（生态学专业论文）上海市垃圾填埋场植被与土壤特性研究.pdf

d is s e r t a t i o nf o rm a s t e r2 011 嬲幽 u n i v e r s i t yc o d e ：1 0 2 6 9 n u m b e r 510 8 0 8 0 2 0 3 2 s t u d y o n v e g e t a t i o na n d s o i l c 1 。 。一 o fl a n d f i l ls i t e s l l a r a c t e r i s t i c s1 1 i i l ls i t e si nl s h a n g h a i b y w a n gx i a o g a n g s u p e r v i s e d b u p e r v l s e d1 b y p r o f z h a n gq i n g f e ia n d p r o f i d al i a n g ja n i nt h es u b j e c to f u r b a ne c o l o g y a n d m a j o r o f e c o l o g y j u n e6 ，2 0 1 1 华东师范大学学位论文原创性声明 郑重声明：本人呈交的学位论上海市垃圾填埋场植被与土壤特性研究，是在 华东师范大学攻读硕士博士( 请勾选) 学位期间，在导师的指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表 或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明 确说明并表示谢意。 作者签名： 王迢鱼1 日期：勿l ，年箩月弓p 日 华东师范大学学位论文著作权使用声明 上海市垃圾填埋场植被与土壤特性研究系本人在华东师范大学攻读学位期 间在导师指导下完成的硕士博士( 请勾选) 学位论文，本论文的研究成果归华东师 v 范大学所有。本人同意华东师范大学根据相关规定保留和使用此学位论文，并向主管 部门和相关机构如国家图书馆、中信所和“知网”送交学位论文的印刷版和电子版； 允许学位论文进入华东师范大学图书馆及数据库被查阅、借阅；同意学校将学位论 文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要 汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。 。 本学位论文属于( 请勾选) ( ) 1 经华东师范大学相关部门审查核定的“内部”或“涉密”学位论文木， 于年月日解密，解密后适用上述授权。 ( 2 不保密，适用上述授权。 导师签名本人签名 圣崮鱼立 砌年乡月弓汐日 涉密”学位论文应是已经华东师范大学学位评定委员会办公室或保密委员会审定过的学 位论文( 需附获批的华东师范大学研究生申请学位论文“涉密”审批表方为有效) ，未经 上述部门审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均 适用上述授权) 。 王肖刚硕士学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称单位备注 宋永昌教授华东师范大学资源与环境科学学院主席 韩也良教授安徽师范大学国土资源与旅游学院委员 冯树丹教授哈尔滨师范大学生命科学学院委员 杨学军副教授同济大学农业科学与工程研究院委员 李俊祥副教授华东师范大学资源与环境科学学院委员 摘要 随着城市化的快速发展，垃圾填埋场的环境影响和植被重建已成为全球共同面 临的紧迫而突出的环境问题。垃圾填埋是目前包括我国在内的大部分国家城市垃圾 处置的主要方式，由于其占用土地面积大，更严重污染土壤、大气、水体等环境， 研究已封场填埋场的植被恢复和绿化建设，降低垃圾填埋场污染，开发利用填埋场 土地资源，不仅对城市环境治理和生态建设具有重要意义，也是学术研究的难点和 重点。 本文选择我国最大的城市上海市7 个区的1 1 个垃圾填埋场为研究对象，包 括垃圾填埋场改造基础上营造的闵行体育公园翡翠山和真光公园，对垃圾填埋场这 一城市特殊生境的植被及其土壤进行调查。在分析垃圾填埋场植被的物种组成、群 落结构和植物多样性的基础上，提出适宜垃圾填埋场特殊生境生长的植物种类。同 时，测定垃圾填埋场典型群落的土壤物理化学性质及土壤重金属等污染物含量，分 析影响植被生长的重要因子，为垃圾填埋场的植被恢复和绿化改造提供科学依据。 结果表明： 1 ) 本次共调查到植物1 8 9 种，隶属于7 7 科1 6 5 属。其中，常绿乔木1 3 种，占 6 9 ；落叶乔木3 2 种，占17 ；常绿灌木1 2 种，占9 5 ；落叶灌木1 2 种，占 6 3 ；一年生草本植物5 8 种，占3 1 ；多年生草本植物4 5 种，占2 4 ；藤本植物 1 1 种，占5 8 。种类最多的是草本植物，占5 5 。而乔木和灌木多为人工植被。 在调查到的植物中，1 7 2 种为上海乡土种，分属2 9 科，占总种数的9 0 ；外来物种 为1 7 种，占总种数的1 0 。可见，上海垃圾填埋场植被中，乡土种占优势，反映 了乡土种的较强适应性。自然恢复的乔木树种主要有构树、朴树、桑树、苦楝等落 叶阔叶树种。当然，草本植物以加拿大一枝黄花的优势度最高，入侵种在垃圾填埋 场植被恢复中占优势。 2 ) 通过对不同封场时间的垃圾填埋场群落结构的比较，上海填埋场植被变化过 程大致如下：加拿大一枝黄花和乡土草本植物最先进入，随着土壤等生境条件的逐 渐改善，构树等浅根性乡土树种开始生长，并逐步伴生朴树、桑树、苦楝等，目前 自然森林植被以落叶阔叶林为主；但在有种源的地方，也出现女贞、香樟、棕榈等 更新苗。 3 ) 土壤容重在各个取样点的变化不大，其中，闵行翡翠山填埋场的容重最大， 为1 4 7k g m 3 ，大于1 3 5k g m 3 ( 上海市地方标准) ，是限制植物生长的主要因素， 各垃圾填埋场通气孔隙度的变化范围为1 1 9 2 9 8 ，除了共和新村垃圾填埋场土壤 呈酸性外，其他垃圾填埋场土壤均偏碱性。在闵行等四个地点的土壤e c 值小于 0 1 m s c m ，土壤养分缺乏，a s 、c d 和z n 含量均超过国家环境质量三级标准，其中， a s 的含量最高为5 1 8 m g k g ，是国家三级标准的1 0 7 5 倍。 4 ) 建议一：对于人为干扰较强且周边开发压力较大的垃圾堆场或填埋场，可考 虑改建为开放性绿地，并建设特色乡土植物景观，选择上海乡土植物作为主要树种。 建议二：对于已经具有很好植被覆盖、高度较大的垃圾山体，如虹口区凉城和 闸北区共和新村的垃圾填埋场，通过植被保护和人工干预相结合，引进地带性植被 优势种，促进垃圾山植被的进展演替，形成城市独特的近自然森林公园，发挥其作 为城市生物栖息地以及降低城市热岛效应的生态功能。 关键词：上海垃圾填埋场植被重金属土壤理化性质 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n ta n de x p a n do fc i t i e sa l lo v e rt h ew o r l d ，t h ee n v i r o n m e n t a l i m p a c to fl a n d f i l la n dv e g e t a t i o nr e e s t a b l i s h m e n th a db e c a m eav e r yu r g e n ta n do b v i o u s e n v i r o n m e n t a li s s u e s l a n d f i l lw a sac o m m o nw a yt od e a lw i t hu r b a nr u b b i s hi nm o s t c o u n t r i e sa l lo v e rt h ew o r l d a sl a n d f i l lo c c u p i e dl a r g el a n da r e a , c a u s e dv e r ys e r i o u ss o i l c o n t a m i n a t e d ，a n da l s ol e a d e dt om a n yo fo t h e re n v i r o n m e n t a lp r o b l e m s ，r e s e a r c ho f g r e e n i n ga n dv e g e t a t i o nr e e s t a b l i s h m e n ti nc l o s e dl a n d f i l ls i t e sh a dt h ev i t a ls i g n i f i c a n c e i n c l u d i n gm i n h a n gs p o t sp a r ka n dz h e n g u a n gp a r kw h i c hw e r eb o t hr e m o d e l e d - c l o s e dl a n d f i l ls i t e s ，w ei n v e s t i g a t e dt h ev e g e t a t i o ni n1 1l a n d f i l ls i t e si n7d i s t r i c t si n s h a n g h a ia n ds a m p l e dt h es o i ls a m p l e si ne a c hl a n d f i l ls i t e s i no r d e rt or e s e a r c hg r e e n i n g a n dv e g e t a t i o nr e e s t a b l i s h m e n ti nc l o s e dl a n d f i l ls i t e s ，w ea n a l y z e ds p e c i e sc o m p o s i t i o n ， c o m m u n i t ys t r u c t u r ea n dp l a n td i v e r s i t yo ft h ev e g e t a t i o nc o m m u n i t yt of i n dw h i c hp l a n t s s p e c i e ss u i t a b l ef o rc l o s e dl a n d f i l ls i t e sr e m o d e l i n g m o r e o v e r ，w et e s t e dp h y s i c a la n d c h e m i c a lc h a r a c t e r so fs o i l sa n dq u a n t i t i e so fh e a v ym e t a l si ns o i ls a m p l e s ，a n da n a l y z e d r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ev e g e t a t i o na n ds o i l si n l a n d f i l ls i t e st op r o v i d es c i e n t i f i c e v i d e n c e sf o rv i r e s c e n c er e b u i l d i n gi nl a n d f i l ls i t e s t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ： 1 ) t h ep l a n tc o m m u n i t yw a sc o n d u c t e da n d18 9p l a n ts p e c i e sw h i c hb e l o n g e dt o 16 5 9 e n e r aa n d7 7 f a m i l i e sw e r ed e t e c t e d t h e r ew e r e13e v e r g r e e nt r e e s 3 2d e c i d u o u s t r e e s ，12e v e r g r e e ns h r u b s ，12d e c i d u o u ss h r u b s ，58a n n u a lh e r b a c e o u s ，4 5p e r e n n i a l h e r b a c e o u sa n d1 lv i n e s ，r e s p e c t i v e l y , a c c o u n t i n gf o r6 9 ，17 ，9 5 ，6 3 ，31 ，4 5 a n d5 8 h e r b a c e o u ss p e c i e st o o k5 5 i na l lp l a n ts p e c i e s t r e e sa n ds h r u b sa r em a i n l y a r t i f i c i a l v e g e t a t i o n 17 2s h a n g h a in a t i v es p e c i e sw e r ef o u n di nt h i ss u r v e yw h i c h b e l o n g e dt o2 9f a m i l i e s a c c o u n t i n gf o r9 0 i na 1 1p l a n ts p e c i e s 17a l i e ns p e c i e sw e r e f o u n d ，a c c o u n t i n gf o r10 t h en u m b e ro fn a t i v es p e c i e s ( 2 9 ) w a sn o to b v i o u s l ym o r e t h a nt h en u m b e ro fa l i e ns p e c i e so nt h el e v e lo ff a m i l y , w h i c ha c c o u n t e df o r38 i na l l7 7 f a m i l i e s t h es i t u a t i o no ft h el a n d f i l ls i t ev e g e t a t i o ns h o w e dt h a t ：s h a n g h a in a t i v es p e c i e s t o o kar e l a t i v e l yh i g h e rp r o p o r t i o ni nt h ev e g e t a t i o ni nl a n d f i l ls i t e sw h i c hm i g h t r e p r e s e n tt h en a t i v es p e c i e sh a v es t r o n g e ra d a p t a b i l i t y n a t u r a lr e c o v e r yt r e e sw e r e m a i n l yd e c i d u o u st r e e sa s b r o u s s o n e t i ap a p y r i f e r a ，c e l t i ss i n e n s i s ，m o r u sa l b aa n d m e l i aa z e d a r a c h s o l i d a g oc a n a d e n s i sw a st h ed o m i n a n th e r bs p e c i e s ，w h i c hm i g h t i i i s h o w st h a ta l i e ni n v a s i v es p e c i e sw e r ei nt h ea s c e n d a n ti nt h ev e g e t a t i o nr e e s t a b l i s h m e n t a n dc o u l dc r e a t en i c es o i l & m d i t i o n sf o ro t h e rp l a n t s 2 ) b yc o m p e t i n gt h ec o m m u n i t ys t r u c t u r eo fv e g e t a t i o na td i f f e r e n tc l o s u r et i m e l a n d f i l ls i t e s ，t h ec h a n g e sp r o g e s i n go fv e g e t a t i o ni s ：s o l i d a g oc a n a d e n s i s ，a n do t h e r n a t i v eh e r b sf i r s tt os u r v i v ea tt h i sc o n d i t i o n ，a n dw i t ht h es o i lc o n d i t i o nh a v ei m p r o v e d ， s h a l l o w - r o o t e d t r e e o fn a t i v et r e e s b e g a n t o g r o w ，a n dg r a d u a l l ya s s o c i a t e d w i t h h a c k b e r r y ，m u l b e r r y ，n e e m ，a tp r e s e n t ，t h en a t u r a lf o r e s tv e g e t a t i o nd o m i n a t e db y d e c i d u o u sb r o a d - l e a v e df o r e s t ；b u ti nak i n do fp l a c ew h e r et h e r es e e d i n gs o u r c e ，a l s o c a nf i n ds o m es e e d i n g so fp r i v e t ，c a m p h o r ，p a l ma n do t h e rs p e c i e s 3 、s o i lb u l kd e n s i t ya td i f f e r e n ts a m p l i n gp o i n t si ss i m i l a r l y , b u tt h ej a d em o u n t a i n l a n d f i l lm i n h a n gm a x i m u md e n s i t yu pt o1 4 7k g m 3 ，m o r et h a n1 3 5k g m 3 ( s h a n g h a i l o c a ls t a n d a r d ) a n di ti st h em a i nf a c t o rt ol i m i tp l a n tg r o w t h - c h a n g e si ns o i la e r a t i o n p o r o s i t ya td i f f e r e n ts i t e sh a v ear a n g eo f1 19 2 9 8 一i na d d i t i o nt ot h er e p u b l i c a n v i l l a g e ，l a n d f i l ls o i li sa c i d i c ，t h eo t h e rs i t e sh a v eaa l k a l i n es o i l s o i le cv a l u e i na tt h e m i n h a n ga n do t h e rt h r e el o c a t i o n si sl e s st h a n0 1m s c m i ts h o u st h a ts o i ln u t r i e n ta r e d e f i c i e n c y ，t h em e t a l ( a s ，c da n dz n ) v a l u ea r em o r et h a nt h r e en a t i o n a le n v i r o n m e n t a l q u a l i t ys t a n d a r d s ，t h eh i g h e s tc o n t e n to fa si su pt o5 18 m g k ga n di s10 7 5t i m e st h e s t a n d a r dn a t i o n a ll e v e l s 。 4 ) s u g g e s t l ：i ti sac o n s i d e r a t i o nt oc o n v e r s i o nt h el a n d f i l ls i t e sw i t ht h es t r o n gh u m a n d i s t u r b a n c ea n dd e v e l o p m e n tp r e s s u r e c o n s i d e rt oa no p e ng r e e ns p a c e ，a n db u i l d i n g l a n d s c a p eo fn a t i v ep l a n t sw h i c h i sg r o w t hi ns h a n g h a i a n dt os e l e c tt h i sn a t i v ep l a n t sa s t h em a i nt r e es p e c i e s ，t oa v o i ds e l e c tt h ei n t r o d u c t i o no ft h en e w s u p e r i o rg a r d e ng r e e n p l a n t s s u g g e s t2 ：i ti sag o o di d e at oc o n s t r u c tad e n s ev e g e t a t i o nc o v e r i n g “f o r e s ti s l a n d s ”i n s o m es i t e sw h e r et h e r eap l e n t yo fn a t u r a lp l a n t s s u c ha st h eh o n g k o ud i s t r i c tz h a b e i d i s t r i c tr e p u b l i c a nv i l l a g el i a n g c h e n g i fw ec a ne n h a n c e p r o t e c t i o nt h i sh i g hm o u n t a i n o fg a r b a g e ，t h i ss p e c i a ls i t e sc a na sas p e c i a lt y p eo fc i t yf o r e s tw h i c hh a v ea ni m p o r t a n t r o l ei np r o d u c eah a b i t a tf o ra n i m a l sa n dr e d u c et h eu r b a nh e a ti s l a n de f f e c t k e y w o r d ： s h a n g h a i ，h e a v ym e t a l s ，l a n d f i l l ，v e g e t a t i o n ，s o i lp r o p e r i t i e s 目录 摘要i 目j 录v 第一章前言i 1 研究背景i 2 研究进展2 2 1 影响垃圾填埋场植被恢复的因素。3 2 2 垃圾填埋场植被特征5 2 3 垃圾填埋场适宜植物筛选6 3 研究目的和意义7 第二章研究区域概括8 第三章研究方法1 1 1 植被调查1 1 1 1 乔木植物调查1 1 1 2 草本植物调查1 1 2 土壤物理化性质测定1 1 2 1 土壤样品采集1 1 2 2 土壤特性测定1 2 3 数据分析1 2 3 1 优势度计算1 2 3 2 物种多样性指数计算- 一1 2 3 3 植物生长势的判定方法：1 3 第四章上海垃圾填埋场植被特征1 4 1 区系分布1 4 2 植物生活型数量特征1 5 3 生活型组成一1 5 4 乡土物种与外物种的组成1 6 5 群落类型及特征一1 7 5 1 群落类型1 7 5 2 群落的结构特征2 0 5 3 主要木本植物的长势3 0 5 4 不同封场年限自然群落的多样性变化3 2 第五章上海垃圾填埋场土壤特性3 4 1 土壤物理性质3 4 2 土壤化学性质3 6 3 土壤污染物特性一3 7 第六章分析与讨论4 7 1 垃圾填埋场植被特异性4 7 1 1 填埋场植物区系特征4 7 1 2 填埋场植物科、属的种数4 7 2 垃圾填埋场土壤与植被相关性4 9 3 不同封场年限垃圾填埋场草本植物多样性的比较5 0 4 草本植物多样性与表层土壤理化性质的相关性5 1 5 垃圾填埋场开发利用建议及植物推荐。5 3 附录5 7 参考文献一6 5 致 射7 l 图目录 图1 1 垃圾填埋场植被重建及生长的潜在影响因子1 图4 1 种水平上的比例：1 6 图4 2 科水平上的比例1 6 图4 3 雪松群落的高度级分布及主要种的高度级分布2 1 图4 4 构树群落的高度级分布及主要种的高度级分布2 2 图4 5 意大利杨群落的高度级分布及主要种的高度级分布2 3 图4 - 6 重阳木群落的高度级分布及主要种的高度级分布2 4 图4 7 白玉兰群落的高度级分布及主要种的高度级分布2 5 图4 8 其他无更新个体群落的高度级分布2 5 图4 - 9 香樟群落的高度级分布及主要种的高度级分布2 7 图4 1 0 女贞群落的高度级分布及主要种的高度级分布2 7 图4 1 l 女贞混交林群落的高度级分布及主要种的高度级分布2 9 图4 1 2 泡桐群落的高度级分布及主要种的高度级分布3 0 图4 1 3 不同封场年限植物多样性比较3 2 图5 1 不同地点0 - 2 0 c m 土壤物理性质的比较3 6 图5 2 不同垃圾填埋场土壤p h 值比较3 6 图5 3 不同垃圾填埋场土壤e c 值3 7 图5 4 老港土壤重金属的垂直分布4 0 图5 5 闵行土壤重金属的垂直分布4 1 图5 6 真光土壤重金属的垂直分布4 2 图5 7 真光土壤重金属的垂直分布4 3 图5 8 真光土壤重金属的垂直分布一4 4 图5 9 顾村土壤重金属的垂直分布4 5 “ 图5 1o 顾村土壤重金属的垂直分布4 矗 图6 1 不同年限垃圾填埋场植物多样性与土壤重属含量变化4 9 图6 2 不同封场年限草本多样性5 1 表目录 表2 1 研究地点g p s 定位：8 表2 2 植被调查样点设置及概况9 表3 1 生长势等级判定1 3 表4 1 上海垃圾填埋场种子植物的区系分布统计1 4 表4 2 乔灌木比例数量分析o 1 5 表4 3 上海垃圾填埋场植物生活型分析1 6 表4 4 群落类型概况1 7 表4 5 人工栽培植物生长势分级表3 0 表4 6 不同年限构树群落植物多样性比较3 3 表5 1 垃圾填埋场土壤筛分3 4 表5 2 不同垃圾填埋场土壤0 - 2 0 c m 重金属元素3 8 表6 1 填埋场植被与其他植被类型分布区类型比较4 7 表6 2 垃圾填埋场和新江湾半自然植被种子植物科的属、种组成比较4 8 表6 3 垃圾填埋场植物多样性与土壤重金属含量相关性分析5 0 表6 - 4 草本多样性与土壤理化性质的相关性5 2 表6 5 垃圾填埋场适宜植物推荐表5 5 1 研究背景 第一章 ) 厶l - 且u吾 城市化给人类提供衣、食、住、行等生活方面提供了前所未有的便利和舒适， 同时也带来了水污染、空气污染、固体废弃物污染等严重的环境问题。特别是从 2 0 世纪以来相继出现的城市八大公害事件。这些环境问题的背后显示出城市作为 以人为中心的生态系统，城市中的物质流动的线性特征，即资源到产品和废物的 短的物质能量流动。同时，这也反应出城市生态系统是一个消费者占优势和分解 功能不充分的生态系统，大量的能源以废物方式流入环境。( 宋永昌等，2 0 0 0 ) 。 “据统计，目前，我国城市垃圾人均年产量达至l j 4 4 0 k g ，2 0 1 0 年估计我国城市生活 垃圾量达到3 5 2 亿吨，居世界第一，而且每年以8 至1 0 的速度增长。垃圾的历 年堆存量达至l j 6 0 多亿吨，全国有2 0 0 多座城市陷入垃圾的包围之中，垃圾堆存侵 占的土地面积多达7 5 万亩”( 王雷等，2 0 1 0 ) 。由于城市垃圾的不断增加和城市 生态系统自身的分解转化能力的消弱，如何处理垃圾成了各国城市建设和发展中 面临的一个紧迫而重要的问题。 垃圾处理方式包括填埋、深井灌注、海洋倾倒和垃圾焚烧等多种方法，深井 灌注和海洋倾倒方法容易污染地下水环境和海洋生态环境，各国已基本不再采 用。垃圾焚烧法由于可以大量减少体积，在国土面积较小而发达的国家( 如日本， 德国) 被用来发电，而垃圾焚烧的残余物仍会通过填埋，并且由于垃圾焚烧可能 产生有“世纪之毒”之称的二嗯英，对环境和人类造成巨大危害，这一方式受到很 大限制，垃圾填埋方式将在今后一个时期继续存在。英国约8 0 ，法国和前联邦 德国约5 0 的工业废物都采用填埋法处置。美国现有有害废物填埋场2 0 0 0 多座， 日本有1 5 0 0 座填埋场( 甘师俊，王如松，1 9 9 6 ) 。从全球来看，世界各国近9 5 的城市固定废弃物仍然以填埋方式处理( e 1 f a d e le ta 1 ，1 9 9 7 ；c s i r o ，2 0 0 1 ) 。 卫生填埋( s a n i t a r yl a n d f i l l ) 又称卫生土地填埋，是利用工程手段，采取有 效技术措施，防止渗滤液及有害气体对水体和大气的污染，并将垃圾压实减容至 最小，填埋占地也最小。在每天操作结束或每隔定时间用土覆盖，使整个过程 对公共卫生安全及环境污染均无危害的一种土地处理垃圾方法( 赵由才等， 2 0 0 4 ) 。但是，由于垃圾的卫生填埋需要很多的资金投入和严格的程序，目前， 我国大部分的垃圾填埋场却没有做到垃圾的卫生填埋。大部分城市都有非卫生填 埋( u n s a n i t a r yl a n d f i l l ) 的垃圾填埋场的分布。这些大多分布在城市郊区的垃圾 填埋场对环境存在着潜在的污染和危害，并且垃圾填埋处理本身的局限性，如填 埋处理不但占用大量土地资源，还对周边生态环境产生较大负面影响，甚至影响人 们的生产生活。面对许多己到库容的垃圾填埋场，对其进行生态恢复，不但能降低 污染，实现可持续利用土地资源，还能为居民提供全新优美的景观和游憩空间( 茹 雷鸣2 0 0 8 ) 。在城市化发展迅速和城市土地资源相对紧缺的地区，尤其需要解决 封场垃圾填埋场的再利用问题。 综上所述，由于受到垃圾填埋场构造特点、环境污染特性和场地规模等限制， 封场后大量土地难于进行高强度的开发利用，目前比较可行的利用方式是进行绿 化种植和植被恢复，在利用植物修复功能改善生境的同时，为未来建成开放性生 态公园或人工森林奠定基础。同时，为应对垃圾填埋场复合性的污染问题，有必 要针对本区域不同建成时间和不同填埋条件的垃圾填埋场生境特点进行监测分 析；同时，进行相应生境的自然恢复植被或人工建植绿地植物生长特性和植物群 落结构的调查研究，为进一步研究本区域垃圾填埋场绿化关键技术提供数据支 撑。 2 研究进展 在垃圾填埋场的生态修复及开发利用方面，国内外有许多成功的案例。美国 和英国在2 0 世纪7 0 、8 0 开始了努力和尝试，例如把填埋场改造成公园、高尔夫球 场、植物园、娱乐场所及农田等( g i l l m a ne ta 1 ，1 9 8 2 ) ；1 8 6 3 年建成的法国巴 黎的比特绍蒙( b u t t e sc h a u m o n t ) 公园，其前身是一座废弃的石灰石采石场和垃 圾填埋，公园建设过程充分体现了废弃材料利用、生态修复技术、自然景观理论 等诸多方面的设计和施工考虑，如场地石灰石废料作为地形构筑填充物，将原有 排污水渠改造为自然河道，种植具有污染物富集作用的植物，保护自然生长植物 并选择性进行抗性植物种植；1 9 8 3 年，美国环保局颁布了卫生填埋场封场植被重 建的国家标准，并在当地部门协助下圣地亚哥的m i r a m a r 填埋场成功改造为的公 共绿地，发挥了重要的示范作用和休闲游憩功能( 张庆费等，2 0 0 4 ) ，其成功经 验的关键是使用高质量的堆肥和填埋场育苗基地培育的乡土植物品种进行大规 模的植被恢复；此外，如英国利物浦的国际花园，阿根廷布宜诺斯艾利斯的环城 绿带，我国台湾的垃圾公园( 赵由才等，2 0 0 4 ) 、我国福州市的鳌峰公园( 周争 2 先，1 9 9 8 ) 等均是垃圾堆埋场地改造的成功案例；同时，上海地区也有较为成功 的垃圾填埋场改造案例，如普陀区真光公园，闵行体育公园翡翠山等。在重要景 观区域进行土壤改良及部分更换等措施基础上，两处公园内绿化均采用自然式配 置，植物种类丰富，落叶乔木与常绿乔木保持适当比例，同时植物应用都是长期 在原有填埋场地上种植筛选的成果。 2 1 影响垃圾填埋场植被恢复的因素 在垃圾填埋场这种特殊生境条件下进行植被恢复研究，首先需要对这一生境 条件进行研究，自1 9 7 5 年以来，美国科研人员对限制植物在填埋场上生长的因素 进行了研究。这些因素包括：填埋场有害气体( 如：c 0 2 ) 对植物根系的毒害作用， 较低的土壤氧气含量，比较薄的土壤覆盖，比较低的营养含量，低的土壤持水力， 低的土壤湿度，高的土壤温度，高的土壤紧实度，差的土壤结构及植物对环境的 敏感性等等( g i l l m a ne ta 1 ，1 9 8 2 ) 。h e l e n 等对英国1 1 个已经封场的垃圾填埋 场进行了实验研究，主要分析了封场最初三年时间里，认为限制植物生长的环境 因子主要是土壤厚度，土壤紧实度，土壤氧气含量低等。如下图所示( h e l e ne ta 1 ， 2 0 0 4 ) 图1 - 1 垃圾填埋场植被重建及生长的潜在影响因子 f i g 1 - 1f a c t o r sp o t e n t i a u ya f f e c t i n gt r e ee s t a b l i s h m e n ta n dg r o w t hi nl a n d f i l le n v i r o n m e n t ( 转译自h r a w l i n s o n e ta 1 f o r r e s te c o l o g ya n dm a n a g e m e n t2 0 2 ( 2 0 0 4 ) 2 6 5 2 8 0 ) 植被和土壤的关系密切，土壤的理化性质和土壤种子库状况影响植被的生长 和群落的变化，同时，植被的生长变化也会相应的改变土壤的性质。土壤和植被 的关系研究一直是生态学家研究的热点( 漆良华等，2 0 0 7 ) 。土壤是植物生长的 基础，土壤条件的好坏决定着植物的生长状况，同样，植被的生长又会改善土壤 物理结构，改善土壤小气候，吸收土壤营养成份及富集土壤中的重金属。在填埋 场这一生境条件下表现更加突出。周乃杰等( 1 9 9 8 ) 在上海老港进行了实验研究， 选择的植物有：灌木( 枸杞、冬青) ，草本( 马尼拉草、画眉草、结缕草等) ， 农作物( 小麦、玉米、大豆等) ，通过实验分析测定实验植物对土壤的有机质、 n 、p 、k 的吸收作用以及对c u 、z n 、p b 、c d 等重金属的消减率。结果表明 在垃圾填埋场植被能有效吸收利用土壤中的营养元素和重金属，同时，可以降低 土壤温度，改善土壤小气候，减少垃圾填埋场空气中的微生物含量以及吸尘作用。 谢东等( 2 0 0 2 ) 也作了相似的研究。因此，进行垃圾填埋场的绿化和植被重建对 于填埋场环境的改善是必要和有效的，同时，这又会产生重金属通过植物吸收进 4 入食物链的问题。目前，国外已有研究人员专门研究对重金属富集能力强的植物 进行植物采矿的尝试。这样的方式可以在净化土壤重金属的同时，避免大量重金 属进入食物量产生的不利影响。 综合来看，土壤是植被生长的基础，土壤物理化学性质的状况对植物生长影 响很大。不同地区及同一地区不同填埋场的土壤特性相差很大。林学瑞等( 2 0 0 2 ) 在对中山市一个填埋场土壤分析的基础上认为影响该垃圾填埋场植被恢复的主 要环境因子是土壤的营养成分、重金属和填埋气。 2 2 垃圾填埋场植被特征 m a u r i c e 等( 1 9 9 8 ) 人对瑞典的填埋场的研究发现优势植物主要属于禾本科、 菊科、蓼科和藜科，而其他的植物则是零星出现在一些填埋场。进一步研究发现 随着封场年限的增加，植被的多样性呈下降趋势，说明封场年限也会显著影响填 埋场植被恢复。d w y e r 等( 2 0 0