摘 要：以废治废，变废为宝，实现废弃物的资源化利用，是生态修复工作新的研究和发展方向。本文研究了污泥等废弃物资源在道路边坡生态修复基质中的应用。结果表明，在边坡修复基质材料中添加污泥，能够明显改善基质土壤的理化性质和肥力特征。当污泥添加比例达40%时，土壤有机质、氮磷钾含量均显著提高，其中，有机质含量提高近4倍。同时，污泥的应用，还可显著提高试验区内的植被盖度、高度、地上以及地下生物量，有利于增强边坡的稳定性和水土保持性能。因此，将污泥应用于道路边坡生态修复基质材料，不仅可以拓宽城市污泥的处理途径，而且可以增加边坡修复的客土来源，有利于保护耕地和提高土壤肥力, 是一条经济可行的途径。

城市污泥作为一种废弃物，虽含有一定的污染物，但它同时也含有丰富的有机质和重要的营养成分及各种微量元素，是一种良好的有机肥料资源^[1,2]。城市污泥除了以焚烧、水体消纳等方式处置外，其在环境绿化方面的应用目前正在逐渐成为世界各国污泥处置的主流方法^[3]。

破坏原生植被、残存裸露边坡、加剧水土流失等环境问题总会伴随山区的道路修建而发生^[4]。定都峰景区位于首都西长安街延长线的西端，被誉为“京西景观第一峰”。由于定都峰相对高差较大，在景区环线公路修建过程中，填挖土石方较多，形成了大量的裸露公路边坡，破坏了原有地形地貌及植被，与周边自然景观极不协调，更不符合长安街沿线靓丽生态景观及门头沟生态涵养区的定位，也易形成水土流失。

道路生态护坡的关键就是营造出最佳结构的植被生长基质，使其既能保水、保肥、透气、 透水，适于植物生长，又能有效抵抗雨蚀和风蚀，抑制水土流失。因此，用于植被护坡中的基材，除要求其具有较好的肥力及保水性外，还要具有抗冲刷能力及一定的强度，以防止基材脱落和坡面浅层坍塌^[4]。另一方面，我国土地资源形势相当严峻，现有可利用土地水土流失严重、土地退化、荒漠化现象在逐步加剧^[5]。将污泥应用到道路边坡生态修复工程基质材料中，不仅能够解决客土资源受制约问题，而且有助于实现废弃物在绿化中的资源化利用。同时，由于公路边坡绿化是一个封闭体系，又避开了食物链，因而，污泥应用于边坡生态修复工程中是安全的^[6]。

研究结果表明^[7,8]，土壤结构系数、水稳定性团聚体、孔隙率、透水率和持水量等指标在施用城市污泥后明显增大，土壤容重和表土抗剪力则表现为显著减小。这些性质的改善都是有利于增加雨水入渗、减少水土流失的重要机制。因此，根据水土保持的基本原则，利用城市污泥较强的粘性、持水和保水性等物理性质来改良土壤，提高土壤的结构稳定性和持水保水能力，防治水土流失，不仅可能，而且必要，同时具有重要的环境、生态、社会和经济效益^[5]。

本文通过城市污泥在生态修复基质材料中的应用研究，旨在拓展和实现污泥等废弃物在道路边坡生态修复中资源化利用，以废治废，变废为宝。另一方面，开发出质优价廉的护坡基质材料，对恢复、保护公路沿线区域的生态环境以及公路边坡防护也有重大意义。

1.研究区概况

门头沟定都峰景区属华北平原向蒙古高原过渡的山地地带，为太行山和燕山山系。气候类型属中纬度大陆性季风气候，年均温10.2~11.8℃，降水量年际变化大，年均降水量约500~800mm。在定都峰景区道路沿线，存在大量路堑或填方裸露边坡，滑坡、塌方等地质灾害隐患突出。

试验用污泥取自门头沟污水处理厂（经脱水处理），煤矸石粉来源于研究区周边废弃矿区，农作物废料、养殖场废弃物来自于周边村落农户和养殖场。

试验区植被护坡工程采用厚层基质喷附技术，于2012年5月施工完毕。试验地边坡坡度为45-50°，坡长为30 m。共设置3个试验小区，每小区面积100㎡，各小区内基质材料配置方案如表1所示。各试验小区采用相同植物配置：波斯菊、紫花苜蓿、四翅滨藜、紫羊茅、荆条、紫穗槐、山桃等。种子用量及栽培方法均一致。

土壤基质理化性质分析：土壤有机质采用重铬酸钾氧化外加热法，全氮采用半微量开氏法，全磷采用酸溶钼锑抗比色法，全钾采用火焰光度法测定，有效磷采用0.5mol/L 的NaHCO₃ 提取，分光光度计测定，速效钾采用 1 mol/L NH₄Ac 提取，火焰光度计测定^[9]。

植被群落调查及植被生物量测定：在各试验小区，从坡顶向坡脚在上、中、下部位各布设3～4个样方，进行样方调查。覆盖度的调查采用点测法。生物量则选取1 m× 1 m样方中的1/4，剪取植株地上部分，带回室内烘干后称量。地下部分生物量测定采用挖土取样法，按照每5cm深度取样，清洗、烘干、称量，获得根系生物量。

在边坡生态修复基质材料中，添加污泥、煤矸石粉、农业废弃物和养殖业废弃物（基质1、基质2），有机质含量均显著高于基质3（普通客土），且有机质含量表现为随污泥添加比例的提高而增加。其中，当污泥的添加比例达40%时，有机质含量提高近4倍。由于土壤有机质能够明显促进土壤团粒结构的形成，有机质含量越高，土壤孔隙度、持水性能指标越好。因此，在边坡生态修复客土材料中添加污泥等废弃物，可以显著改善植被生长基质的结构条件，有利于增强边坡的水土保持性能。

添加有废弃物资源的基质材料，土壤全钾、全磷、全氮的含量均表现为污泥添加比例越高，含量越大，均显著高于普通客土。其中，基质1（污泥添加比例为40%），土壤全钾、全磷、全氮的含量分别高出基质3（普通客土）12%、25%和17%。土壤有效磷、速效钾含量的变化表现为相同的变化趋势，其中，基质1的速效钾含量高出基质3近1倍。土壤通气孔隙率则表现为基质1和基质2分别高出基质3近1.6倍和1.1倍。良好的土壤孔隙率，有利于促进植物根系的生长发育和微生物的活动。因此，添加有污泥等废弃物的边坡绿化基质材料，更能保证植被的良好生长，进而有利于确保边坡水土保持性能的发挥。

选取波斯菊和紫穗槐两个物种（在各个试验小区，植被盖度和植物密度均表现为较高），对其在不同生长阶段的高度进行测定。通过不同基质材料试验小区，波斯菊和紫穗槐的平均生长高度的对比，一方面能够反映道路边坡生态修复工程中客土材料选择污泥等废弃物资源的可行性与必要性；另一方面，也能够筛选出最佳的基质配比比例。