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关键词:园林树木;成活;种植技术
规划园林树木种植,在我国社会成为了热门话题。目前大多数城市都在积极建设城市园林,如何提高园林树木成活率,延长树木生存时间,长期维持园林绿化效果,就成了需要面对的重大问题。
1种植前的关键技术
1.1选择种植的季节
要想提高园林树木成活率,栽植的季节至关重要。不同的树种,适宜的栽种季节也不相同。对于大部分树种,其最佳种植季节为晚秋和早春。另外,移栽树木最佳时间应为其落叶后至第2年的春天树木刚发芽时。这时树木正处在休眠期,根部再生能力和枝叶的蒸腾量处在最小值,树木的新陈代谢也将基本停止。茂密油绿的树木种植时间一般选择在10月份的中下旬和11月的中下旬,或者第2年的2~5月。这一时间段特别有利于树木吸收水分和蒸腾期间保持水分平衡。所以,应在多云天气或者傍晚时移栽树木,更有利于树木成活。
1.2选择种植树苗
想要提高树木的成活率,树苗的选择尤为重要。任何参天大树都是由1粒小树种长成的,所以,对于树木而言,想要成长为参天大树,就要选择优良的种子。随着经济的不断发展,社会环境越来越恶劣,因而种植出来的园林树木应当具备更佳的质量和更强的生命力,因此,必须提高树根的强壮程度。好的树根周围应分布着大量侧根和须根,并且所选树苗的枝干部分也必须健康,且要保障树枝分布均衡。工作人员要检测树木的根部和树枝是否存在被病虫害侵蚀过的现象或是被人为损害的情况。在当今飞速发展的时代中,应选择科学合理的方式培育园林中的小树种,最好是以乡村树种为主,确保树木具有较高的成活率。
2树木种植过程中的关键技术
2.1种植过程中的土地与树木灌植技术
要想提高园林树木的成活率,就必须先从小树种着手。在种植过程中,精心挑选出质量较高的树苗,而这也是提高园林树木成活率的基本前提之一。选择合适的树苗是树木成长的关键点,而选择种植树木的土地则是提高树木生长和小树种成活概率的先决条件。在树苗被移植前,工作人员首先应找到适合该树木成活与生长的土壤,确保树木能够拥有适宜的温床。然后,仔细检查并处理土壤,保证该园林内的土壤疏松且平整,如果土壤不够疏松平整,则小树苗被固定种植时容易出现灌溉不均的情况,小树苗可能会由于吸收水分不足而枯萎死亡。在种植园林树木时,需要花足够的时间检查并改良土壤,最佳改良时间应是种植小树苗的3个月前。工作人员要在这一时间段内完成土壤检测和改良任务,为小树苗的成长提供适宜的环境和空间。土壤改良结束后进入灌溉环节,在树木种植前的4~7小时内对土壤进行灌溉,以免园林树木栽种后,由于其根部没有吸收足够的水分而干枯至死。若是灌溉得当,还能在一定程度上改变土壤的性质,使园林树木得以更好地生长。
2.2挖穴、起苗、修建与种植
2.2.1挖穴。在挖穴时,其面积应当要比规定的范围更大一些,不要将土壤挖成锥形。在种植树木时,其重心应放在种植树木的过程中,便于将树苗运输至目的地后更高效地完成种植工作。
2.2.2起苗。工作人员应当按规定要求到苗圃选择适宜的树苗,做好标记,便于今后识别。在种植树苗期间,如果遇到树苗过多的情况,要先进行假植并放到阴凉的地方,再予以适度灌溉。
2.2.3修剪。园林树木不仅能给人带来新鲜健康的空气,而且还可以给人们带来一种赏心悦目的感觉。但是园林树木修剪的目的并不仅仅是为了让观者产生赏心悦目之感,还有更多的作用。树木长到一定阶段时,树枝会老去,叶子也会泛黄,修剪的目的就是为了提高树木的成活率,并且使其能够更好地控制自然灾害。栽植树木时,应在第一时间去除染上病害的枝叶,避免对健康树叶产生不良影响。另外,在种植园林树木的过程中,肥料的选择至关重要。在种植树木前,应对土壤进行少量施肥,最好选用有机肥。当树木种植完成后,及时填充一些有机肥,例如,粪肥,促进树木更快速地生长。最后,在种植园林树木的同时,也应当注意其种植深度,将树木尽量种植到土壤深层地带,以免树木发生倒伏等现象。
论文摘要介绍了国内外盐渍土分布情况,对我国盐渍良技术方面的动态进行了介绍,提出了在盐碱地区进行城镇绿化应树立的基本观点,并针对河北省域内盐碱地现状,提出了通过筛选并推广应用耐盐碱植物,采取适当的工程措施,采取合理的养护管理技术等综合手段来提高盐碱地地区的绿化效果,更好地改善盐碱地的生态环境条件。
盐渍土是盐土和碱土的统称,我们把含有大量盐碱的土壤称为盐渍土,把拥有大量盐渍土的地区称为盐碱地区。土壤盐渍化是指在自然或人为因素的影响下,盐碱成分在土体中积累,使得其他类型的土壤逐渐向盐渍土演变的成土过程。
盐渍土面积大,分布广,是一个世界问题。据联合国教科文组织和粮农组织的不完全统计,全世界五大洲100多个国家和地区有各种类型盐渍土的面积9.5438亿公顷,约占全球陆地总面积的1/4。这些盐渍土约占世界土地总面积的10%,其中90%是由于自然因素形成的,10%是由于人们不正确地运用灌溉、化学改良剂和砍伐森林造成的次生盐渍化。
我国盐渍土分布也十分广泛,根据农业部组织的第二次全国土壤普查资料统计,我国盐渍土面积为3467万公顷(不包括滨海滩涂)。其中盐土1600万公顷,碱土86.7万公顷,各类盐化、碱化土壤为1800万公顷。在3467万公顷盐渍土中已开垦种植的有667万公顷左右。据估计,我国尚有1733万公顷左右潜在盐渍化土壤,这类土壤若开发利用、灌溉耕作等措施不当,极易发生次生盐渍化。我省主要为滨海盐土,这些土地主要集中在环渤海的秦皇岛、唐山、沧州等地,其盐渍化程度高,面积广。
1我国目前盐渍良技术方面的动态
1.1盐渍土已经逐渐被看作一种资源来加以利用
长期以来,我国的农业发展政策主要是生产粮食,盐渍化的土壤由于不适合粮食生产而被闲置。随着环境压力的逐渐增大,人们也开始将盐渍良服务于生态环境的改造,使之产生巨大的生态效益。例如天津开发区曾是被中外专家称为“绿色植物”的滨海盐土,经过对其十几年的改良,已经创造出一片美丽的绿色环境,天津人将开发区作为一个生态城区来建设,增强了招商引资的能力。
1.2盐渍化改良的指导理论有新的发展
以往多以水利措施为主要土壤水盐调控杠杆,以临界深度理论作为其治理依据。随着人们对盐渍土认识的加深,土壤水盐调控和监测手段的进步,服务目标的多样化以及综合管理水平的提高,临界深度理论逐渐显得有些片面性和绝对化。山东寿光滨海盐碱良试验区提出了“最小淡化水层”的改良目标;天津经济技术开发区以张万均为首的科研组提出了允许深度的新概念,并依据允许深度创建了浅密式快速排盐新工艺,通过十几年的治理,将开发区滨海盐土的土壤含盐量由初始时的4.73%稳定地控制在0.3%以下,基本解除了盐害,使园林绿化环境得到了根本的改善。
1.3土壤化学改良剂进一步推广运用
各地研制的土壤改良液,在加速土壤脱盐,降低土壤pH值等方面也产生了比较好的效果,但经我们近年试验发现其改良持久性较差,需在以后加以改进。
1.4生物改良措施受到重视
种稻洗盐、种植绿肥等传统生物改良法在不同的盐渍土上,不同的生物气候条件下的改良效果得到更广泛地研究与应用。通过相关措施配合下的农业耕作,虽然短期内也能使土壤盐分下降,但其洗脱的程度、影响深度及土体脱盐的稳定性远不及林业措施。
1.5筛选出了一些耐盐植物
现在全世界已发现的盐生植物约3000种,我国的盐生植物约1000种,可是我国在植物抗盐性、抗盐植物品种资源的发掘和利用等方面的研究甚少。近两年,这方面的研究有较大起色,中国科学院植物所和中国农科院作物品种资源所共同从100多种野生或栽培蔬菜中筛选出了10余种能耐受1/3~1/2海水盐分浓度的品种。河北省农林科学院滨海农业研究所经过近3年的努力,已经筛选出可在土壤含盐量0.7%~1.0%,最高1%~2%种植的滨海柽柳一号、沙枣等适生树种及芙蓉葵、海滨锦葵、蜀葵等花卉品种,能耐受1/3~1/2海水盐分浓度的海蓬子蔬菜品种。
1.6加强关于盐碱地灌溉管理及咸水灌溉方面的研究
缓解水资源危机的农业途径有节水灌溉和咸水利用两方面。20世纪70年代,以滴灌为主要代表的微灌成为一种完整的灌溉技术,并得到普遍运用。大量事实表明,微灌是目前世界上最节水且灌溉质量最好的灌溉技术,其主要特点是只局部湿润作物根际附近的土壤,大大减少了土壤水分蒸发,提高水分利用效率。但在盐渍土上,灌溉的一个重要作用是“大水洗盐”,怎样将先进的微灌技术运用到盐渍土壤灌溉,还有许多问题需要研究清楚。
1.7建立区域盐分预报系统,推广先进测量技术
土壤盐分的运动具有明显的时空性。区域水盐运动是一种客观存在的自然现象,有其自身发生、发展和演变的规律。我们需要在认识区域水盐运动的发生、发展规律的基础上,建立可行的区域水盐预报系统。与土壤盐分快速测定相适应,全球定位系统(GPS)也被成功地引入到土壤盐分绘图,这使得人们能够快速掌握土壤盐分的动态,及时采取相应的防治措施。
1.8大胆运用现代生物技术,加速耐盐植物品种的筛选
现代生物技术的发展突破了远源物种不能杂交的,自1983年首例转基因植物问世以来,科学家们已经成功的在200多种植物上实现了基因转移。因此,人类应当有能力通过现代生物技术将耐盐植物的耐盐基因分离出来,通过组织培养繁殖耐盐植物,为快速筛选耐盐植物提供技术保证。
2盐碱地区绿化应树立的基本观点
2.1树立大绿化的观念
随着城市的发展,绿化已经不再局限于一座公园、一个广场和一个小区,也不仅仅把绿化局限于某个城市内部,而是扩大到了外部更广的范围。人们提出了大地园林化的观念,把那些被人为割裂开来进行研究、设计和管理的单体、局部统一起来,进行系统化的规划设计,使其达到对整个大环境进行改善的目的。可以想象,如果没有了沿海滩途上的盐生植物群落,没有了沼泽地里丛生的芦苇,没有了繁茂的农田林网,即便是城市内绿化得繁花似锦,对整个城市环境的意义也不大,也不能维持多长时间。在局部绿化取得的成果,如果没有与大环境的融合,其对环境改善的作用是微乎其微的,是残缺不全的。因此,我们必须树立大绿化的观点。
2.2树立维持以生态系统稳定性为核心的观念
保持城市绿地的可持续发展,必须将生态设计的观念贯穿于整个绿地规划和建设中,按照生态设计的原理指导我们的工作。其原理要求我们尽可能地保护和节约自然资本,尽可能减少包括能源、土地、水、生物资源的使用,提高使用效率。同时尽可能利用废弃的土地和原有材料服务于新的功能,这就要求我们必须摈弃原有的那种对土地资源有着极大的破坏力、对淡水资源有着极大需求量、对资金投入有着极大的依赖性的园林绿化模式,重新选择一种对生态平衡的维护有着积极作用的绿化模式,以有助于改善人居环境及生态系统的健康。
2.3树立先行保护现有绿化资源的观念
对于生态系统来说,保护是比修复更为经济简便的途径。优良的生态系统的形成需要经历成百上千年,而其破坏则是在瞬息之间。生态系统一旦被破坏,再去修复,那么花费的时间和代价则是数十倍或成百倍,甚至根本无法恢复。因此,保护原有绿地生态系统和绿化成果刻不容缓。
2.4在绿化中切实重视乔灌草的结合
在自然界不同生态环境下,乔灌草能很好结合,巧妙和谐地生活在一起,构成多样的植物群落。高大的树木,低矮的小草,丰盈的灌木,各有其不同的生态功能,他们占据不同的空间,吸收不同空间的阳光与空气,发挥着不同的生态功能。在一个完善的生态系统内,乔灌草几乎谁也离不开谁。在大自然中,有些自然条件严酷的地方,可能无树无林,却是辽阔的草原,形成“风吹草地见牛羊”的壮丽画卷。草能在极严酷的条件下生存繁衍,在改善生态环境、保持水土方面起着不可替代的作用。因而,我们一味地提倡“多种树少种草”或机械地把乔草比例定在7∶3是违背自然规律的。因地制宜,宜树则树,宜草则草,才是我们应有的科学态度。
3河北省盐碱地区城市园林绿化应注意的问题和采取的措施
我省要在盐碱地区搞好城镇绿化,就要了解国内外盐渍良技术方面的动态,学习探索盐渍良的新技术、新方法,树立在盐碱地区进行绿化的科学发展观。根据河北省的实际,在本省盐碱地区进行绿化,应从以下几个较为具体的方面加以考虑。
3.1选择应用较耐盐碱的园林植物
3.1.1选择适应性强的乔灌木。选择适宜的乔灌木树种或品种作为骨干树种或基调树种是盐碱地区绿化的重中之重。实践证明,在我省盐碱地区,旱柳、白蜡、香花槐、榆树等乔木在绿化中具有一定的适应性,同时应大量推广应用滨海柽柳一号、沙枣、沙棘、紫穗槐、中华柽柳等抗性更强的灌木。
3.1.2选择耐盐碱的草坪地被植物。抗性草坪地被的选择是盐碱地区园林绿化的重要组成部分。鸢尾科的马蔺、早熟禾属中的一些草种及品种、羊茅属中的一些紫羊茅种及品种在盐碱地区的城市园林绿化中广泛应用。同时应大量筛选应用一些当地现有的抗盐碱草种资源,如极抗盐碱的碱茅(星星草)[PuccinelliatenuifloraScribn.etMerr.]、耐盐碱抗旱的碱草(羊草)[AneurolepidiumChineseKitag.]、披碱草[Elymusdah-uricusTurcz.]等草种都是盐碱地区园林绿化的优良草种资源。
除上述乔、灌、草植物之外,对藤本和水生等植物品种也要精心筛选,最好是土生土长的植物品种如西伯利亚白刺等,切忌一味追求新、奇、特。
3.2采用合理的绿化工程技术措施
在盐碱地区进行城市园林绿化施工中,除选择好抗性强的植物品种之外,还要结合必要的工程技术措施,以使绿化植物能够持久良好生长。采取什么样的工程技术措施,要根据不同的立地条件和绿化要求及资金情况而定。
3.2.1客土地面提升法。在盐碱化比较严重的区域尤其是盐碱地低洼处,可结合修建高60~100cm的花坛、树池,内填优良客土来提升地面。具体做法是:先在建好的花坛、树池内取出30~50cm的盐碱土,再回填以20~30cm的粗砂和10~20cm的煤渣,用优良的客土将花坛、树池填满后种植花卉树木。此方法可以防止积水,适用于绿化面积较小,要求较为严格的重要景点的局部绿化。在较大面积的绿地建设中,可以在设计中有意识地创造微地形的变化,在地形凸起部添加客土,并种植不耐盐碱的植物,在凹处则种植较为耐盐碱植物。这样既相对降低了地下水位高度,又丰富了景观层次。
3.2.2加大种植穴规格,增加客土容量。在地势较高、排水良好、土壤含盐量较高的地段,植树前挖长、宽各1.5m,深1.0m的大种植穴,先在下部垫20cm厚的碎石、煤渣、粗砂或珍珠岩等作排水层,然后填以优质种植土进行树木栽植,栽完并浇水后,以5cm左右的中砂覆于表面,以减少蒸腾。这种方法适用于较大的乔木类种植。
3.2.3地下滤水管网排盐法。盐碱地的一大特点就是地下水位高,带有盐碱的水分通过土壤毛细管上升到地表,水分蒸发后,盐碱会滞留在地表,给绿化工作带来很大困难,因而布设合理的排水管网,降低地下水位是搞好盐碱地绿化的治本措施。具体方法是:在绿化地块60~80cm地下埋设一定密度的滤水管网进行地下排水。要求管网密度为5m,铺设坡度为1.5%~2.0%,以便排水顺畅,同时修建检查井,并与排水系统相连。每隔一定时间后,要将集中在检查井中的盐碱水排出。这一方法适用于绿化面积较大、土壤含盐量较大的绿化区域。
3.2.4封底式坑穴客土栽培法。在土壤含盐量较高、排水不畅的重点绿化区域,可采用此种方法。具体做法是:种植前挖深60~80cm的坑穴,底部夯实,用水泥沙浆做防水层,同时留一定的排水孔。坑穴周围则修建高出原地面30cm以上的挡土墙,坑底部填加20cm厚的碎石或煤渣,最后填满优质客土进行绿化种植。这种方法费用较高。
3.2.5隔离层防盐法。在绿化规模较小但景观地位较为重要的绿化区域,如花坛、树池、花台、花镜等处,可设隔离层方法来减轻盐分对植物的损害,具体做法是:先将绿化区域挖深100cm左右,底部和周围用塑料膜封闭,底部铺设20cm厚的碎石或煤渣,然后填加10cm以上的有机肥,最后填满优质客土。此种方法可有效地阻隔盐碱的侵蚀且造价较低。
3.3科学养护管理
3.3.1科学浇灌。树木花草种植后首先要浇1次透水,之后每隔7~10d再分别浇2次透水,每次浇水后要及时松土,树穴浇3次水后要进行树池封堰,既能保水又能防止返盐返碱。后期的浇水则视天气和树木生长情况进行合理浇灌,每次浇水要浇透,但浇水次数不可太频繁。
3.3.2增施有机肥。盐碱地改良的一个重要方法就是施用有机肥,因有机肥不但能改善土壤结构,提供植物生长所需要的各种养分;同时,在有机肥腐化过程中还能产生酸性物质来中和盐碱,使植物的立地条件得到一定程度的改善。
3.3.3使用盐碱地改良剂。在盐碱地土壤中施加硫酸亚铁等酸性物质,可有效降低其pH值,但长期使用会造成土壤板结。在小面积改土时,可尝试使用食醋等有机酸,既能改碱又不会造成土壤板结。
4结语
(1)筛选和选育耐盐碱的盐生植物品种依然是当前需要做的重点工作,这是盐碱地绿化需要解决的首要问题。
(2)盐碱地绿化苗木最适宜栽培方法研究是需要重点解决的问题,其目的是降低成本、节省投资,这是摆在科研工作者面前的现实问题。
关键词:盐碱地;园林植物;栽培养护
引言
土壤盐渍化是一个全球性的资源和生态环境问题,根据联合国粮农组织和教科文组织全球的统计数据,全球有各种盐渍土面积约10亿hm2的,占全球陆地面积的10%。中国盐渍化土壤约34667000hm2,盐荒地1000万hm2,并有逐年增高的趋势。中国沿海省、市、自治区约18000km的沿海地区和岛屿沿岸,其中滨海盐渍土的分布范围很广,总面积为50万hm2。主要包括了山东、河北、辽宁、浙江、福建、广东沿岸地区南部、苏北沿海冲积平原等地区。
我国约有6亿亩、50多个城市受到不同程度的盐碱地影响,分布着盐碱土。因此,采取因地制宜措施,进行盐渍土的土壤改良,提高其肥力,并充分利用其土壤进行绿化、美化,这无疑具有十分重要的意义。由于盐碱土的形成与气候、地形、土壤、地下水、质地和结构、植物、人类活动等外部因素影响有关,目前国际上通行的方法是:①筛选阳性耐盐植物;②采取物理的、化学的、生物的方法,减少盐分对植物的危害。我国盐碱土绿化专门研究起步较晚,但在1991年建立了全国土壤绿色发展协调小组,如何使用和提高盐碱地已被广泛研究,许多研究项目在世界上引起了轰动,特别是山东省盐碱土绿化研究所通过多年努力,探索了微区改良土壤绿化和盐碱地绿色肥料的研制取得了成功,达到国际领先水平,填补了国内没有盐碱土壤绿色肥料的空白。
1、我国盐碱地园林植物研究概述
1.1 我国耐盐碱植物引种现状
中国耐盐碱性植物品种资源和利用海外品种的比例较小,引进品种在含0.3%的重盐碱地土壤栽培中可以较好地生长,对淹没和抗病虫害能力也强,但可产生经济效益和生态效益却很少。我国盐碱地区系统的耐盐性鉴定,筛选耐盐的物种和品种,有目的和针对性的系统只停留在微薄的介绍上。一般的盐碱土地区,虽然有些研究工作,但系统性不强,效果并不好。所以,在过去的几年里选择的树种造林成本高,造林技术仍然缺乏统一的标准,这些因子严重制约着破碎的土地改良、沿海防护林建设及城市和农村的绿化发展。
1.2 林木耐盐性及耐盐树种选育研究展望
林木种质资源是生态环境中丰富的基因资源,它的作用是其他作物不可替代的。因此:①有必要向其他盐生植物和非盐植物做比较系统的研究,特别是在造林树种的耐盐性及生理生态特性等;②通过比较现有的林木、自然物种问的耐盐性和阈值水平,可以进一步大量的筛选和发展良好的耐盐植物;③通过建立区域试验的繁殖技术、森林的种植示范,推广耐盐品种和栽培的树种,系统地对其差异的评价技术等;④促进与盐有关的遗传和生理研究,从而使植物的耐盐性提高到人为控制的方向发展。
通过耐盐碱树种引种,进行防护林建设,改善盐碱土的盐水平衡,为城市和农村地区提供合适的植物和技术标准,以丰富沿海滩涂造林树种,增加物种多样性,改善沿海经济发达地区的生态环境和投资环境,提高沿海防护林生态系统的稳定性,这一措施可以产生保护功能和全面的影响,为我国东部沿海发达地区率先实现农业和林业现代化建设提供了重要的保证。
2盐碱地园林植物栽植技术
2.1 选苗选种
在选择苗木时,规格相应大些,生长健壮、无病虫害。这样抵抗盐碱危害力强些。
2.2 起苗和移植
起苗时,尽可能地保留完好的根,尽量避免损伤根系统。带土球移植,尽量使土球大些。在地面上的部分保持重修剪,使地上、地下的水代谢平衡。对换土较大地段,栽前先泅水,这可以增加在土壤中的水分,并防止土壤种植后浇水由于沉降造成播种深度不一,或栽后水浇不透使根系不能密接土壤而失水风干。
2.3 栽后工作
栽后要注意:第一、二遍浇水必须及时连续且浇水量要足;第二,水后适时松土,保持水分,防止裂缝风干,抑制蒸发返盐。
浇水应掌握不早不浇的原则,可以不浇水就不浇水。正在浇水就要浇透,下了一场小雨湿透后,必须浇水。请记住,盐碱地地下水位高、土壤湿度大,空气和吸湿透气性差,盲目浇水可以使根出现缺氧腐烂,导致植物芽、叶的枯萎,直至死亡。栽植中要深栽浅埋,使根系埋在土壤盐分较轻的地方,同时使用有机肥,更能提高土壤的肥力,另一方面可以改善土壤结构,提高其透气性,有利于土壤中钙的激活,量换钠离子改碱。有条件的,可以混合成熟的醋或黑矾,不仅可以增加土壤的酸性,并能及时补充土壤因盐碱造成的铁的缺乏,防止泛黄的叶子。
2.4 土壤改良
对植物的生长创造淡化盐分的土壤条件,减少盐对作物的伤害。对新栽植物采取全部或部分换客土的办法,并根据植物抵抗盐的能力,尽量扩大树坑规格,改善土壤,改善根际和土壤的理化性质。同时,适当的抬高土壤,使土层厚、减少地下水位,改善土壤的通透性,防止水淋盐现象。坚持栽植乔、灌木时抬高土位20cm左右,草坪地高出地面10cm左右。至少树坑和栽植区不能低于原地面,防止积水、返盐现象发生。
3、盐碱地绿化工程综合养护技术探讨
3.1 制定科学的养护方案和管理措施
制定年度工作计划和项目管理的保障措施、手段、方法,提高执行标准的实施。主要参照实施《城市绿地养护质量标准》和《全国造林绿化技术规程》操作,制定养护期内苗木保存率措施。除了一般的园林绿化工程养护措施,必须制定抗击自然灾害的应对措施,建立专业的维修项目团队,并配备必要的维修设备,制定严格的绿地安全管理和文明的养护管理措施。
3.2 定时深翻
通过深翻土地,打破粘土硬化层,增加土壤的透气性,同时达到土壤容重变小,孔隙度增加,土壤温度土壤水分升高,好氧微生物的活性增强,养分释放,碱性浸出速度下降等效果。另外,灌溉和雨后要及时松土,截断毛细,杜绝表面水分蒸发而引起强烈的土壤积盐。
3.3 加强地面覆盖
利用植物秸秆和植物的地被进行地面覆盖。使用植物秸秆覆盖,可以提高树木的成活率,但需要的材料大。通过芦苇和草,也没有持久的效果。种植地被植物的方法可以持续发挥覆盖抑盐的作用,应选择生长快,具备耐涝、耐瘠薄、耐盐碱、耐旱和改良土壤等特性与杂草竞争能力强的地被植物。
[关键词]土壤 重金属 污染 修复技术
中图分类号:G302 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)04-0346-01
1.引言
近年来,土壤重金属污染已成为严重的世界性问题和难题,越来越受到人们的关注。导致土壤环境产生污染的重金属主要有汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、准金属砷 (As) 等生物毒性显著的元素, 也包括有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、钴(Co)等常见元素。土壤重金属污染是影响人类健康和环境质量的主要问题之一,它不仅影响农作物生产,而且也影响大气和水环境质量,甚至通过食物链危害人类的健康。因为重金属在土壤中不能为微生物分解,因而会在土壤中不断积累,影响土壤性质,甚至可以转化为毒性更大的烷基化合物,被植物和其他生物吸收、富集,进而通过食物链在人、畜体内蓄积,直接影响植物、动物甚至人类健康。所以,土壤重金属危害防止的问题亟待解决。
2.土壤重金属的危害
2.1 对土壤酶的危害
土壤酶是一种生物催化剂,是反映土壤肥力的一个敏感性生物指标,更加直接反映了土壤生物化学过程的强度和方向[2]。有研究表明,Hg对脲酶的抑制作用最为敏感,长期大量施用含Pb的污灌,有可能使土壤中氮的转化受到较为严重的影响[3-4]。
2.2 对植物及农作物的危害
土壤中的重金属会对植物产生一定的毒害作用,引起株高、主根长度、面积等一系列生理特征的改变[5]。主要是因为吸收到植物体内的重金属能诱导其体内产生某些对酶和代谢具有毒害作用和不利影响的物质, 如H2O2、C2H2等类物质。对农作物的危害亦是如此,污染土壤中的重金属会通过作物根部的吸收进入作物体内灌溉水中含2. 5 mL的Hg时,水稻就可发生明显的抑制生长的作用,表现为 生长矮小,分孽减少,根系发育生长不良,叶片失绿,穗小粒空,产量降低,籽粒含Hg 超出食用标准(≤0.2mg/L)。
2.3 对人类的危害
重金属对土壤污染后,人们通过食物链不断摄取有害物质,这些物质在体内累积达到一定剂量后产生毒害症状。当人体摄入或吸入过量的Cd,会引起身体各器官一系列的病变,可引发以骨矿密度降低和骨折发生机率增加为特征的骨效应。可见,土壤重金属污染对人体产生极大的危害。
3.土壤重金属的修复技术
3.1 物理修复
物理修复主要包括土壤淋洗、电动修复和电热修复三种修复技术。
土壤淋洗是应用最早,也是应用最多、技术最成熟的物理修复方法。土壤淋洗是利用淋洗液把土壤固相中的重金属转移到土壤液相中去,再把富含重金属的废水进一步回收处理的土壤修复方法。土壤淋洗技术实际操作较为复杂,虽能有效去除土壤中的重金属,但由于投资过高,并有可能造成土壤二次污染,因此在大面积土壤污染中应用较少。
电动修复是一种原位修复技术,近年来发展很快,在一些欧美国家已进入商业化。但事实上,实验室采用一种金属离子的溶液做模拟试验常能有效地去除土壤中的金属离子,有时也得到相反的结果。这主要与pH控制着土壤溶液中重金属离子的吸附与解吸、沉淀与溶解有关,而且酸度对电渗速度有明显影响,所以如何控制土壤pH值是电动修复技术的关键。
电热修复技术是利用一些重金属在高温下快速挥发的特性,用高频电压加热土壤,重金属受热挥发,离开土壤以达到修复土壤重金属污染的目的。但是,在高温加热的同时也对土壤本身造成了严重的破坏。
3.2 化学修复
化学修复包括化学改良剂修复、表面活性剂修复和有机质改良。
化学改良剂修复是通过向污染土壤添加不同的改良剂, 通过增加土壤有机质、 阳离子代换量和黏粒的含量以及改变土壤pH,Eh和电导率等理化性质,而使土壤中的重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低土壤重金属的生物有效性。该技术关键在于选择经济有效的改良剂,不同改良剂对重金属的作用机理不同,因此在实际操作中必须明确改良剂的作用机理才能应用, 避免形成二次污染。
表面活性剂修复即利用表面活性剂润湿、增溶、分散、洗涤等特性,改变土壤表面电荷和吸收位能,或从土壤表面把重金属置换出来,以络合、螯合物的形式存在于土壤溶液中,加快重金属在土壤溶液中的流动性。表面活性剂有助于重金属从土壤颗粒上解析出来,并进入土壤环境,增加污染物在土壤环境中的可动性,从而加速污染物的去除。
有机质对重金属污染土壤的净化机制主要是通过腐殖酸与金属离子发生络合反应来进行的,作为土壤中重要的络合剂,有机质中的-COOH,-OH,-C=O和-NH2等均能与重金属发生络合、螯合,使土壤中重金属的水溶态和交换态明显减少。陈世宝等人结合国内外的相关报道,对有机质治理土壤中重金属污染做了应用研究,指出有机质改良法可兼顾环境、经济和社会效益,是土壤重金属污染治理的一个很好方向。
3.3 生物修复
生物修复包括植物修复和为生物修复。
植物修复技术是一种以植物忍耐、分解或超量积累某些化学元素的生理功能为基础,利用植物及其共存微生物体系来吸收、降解、挥发和富集环境中污染物的治理技术。陈同斌等2002年发现砷超富集植物蜈蚣草(Pteris vittata L)。刘金林等发现一年蓬(Erigeron annuus(L.) Pers.)对重金属有较强的富集能力,鸭跖草(Commelina communis L.)、艾蒿(Artemisia argyi)对Cu具有较强的富集能力[13]。杨肖娥等发现锌超富集植物东南景天(Sedumalfredii),其地上部Zn含量高达4134~5000mg/kg 。Xingfeng Zhang等发现了Cd的超富集植物―少花龙葵(Solanum photeinocarpum) 。植物修复是一种新兴的绿色生物技术,能在不破坏土壤生态环境保持土壤结构和微生物活性的情况下,通过植物的根系直接将大量的重金属元素吸收,从而修复被污染的土壤,而且植物修复通常成本较低,易操作并且对环境有益,对动辄大面积亟需治理的受污染农田比较适用,它已成为一项可靠的相对安全的环境修复技术,是一种发展前景较好的净化途径。
微生物修复法就是利用土壤中的某些微生物的生物活性对重金属具有吸收、 沉淀、氧化和还原等作用,把重金属离子转化为低毒产物,从而降低土壤中重金属的毒性,具有费用低、对环境影响小、效率高等特点,是一项廉价的绿色治理方法。曹德菊利用常规微生物资源(枯草杆菌Bacillus subtilis、酵母菌Yeast、大肠杆菌Escherichia Coli等)对重金属离子Cd2+、Cu2+进行生物修复试验,结果发现在环境中Cu2+、Cd2+浓度较低的情况下,微生物具有良好的修复性能,去除率可达25%~60%。
4.展望
土壤重金属污染来源广泛、危害较大,在今后相当长的时间内仍将是我国所面临的重要环境问题,亟待解决。近些年来, 在Se、Hg、Cd、Zn 等重金属元素转基因植物研究方面已初获成果。建立重金属的超积累植物基因库;通过应用分子生物学技术和基因工程技术,应用转基因工程技术,将自然界中超富集植物的耐重金属、超富集基因移植到生物量大、生长速率快的植物体内,培育出理想的超积累植物。预期转基因技术的应用在提高植物修复的实用性方面必将有突破性进展。
参考文献
[1] 高太忠,李景印.土壤重金属污染研究与治理现状[J].土壤与环境,1999,8(2):137-140
土生万物,地产千粮。对破坏、蚕食耕地的行为,政府早有警觉,并一步步收紧政策,划定“红线”,保护耕地数量有了“硬约束”。云南省土肥界科技人员认为:“保护耕地数量很重要,但还不够,要确保粮食安全,满足国民经济和社会发展对农产品日益增长的需要,提升耕地质量,让有限的耕地持久发挥效益,在当下显得更加迫切。”
云南耕地“底子”如何
整体质量低,障碍因素多,土壤退化和污染严重
去年秋天,玉溪红塔区春和镇黑村村委会李文林老汉家的玉米又获丰收,掰下黄灿灿的玉米,老汉喜中带忧:“这些年,田地越来越不好耪了,不多施化肥,要让粮食增产,你想都不要想。”
而几年前发生在大理市七里桥乡的“土壤病”事件,至今还常被农民提起。当地农户是这样描述的:“白菜、大蒜等蔬菜刚长出五六片叶子就一棵棵死掉,根根全部长满大个小个的‘瘤子’,打什么药都不管用。”请土肥专家来看,原来是长期大量施用过磷酸钙、尿素等化肥,导致土壤严重酸化,土壤严重缺钼,测出的pH值已到了临界点。土肥推广技术人员根据土壤缺素和土壤酸化因素教农民往地里施生石灰,又增施农家肥,补充微量元素后,那片地才慢慢好起来。
“现在,地不好种了,吃肥、吃工、吃水,要增加产量,就靠大量使用化肥、农药、农膜……”这是农民的普遍感受。而用科技手段对云南耕地调查分析的结论,也从理论上证实了农民的感受。全省耕地养分调查数据显示,云南耕地的基本特征是:“整体质量低,中低产田地比例大,障碍因素多,土壤退化和污染严重。”
搞了半辈子土肥研究的窦晓黎进一步分析道:“还有一个隐形的现象是土壤有机质下降速度快。全省耕地有机质含量平均只有3%左右,有机质含量不到2%的耕地占了37%,远低于发达国家4%~5%的水平,而且每年还在以0.2%的速度下降,照这个速度,10年、20年后的状况,真是不敢想象;再就是土壤中氮、磷、钾比例失调,酸化加剧。虽然近年来,我们通过增加土壤有机质、测土配方施肥等技术让部分耕地维持了地力,并培育了一些高肥力耕地、高产稳产农田,但耕地质量下降的趋势还没有得到根本扭转。” 提高耕地质量已刻不容缓。
耕地质量下降谁之过
掠夺式经营加保护力度不够的结果
“耕地质量的上升与下降,取决于人们的经营行为。”大量调查表明,云南相当一部分耕地质量下降,主要是对耕地实行掠夺式经营的结果,是保护力度不够的结果。耕地质量下降主要是由于:
重产出,轻投入,耕地负荷加重。多年来,农业生产上主要强调和追求高产出、高效益,对肥料的使用存在认识上的误区,以为农作物实现高产,关键在于用肥多,导致农民在耕作方式上重产出轻投入;重无机肥,轻有机肥;重氮磷肥,轻钾微肥的“三重三轻”和产出多,投入少;需肥作物多,养地作物少;连作田多,轮作田少的“三多三少”现象。
这一方面使现有耕地的承载力越来越重,其产量增加,靠的不是提高土壤肥力,而是以消耗土壤库存为代价。另一方面盲目施肥导致了土壤养分比例失衡的加剧,甚至还有不少的农田基本不施有机肥。且化肥施用不讲科学,凭“经验”施,导致土壤一些营养过剩,如氮磷盈余;而钾肥和微量元素又严重不足。大量元素与中微量元素比例失调,极大地破坏了土壤的营养结构,导致土壤板结、自我修复功能和保水保肥能力降低,耕地带病运行,总体质量下降。
有关部门统计资料显示:云南从1956年开始使用化肥,到1978年时化肥使用量仅为26.6万吨,此后,全省化肥用量一路攀升,1999年便增加到108.44万吨,到2008年全省化肥用量已达158.27万吨,30年增加了近6倍,而近10年就增加了1.46倍。不合理的施肥,使云南的化肥利用率相当低,冷落农家肥,滥用乱用化肥现象突出。由于化肥简单易施,农民日益冷落农家肥、土杂肥、绿肥等有机肥。全省肥田作物播种面积大幅减少,秸秆资源直接还田量低,仅占20.5%,大量秸秆被焚烧或弃置乱放,未利用的畜禽粪便达274万多吨。由此,耕地中有机肥养分量占总养分量的比重,已由1956年的100%,1960年的95.22%, 1990年的57.49%,下降到2000年的34.10%,也就是说1960年至2000年的40年间,耕地中的有机肥养分量下降了61.12个百分点。
土壤酸化日趋严重。一是云南大部分耕地本来就偏酸性;二是全省性部分停止施用石灰已达20年之久,钙质投放减少;三是土壤中的交换性钙、镁、钾等盐基离子淋洗流失,铁、铝离子向耕层富集;四是长期偏施氮肥,过磷酸钙、硫酸钾、氯化钾等酸性肥料,使一些耕地土壤已由中性变为酸性。
全省pH值在3.5~5.5之间的酸性土壤约达2000万亩。占优补劣,数量平衡,质量下降。云南耕地虽连年占补平衡,甚至补大于占,但新开垦耕地的质量,远远低于被占用耕地的质量。
非农建设占用的耕地大多是城镇周围和交通沿线质量高、长期投入积累多、设施好的良田;而开垦荒地主要集中在灌溉条件差的边远丘陵山区,新增耕地大都耕层浅薄、土壤养分含量低、排灌设施不配套、漏水漏肥、抗御自然灾害的能力弱。于是出现耕地数量虽然平衡,但总体质量、生产能力却在下降。
还值得注意的是,随着工业化、城镇化的加快,工业、城镇“三废”污染源增多,加上农药、化肥、农膜的不合理使用,耕地污染越来越严重。2003年全省受到污染的耕地面积785万亩,还有3256万亩耕地存在潜在污染。
拿什么拯救失血的土地
我们要像对待一切生命一样珍惜她,呵护她
“耕地只有数量没有质量同样令人担忧”。省土肥站资深专家认为:“面对人多地少的基本国情和省情,提高耕地质量,藏粮于土,才能真正保障粮食安全、农业安全。”
正是居于此,近年来,云南推广测土配方施肥技术,实施土壤有机质提升工程等,在遏制耕地质量下降上收到了一定成效,但还远远不够。提高耕地质量,真正藏粮于土,确保粮食安全、生态安全、环境安全和可持续发展还需“大手笔”。
在全面展开的高产稳产农田建设中,将提高耕地内在质量放在与水路沟渠等硬件设施建设同等重要的位置,“表”“里”兼治。加大对耕地内在质量建设和地力培肥的投入力度,全面实施“增”(增施有机肥)、“提”(提高肥料利用率)、“改”(改良土壤)、“防”(防止土壤退化)等耕地质量恢复措施,遏制耕地土壤退化、地力下降趋势。
增施有机肥,培肥地力。实行合理轮作,发展绿肥生产,增加有机肥源;实行富余秸秆翻压、覆盖直接还田,确保富余秸秆全部还田;实行工厂化快速高效无害化处理禽畜粪等有机物料,发展商品有机肥生产与应用,提高禽畜粪等有机物料利用率。尤其在化肥价格居高趋涨的情况下,要积极引导、指导农民充分利用现有有机肥资源,增加有机肥的投入,因地制宜的施用无机化肥,达到培肥改良耕地土壤,保护提高耕地质量,节本增效的目的。
综合治理耕地环境。积极治理水土流失,保护生态,抓好水土保持;加大管理力度,坚决控制和治理工业“三废”污染,大力推广节肥节水技术,建立农业废弃物回收制度,控制和减少农业面源污染,建设环境友好型和资源节约型农业。
土壤有机质泛指土壤中以各种形式存在的含碳有机化合物。土壤有机质含量的高低直接关系到作物生长状况的好坏。近几年,由于农业的过度开发,尤其是长期偏施单质化肥,没有适当给土壤有机质补充,造成土壤有机质下降和土壤微生物菌群多样性及功能减弱,导致土壤质地严重退化,影响农业生产,土壤有机质的含量与土壤肥力水平是密切相关的。虽然有机质仅占土壤总量的很小一部分,但它在土壤肥力上起着多方面的作用却是显著的。通常在其他条件相同或相近的情况下,在一定含量范围内,有机质的含量与土壤肥力水平呈正相关。土壤有机质具有以下重要作用。
1 有机质是植物营养的主要来源之一。土壤有机质中含有大量的植物营养元素和微量元素,从而保证植物生长全过程的养分需求。
2 促进植物生长发育。土壤有机质中的胡敏酸,具有芳香族的多元酚官能闭,可以加强植物呼吸过程,提高细胞膜的渗透性,促进养分迅速进入植物体。
3 改善土壤的物理性质。有机质在改善土壤物理性质中的作用是多方面的,其中最主要、最直接的作用是改良土壤结构,促进团粒状结构的形成,从而增加土壤的疏松性,改善土壤的通气性和透水性。
4 促进微生物和土壤动物的活动。土壤有机质是土壤微生物生命活动所需养分和能量的主要来源。没有它就不会有土壤中所有的生物化学过程。土壤动物中有的(如蚯蚓等)也以有机质为食物和能量来源;有机质能改善土壤物理环境,增加疏松程度和提高通透性(对沙土而青则降低通透性),从而为土壤动物的活动提供了良好的条件,而土壤动物本身又加速了有机质的分解(尤其是新鲜有机质的分解)进一步改善土壤通透胜,为土壤微生物和植物生长创造了良好的环境条件。
5 有机质具有活化磷的作用土壤中的磷一般不以速效态存在,常以迟效态和缓效态存在。因此土壤中磷的有效性低。土壤有机质具有与难溶性的磷反应的特性,可增加磷的溶解度,从而提高土壤中磷的有效性和磷肥的利用率。
如何提高土壤有机质的含量,笔者建议采取以下措施。
1 秸秆还田。每亩地秸秆还田量不少于300千克,提高耕地地力该技术模式通过学习机械化操作,将作物秸杆粉碎处理,并添加秸秆腐熟剂后直接翻入土壤,适用作物为玉米,该技术模式的应用范围在降雨量400毫米以上有灌溉保证条件、农业机械化水平较高的地区,秸秆还田技术是增加上壤有机质含量、提高土壤肥力的主要技术措施,对于改善土壤结构、增加土壤保水、保肥能力、提高作物的抗旱具有重要意义。技术路线如下。秸秆高留茬还田:秋收-粉碎还田-深翻-镇压。秸秆快速腐熟还田:春季-秸秆-粉碎-快速发酵-还田。
2 有机肥施用。每年深施有机肥2000千克/亩,提高耕地有机质含量,两年内在现有的基础上有机质提高至10克/千克。
关键词:煤矿废弃地;景观;设计策略
引言
随着中国煤矿开采业的飞速发展,长时间过度过量的煤矿开采,不仅破坏了当地的景观环境还破坏了当地的生态平衡。对煤矿的过度开采,产生了大量煤矿废弃地,煤矿附近的植被破坏,造成水土流失比较严重。为了对煤矿废弃地再利用,结合国内外一些关于煤矿废弃地景观设计的成功例子,设计出符合中国国情的煤矿废弃地景观设计策略。
1煤矿废弃地的相关概念和类别
1.1煤矿废弃地的概念
煤矿废弃地是指对煤矿开采后的土地资源失去了功能或原有功能不能被重复利用、失去原有的经济价值而被遗弃的土地。这些废弃的煤矿开采场地在促进城市发展方面有着不可磨灭的贡献,煤矿开采业创造了巨大经济价值,见证了一个城市或地区的繁荣发展,但由于对煤矿废弃地没有合理利用,造成对环境的破坏。
1.2废弃地的类别
废弃地可分成三种:a)煤矿废弃地。煤矿废弃地指煤矿被开采后形成了矿业废弃地。在煤矿开采时,如果是采用露天开采的方式对生态环境平衡的破坏是根本性的;如果采用非露天的开采方式,对环境的破坏相对较小一些,但是煤矿废弃地比较容易塌陷,造成各种地质灾害,所以对煤矿废弃地的景观的恢复和建设特别重要[1];b)城市工业废弃地。随着城市化进程的不断推进,城市改建、扩建的项目越来越多,但在其改建、扩建以后会遗留下大片废弃土地,即城市工业废弃地。且该种类型的废弃地大多位于城市中心,其存在严重影响了城市的整体美观,因此,针对城市工业废弃地问题,目前大多数城市采用的解决办法是对城市工业废弃地进行重新改造设计,恢复其景观,改善城市形象;c)垃圾处理场地。经济的快速发展影响了人们的日常生活。相比于以往,现在人们生活的水平有了质的变化,每年产生的垃圾也大量增多。在垃圾处理时往往采用集中处理的方式,在处理前先将其堆放在垃圾处理场。这样不仅会占用大片土地,甚至有些垃圾会对土壤产生严重污染,打破了原有的生态平衡,破坏了植被的生产环境。所以针对垃圾处理厂的生态恢复设计主要是对垃圾的处理和土壤条件的改善。
2煤矿废弃地的景观设计价值
煤矿废弃地由于在开采矿产资源的过程中造成土壤结构发生变化,或煤矿废弃物的堆积对土壤造成严重的污染,从而使得原本具有一定价值的土地变成了废地。采用景观设计的方式不仅可改变废弃地的现状,恢复其土壤原有的价值,同时还可完美地修饰这块土地,改变其原有形象,使其呈现出一种美的状态,重新建立起具有废弃地特色的景观,从而提升其经济价值和观赏价值,改善煤矿废弃地的生态环境。通过对煤矿废弃地进行重新的设计,使其焕发出无限生机。采用景观设计的方式具有下述的优势:a)通过对煤矿废弃地的景观设计提升其经济价值和观赏价值,使其从贫瘠荒芜的土地转变成风景优美的景观,改善因工业发展带来的消极印象和影响[2]。废弃地所占用的土地资源严重阻碍了当地经济的发展和资源的合理利用,采用景观设计的方式可使得废弃的土地重新具备使用价值,有效缓解土地资源匮乏的难题,特别是中国目前有效耕地面积比较少的情况下;b)煤矿废弃地见证了中国经济发展的历史,象征着人类的不断进步。因此从美学价值方面考虑,煤矿废弃地景观设计充分展现了对美学价值的运用,煤矿废弃地从某种程度上代表了矿业工作者为中国经济发展做出的贡献。因此对煤矿废弃地进行设计,不仅保留了历史痕迹,还提升了它的实用价值;c)煤矿废弃地还有一定的文化教育价值。煤矿废弃的产生是人类工业活动的结果,承载着一定的文化价值,传承人类的进步思维。
3煤矿废弃地的景观设计理论基础
3.1恢复生态学理论
在研究生态系统退化时经常会使用到恢复生态学理论,该种理论的出现可为相关研究提供科学方法。现在,在矿业废弃地重新设计的过程中主要是以该理论为依托。通过景观设计的方式,使当地生态平衡被恢复。根据美学原理对煤矿废弃地内的工业建筑进行适当删减,使其具有新的观赏价值、美学意义和实用价值。
3.2景观生态学理论
景观生态学是一门综合生态学理论,其中融合了景观学和生物学的相关知识,通过生态系统原理和方法对景观的构成、功能及动态变化机理进行研究,最终对景观的格局进行合理的使用和保护。景观生态学主要包括三方面的研究内容,即景观结构、景观功能及景观动态等。它对煤矿废弃地的再利用有着强的指导作用。
3.3园林美学理论
园林美学理论主要是用来研究园林艺术的理论,该种理论是在美学理论的基础上发展出来的。在进行园林设计时要满足园林美的要求。一方面,要满足人们的审美要求。另一方面,还要提高人们对美的追求。但在园林美学研究的过程中,中西方之间存在较大的差异,从而可将其分成中国园林美学和西方古典园林美学等。
4煤矿废弃地的景观设计策略
科学技术的不断发展进步,为中国环境的改善及生态平衡的维持提供了技术支持。而景观设计在煤矿废弃地中的应用也得益于现有的工程技术,为重新恢复废弃地的价值带来了希望。在景观设计的过程中涉及到很多专业的工程技术,但生态地改善技术的应用最为广泛。现在,生态地改善技术主要用于矿业废弃地土壤有机物的降解,种植绿色植物是主要方法。生态地改善技术包含的内容比较多,例如微生物作用、土壤改良等。
4.1水环境改善
现在,世界上很多国家都面临着水资源短缺的问题。在这种情况下,如何改善水环境,提高水资源利用率成为人们研究的重点问题。在解决水污染问题时可采用生态恢复的方式,对其进行再创造,结合植物、微生物等大自然自身调节功能改善水环境[3]。利用煤矿废弃地塌陷的地方收集水资源,采用生态方式净化水资源,同时还可将现有的水资源建设成自然景观,提高煤矿废弃地的观赏价值。
4.2土壤环境改良
煤矿废弃地因受重金属影响导致土地污染严重,要想对废弃地进行景观设计,就必须先恢复其生态平衡。煤矿废弃地对土壤破坏的根源在于矿产中的重金属严重破坏了土壤的活性,在有害物质的影响下,土壤的养分大量流失,使其丧失原有价值。因此,要想改善煤矿废弃地的土壤,则必须要先恢复土壤原有的活性。主要包括对土壤重金属污染的治理和物理化学性质的还原等。通过对表皮土壤的覆盖和培养绿色植物的方式来改造土壤的物理性质。根据土壤成分有选择地添加一些有机物和无机物来恢复土壤的化学性质。通过种植绿色植物和培育微生物的方法来清除掉土壤中所含有的重金属成分。
4.3微生物改良作用
微生物改良技术是一种无害的生态改良方式,因为在整个过程中不涉及到化学物品,完全是利用微生物的新陈代谢作用完成改良任务。能恢复土壤活性的微生物有两种:a)营养微生物。该种类型的微生物具有固氮作用;b)营养抗污染微生物,该种类型的微生物具有转化金属离子的作用。它们在改善土壤环境方面的作用很大。
5结语
煤矿废弃地的形成是历史发展的产物,具有一定的历史价值。为了既保存煤矿废弃地的历史价值,又增加其实用价值,研究了煤矿废弃地景观设计的原理和策略,对煤矿废弃地的生态环境进行恢复,使其具有新的观赏性和实用性。
参考文献:
[1]王海燕,霍海鹰,张亚婷,等.煤矿废弃地景观更新设计研究[J].煤炭工程,2013,45(9):20-21.
[2]程夕,程澜,胡俊峰,等.煤矿废弃地的生态景观设计研究与应用[J].山西建筑,2014(29):227.
顶级腐败王 苍蝇
苍蝇们四处飞来飞去,令人不胜困扰。苍蝇喜欢日间活动,有趋光性,晚上常栖于花叶、电线、天花板等处。已知可能由苍蝇传播的疾病有霍乱、伤寒、副伤寒、痢疾及其他肠道疾病。喜好腥臭味,有臭味的地方是其聚集地。
应对招数:苍蝇类最惧芳香油类的气味,如薄荷油、樟脑油、丁香油、柠檬油等。设置纱窗、纱门,厨房垃圾要妥善包扎,投入密封垃圾桶,尽快清除。住宅周围的腐败有机物必须立刻清除或掩埋,勿堆积吃剩的水果、蔬菜、肉制品。
地面尖兵班 蚂蚁
有些蚂蚁对人类很有益。比如,改良土壤、传授花粉、捕食害虫……然而当它们钻到家里来,就成了麻烦了。它们爱甜品,还可能携带病原菌,传播疾病。厨卫及阳台的水泥缝中,瓷砖背后,花盆附近易有蚂蚁。
应对招数:水中加洗衣粉冲洗。用各种杀虫剂喷洒。檬香茅精油针对蚂蚁格外有效。夏季小虫多,应对有招数/志远
夏季不仅天气热,而且雨水较多,气候潮湿,加上垃圾过量,致使蚊虫猖獗。不少人家中的花盆底座、下水口、鱼缸、垃圾堆放处及室外的公园湿地、湖边、地下停车场、厕所、小区内的水景假山等,都是夏季蚊虫繁殖地方。那么,如何应对这些小虫虫呢?
顶级腐败王 苍蝇
苍蝇们四处飞来飞去,令人不胜困扰。苍蝇喜欢日间活动,有趋光性,晚上常栖于花叶、电线、天花板等处。已知可能由苍蝇传播的疾病有霍乱、伤寒、副伤寒、痢疾及其他肠道疾病。喜好腥臭味,有臭味的地方是其聚集地。
应对招数:苍蝇类最惧芳香油类的气味,如薄荷油、樟脑油、丁香油、柠檬油等。
设置纱窗、纱门,厨房垃圾要妥善包扎,投入密封垃圾桶,尽快清除。住宅周围的腐败有机物必须立刻清除或掩埋,勿堆积吃剩的水果、蔬菜、肉制品。
地面尖兵班 蚂蚁
有些蚂蚁对人类很有益。比如,改良土壤、传授花粉、捕食害虫……然而当它们钻到家里来,就成了麻烦了。它们爱甜品,还可能携带病原菌,传播疾病。厨卫及阳台的水泥缝中,瓷砖背后,花盆附近易有蚂蚁。
应对招数:水中加洗衣粉冲洗。用各种杀虫剂喷洒。檬香茅精油针对蚂蚁格外有效。
顽固钻缝王 蟑螂
蟑螂是居家最常见的害虫,夏季是蟑螂活跃季节,它们到处窜行,不但污染食物,还传播病原。经由蟑螂粪便感染会引发病毒性肝炎。蟑螂藏匿于墙壁之缝隙、门框缝、家具内、浴室的阴暗处、纸板、水族箱下、地下室、电器、排水管、垃圾堆等处。
应对招数:除门、窗、管线不留缝隙外,破损处立即修补,以免蟑螂趁机潜入。家具勿紧靠墙壁置放。避免堆积杂物;厨房出水口过滤器须经常刷洗:垃圾妥善包扎投入密封垃圾桶,并尽快清除;抹布、毛巾用后要洗净晾干;地面、桌椅保持清洁,不留食物残屑;食品及原料应加盖密封或存入冰箱。
平时可使用灭蟑饵剂,施药时应采用“小量多点”的方法。不要将饵剂施放于潮湿处,以免因发霉而失效用。气雾剂适用于家庭快速灭蟑;粉剂适用于干燥的缝隙、孔洞等场所。
头号吸血鬼 蚊子
蚊子春夏秋三季都会来骚扰我们,最能传播疾病,令人心悸的登革热、乙脑等病毒都是由蚊子传播的。蚊子的幼虫主要孳生于积水容器内,如花瓶、水盘、废瓶罐、水缸、水桶及植物叶子积水处。
应对招数:设置纱窗、纱门,清除各种容器的积水或每周清洗换水,如空瓶罐、花盆、水桶等,暂时不用的应倒置或覆盖。所有盛水容器及盆栽容器,要常换水清洗,积水积土是蚊虫产卵、生长的温床,也可在水盘中撒少许食盐抑制虫卵的发育。
定期大扫除是必不可少的,家里的壁橱内、沙发的背后因为常年背光、潮湿是蚊子最好的藏身处。
蹦极传病员 跳蚤
跳蚤在一般家庭中已不多见,但如果家中养有宠物,易长跳蚤。跳蚤在皮肤上爬行及刺叮吸血,引起的痛痒感觉非常刺激,令人焦躁不安,甚至失眠,还会引发过敏性皮肤炎。跳蚤传播数种疾病,最重要的是鼠疫。
应对招数:跳蚤的防治可以说比较费时费力,有时须多次才能达到防治效果。
关键词 农业废弃物;处置;资源化利用;现状;展望
中图分类号 X71 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)20-0209-01
农业废弃物是指农业生产和再生产链中资源投入与标的产出在物质和能量上的差额,是资源利用过程中产生的物质和能量流失份额。农林废弃物是农业和林业生产与加工过程中产生的副产品,数量巨大,具有可再生、再生周期短、生物降解、环境友好等优点,是重要的生物质资源[1]。随着农村经济不断发展,农作物产量提高、畜禽养殖量增加、农产品加工产业快速发展以及新农村建设不断展开,农业废弃物总量和种类呈上升趋势,特别是近10年来,随着农村城市化进程的加快,农民生活水平明显改善,农村青壮年劳力的流失和劳动力成本的增加,土地流转已大势所趋,对于可用作燃料和肥料的农业废弃物利用率越来越低,导致农业废弃物随意遗弃的现象日趋严重。
1 农业废弃物的主要特点及处置现状
我国农业废弃物主要由4个部分构成,分别是养殖业废弃物、种植业废弃物、农村生活垃圾和农业加工业废弃物[2]。养殖业废弃物包括畜禽粪便和栏圈垫物等;种植业废弃物包括农田、食用菌种植及果园残留物,如作物的秸秆、菇渣、蔬菜的残体或果树的枝条、落叶、果实外壳等种植业废弃物;农村生活垃圾包括农村居民生活废弃物,如人粪尿和生活垃圾等;农业加工业废弃物包括农副产品加工后的剩余物,例如稻壳、麦麸、玉米芯、锯末、秸秆、树皮、果壳、蔗渣、畜禽粪便、菇渣、酒糟渣、中药渣等,来源于动植物,主要是由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。
目前,我国每年畜禽粪便产生量约25亿t,农业生产中植物性废弃物排放量逾20亿t,而浙江省畜禽规模养殖巨大,仅生猪饲养量就高达3 150万头,占肉类(畜禽)总量的76%,且规模化饲养量达70%以上,估计畜禽养殖废弃物的排放量高达3 500万t左右,仅浙江省每年农业生产中植物性废弃物总量约1 000万t,仅瓜果蔬菜的设施栽培面积已近13.33万hm2,产生植株残体逾500万t;作为浙江省农业支柱产业之一的食用菌年产约70万t,每年约有50万t食用菌生产废弃物,其中丽水地区食用菌产业产生的菌菇渣约25万t;农产品加工废弃物更是量大面广,各地均有分布。畜禽粪便、农作物秸秆、食用菌栽培菇渣及农产品加工等农业废弃物产生量大且比较集中,其中富含有机物和多种矿质元素,而氮、磷、钾等植物需求的养分较高,并具有一定的持水、透气和吸附能力,这些有机废弃物利用率不到30%。浙江省农林废弃物数量多、利用方式简单、利用效率低,农林废弃物引发的环境问题日益突出主要表现为:传统生产模式的稻油秸秆,由于二茬种植间隔时间短、还田效果差、劳动力成本高等原因,废弃物往往被丢弃在田边河岸或烧掉,近年来蔬菜残体产生量大而集中,既没有专门的场地堆放和处置,又没有简便易行的处理方法,一些农业园区周边田间地埂及河道堆积如山、焚烧非常普遍,造成资源的巨大浪费和环境污染,农林加工废弃物的随意堆放,更易造成病原菌和蚊蝇害虫的滋生繁殖,增加农村生产及生活环境中病原菌和害虫的数量,对农业产业的可持续发展构成威胁,污染周边空气、水体和土壤,导致农村生态环境的恶化,如何有效地充分利用这类庞大的自然资源是值得思考和研究的问题。
2 农业废弃物研究、处置及利用技术
2.1 作为生物质能源材料
农业废弃物作为生物质能源的一部分,其开发和利用已经引起人们的广泛关注,是能源研究和环境领域的新热点。农业废弃物多数为植物光合作用的产物及其衍生物,与化石能源如石油、煤炭、天然气等相比,具有以下特点:一是可再生性,其来源于动植物,可以通过植物的光合作用进行再生,与太阳能、风能、潮汐能等都属于可再生能源;二是通过合理的利用、科学的规划可以实现其可持续性;三是作为农业大国,生物质种类多样、分布广泛、资源丰富;四是利用方式多样性,目前农林废弃物的利用主要是采用热转化、生物转化等方法,将其转化为生物柴油、燃料乙醇等含氧燃料以替代化石燃料;将木质废弃物经高压,压缩成棒状、颗粒状的质地坚硬的成型物,该成型燃料可以用作锅炉、家庭取暖等;还可以通过直接气化,将其转变为电能进行利用。因此,农业废弃物再利用不仅具有可行性也具有必要性。大力提倡农业废弃物的再利用,不仅可以节约化石能源,缓解能源供给矛盾,保障国家能源安全,同时也是保护环境实现环境友好社会的需求。
2.2 农业废弃物通过堆肥化处置回归到农业再利用
2.2.1 畜禽养殖废弃物堆肥化处置生产有机肥及其专用肥。基于农产品安全生产对有机肥的巨大需求、高蛋白饲料源短缺等现实情况,结合畜禽养殖排泄物的特点和特性,通过猪、鸡粪繁殖蝇蛆养殖生物脱水处理工艺、牛粪添加吸水的农林废弃物纤维素类辅料,高温好氧发酵堆肥化处理及有机肥产业化方式,快速使这些废弃物腐熟、稳定,经干燥、粉碎等工艺获得优质的蝇蛆生物蛋白和商品有机肥料(符合NY525-2012),在作物施肥、土壤改良及耕地地力提升、农产品品质提高和中低产田改造中发挥积极作用,并进一步开发多种功能有机肥、多种作物复合专用肥等产品。
2.2.2 农林生物质废物堆肥化生产土壤改良剂、育苗及栽培基质。将山核桃壳、锯末、枯枝落叶、菇渣、药渣等农林废弃材料经过机械粉碎处理,并进一步经堆肥化发酵腐熟和消毒处理,这些废弃材料经发酵腐熟后,具有良好的理化性质,富含有机物、氮、磷、钾及多种矿质元素,并且具有良好的持水、透气和吸附能力,可以改善黏性土壤的团粒结构,使土壤疏松,增强土壤的通透性、透水性和持水能力,利用其吸附作用可以减少养分的流失,作为优良的土壤改良剂;不同农林废弃物腐熟稳定化后按照一定的配比配制成不同配方的育苗及栽培基质,可在原有草炭营养基质配方基础上替代草炭等不可再生资源50%~100%,降低了成本,在多种瓜果、蔬菜及花卉苗木上应用表现良好,是今后城市道路绿化、边坡绿化、市民阳台绿化及屋顶绿化的优质土壤替代品。
2.3 农林废弃物在环保废水、废气处理中的应用
农林生物质废弃物(如花生壳粉、木屑、椰壳、甘蔗渣、玉米芯、树皮、茶叶等)分子结构多样,分子内活性基团选择性大(如壳聚糖、木质素纤维等),易于采用不同的改性工艺来制备结构多样、针对不同废水、废气的吸附剂,吸附废水、废气中的染料、重金属、颗粒及有毒、有害物质等,农业废弃物具有来源丰富、可再生、无毒性、成本低、可生物降解、制备工艺简单等优点,其最显著的特点是环境友好,使用后的生物吸附材料排放到环境前,不用做进一步的处理,可以在吸附操作后进行焚烧而不造成环境污染[3],是环境保护中一类经济实用、来源广阔、可再生的优选材料。
2.4 农林废弃生物质炭化技术及生物炭开发利用
生物炭在土壤固碳、土壤污染控制与修复中的双重作用成为当前环境领域的研究热点之一[4]。利用农林废弃物进行生物炭开发利用是当前国际农业土壤固碳、废弃物环境治理、资源循环利用和节能减排、应对气候变化的绿色低碳农业核心国际竞争技术。该技术是研究开发各类农林废弃生物质炭化技术并推动生物炭产业化,可有效缓解我国经济快速发展带来的碳排放增加、环境污染加剧和温室气体排放增加等一系列现实生态环境问题。《国家中长期科学与技术发展规划纲要》(2006—2020年)已将农林生物质综合利用技术列入优先发展的研究领域之一。《浙江省农业生物技术科技专题方案》(2011—2015年)指出,农业废料和能源植物等成为产业创新的焦点,生物工程技术成为主导的技术创新路径。以生物质炭化技术及生物炭高效生产及系列生物炭产品开发应用为抓手,生物炭具有多孔性、巨大表面积及羧基基团,因而具有较大的离子交换量(CEC),具有较强持水能力及更高的养分保持能力,能改善土壤理化性质,能改变土壤的生物质种类、生物活性,提供肥料利用率,必将促进土壤固碳减排,提高我国应对气候变化能力,实现人与自然和谐、经济社会的可持续发展。
3 农业废弃物利用的发展前景及展望
近10年来,各级政府对农业废弃物处理利用技术的研究和投入逐年增加,但集中处置的基础设施和技术规范还远没有到位,不仅使大量农业固体废弃物可再利用资源白白的浪费掉,而且还造成了农村环境污染,加大了农业面源污染治理压力,更不能适应当前新农村建设的要求。农业废弃物日益增多与处理技术滞后的矛盾,已经成为制约农村生态建设的瓶颈因素之一。我国还是一个农业大国,开展农林废弃物的再利用,不仅可以减少化石燃料的使用量,减轻农林废弃物对环境的污染,促进农村生态环境改善,还可以增加农民的收入,有助于解决环境问题和“三农”问题,促进农业循环经济的的可持续发展,对建设“美丽中国”具有积极的社会和经济意义,农业废弃物资源化利用的发展潜力巨大、发展前景美好,必将成为21世纪最具发展潜力的行业之一。
4 参考文献
[1] 田赟,王海燕,孙向阳,等.农林废弃物环保型基质再利用研究进展与展望[J].土壤通报,2012,42(2):497-502.
[2] 陶思源.关于我国农业废弃物资源化问题的思考[J].理论界,2013(5):28-30.