垃圾填埋場植被恢復技術研究進展

孫向輝 周麗貞

摘要 綜述了近年來國內外垃圾填埋場植被恢復技術發展現狀，分析了垃圾填埋場植被恢復的主要環境影響因素（包括封場覆蓋材料、土壤基本性質、填埋氣體、垃圾滲濾液、植物品種選擇），從垃圾填埋場場地的改良、修復植物的選擇、植被修復過程中的科學管養幾方面，提出了垃圾填埋場植被恢復的建議，并對植被恢復技術的應用前景進行了展望。

關鍵詞 垃圾填埋場；植被恢復；環境影響因素

中圖分類號 S181 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2016）09-100-03

Abstract The development status of vegetation restoration technology in landfill sites at home and abroad were reviewed， the main influencing factors（coating material， soil basic properties， landfill gas， leachate， plant varieties selection） were analyzed， suggestions for vegetation restoration in landfill sites were proposed from aspects of change of landfill site， selection of restoration plants， scientific management of vegetation restoration process， the application prospect of vegetation restoration technology was forecasted.

Key words Landfill site； Vegetation restoration； Environmental impact factors

隨著我國城鎮化的快速發展，城鎮生活垃圾激增，截至2011年，我國城鎮生活垃圾堆存量超過80.00億t，占地5萬余hm2，城鎮生活垃圾產生量為2.77億t[1]，“垃圾圍城”困境日益突出。目前，我國城鎮生活垃圾無害化處理主要以衛生填埋和焚燒處理技術為主，其中衛生填埋處理技術作為生活垃圾的最終處置方式仍是每個地區的保障手段。

城市垃圾衛生填埋處理雖然具有處理量大、操作工藝簡單、運作費用低廉等優點，但是占用面積大及封場過程中產生的填埋氣、滲濾液等會對周邊生態環境造成一定負面影響。同時，隨著城市的發展擴張，垃圾填埋場進入市區范圍，進而影響周圍居民生活和城市建設發展。為了使垃圾填埋場的土地資源得以回用，同時改善城市環境質量，封場后的垃圾填埋場被重新規劃開放，通過植被重建開發成為公園、運動場、植物園、高爾夫球場等城市公共設施[2]。筆者對近年來國內外垃圾填埋場植被恢復技術研究成果進行了系統的總結，以期為今后垃圾填埋場植被恢復技術的開發應用提供理論參考。

1 垃圾填埋場植被恢復技術發展現狀

國外對垃圾填埋場植被恢復技術的研究較早，很多城市已有成功進行植被重建的例子。1863年巴黎就將1座廢棄的石灰石場和垃圾填埋場改造成特蒙公園。韓國于2002年在世界杯足球賽體育場館建設過程中，采用微生物、生態修復等污染生態修復措施，選擇抗逆性強的鄉土植物品種作為綠化植被，促進垃圾分解和防止土壤侵蝕，將首爾市曾經最主要的垃圾填埋場蘭芝島改造成為1座環境親和型的城市公園[3]。美國正詹姆斯·科納Field Operations事務所采用生態修復技術，創造性地將890.3 hm2的弗萊士河垃圾填埋場改造成紐約市最大的城市公園[4]。蒙特利爾將曾經的北美第三大垃圾填埋場改造成為圣-米歇爾環保中心，并于2004年獲得可持續發展金獎。

近年來，我國在城市廢棄垃圾填埋場的生態修復技術方面進行積極探索，并取得了一定成果。周良等[5]在對鎮江市城東垃圾填埋場的填埋土、滲濾液和生態環境現狀進行調查的基礎上，選擇苦楝、女貞、紫荊和枸杞作為耐性樹種，對該地區垃圾填埋場進行了改造，取得了初步的人工修復成效。韓祖光等[6]通過研究北京市最主要的3個衛生填埋場的人工植被，構建了對于北京地區垃圾衛生填埋場填埋區陽坡、陰坡和半陰半陽坡及生活區和場界的綠化植物配置模式。肖琨等[7]采用生態修復與景觀綠化的設計理念對湖南省武岡市垃圾填埋場進行生態修復，力求將其改造為現代城市綠色開放空間。廈門東孚垃圾填埋場通過生態恢復景觀設計，將垃圾填埋場改造成一個具有環衛教育基地功能的主體公園[8]。

2 垃圾填埋場植被恢復的影響因素

2.1 封場覆蓋材料

垃圾填埋場是一種次生裸地，有機質含量較高，封場時要對土壤表層的垃圾進行覆土處理。如果覆土層過厚，其表層土有機質含量較低，無覆土層，其表層土壤實際上就是垃圾，雖然其有機質含量較高，但該類土壤含有較高濃度的重金屬，會影響植物的生長[2]。張煜等[9]在支持土層固定的基礎上，重點研究了不同營養植被層厚度對垃圾填埋場植物生長的影響，結果表明：封場覆蓋的營養植被層厚度對植物的成活率和長勢具有較大影響，厚度過薄會影響植物的生長，過厚對植物長勢無明顯的促進作用，因此較理想的營養層厚度為30～45 cm。實際上，不同植被類型需要不同的覆土層厚度[10]，Gilman等[11]研究發現，草本植物需要6 cm左右的基質厚度，而喬本樹木則需要90 cm以上的基質厚度。

2.2 土壤基本性質

垃圾土與常規土壤相比，一般有機質和氮、磷、鉀等營養元素含量較高[12-13]，同時存在數量龐大、種類繁多的微生物[12，14]，但較高的重金屬（如Cu、Cd、Pb、Zn等）含量會抑制微生物活性，破壞土壤性質，從而抑制植物生長[14]。同時，垃圾填埋場的垃圾在發酵過程中，會產生較高的地溫，一般垃圾填埋體內溫度為20～80 ℃[15]，已關閉填埋場表面以下20和30 cm深處基質的溫度比正常土壤溫度分別高出20和15 ℃[16]。研究表明，過高的土溫會導致植物根系呼吸消耗增多，抑制植物根系生長，甚至燒傷根系，導致植物死亡[17-18]。

2.3 填埋氣體

垃圾填埋場的填埋物會產生大量填埋氣體，如二氧化碳、甲烷、硫化氫、氨氣等，并形成惡臭，這些氣體會對環境和植物生長造成不同程度的負面影響[19]。Gendebien等[20]研究認為，垃圾分解會產生大量二氧化碳和甲烷，將植物根系生長所必須的氧氣排出土壤層，導致植物根部缺氧死亡。同時，當土壤中二氧化碳的含量超過20%時，會對植物產生毒性，從而影響植物生長。周良等[5]選擇了7種樹種進行垃圾填埋場修復種植試驗，結果表明：垃圾填埋場的填埋氣是影響樹木生長的主要因素，對大多數植物存在不利影響[5]。Wong等[21]研究發現，高濃度的填埋氣是垃圾填埋場植被恢復的主要限制因素。

2.4 垃圾滲濾液

垃圾滲濾液是垃圾經壓實、生物降解生成的水以及滲入場內的雨水、地表水和地下水經垃圾層滲濾出的污濁液體，含有大量的有機物、無機鹽及重金屬類物質，這些物質會對植物生長產生潛在危害[22]。姜必亮等[23]通過盆栽試驗研究了滲濾液灌溉對土壤-植物系統的生態效應，發現滲濾液灌溉導致植物死亡，可能與滲濾液中重金屬、有毒有機物的毒性和植物本身的生物學特性有關。趙一亮等[24]研究發現，垃圾滲濾液會明顯抑制植物生長，其中白臘木對垃圾滲濾液最為敏感，表現出生長遲緩，甚至干枯死亡。

2.5 植物品種選擇

通常垃圾填埋場的生態環境比較惡劣，且不同地區不同類型垃圾填埋場的環境條件也有所差異，因此，選擇合適的植物品種是決定垃圾填埋場植被重建成功與否的關鍵。受環境條件的限制，在進行垃圾填埋場植被重建時，一般選擇抗逆性強、易于管護、景觀效果好的本土植物品種作為修復植物。自20世紀90年代以來，國內學者開始進行垃圾填埋場人工植被實地修復研究，郭婉如等[25]選擇16種木本植物、9種草本植物作為受試植物，研究了其在垃圾填埋場的生長情況，最終篩選出枸杞、苦楝、紫穗槐、刺槐、白蠟樹、女貞、苜蓿、畫眉草、牛筋草和知風草等10余個抗性較好的品種。舒儉民等[26]選用當地適應性和抗逆性較強的16種木本植物，在青島湖城市垃圾填埋場進行現場試驗，結果發現，枸杞耐性最強，其次為苦楝、紫穗槐、刺槐、白蠟樹，女貞、金銀木、臭椿、正木、龍柏，紫荊、木槿、法桐、黑松耐性較差，迎春和連翹耐性極差，不宜在垃圾填埋場種植。

3 垃圾填埋場植被恢復建議

3.1 場地改良

垃圾填埋場作為一種特殊的土地類型，其自身存在多種難以避免的限制植物生長的因素，如垃圾填埋場產生的填埋氣體、貧瘠的土壤、垃圾發酵產生的較高地溫、垃圾滲濾液等，因此，在對垃圾填埋場進行植被恢復建設時，有必要根據填埋場的開發利用方式和生態環境條件，進行必要的改良和改造，如對垃圾滲濾液和發酵產生的廢氣進行收集處理，對垃圾山體進行整固，對填埋場表土進行客土改良等。根據國內外垃圾填埋場植被重建的實踐經驗，在對垃圾填埋場進行植被恢復過程中，往往分階段實施。第1階段為終場處置，通常是對垃圾填埋場場地進行整型覆土和初步綠化改造，改善填埋場周邊環境；第2階段為園林造景，精心選擇耐性植物，在垃圾堆體穩定后進行園林種植和環境景觀改造[27]。如湖南省武岡市垃圾填埋場在進行生態修復和景觀綠化工程中，采取了分階段實施，首先是對場地堆體進行整形與處理，保證場區內排水、交通、填埋氣體收集處理、滲瀝液收集處理等設施正常運行，然后再分階段實施植被栽植計劃，以達到對垃圾場及其周邊環境的改良[7]。

3.2 修復植物選擇

修復植物的選擇對垃圾填埋場的植被恢復具有重要意義。雖然有垃圾填埋場自然植被恢復的例子，但是自然植被恢復所需時間長，且主要以草本植物為主，這樣的植被恢復僅滿足于填埋場內有植被覆蓋，對于填埋場及周邊生態環境改良作用較小。考慮到垃圾填埋場特殊的生境條件，在選擇修復植物時，一方面應盡可能地選擇抗逆性強、易于養護，且對有害物質具有較強吸附或吸收能力的本土植物[28]；另一方面，為營造良好的自然景觀，在植物的群體配置上要適當種植耐性強的建群植物種，設計喬、灌、草的復層綠化模式，增加植物群落的多樣性和穩定性，如苦楝-紫穗槐-畫眉草、女貞-紫花苜蓿等群落類型[29]。

3.3 植被恢復過程中的科學管養

垃圾填埋場的植被恢復是一個長期、動態的過程，初期建立的植被系統往往較為脆弱、缺乏穩定性，如不注意及時養護，可能會造成植物大面積死亡。因此，在垃圾填埋場植被恢復過程中，一方面要注重植物對水、肥的需求，另一方面要加強對填埋場內產生的填埋氣體和滲濾液的監測，并及時采取有效措施將其對植物造成的影響降至最低。

4 展望

隨著我國社會經濟的快速發展和城市化進程的不斷加快，城市土地資源日益緊張，曾經的垃圾填埋場址可能已經被工業、商業和居住區的設施包圍，至于如何將封場后垃圾填埋場占用的大量土地進行復墾開發利用，越來越引起政府主管部門和科研人員的關注。對城市垃圾填埋場進行植被恢復和景觀重建，不僅可以有效利用土地資源、改善周邊生態環境，而且對于優化城市環境、促進城市和諧健康發展具有重要意義。

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