土壤异位改良工程技术启示

土壤异位改良工程技术启示

 

3.1现状和展望

 

目前，我国大部分绿化景观工程土壤改良都以原位改良为主，无论从实施效果、工程造价还是整个工程造价占比，原位土壤改良很难作为专项或单项工程来实施，这也是制约我国绿化土壤工程兴起的客观原因。花博会和上海迪士尼是我国少数将土壤改良作为单独的专项工程来实施的项目，开创了我国绿化土壤异位改良工程的先例，也带动了绿化土壤异位改良工程理念在我国的萌芽和兴起，且时机也趋于成熟。

 

就社会发展形势而言，随着中国的国力提升和对生态文明质量要求的不断提高，各种形式的大型景观场地开发日益增多，这些开发的景观品质要求高、时效性强、工程规模大且交叉施工多，传统的土壤原位改良显然难以满足要求，为土壤异位改良工程提供了客观需求[16]7-11[17]19-21。

 

就经济而言，成本和效益产出是决定一项技术能否推广应用的决定性要素。土壤异位改良造价相对高，如上海迪士尼生产的优质种植土，成本约450元/m3，总共生产120万m3，总投入高达5亿多元，占了整个绿化工程造价的50%以上，远超国内一般绿化工程土壤改良费用及占比[7][17]19；但相对上海迪士尼一期300多亿的总投入和土壤改良所取得的景观效果及对游客吸引度等综合考量，在项目后的评估中还是获得了大家的一致肯定。而花博会土壤异位改良工程造价最低降到了300元/m3，总共投入1.92亿，对比整个花博会50多亿的投入和土壤改良对花博会景观维护取得的效果，同样也获得肯定。

可见，土壤异位改良工程虽然造价偏高，但由于效益显著，对于类似花博会、迪士尼、乐高乐园等景观质量要求高的大型景观场地开发项目而言，不仅接受度高，甚至是提倡的。而上海辰山植物园在大面积原位土壤改良同时，对重点景观地带和土壤主要退化区采取异位改良技术相结合，不仅保证了土壤改良质量，也大大降低了费用，拓宽了土壤异位改良工程的应用面[15，26]。

 

就理念而言，如果说上海迪士尼是国际合作项目在我国的被动实施[17]19-21，那么花博会则是建设方——光明食品集团根据实际需求而主动开展的，而且在上海及周边的一些大型场地开发中也在陆续应用，这都说明土壤异位改良工程的理念已从国外转向国际合作，再到本土的逐步消化吸收，花博会更展示了上海在土壤异位改良工程上多年研究和工程实践的成果[7]。

 

就技术而言，无论是花博会还是上海迪士尼的土壤工程，均包含了表土收集和再利用、土壤改良配方设计、土壤生产基地建设和运营、地形再建和改良种植土回填4个主要步骤。与之相对应的，我国已颁布实施了《绿化用表土保护技术规范》[20]《绿化种植土壤》[21]和《绿化用有机基质》[27]等系列标准，这些标准的颁布实施不仅为我国开展土壤异位改良工程提供技术依据，还有效提高了我国绿化土壤异位改良工程的技术水平[7]。

 

就学科发展而言，从21世纪初我国土壤学者呼吁开展土壤工程学科研究和应用的重要性[1]，到2016年中国土壤学会专门成立了土壤工程专业委员会，都促进了我国土壤工程学科的建立和发展。而绿化土壤异位改良工程正是融合了土壤学科和园林绿化工程的发展需求，也是绿化景观工程在新形势下发展起来的新技术，势必成为我国土壤工程学的新兴分支。

 

3.2作为专项实施工程

 

树立土壤异位改良工程理念，落实是关键。比如将土壤改良纳入专项工程，能提高对土壤改良的重视，便于平衡其他工程交叉施工的各种不利影响[28]；将土壤改良纳入专项工程管理，从设计、施工、监理、验收到后期养护的各环节把控，在设计环节就预留和保障土壤改良的专项费用，在施工环节从质量、进度、安全、成本4个方面进行把控，提高土壤改良工程的质量和效率[17]17-19。

 

3.3树立土壤异位改良工程快速成景的理念

 

我国传统绿化通常采用密植快速成景，前期效果虽好，但后期植物生长空间受阻，土壤地力易退化[7]。而花博会和上海迪士尼采用的土壤异位改良工程不但能保护优质表土和生物多样性，并且避免工程交叉施工带来的土壤破坏和工期延误，再结合有机覆盖等生态技术应用，能在种植当年就取得较好的景观效果[17]215-220。可见，土壤异位改良工程虽然前期投入增加，但能快速成景，且后期效益显著，是一种可持续的绿化模式。

 

3.4建立适宜我国不同场地应用的技术体系

 

广义的土壤工程是结构工程的一种形式或一个分支，但土壤不像一般工程原料那样性质稳定，不仅不同区域土壤千差万别，同一土壤其性质也会随着湿度、温度、地下水位等外界环境的变化而处于不断的变化之中[29]。为此，土壤异位改良工程应针对不同情况区分对待，建立适宜不同场地应用的技术体系。

 

就不同场地而言，土壤异位改良工程的4个关键步骤可调整或优化。若时间衔接好，表土收集后可直接再利用不必堆放；若土壤改良体量小又无时间进度要求，用铲车搅拌既能达到土壤改良效果又可大大降低生产成本[25]441，只有土壤改良体量大且工期紧的工程才有必要建立专门标准化生产车间和流水线[17]167-170。

 

就不同土壤而言，技术对策也应调整。如表土收集的主控指标，花博会侧重交换性钠和可溶性氯，而上海迪士尼是有效铜[17]61-62；土壤改良配方更应根据本底土壤的主要障碍适时调整，如花博会用脱硫石膏来降低盐害[25]348，而香港迪士尼则用石灰来提高土壤pH值[16]206。

 

就不同设计目标而言，土壤异位改良工程的具体技术措施也应不同。由于景观植物种植后相对固定，土壤物理性质不像养分可以通过后期施肥来解决，因此绿化土壤改良工程首先要考虑对土壤物理性质尤其是质地的改良，这完全不同于农田土壤改良技术[7，30]。再如花博会是集中展示花卉成果，设计植物种类繁多，因此设计的土壤改良配方数量要多于植物景观只是点缀的上海迪士尼项目。

 

3.5开展长期定位监测研究

 

进一步比较表1、4可知，通过土壤异位改良工程，不管是花博会还是上海迪士尼土壤质量都比本底土壤有了质的提升，满足了快速成景的需求；但与英国切尔西花展土壤相比，差距显著。始于1862年的切尔西花展[31]，土壤关键指标均达到了《绿化种植土壤》标准的理想值[21]，这也是切尔西花展长盛不衰的重要支撑之一。

 

对标百年切尔西花展，虽然土壤异位改良工程能为花博会等大型景观场地在短期内取得较好景观效果提供保障[7]，但土壤质量维护是一项长期、专业化的工程，而缺少长期的土壤定位监测研究一直是我国绿化土壤技术水平滞后于其他类型土壤的主要原因[8]26[32]。

 

因此，非常有必要开展花博会等土壤异位改良工程的长期定位监测研究，进一步摸清土壤异位改良工程各项技术对策的长期效应，也为中国能够建成类似切尔西花展这样的百年景观工程奠定土壤基础。