方面需要有针对性的对耐旱性弱的植物进行灌溉。

(2)垃圾降解是一个持久性的过程,需要持久的监测场地环境,避免因防渗膜的老化或破损,导致渗滤液的渗出。而植物是环境中重金属污染的基本指示物,因此可以将场地内生长情况良好的先锋树种作为环境指示物。

(3)天子岭垃圾填埋总场的环境已得到了较大的改善,即将进入植被恢复的中期阶段。在这个阶段可以尝试引进浅根系、对环境敏感度低的植物品种。群落构建上从现有群落类型出发,提高物种丰富度,营造多样的空间类型、推进场地向生态型公园靠近。推荐植物如表3所示。

表2 先锋树种生长情况

表3 天子岭垃圾填埋总场植被恢复中期推荐种植植物

[1]吴东彪,王瀚起,徐皖苏.淮南市大通老垃圾填埋场植物生态修复研究[J].绿色科技,2013,(08):212-215.

[2]Chany S G,Wongmh,Whitton B A.Effects of Landfill Gas on Subtropical Woody Plants[J].Environment Management,1991,15(3):411-431.

[4]Ettala MO.Short-rotation Tree Plantations at Sanitary Landfills [J].Waste Management&Research,1988,(6):281-289.

[3]罗泽娇,赵俊英,靳孟贵.武汉市某垃圾填埋场重金属对环境污染的研究[J].地质科技情报,2003,(03):87-90.

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