園林綠化廢棄物資源化利用方式探討*

楊麗軍，陳喬宇，吳松成，陳祥

1.重慶市風景園林科學研究院；2.重慶市城市園林綠化工程技術研究中心

近年來，我國的城市綠地建設正在不斷推進，根據《2019年中國國土綠化狀況公報》所示，我國城市建成區綠地面積已經達到了219.7萬公頃，城市綠化覆蓋率達到了41.11%，人均綠地面積達到了14.11平方米。同時，城鄉綠化一體化進程也在不斷加快，出臺了《鄉村綠化美化行動方案》等政策支持鄉村綠化建設，首批認定的國家森林鄉村有7586個[1]。隨著城鄉綠化進程的不斷推進，大量的園林綠化廢棄物也隨之產生。在城市綠化中，多年生綠化植物在生長過程中從土壤中吸收大量的養分，各種物質元素從土壤流入植物中。但是隨著植物的生長，植物形態不符合城市景觀需求，需要進行人為干預，通過修枝整形等手段，把植物部分枝葉作為園林廢棄物進行處理，這一舉動的直接影響就是打破了物質元素在自然界中的正常流動，植物中的物質沒有回到城市綠地土壤中，無法形成一個有益的循環。因此，如何對這些廢棄物進行資源化處理，也是當前城市建設過程中必須面對的一個問題。

一、重慶市園林綠化廢棄物的處理處置現狀

以重慶市為例，2019年重慶市主城區綠化總面積達到了2333.473km2，綠地覆蓋率達到了42.6。當年產生的綠化廢棄物總量25859噸，其中，修剪產生的綠化廢棄物有20047噸、落葉5812噸。重慶市當年產生的園林綠化廢棄物占生活垃圾總量的25%，這樣巨量的園林廢棄物卻往往與其他垃圾進行混合處理，處理方法主要以填埋、固化和焚燒為主，進行園林廢棄物資源化處理的企業較少[2]。園林綠化廢棄物的資源化處理處置方法有很多，可以堆肥再利用，可以制成有機覆蓋物，可以發酵產沼氣等等[3]。但是，由于園林綠化廢棄物的收集、運輸不便，難以進行統一的大規模處理，導致現在城市園林綠化廢棄物的處理方式較為單一。同時，園林綠化廢棄物的資源化處理較為困難，需要先進行精細破碎處理后才能進行后續的處理，處理成本較高，條件苛刻，以上這些原因綜合導致了現在我國園林綠化廢棄物的處理依舊以焚燒和填埋為主[4]。

二、園林廢棄物堆肥處理利用

園林廢棄物堆肥可以將枯枝落葉通過好氧發酵的方式將有機廢物轉化為穩定的腐殖質，可以作為肥料基質重新進入土壤中，同時在發酵過程中產生的高溫可以有效滅殺廢棄物中的病蟲害。相對于其他處理方式來說，堆肥處理對環境更為友好，處理成本較為低廉。之前的研究發現，相對于焚燒和熱解制備生物炭來說，好氧堆肥能夠有效保存廢棄物中的氮元素，處理過程中產生的溫室氣體較少，處理產物還田后能夠顯著提高土壤的保水能力，降低土壤pH，提升土壤中N、P、K等營養元素的含量[5]。但在堆肥利用中，應該關注季節性和區域性因素對園林廢棄物營養物質的影響，采用適宜的堆肥工藝。園林綠化廢棄物的成分主要包括樹葉、枝干、草，同時也可能含有少量的泥土等雜物。之前的研究表明，園林廢棄物中不同組分的含量隨著季節的變化而變化，在春季，園林綠化廢棄物主要以修剪廢物為主，有機物占比為72%，夏季主要以草地修剪廢物為主，有機物占比為53.4%，冬季以落葉為主，有機物占比64.9%[6]。園林綠化廢棄物的組成隨著季節變化而變化，每個時期廢棄物的有機質含量、碳氮比等堆肥所需關鍵屬性也不盡相同，在進行堆肥前預處理時，必須根據堆肥底物的不同而進行相應的調整。園林綠化廢棄物的成分具有顯著的區域特性，隨著地區的不同、季節的變化、栽培植株的不同而變化。一般來說，園林綠化廢棄物中的元素含量有一個大致的區間：（1）總氮0.41%～3.40%；（2）總磷0.04%～0.38%；（3）總鉀 0.26%～1.56%[7]。之前有研究認為，可以通過對園林綠化廢棄物的粒徑進行分類從而判斷廢棄物中大致的元素含量。Haynes等人研究發現，通過篩網將綠化廢棄物分成20mm、10～20mm、5～10mm、2～5mm、1～2mm、0.5～1mm和＜0.5mm這七個不同粒徑的組分，不同粒徑區域中的組分比例不盡相同，但是每個組分的元素含量是有大致規律的。隨著粒徑的減小，有機碳含量逐漸下降，總氮含量上升，可交換鉀含量上升，可交換磷含量上升，其他各項金屬元素的含量如鎂、鋁等也是逐漸上升[8]。相較于普通城鎮生活垃圾來說，園林綠化廢棄物的含水率一般在50%左右，低于生活垃圾70%的含水率，同時碳含量較低，營養元素含量較高。園林綠化廢棄物的能量一般在7.8～10.7MJ/kg，熱值的變化主要由含水率決定，與廢棄物化學成分的關系不大[9]。

三、園林廢棄物生產有機覆蓋物利用

自然界中的枯枝落葉會在土壤表面形成天然的覆蓋層，并在腐熟后為土壤提供有機質等營養物質，調節土壤的理化性質。以此為思路，將園林綠化廢棄物生產為城市綠化用有機覆蓋物進行地面覆蓋，一方面可以模擬自然規律，將有機物質反饋回生態鏈中，為營建良好的城市生態環境提供了重要的支撐，另一方面也可解決園林廢棄物的處理處置問題，達到廢棄物資源化利用的目的。（1）有機覆蓋物利用現狀。在國外，首先進行土壤表面有機覆蓋研究的是農業領域。現在美國、澳大利亞等發達國家園林綠地覆蓋物的應用已極其廣泛，他們將樹皮、秸稈等鋪于地表，既形成了一道景觀，又有保水、改善土壤特性之功效。下雨時像海綿一樣吸水，地表生態活躍、土地松軟、土壤保水性強，樹根可以很好地吸收水分和養料，形成良性循環，幾乎不需要人工澆灌。且覆蓋材料容易獲得，是較經濟的土壤保水方法之一。將有機覆蓋物應用于園林綠化領域，能極大地降低園林管護成本，對城市綠化品質提升具有重要的輔助作用。我國從2000年開始嘗試有機覆蓋物的推廣使用，首先嘗試樹皮覆蓋物的商品化生產和推廣，逐漸發展到可以利用園林有機廢棄物進行有機覆蓋物的生產和利用。目前，在我國北京、上海一些地區的植物園、市街綠地上開始出現不同形狀、材料和色澤的覆蓋物。但是國內綠地覆蓋保水尚處于起步研究階段，大多園林綠地節水研究為節水型灌溉、利用中水、利用保水劑等。林業中的有機覆蓋研究除天然凋落物覆蓋外研究較少，天然凋落物覆蓋的研究主要集中于凋落物的種類、分解速率和分解規律、影響養分分解的環境因素。（2）有機覆蓋物的影響作用。大量的研究結果證明，有機覆蓋物的使用對土壤水分的保持、土壤溫度的調節、土壤養分的增加、土壤微生物活性的提升均具有重要的作用。首先，有機覆蓋物的覆蓋對土壤的保溫和保濕效果明顯。在保溫效果上，有機覆蓋起到恒溫的作用，可以有效降低土壤日最高溫，提高土壤日最低溫[10]。在保濕效果上，有機覆蓋一方面可以積蓄雨水，顯著提升土壤表層的濕度[11]，另一方面可以阻止土壤水分毛細管輸送，顯著降低水分地面蒸發，有效保持土壤的水分[12]，不同材質的覆蓋物保水效果存在差異[13]。其次，在改善土壤養分水平上，有機覆蓋能降低土壤pH值，不同材質的覆蓋物影響程度不一[14]，這一點可以作為改良偏堿城市土壤的重要手段。同時，有機覆蓋處理后的土壤，有機質含量、有效氮、有效磷、速效鉀含量均有不同程度的提升，同樣，不同材質的覆蓋物提升效果不同[14]。再次，在城市綠地土壤中，由于人為因素的干擾，土壤中微生物環境較自然狀態下有所不足。但覆蓋有機物后，經過有機物質與腐殖質間的轉換，可以增加土壤細菌、真菌、放線菌的數量[15]，如覆蓋有機物的土壤中真菌的含量是未覆蓋有機物土壤的145%[16]，同時也顯著提升了微生物的活性。而隨著土壤微生物數量和活性的提升，又反作用于土壤，對土壤的生長發育具有積極作用。

四、總結

園林綠化廢棄物作為自然生態系統中的一個組成部分，簡單的焚燒和填埋處理是對生態系統碳循環的一種斷鏈舉措，也是對自然資源的一種浪費。采用堆肥處理，將園林廢棄物通過好氧發酵方式轉化為腐殖質，可作為改良基質施用于城市綠地中。采用生產工藝，將園林廢棄物生產為各種各樣的有機覆蓋物，可用作園林綠化工程的表層覆蓋材料。通過這兩種處理手段，不僅可以改善城市綠地土壤的理化性狀，也可實現城市生態系統碳循環的可持續性發展。