公路生态恢复技术旨在控制和解决公路建设过程中及竣工后产生的生态环境问题,其实施是遵循植被自然演替规律,采用公路技术与土木措施、水土保持措施等相结合的综合方法,通过不同的建植方式使植物在工程构筑物中得以成活、发育,同时兼顾生态效应、环境效应和景观效应,将不同植物的自然生态习性与其对周边景观的美化、对道路行车安全的保障功能结合起来。
从发达国家长期的工程实践来看,减少公路建设对环境产生的影响、损害以及对破坏后的生态系统进行恢复、重建,已成为公路生态恢复技术的指导思想。在参照、引进发达国家先进生态恢复技术的基础上,通过多年的实践和探索,我国生态恢复技术已经经历了从简单到多样、从传统技术到现代技术的发展过程,目前应用的有关公路生态恢复技术主要涉及土地复垦工程技术、生态(综合生物)工程技术、路域景观恢复工程技术以及环境保护与污染防治技术。
(一)土地复垦工程技术
土地复垦是指将公路修建中被破坏的土地(如取弃土场)因地制宜,采取综合整治措施,使其按预定的目标恢复到可供利用的状态。在确定复垦目标时,一般也包括恢复生态环境、保持水土等内容。有些土地复垦技术,如生态农业,生物(植物、微生物),施用有机肥以及土壤侵蚀控制等,在相关的公路设施、场地的土地复垦工程中得到成功的应用。土地复垦技术包括工程复垦和生态复垦。对遭到严重破坏的土地,一般先采用覆盖表土(客土)、平整压实等工程措施进行土壤恢复改造,同时利用专门的土工功能材料(三维网、土工格室、石笼等)来提高固土作用,以提高复垦土壤的抗侵蚀能力。将不同类型的固土功能材料敷设在表层或边坡,既可防止土壤遭受侵蚀,又不影响植物在其内生长,并且成活植物的根系又增强了对土壤的加固作用。对已经严重丧失生产力的土地,利用豆科植物、微生物或有机肥等进行改良,可以加速土壤熟化,恢复生产力。对已具备恢复植被的土地,可因地制宜确定复垦目标,宜林则林,宜草则草,或者草本与灌木、乔木混生,同时还可开展生态农业项目,建立多层次、多结构、多功能的现代农业系统,达到既恢复土地生态功能,又获得经济和社会效益的目的。
(二)生态(综合生物)工程技术
所谓生态(综合生物)工程技术,是指生物措施与多种工程措施的有机结合或集成,其技术组成通常包括3部分:一是环境基础工程,即利用圬工措施或土壤侵蚀控制技术等,为植物建植和生长营造基础(土壤)条件;二是植物建植工程,根据当地生境条件,正确选择植物品种,营建稳定的植物群落,这是整个技术的核心和关键,一般选择多年生、根部发达、茎叶低矮、水源涵养能力强以及抗干旱、耐瘠薄、可粗放管理的植物品种,特别注意尽量使用当地乡土植物品种,以便达到快速恢复植被的目的;三是植被养护工程,植被恢复工程竣工后,需加强对营建植物的后续管理,以确保植物群落的正常生长,促进生态恢复。
近年来,技术较为成熟、应用较广的公路生态工程技术有边坡植被恢复技术、表土收集处置技术、湿地再造技术、野生生物栖息地恢复技术等,其中边坡植被恢复技术通常采用液压喷播或客土喷播工艺,这是对工程创面形成的公路边坡普遍采用的综合生物工程技术,即在坡面上先铺设混凝土框格、空心砖等网格状构筑物来加固、稳定坡体和坡面,然后利用喷播设备对坡面进行客土或种子喷播,这种工程技术的应用实现了边坡工程防护、植被恢复和生态防护的有机结合,所形成的多功能护坡结构,既增强了公路边坡的稳定性,又恢复和改善了公路沿线的生态环境和景观环境。
(三)路域景观营造工程技术
路域景观营造工程技术运用景观生态学原理,预测公路景观组成元素及受其影响的土地变化特点,结合公路建设与营运的特点,设计恢复型、人工型的植被景观。景观营造工程技术应用需要体现以下特性:一是园林特性,即注重考虑与沿线、区域景观的协调,利用植物、地形、地貌、山岭、水体等元素进行景观设计和施工,同时结合采用雕塑、建筑等造园、造景要素,营造浓郁的艺术、人文景观氛围;二是多样性,即根据公路路界所形成的廊道,注重与周边自然景观的协调,既考虑到不同区域(山岭地区、平原地区、水泽地带等)的景观恢复,也考虑到公路基础设施(防护工程、边坡、服务区、立交桥、路侧地带等)的景观营造;三是综合性,通过合理设计,既要使观赏树木、经济树种和各种花卉以其各自的习性产生不同的景观功能,又要把握从育苗、种植到后期管护的方法,以保证植物稳定健康生长。如在公路中央分隔带营建绿化景观带,这不仅可以诱导视线、防止眩目、改善环境(净化空气、降低噪声),而且可以恢复公路沿线的自然环境,形成线形流畅的路域景观。
(四)环境保护与污染防治技术
公路环境保护通常是指对公路中心线两侧各200 m范围内的自然保护区、水源保护地、森林、草原、湿地和野生生物及其栖息地等的保护,因而其含义具有宏观性和系统性,即公路环境保护不仅局限于生物及其栖境的保护和路域生态系统的保护、恢复,还涉及水土保持、水资源保护、环境污染防治等方面。因公路环境污染问题较为多样、复杂,尤其是相关物理性和化学性污染对生态系统可造成直接的或间接的损害,所以公路环境保护和污染防治的目的在本质上与生态恢复是一致的,由此可认为公路环境保护与污染防治技术是生态恢复工程的支撑、协同技术。公路环境污染通常包括空气污染、光污染、土壤污染、水污染、噪声污染及固体废弃物污染等,鉴于公路环境污染加剧与生态承载压力加大的严峻态势,公路交通行业本着“生态环境保护与恢复并重”“源头控制与末端治理结合”的理念,近年来大力发展了公路环境保护技术,注重将生物生态技术融合到环境保护、污染防治和节能减排工程中,例如服务区污水生态化处理设施、生态排水沟渠、生态隔声屏障等,同时开展了大规模的生态建设与修复、清洁能源和水资源循环利用等试点示范工程,目前在相关方面已形成若干核心技术和关键技术成果,从而有力支撑并促进了公路生态恢复技术的应用和发展。
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