典型海岛高陡石英岩崖壁地境再造生态修复关键技术研究

第一章绪论

第一节海岛生态修复的意义

第二节国外研究现状

第三节国内研究现状

第四节岩体水分存在形式分析

第二章研究基础及工况选择

第一节以往科研工作基础

一、高陡石英岩大口径崖壁凿孔绿化研究二、崖壁凿孔监测工作

第二节研究意义

第三节研究试验工况的选择

一、孔深的选择

二、孔内监测位置选择

三、孔径的选择

四、凿孔角度选择

五、阴阳面的选择

六、植物选择，

第三章典型海岛概况

第一节位置与交通

第二节气象水文

第三节地质概况

一、地层

二、构造，

三、岩浆岩，

第四节地形地貌

第五节水文地质

第六节地震

第四章关键技术

第一节高陡石英岩崖壁大小孔径孔口监测

第二节不同类型孔径高陡石英岩崖壁监测

一、工程布置

二、工程施工。

三、监测

四、植物长势追踪..

第三节大孔径最佳孔距研究

一、原理研究

二、试验施工・

第四节代表性石英岩裂隙率调查

一、工作原理..

二、野外工作情况..

第五章经验总结

第一节高陡石英岩崖壁大小孔径孔口水汽场规律

第二节不同类型高陡石英岩崖壁水汽场规律

一、石英岩崖壁凿孔孔内水汽场特征

二、300mm孔径最佳孔距研究

三、长岛石英岩体裂隙率统计研究

第三节规律小结

第六章结论与建议....

主要参考文献.

第一章绪论

党的十九大报告提出“必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策，像对待生命一样对待生态环境,统筹山水林田湖草系统治理，实行最严格的生态环境保护制度”。山东省出台多个政策，并明确提出“坚持山水林田湖一体理念，坚持保护优先，自然恢复为主，加快完善多层次、成网络、功能复合的基本生态体系，建设天蓝、地绿、水净、景美的美好家园”。山体恢复治理后.绿化植被有一定的养护期，养护期过后,植被必须有自己存活的能力，自然生长,不依靠人工养护，若养护期过后,植被不能存活，就不能达到治理的目的和效果,因此，如何以接近自然的方式永久性地恢复环境是当前急需考虑的问题。

近两年出现在高陡岩石上进行坡面岩石成孔并植树绿化的方法，能较自然地恢复被开挖出露的岩体,达到绿化的效果。目前已经试验成功的是在石灰岩等赋水性较好的岩石上开凿150mm左右的钻孔,填上种植土，栽上灌木,利用天然的雨水及岩石中赋存的水分为灌木提供生长所需的水分。这在雨水丰沛且岩石赋水性较好的地区效果较好,但是不满足这两个条件的地区,该方法无法保证栽植灌木的成活率。

在石英岩这种变质岩上开凿150mm和300mm孔径,并覆土绿化，种植乔木和藤蔓类植物，并且在高陡崖壁(高度30m以上,角度60°以上)上进行试验,是国内乃至世界的首次尝试。

第一节海岛生态修复的意义

山东省“十强产业”中第九是“发展特色鲜明的精品旅游产业”,其中对黄金海岸品牌,打造国际旅游休闲度假目的地提出了明确要求。长岛作为北方曾经最大的海岛县,由于运输不方便，自20世纪80年代以来，岛上建房、修筑码头等用的石子都是在海岛开挖山体而来，导致岛上存在很多破损山体，多处为高陡崖壁,处于海岸线可视范围内,因此,对打造黄金海岸品牌,海岛生态修复除了消除地质隐患外,绿化和美化比陆地更加需要被重视。

长岛作为山东省曾经唯一的海岛县,2019年规划调整为长岛综合试验区，虽然以旅游业为主，但是与国内外其他旅游型海岛最大的区别是，除了特殊的自然风光外，还是北方唯一的候鸟驿站,同时还有北方唯一的妈祖庙官庙，位于长岛的庙岛，这是任何一个其他岛的行政区划上不具备的,在国内外具有唯一性。作为一个具有完善生态系统的旅游型海岛，其生态修复具有非常好的指导意义和借监意义。

长岛地质历史中经历了3次海进和海退，地质构造丰富，褶皱及断裂带较多,尤其是小的裂隙非常发育，在破损山体中从破损面能明显地见到不同发育程度的裂隙。虽然长岛破损山体岩性以石英岩为主,属于变质岩，并不是常规意义上的含水层,但是由于节理、小裂隙发育,为植物生长可提供所需的根系水，这在很多海岛中有很好的代表性。加之长岛岩性单一,通过监测更加容易找到高陡崖壁凿孔绿化中孔径、孔深等因素对于植物生长的影响和不同孔内的水汽场特征。因此,将长岛作为高陡崖壁绿化孔内监测的试验场所具有独特的优势。

第二节国外研究现状

20世纪50-60年代，欧洲、北美、中国等都注意到各自的环境问题,并开展了一些环境恢复和治理工程，获得了一定的成效。从20世纪70年代开始,国内外近40年的生态恢复研究主要涉及森林、农田、草原、荒漠、河流、湖泊和废弃矿地等。与陆域生态修复相比，海洋生态修复的研究起步较晚。但近些年来,由于海洋生态环境问题的日益突出以及生态系统退化趋势日益严重,海洋生态系统的恢复与重建受到国内外的关注,国内外已开展了大量的海洋生态修复研究与实践。从生态修复的研究尺度看,海洋生态修复的研究已从特定的物种或单个生态系统的生态修复工程逐渐向大尺度的生态修复转变，如加利福尼亚南湾、佛罗里达湿地、路易斯安那滨海湿地等修复项目,通过这些项目从生态修复目标的制定、修复技术、监测与评估等方面进行了系统的分析研究,并涉及多个不同生态系统类型的修复。在海洋生态修复的研究内容方面，从生态修复技术措施的单向研究向系统化研究转变，涉及生态修复的监测与评估、生态修复方法措施和生态修复管理等。Neckles等(2002)基于一系列主要的生态系统结构参数,提出了适合于任何盐沼生态修复工程的监测方案，以及提出了个别修复工程的生态系统功能监测方案。Nienhuis等(2002)总结了荷兰过去25年生态修复的成效。Chapman 和 Reed(2006)介绍了墨西哥北部海湾的海岸生境修复的进展。Boesch(2006)介绍了生态系统管理在Chesapeake Bay 和 CoastaLouisiana生态修复中的科学原则,并提出了生态系统管理在生态修复中应用的几点建议。

第三节国内研究现状

国内学者针对“山水林田湖”开展了丰富的前沿探索,主要集中在内涵特征、机制体制和启示作用等方面。在内涵特征方面,刘威尔和宇振荣(2013)从系统科学和景观生态学角度出发，探讨了“山水林田湖”生态保护和修复的指导思想、目标、方法、技术和制度,指出其目标是提高以“命脉”为核心的生态景观服务功能;郑理(2016)认为“山水林田湖”生态保护修复的重点内容包括矿山环境治理恢复、土地整治与污染修复、生物多样性保护、流域水环境保护治理和全方位系统综合治理修复等。在机制体制方面，黄贤金和杨达源(2016)基于“山水林田湖”理念探讨了自然资源用途管制的路径创新;王波和王夏晖(2017)从工程实施的角度探讨了“山水林田湖”的生态保护修复实践。在启示作用方面,宇振荣和郧文聚(2017)指出“山水林田湖”理念体现了土地综合体整体性和尺度性,为耕地数量、质量和生态“三位一体”保护提供了方法论。

本书依托山东省典型海岛高陡石英岩生态修复项目，详细介绍了山东省典型海岛高陡石英岩大口径崖壁凿孔地境再造技术相关的试验，对山东省石英岩体裂隙率进行了调查，分析了影响植物根系生长的因素，对高陡石英岩生态修复方法理论进行了深入的研究，为相似地区进行生态修复提供了思路。本书图文并茂，照片较多，图件清晰美观，文字简明扼要，本书可为典型海岛高陡石英岩生态修复项目总结提炼提供参考，为生态修复相关工作者及政府部门提供科学依据。