近日,四川省阿坝藏族羌族自治州九寨沟县迎来一批专家学者,他们专门从事地质灾害防治和环境保护工作。此次前来,主要是考察九寨沟景区在经历地震后的生态修复成效。
九寨沟以其迷人的水景闻名,然而,2017 年 8 月 8 日的一场地震,让这个美丽的景区遭受重创,27 处世界自然遗产地不同程度受损,景区内新增地质灾害点 89 处,植被损毁面积达 132 平方千米,水土流失区域扩大 55 平方千米,受损区域平均土壤侵蚀强度激增 45%,九寨沟遗产的保护与修复迫在眉睫。
成都理工大学教授裴向军作为生态修复团队成员之一,地震后第四天就来到九寨沟景区进行现场勘察,看到景区受灾后的惨状,深感震惊和惋惜。地震导致火花海钙华堤坝破裂,湖水流失,湖底钙华沉积物暴露后迅速风化、沙化、变黑,钙华丘坍塌,下游湖泊也因沉积物堆积受到影响,水文地质条件改变,水生生态系统遭严重破坏,对九寨沟独特的钙华景观及其遗产价值产生重大影响。
考虑到九寨沟作为世界自然遗产的独特性及保护与恢复的特殊性,联合国教科文组织及世界遗产中心规定,保育工作中不得使用水泥、钢筋等可能对环境造成不和谐影响的材料。在此情况下,寻找一种既能承受高强度、抵抗冲刷,又无毒无害、不释放污染物的环保材料至关重要。裴向军团队从古代建筑智慧中获得灵感,发现糯米灰浆是理想材料。糯米灰浆曾用于长城、故宫、西安城墙和开平碉楼的建造,历经千年坚固不倒,被称为中国水泥。裴向军团队利用现代科技改良配方,提升了糯米灰浆在水下的机械性能。但如何将糯米灰浆应用于水体环境中,裴向军起初并无把握。后来,他想到利用九寨沟水体下的钙化土进行糯米灰浆制备,效果出奇地好。改性后糯米灰浆的支链淀粉在形成结石体过程中,与钙离子发生化学反应,表现出优异力学性能,不仅解决了糯米灰浆在水中难以形成强度的问题,也解决了生态问题。裴向军团队就相关技术成果提交专利申请,其中 84 件已获授权。
“震前九寨沟钙华堤坝坝体上有 100 多种植物,使用糯米灰浆修复后,目前植被种类已恢复到原本的约 80%。”裴向军介绍,除植被恢复外,坝体上的很多微生物、小型动物及昆虫等也已恢复超过 80%。这种生态创新修复技术既保持了坝体原始、真实状态,保证了安全性,又兼顾了生态环境友好性。
除修复火花海外,裴向军团队的工作遍及九寨沟景区各个角落。地震及其次生灾害严重破坏景区生态环境,滑坡堆积在山体和河道中,汛期降雨冲刷下,堆积体出现侵蚀,流入海子后使水体长时间浑浊。
“堆积在河流或山体间的山石上很难生长植物。我们开发有机材料,将地震中垮塌的山石与土壤拌合,形成支持植物生长的植生层。”裴向军解释,植生层不仅能固定滑坡碎石,表面生长的植物还有助于解决水土流失问题。“采用这种方法修复的区域,新植被恢复率已超过 80%。”这证明大自然的自我修复能力对九寨沟受损区域的恢复起重要作用。
地震后,当地曾采用传统治理方案拦挡崩塌滚石,包括修建桩板拦石墙、主动防护网、被动防护网等。这些崩塌灾害治理工程虽在防灾减灾中起重要作用,暂时缓解防护区域安全问题,但混凝土墙造型死板、颜色突兀,与周围环境极不协调,破坏了沿线景观,被当地村民称为“山体的白腰带”。
裴向军团队提出“渗析 - 吸附”胶结加固材料与“结构补强 - 生态固土 - 生物调控 - 植物演替”于一体的硬质陡立面植生层重构技术,解决了表土冲刷、控水保肥及景观融入难题,对景区内 89 处地质灾害隐患点治理工程可视范围内的混凝土挡墙墙体立面和墙前破损坡面进行绿化美化和生态修复。
裴向军解释:“我们设计的加筋复合网片结构,可加强土壤在混凝土墙上的附着力,再用改性糯米基生态材料、凹凸缓释肥等功能材料加固和改良土壤,通过‘乔 - 灌 - 草’复配植生,实现混凝土桩板拦石墙的绿化美化效果,即在混凝土上种植物。”目前,生态修复后九寨沟本地物种种类、数量呈上升趋势,且向结构更复杂多样的生态系统演替。
如今,九寨沟已再次向游客开放,裴向军也常去考察生态恢复情况。他表示:“我们团队持续关注生态化地灾防治工作长效性,为震损区地灾防治与环境保护提供理论与技术支撑,同时潜心研发新型工程材料和关键技术,推动科技创新成果转化和服务社会。”
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