生态草坪的设计、建植、管理与效益初探

2008/5/4 10:34:34

 1 生态型草坪概述
生态草坪是在生态学原理指导下，运用生态工程学的科学技术系统，设计，建植和管理，兼具生态、景观、社会和经济效益的草坪。现阶段，现有的草坪草种及其品种，只能综合已有的相关农艺和工程科学研究成果，养护节水省能，不用或少用化学肥料、化学除草剂，少用化学农药，减轻因养护草坪而导致的环境问题或内因污染为特征的生态草坪，特称之为初级生态草坪.一旦育成一批具有优良坪用性状，兼具抗病又抗虫，耐旱又耐湿，耐寒又耐热，耐酸又耐盐、碱等优良生态适应性能的高级草坪草品种。在初级生态草坪的基础上，建植与养护不必使用化学肥料，化学除草剂和化学农药，又能不断满足人类对现代草坪草种需求，在更高水平上协调发挥兼具生态、景观、社会和经济效益的生态草坪，称高级生态草坪。高级生态草坪没有极顶，只能不断地追求更高。因此，初级、高级生态草坪的界限是模糊的，两者的关系是基础与层楼，在应用高级草坪草品种建植与养护高级生态草坪时，初级生态草坪所包含的农艺和工程科学技术成就，既要运用，而且应发展的更好。相关新的科学技术成果，需要继续综合，以提高生态草坪的整体质量水平，获得水准更高的高级生态草坪Ⅲ 。
   2 初级生态草坪设计前的调查
生态草坪的实质是建植与管理一个人工草坪生态系统。按照中国生态工程学的理念，必须以该草坪及其用途为参照，使草坪坪址与自然和社会环境相互和协。通过浙江省温州第二高级中学的调查，研究了初级生态型草坪的设计、建植、管理与效益。浙江省温州市第二高级中学，现有42个班．学生l 800人。每天晨操0．3 h，每班每周体育课2 h，外活动2 h，每年1次校运动会，兄弟学校运动会借用2～3次，新生军训l周。使用强度显然超过每年5O场正式足球赛。学校地处温州市黄龙住宅区。温州人多地少，学校周围早被居民住宅楼包围，发展空间很小，经批准向景山要地。如今，景山被劈，造就的平地林立着教学楼、宿舍楼等，运动场也规划其中。因此，需在整体变质砂岩的基岩上建立足球场草坪。足球场位置N 27．29。，E l2O．4O。，属于典型的亚热带季风气候区。年均温l8℃ ，≥ 1O -C活动积温5 600 C，年均持续时间260 d，年均无霜期276 d。年
均降水量l 639 mm(年份间不均匀，据温州海洋气象台1883～l979年，l996年统计：l9l1年降水量最多，为2 919．8 toni；l979年降水量最少，仅有l 103 mm)。5～9月为全年的汛期，降水量一般占全年的6O 。其中，年降水量的1／2集中在5～6月梅雨季节和8～9月台风期，7月相对少雨。运动场基岩表面，原为移山时余留的含土较多的岩渣堆积物。含石砾27．0l ～ 45．7O ，有机质0．16 ～0．34 ，全氮0．018 ～0．021 9，6，速效氮、磷、钾分别为15．2～15．8 mg／kg、9．2～14．2 mg／kg、112．2～117．3 mg／kg，C／N为5．2，pH值6．12～6．72(H O浸提)、5．61～6．45(KC1浸提)，CEC 5．42～6．21 mol／kg，代换性酸度0．46～0．86 C mol／kg。可利用的客土均为沿景山的沉积物，开垦后种植水稻而成水稻土。综述所分析的1O份土样，均为重壤土，有机质3．51；／6～5．59 ，全氮0．234 ～0．998 。C／N8．0～8．7，pH 4．14～5．57(H2O浸提)、3．57～4．73(KCl浸提)，含盐量0．087 ～0．121 9／6，CEC 6．56～9．92 mol／kg，代换性酸度0．56～4．47 C mol／kg。取土时要注意综合土壤改良与运输成本，以客土为基础土壤为上。客土来源、耕作利用不一，差异较大。取客土的田地荒芜之后，侵人植被有田菊(Adem—OStelHHIa lave—mia)、莲子菜(Alternanthera sessilis)、喜旱莲子菜(A．philexe~ oides)、莎草(Cyperus rotum—dus)和狗牙根(Cynodo 72 dactylon)为主，杂有双穗雀稗(Paspalum distichum)、牛筋草(Eleusine indic‘“)、狗尾草(Setaria viridis)、马唐属(Digitaria)2～3个种、稗属(Echinachloa)2个种、酸模nt-蓼(Polyg0 7laThlapthi． tiltD1)、一年生篷(Ertgerion anuuus)、藁耳(Xanthium strima fium)等，都生长良好，以及生长不良的碱篷(Suacda gleuca 初级生态草坪的设计人工草坪生态系统的建植与管理，属于农业栽培学的范畴，应该遵循良种+良法的原则。所以，设计从选定草坪草种及品种开始，然后，综合自然与社会环境，尤其草坪坪址的小生境，设计相应的良法，既符合草坪的主要用途，又符合草坪草种的需要。
3．1 草坪草种及其品种选择狗牙根为原生植被组成物种之一，选耐寒狗牙根品种C。，C。，l：l混用。C。，C 的原产地均在我国典型的亚热带向湿带过渡地带，采自学校足球场球门残存的天然草坪。自2001年引人温州市栽培5年，常绿4年，另1年绿期≥330 d。草坪强度超过全年5O场正式足球赛无须换草的流行标准。特别有利于我国市、县体育中心，各级学校运动场，人多场地少，使用强度高的需求。若与草坪生态水循环、土壤改良系统、草坪生物群落建立与种群调控系统等整合，能够有把握地实现草坪的生态、景观、社会和经济效益的综合发挥，实现低投人与高产出。但是，常绿年份的冬季，成为稻象甲(Echinocnomus squameus)选良的目标，达到危害的程度在温,kl4 5年1遇。危害期自水稻收尽起，至来年普遍下秧止。此外，会更多地发生枝粗叶大的芽变，长特别迅速。但只要注意剪除，尤其合乎需要的低剪，可以减轻或避免。综合C。、C：所表现的优点、缺点，应该说在这2个品种相宜的地区内，尚无可替代的用于足球场的品种。
3．2 场地的土壤改良
由于在整体基岩上修建草坪运动场，故覆盖改良壤土50 cm，加砂面5 cm，形成砂面一改良壤土结构。根据所选草坪草品种，以及球场可能的使用强度，草坪生态水循环等，综合设计为利用全部容土，改良成含砂量55 ～6O 的砂质壤土一壤质砂土，总孔隙度(自下而上)35 ～605 ，平均5O ，其中通气孔隙1O ～2O (土壤水总容量为1 890 m。，最大有效容积则为1 168 ITI )。pH值6．8(C。， 最适pH值6．5～6．8，由于水环境酸性，故取最适高限)；有机质含量≥4 。
3．3 草坪生态水循环
温州降水较多，且日期长，但在整体基岩上，由容土建成的场体土层没有地下水供应。故设计微孔塑料管网排水系统，在强化其排水功能的同时，辅以模拟“壤中流”的渗(透)灌(溉)功能，使这成为以排水为主的“渗透灌溉，排水一体化”微孔塑(料)管网。配一只QY 26—17—2．2的潜水泵，辅以必要的人工添加辅助能。在总进水口设计一个“滤网组”作为防止微孔塑管网堵塞的重要一环。年降水6OO～1 000 mm 就能满足C 和C。的水分需求，温州最少年降水为1 103 mm，尚有1O 的多余，故无须以自来水为灌溉水源，改为收集雨水为灌溉水源，注意调节时间分布之不匀。温州的雨水，多为程度不同的酸雨，加上运动场集水面积的土壤环境均为酸性，可能强化灌溉草坪水的酸度。故在微孔塑管网防止堵塞处理中，安排了调节pH值的物质，以保障灌溉水pH值符合要求。在忌排水口设计一个分流阀。若自草坪排出的是没有化学农药等污染的无毒水，则进入雨水管道，流人养鱼池，若是被化学农药污染的有毒水，则进人污水管道，汇人学校的污水处理。综上，设计了一个以集雨水为灌溉水源，经草坪和土壤过滤，净化予以养鱼，又将经鱼群肥育的更为优质的水灌溉草坪，实现草坪生态水循环。同时，回收了随水流动的可溶性养分，成为杜绝肥料流失的一大关键。
3．4 草坪生物群落的组建
由于C 和C 产子量极少，故须用种茎直播形成草坪法，以确保快速，高质量形成草坪。客土中存在着莲子菜，喜旱莲子菜和莎草等恶性杂草；长期种植水稻等禾本科作物，不免有相应的病原生物和害虫。故在种植草坪之前，先行土壤消毒。草坪长成后，任其他草坪生物自然侵入，建立比较符合需求的各种其他草坪生物种群。
3．5 草渣食物链
草渣一食草鱼一碎屑鱼类食物链，即在原来只放养碎屑鱼类的基础上 增放草鱼(食用较长的草)鳊鱼和武昌鱼等食用草屑的食草鱼，并逐步使之成为主体，目的在于增加消耗草渣的量和质量。以后，还可视鱼群内各种鱼的种群发展状态，予以增、减，包括新的水
生生物种类。以丰富养鱼池的生物多样性。养鱼的水，可灌溉草坪。鱼池沉积物，每年冬季清池时反馈给草坪或其他绿地。初步测算，在草坪生长期，尤其生长旺期内，上述
食物链消耗不了草渣。此外，被化学农药，尤其具鱼毒性化学农药污染的草渣，决不能投入鱼池，可设计以高温堆肥为形态的腐食食物链。所获得的高温堆肥，第2年可分1～ 2～4次，反馈给草坪，也可用于其他绿地。草渣食物链的建立和正常运行，不仅可消除目前各地普遍存在的草渣污染，而且和草坪生态水循环一道，完成了草坪肥料的循环利用。为生态草坪正常运行后，不用或仅在必要时施用化学肥料打下了基础。
3．6 必要时施用的化肥
必要时，通常指下列2种情况，第一，草坪长成，草渣食物链正常运行之前，肥料循环尚未周全的期间，第二，急需使用草坪(如足球赛，运动会等)，要求短期内改善草坪的时期。施用化肥最常见的问题是含氮化合物由于各种原因，不被草坪吸收而同时发生肥料流失与环境污染。过去的办法是施肥少量多次，但增加了施肥成本，且并不能根治肥料的流失与环境问题。因此，设计应用个性化的控释氮复合化肥。所谓个性化，在于针对施肥草坪及其土壤，施用专门设计、制造的控释氮复合肥。目前，温州第二高中施用的有2种：一种是冬春季施用，温度由低到高逐步释放的控释氮复合肥；另一种是夏秋季施用，温度由高向低，逐步释放的控释氮复合肥。2种化肥的成分、酸碱度等，均据草坪土壤分析结果拟定。
3．7 病、虫、草害综合防治与防除c8
以调节、控制草坪生物群落各组成物种种群动态为出发点与归宿，力争少用，不用化学农药、除草剂为特征的草坪植物保护。首先，努力做好栽培管理，预防病、虫、草害的危害。其次，一旦病、虫、草害发生或流行，贯彻治早，治小的原则，力争少用杀虫剂、杀菌剂、化学除草剂，选用低毒，低残毒和高效的化学农药。第三，提高施用化学
农药的技术，提高药效的同时减轻导致的环境污染。第四，在用药期间，一定应用分流阀，将有毒水导入污水系统；剪草所形成的有毒草渣进行高温堆肥。
4 初级生态草坪的建植
温州第二高中将难度较大的布置微孔塑管网和种茎直播成草坪法二项工程，选定较为专业的浙江白云建设有限公司施工，而将土层、土壤改良视为较为普通，交给了已参与土方施工的单位。事实证明，生态草坪以土方施工难度较大，一般土方工程队难以胜任，土方施工工程若未达到要求，为生态草坪的质量埋下了隐患。完工后验收草坪盖度接近100 ，达到设计标准。厚度(草高)30～40 mm，比要求高出10 mm，影响踢球。平整度在线探测2 mm≤10 mm，符合要求。青绿度优良。彩条不理想。破坏性试验证明，已能承受全赛时(90 rain)学生对抗赛。并经挖掘剖面察看，草坪的根系已分布到40 mm 的土层。草高与彩条不理想，均因施工单位的新剪草机性能欠佳所致。水泵，排水良好，云娜台风带来120 mm 大雨没有发生积水。整个渗透管网容积13．38 m ，由于实际应用的潜水泵为QY 160—5—3型，按使用规范，每次灌溉只需开机10~20 min。鱼池的水作相应处理，配置的滤网组清洗不便，将影响灌溉质量。一旦鱼池水清理或围个滤清池，调正泵的位置，方便清洗滤网组，并掌握适度的水泵开、停时间，灌溉将会正常。土方工程基本成功，尤其是大量有机肥料的施用，为草坪在整体大岩基上，短短2个月内不仅长成草坪，而且能承受全赛时足球赛，打下了一个基础。建议冬季草坪休眠之后，补足改良壤土和修复砂面至符合球场场面设计。必须强调，生态草坪是个整体，其所有的组成部件，都是整体不可或缺或的组分。只有每个部件件优良，才能实现生态草坪的整体功能，并使之发挥出大于各部件功能之和的效益。
5 初级生态草坪的管理
管理生态草坪的着眼点，也必须放在组成草坪生物群落的所有物种的种群大小及其调控之上。草坪一草坪草种群／群落始终处于“稳中有荣”的定量界限范围内。其他草坪生物种群大小，处于利大于弊的定量界限范围内。“定量界限”至今尚有许多盲点，需要通过管理的实践，逐步积累，确定和提高。我国目前的草坪管理，绝大多数由使用单位自理，并非由专业公司承担。温州第二高中也不例外。因此，自生态草坪播种前起，即将今后负责管理的人员，在整个草坪种植和最初的管理期间参与劳动。草坪验收移交的同时，草坪养护管理得到衔接。预计随着生态草坪的推广和普及，草坪养护管理必将由现在的分散、水平参差、各自为政的状态发展成为专业公司承担的“低投入，高产出”专业集约管理。
6 效益
初级生态草坪在现阶段，力争在最大程度上协调草坪的生态景观，社会和经济效益，尤其恢复与发挥草坪固有的生态效益。因此，生态草坪必须有一个相当长的运行过程，在设立参照系的状况下，观测、记录、计算、比较，方能予以定量评价。温州第二高中的运动场草坪，自确定方案、建植成功，管理使用至今，并没有参照系作对比，所以只能把已有的研究，依次介绍供同行业借鉴。
6．1 渗透灌溉、排水一体化系统获得的经济效益
节省建设投资至少3O万元。虽然增加1．2倍微孑L塑料渗透管和l台潜水泵，但省去了整个喷管系统，高压泵和配套的电气系统以及120 m。的灌水池等。运行成本明显降低，第一，至今未用自来水灌溉。温州目前自来水价为2．20元／m。。第二，减少了灌溉的次
数。而每开动1次水泵为带动高压水泵电机KW数的15％ 。第三，草坪获得的灌溉水质明显优于自来水。
6．2 人工坪床与生态水循环相结合获得了良好效果
整体大岩基上砂面、改良壤土与草坪生态水循环系统配合，没有土层支持。截至目前，坪生长正常。至于今后如何，有待观察。
6．3 C。和C：草坪草抗逆性良好
温州2004~2005年度冬季，为数十年未曾有过的冷冬，寒流频繁，2次下雪，C 和C 绿期还是超过了330 d，未见病、虫害。
6．4 草渣食物链效果明显
草渣食物链的建立至今仅有半年，运行步人正常，最明显的变化是鱼池中鱼多了，鱼肥了。
6．5 控释氮复合肥效果良好
草坪施用的是中国科学院南京土壤研究所研制的个性化的控释氮复合肥。上半年、下半年各施1次，明显地降低了化肥施用成本。同时，学校以生态草坪的管理为题组织由学生参加的兴趣小组作为素质教育的内容，可谓意外的效益。

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