近日，四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣迎來了數十位專門從事地質災害防治和環境保護的專家學者。他們此行的目的之一是考察九寨溝景區在經歷地震打擊后的生態修復成效。
“真是令人難以置信！”在目睹了九寨溝景區涅槃重生的壯麗景象后，許多專家學者都表達了他們的贊嘆。那么，是什么樣的創新技術使曾經“滿目瘡痍”的九寨溝景區在震后短短幾年內便恢復活力呢？
糯米加固大展身手
九寨溝，以其令人嘆為觀止的水景聞名于世。然而，2017年8月8日，一場突如其來的地震讓這個美麗的景區遭受重創，變得面目全非。27處世界自然遺產地遭受不同程度的破壞，景區內新增地質災害點達89處，植被損毀面積達132平方千米，水土流失區域擴大了55平方千米。受損區域的平均土壤侵蝕強度激增了45%，使得九寨溝遺產的保護與修復工作變得刻不容緩。
“地震后第四天，作為生態修復團隊之一，我們就來到九寨溝景區進行了現場勘察，也是在這時看到了景區受災后觸目驚心的模樣，感到十分的震驚和惋惜。”成都理工大學教授裴向軍對中國知識產權報記者表示。
只見地震導致火花海的鈣華堤壩破裂，湖水隨之流失，湖底珍貴的鈣華沉積物暴露在外，迅速遭受了風化、沙化、變黑以及鈣華丘的坍塌等鈣化退化的影響。此外，下游的湖泊也因沉積物堆積而受到影響，水文地質條件發生變化，水生生態系統遭到了嚴重破壞，這對九寨溝獨特的鈣華景觀及其遺產價值造成了重大影響。
考慮到九寨溝作為世界自然遺產的獨特性及其保護與恢復的特殊性，聯合國教科文組織以及世界遺產中心明確指出，在保育工作中不得使用水泥、鋼筋等可能對環境造成不和諧影響的材料。面對這一挑戰，尋找到一種既能承受高強度、抵抗沖刷，又無毒無害、不釋放污染物的環保材料變得至關重要。裴向軍團隊從古代建筑智慧中汲取靈感，發現糯米灰漿正是他們所需的理想材料。
“糯米灰漿被古人使用在長城、故宮、西安城墻和開平碉樓的建造中，歷經千年堅固不倒，被稱為中國水泥。在這里，我們利用現代科技改良配方，進一步提升了糯米灰漿在水下的機械性能。”裴向軍介紹。使用糯米漿進行建筑物的修建和搭砌，確實可以提升建筑的整體強度，但是應該如何把糯米灰漿應用于水體環境中，裴向軍心里也沒有底。
糯米灰漿技術在陸地上使用很堅固的原因是糯米和灰漿在土中能夠生成方解石。但是這個過程必須要有二氧化碳的參與，而水體環境更為復雜，且并沒有足夠的二氧化碳。因此，裴向軍就想到了利用九寨溝水體下面的鈣化土進行糯米灰漿的制備，沒想到效果竟然出奇地好。改性后糯米灰漿的支鏈淀粉在形成結石體的過程中，與鈣離子發生了化學反應，表現出了優異的力學性能，不僅能夠解決糯米灰漿難以在水中形成強度的問題，也解決了生態問題。針對這一發現，裴向軍團隊也就生態修復相關技術成果提交了專利申請，其中84件已獲得授權。
“震前九寨溝鈣華堤壩整個壩體上總共有100多種植物，在我們使用糯米灰漿這種天然材料進行修復后，到目前為止，植被種類基本上已經恢復到了原本的約80%。”裴向軍介紹，除了植被的恢復，壩體上面的很多微生物、小型動物以及昆蟲等，也已經恢復了超過80%。這種生態創新修復技術不僅使壩體保持了最為原始、真實的狀態，又保證了安全性，同時還兼顧了生態環境友好性。
創新帶來“源頭活水”
除了對火花海進行修復之外，裴向軍團隊的足跡已經遍布了九寨溝景區的每一個角落。地震及其次生災害對景區生態環境造成了嚴重破壞，滑坡堆積在山體和河道中。汛期降雨影響下，這些堆積體在雨水沖刷下出現不同程度的侵蝕，流入海子后也會致使水體長時間渾濁。
“無論是堆積在河流里還是山體間的山石，它們上面都很難生長出植物。我們通過開發的有機材料，將地震中垮塌的山石與土壤拌合，形成了一個能夠支持植物生長的植生層。”裴向軍解釋說，這個植生層非常關鍵，它不僅能夠固定住滑坡的碎石，表面生長的植物還有助于解決水土流失問題。
“采用這種方法修復的區域，目前已經長出了新的植被，恢復率已經超過80%。”裴向軍補充道，這證明了大自然的力量是不可小覷的，九寨溝受損區域的大部分恢復工作還是要依賴于大自然的自我修復能力。
地震之后，為了攔擋崩塌的滾石，當地也曾采用過傳統的治理方案，包括修建樁板攔石墻、主動防護網、被動防護網等。崩塌災害治理工程在防災減災中起到了至關重要的作用，暫時緩解了防護區域的安全問題。然而，這些混凝土墻造型死板、顏色突兀，與周圍環境極不和諧，破壞了沿線景觀協調性，當地村民將一堵堵混凝土墻稱為“山體的白腰帶”。
裴向軍團隊創造性地提出了“滲析-吸附”膠結加固材料與“結構補強-生態固土-生物調控-植物演替”于一體的硬質陡立面植生層重構技術，解決了表土沖刷、控水保肥及景觀融入難題，對景區內89處地質災害隱患點治理工程可視范圍內的混凝土擋墻墻體立面和墻前破損坡面進行了綠化美化和生態修復工作。
裴向軍解釋說：“我們設計的加筋復合網片結構，可以加強土壤在混凝土墻上的附著力，再采用改性糯米基生態材料、凹凸緩釋肥等功能材料加固和改良土壤，通過‘喬-灌-草’復配植生，就可以實現混凝土樁板攔石墻的綠化美化效果。也就是說，可以在混凝土上面種植物了。”目前，生態修復后九寨溝本地物種的種類、數量均呈上升趨勢，并且向結構組成更復雜和多樣的生態系統演替。
如今，九寨溝已經再次向游客開放游覽，裴向軍也時常去九寨溝景區進行考察，腳踏實地地察看生態的恢復情況。“我們團隊在持續關注生態化地災防治工作長效性，為震損區地災防治與環境保護提供理論與技術支撐的同時，潛心研發新型工程材料和關鍵技術，以推動科技創新更好地實現成果轉化和服務社會。”裴向軍表示。（記者：趙振廷）
文章來源：中國知識產權網
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