木纖維在噴播綠化中的應(yīng)用

　　隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通、水電、礦山及基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)的投資力度加大，在取得經(jīng)濟(jì)、社會效益的同時，也給生態(tài)環(huán)境造成了一定的破壞，使得原有的自然地貌、植被群落破損嚴(yán)重，導(dǎo)致大面積的地表裸露，尤其是高陡的裸露巖石坡面，依靠自然力恢復(fù)植被十分困難。在遵循環(huán)境友好、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等理念的基礎(chǔ)上，國內(nèi)外對各種工程施工創(chuàng)面的植被恢復(fù)技術(shù)研究，從原有傳統(tǒng)工程硬質(zhì)防護(hù)如漿砌石擋土墻、噴錨支護(hù)、噴漿等逐步發(fā)展到逐步興起的生態(tài)植被恢復(fù)護(hù)坡技術(shù)。根據(jù)項目區(qū)域的氣候、水文、降雨、土壤、地質(zhì)條件等調(diào)查分析，研究開發(fā)出一系列邊坡生態(tài)植被修復(fù)技術(shù)。其中噴播綠化技術(shù)是目前各種生態(tài)恢復(fù)工程中常用且頗具成效的坡面植被恢復(fù)施工方法。而木纖維材料是在噴播綠化技術(shù)中主要常用的工程材料之一。

　　噴播綠化技術(shù)是對工程建設(shè)所破壞邊坡進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)的常用技術(shù)手段，其原理是利用專用的噴射裝置，將土壤（過篩）、有機質(zhì)、保水劑、粘合劑、木纖維、肥料、植物種子、土壤改良劑、生物菌劑等按照設(shè)定比例混合，通過在噴播機罐體加水并與混合基料攪拌達(dá)到一定粘稠度，并噴射依附到處理好（微地形、錨固掛網(wǎng)等措施）的裸露坡面上，從而在坡面形成連續(xù)的多孔營養(yǎng)基質(zhì)層，當(dāng)多孔營養(yǎng)基質(zhì)層達(dá)到一定程度時，具有一定的穩(wěn)定性，就會發(fā)揮作用避免種植基質(zhì)遭雨水沖蝕，待短期內(nèi)坡面植物形成，往往對邊坡巖土體形成錨固效應(yīng)、水文效應(yīng)和生態(tài)效應(yīng)，提高邊坡淺表層穩(wěn)定性，對消除坡面流灘、淺層滑動、崩塌落土等地質(zhì)災(zāi)害具有重要意義，甚至陡坡面植被覆蓋可以有效防止雨水沖刷侵蝕，減少坡面的水土流失。

在噴播綠化中營養(yǎng)基質(zhì)基材的配比是工程成敗的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，也是整個施工工序中的重點和難點之一。常見的一是基質(zhì)板結(jié)（1～2年后）導(dǎo)致植物生長困難，覆蓋率降低。二是基質(zhì)剝離、脫落。那么這就要求如何選擇適應(yīng)本地區(qū)基質(zhì)的配合比，來解決基質(zhì)的營養(yǎng)性、穩(wěn)定性和通透性問題。也就是需要根據(jù)項目具體情況科學(xué)合理的配置營養(yǎng)基質(zhì)材料，由植壤土（過篩）、有機質(zhì)、木纖維（草纖維）、保水劑、粘合劑、復(fù)合肥、土壤改良劑、生物菌、有機肥等組成進(jìn)行調(diào)配。植物纖維材料在其中起到類似植物根莖的網(wǎng)絡(luò)加筋作用，從而造就了有一定厚度的具有耐雨水、風(fēng)侵蝕、牢固透氣，與自然表土相類似或更好的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。其構(gòu)成要素有生長促進(jìn)劑、高分子聚合物、精細(xì)熱致木纖維、微孔顆粒、互鎖的人造纖維、保水基等與種子混合后利用噴播綠化的方式施工，能在坡面構(gòu)成對種子進(jìn)行勻稱包裹的有利于植物發(fā)育的纖維營養(yǎng)基質(zhì)層，在改進(jìn)土壤條件、保持土壤水分與溫度、增快植被發(fā)育、增強根系發(fā)展等方面有顯著優(yōu)勢，進(jìn)而取得迅速成坪的理想的綠化成效。

木纖維的作用

在噴播綠化技術(shù)中，木纖維的作用主要有：1)覆蓋地表浮土，在表層土表面形成具有一定厚度、均勻質(zhì)密的纖維覆蓋層，防止風(fēng)、雨對表層土壤的侵蝕；2)改良土壤結(jié)構(gòu)，木纖維噴播后的坡面可以吸附大量的微塵粒，使粉狀土的顆粒增大，纖維交織形成雀巢結(jié)構(gòu)骨架有益于團(tuán)粒聚集體的穩(wěn)定；3)噴播木纖維含有豐富的有機物，有利于微生物的生長，能夠促進(jìn)加快土壤熟化；4)涵養(yǎng)水分，木纖維高倍持水能力可延長土壤濕潤期，為植物生長提供充足的水分。

根據(jù)不同生態(tài)恢復(fù)施工創(chuàng)面，木纖維一般采用在液力噴播和客土噴播兩種工藝進(jìn)行。

(1)液力噴播

液力噴播所用的木纖維是噴播綠化技術(shù)的主要材料,主要由天然植物纖維材料組成。目前用來制備液力噴播用纖維材料的原材料主要有麥秸、棉桿、闊葉木、針葉木等。其中麥秸、棉桿為農(nóng)作物剩余物，資源豐富，而木材原料則常采用木材加工剩余物，枝椏材等，以達(dá)到木材的綜合利用。也可以結(jié)合國外進(jìn)口的聚合木纖維材料。

生態(tài)恢復(fù)工程所在地均為水土流失嚴(yán)重地域，表層土壤的缺乏使得植物生長所需的水分嚴(yán)重不足。液力噴播用木纖維材料由木材纖維構(gòu)成，具有一定的吸水性，纖維之間又存在大量的空隙，也可以存儲水分。在實際噴播后可以起到原有土壤的涵養(yǎng)水分的作用，可以提供栽培植物的發(fā)芽和生長所需要的足夠水分，液力噴播用木纖維持水性能即其涵養(yǎng)保存水分的能力。

(2)客土噴播

在對工程建設(shè)創(chuàng)面進(jìn)行生態(tài)植被恢復(fù)工程中，應(yīng)用于裸露巖石邊坡客土噴播綠化，一般將木纖維與土壤、營養(yǎng)基質(zhì)、保水劑、粘合劑、土壤改良劑、有機肥等混合后，進(jìn)行噴播作業(yè)，常與鍍鋅鐵絲網(wǎng)、土工格柵網(wǎng)等材料結(jié)合使用。噴播厚度根據(jù)坡面土壤及風(fēng)化狀況，以10cm的厚度（基質(zhì)營養(yǎng)層）為基準(zhǔn)適度增減。木質(zhì)纖維材料能夠較好的改善土壤結(jié)構(gòu)，使其具有較強的抗侵蝕能力，保水能力，并能為植物生長提供持續(xù)的養(yǎng)分使其迅速發(fā)芽生長形成植被覆蓋，后期植被恢復(fù)速度快、效果好。

噴播用木纖維制備及施工工藝

選用木材原料，經(jīng)過剝皮、水洗、削片、研磨、風(fēng)選、提取纖維、蒸煮、軟化到最后烘干制備而成。在熱磨機噴出進(jìn)入干燥階段，也可以加入染料和纖維活性劑等各種添加劑，干燥后經(jīng)壓縮打包后出售。使用時可根據(jù)需要加入植物種子和粘合劑以及保水劑、復(fù)合肥、種植土、土壤改良劑等經(jīng)噴播設(shè)備加水?dāng)嚢?，噴附在裸露坡面上?/span>

在施工前應(yīng)清理坡面浮石，保證施工坡面的穩(wěn)定性。按設(shè)計要求自上往下鋪設(shè)防護(hù)網(wǎng)，含有木纖維的基質(zhì)材料噴播時應(yīng)盡可能從正面自上而下進(jìn)行。施工結(jié)束后立即噴水養(yǎng)護(hù)，保持坡面濕潤直至種子發(fā)芽。在施工時遇見降雨應(yīng)做好防護(hù)措施，防治材料流失。在南方多雨地區(qū)需要提高噴播基質(zhì)材料的粘附性以增強抗侵蝕能力，在北方則需要提高保水性能，增加水分的利用能力。

噴播綠化技術(shù)以重建植被生態(tài)系統(tǒng)和生物護(hù)坡為目標(biāo)，是一項兼顧邊坡防護(hù)和綠化美化環(huán)境于一體的生態(tài)防護(hù)技術(shù)。與傳統(tǒng)的邊坡防護(hù)措施相比,噴播綠化技術(shù)有明顯的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，其平均造價只有傳統(tǒng)漿砌片石的30%左右。噴播基質(zhì)材料是噴播綠化工程中,最關(guān)鍵的一道工藝程序?；|(zhì)材料配比是否合理關(guān)系到客土的開裂與剝離、后期植坪的成功與否。如果在噴播基質(zhì)材料配制過程中，對基質(zhì)材料的土壤持水性、土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成狀況、土壤酸堿度、土壤養(yǎng)分等土壤肥力因素的變化規(guī)律有充分認(rèn)識，揚長避短、趨利避害，為建植喬、灌、草相結(jié)合的生態(tài)模式打好基礎(chǔ)，減少后期養(yǎng)護(hù)的投入,加快成坪速度。噴播基質(zhì)中的纖維素具有良好的育肥作用，能為土壤微生物的生長繁殖提供豐富的營養(yǎng),從而促進(jìn)土壤有機質(zhì)分解、提高土壤中酶的活性。

目前國內(nèi)也有許多邊坡工程使用了國外研發(fā)的抗侵蝕纖維基質(zhì)產(chǎn)品，但是存在價格高昂等一系列阻礙纖維型基質(zhì)在我國廣泛推廣運用的問題，國內(nèi)的環(huán)保公司也有很多在研究開發(fā)纖維型噴播基質(zhì)，但成熟的產(chǎn)品鮮少，說明纖維基質(zhì)在我國有待開發(fā)的大批市場，針對高性能噴播基質(zhì)材料的產(chǎn)品研發(fā)就具有一定的必要性。

　　近年來，城市化的發(fā)展與建設(shè)用地增多的矛盾日益突出,特別是在江蘇、浙江、廣東、湖北、湖南等發(fā)展迅速的城市問題尤其顯著，隨之而來的生態(tài)修復(fù)問題也日益受到重視，而在生態(tài)修復(fù)工程中得到高效利用的噴播木纖維的應(yīng)用優(yōu)勢也就得到了充分的發(fā)揮，除了城市化地區(qū)，在我國生態(tài)環(huán)境脆弱的例如水土流失嚴(yán)重的西藏、甘肅、青海、新疆、山西、內(nèi)蒙古等地，改善生態(tài)環(huán)境的高質(zhì)量、高效率工程技術(shù)應(yīng)用需求也是巨大的，噴播用的木纖維基質(zhì)在改善土壤性質(zhì)，防止水土流失，保護(hù)植物生長方面具有的優(yōu)質(zhì)性能剛好滿足該地區(qū)的工程需求，而且在循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的廣泛熏陶下，提高木材加工殘渣的綜合利用率，對可持續(xù)發(fā)展來說，也是一舉多得的，所以噴播木纖維目前已經(jīng)在多個領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用。

但是噴播綠化用的纖維基質(zhì)在經(jīng)歷了幾十年的革新變化，無論是噴播器械還是施工工藝或是基質(zhì)產(chǎn)品，都從傳統(tǒng)單一的效率低效果差，一路發(fā)展成如今的類型豐富、針對性強和適應(yīng)范圍廣的技術(shù)產(chǎn)品，已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，但是發(fā)展方向目前還是主要關(guān)注在設(shè)備發(fā)明和施工工藝方面，同時目前關(guān)于噴播基質(zhì)的配方組成，應(yīng)該向著原料多元化、更高效化的方向發(fā)展,例如如果用工廠化生產(chǎn)取代工程現(xiàn)場配制，將會節(jié)約材料運輸?shù)慕?jīng)濟(jì)以及人工成本。噴播基質(zhì)產(chǎn)品化已成為邊坡綠化工程技術(shù)革新中的一種大發(fā)展趨勢，這就引申出噴播綠化基質(zhì)的材料研發(fā)、材料最佳配比等問題。

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