廢棄采石場景觀設(shè)計與植被恢復(fù)研究

王 瓊，辜再元，周連碧

(1.北京礦冶研究總院，北京 100044；2. 北京綠之源生態(tài)科技有限公司, 北京100083)

廢棄采石場是在人為因素嚴重干擾下形成的一種極度退化的生態(tài)系統(tǒng)，其原有的植被因生態(tài)環(huán)境的劇變而減少、退化乃至消失，嚴重影響著社會與經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此，廢棄采石場的植被恢復(fù)，成為生態(tài)恢復(fù)和景觀生態(tài)研究的熱點[2,3]。隨著人們對環(huán)境保護意識的日益提高，勢必將傳統(tǒng)邊坡工程與環(huán)境景觀有機地結(jié)合起來，使邊坡治理與環(huán)境的保護、景觀的美化互相聯(lián)系，相輔相成。然而，廢棄宕口邊坡缺水、缺土、缺肥，生態(tài)條件十分惡劣，給植被的恢復(fù)增加了很大的難度，在此上景觀化，難上加難。本文以長崗山森林公園南入口宕口景觀復(fù)綠工程為例，進行植被恢復(fù)的綠化景觀研究，以期為廢棄礦山的生態(tài)環(huán)境治理和邊坡綠化景觀設(shè)計提供參考。

1 研究區(qū)概況

長崗山森林公園南入口宕口位于舟山市昌國路東盡頭森林公園內(nèi)，地理坐標介于東經(jīng)122°06′15″～122°09′30″，北緯30°01′00″～30°02′35″。項目區(qū)為亞熱帶季風氣候，四面環(huán)海，受海洋影響較大?？偟臍夂蛱攸c是：溫暖濕潤，四季分明，風大霧多，雨熱同步，雨量較充沛。年均溫度16.3℃，極端最高氣溫39.1℃，極端最低氣溫為-6.1℃。一年中，日平均氣溫≧10℃的活動積溫5121℃，無霜期247d，年降水量1330mm，雨日149d，年日照時數(shù)2038h。全年多大風，夏秋季多臺風熱帶風暴，易引起災(zāi)害性天氣。

按照宕口坡面坡度來分，現(xiàn)場主要分3個區(qū)域: 一是宕口坡面的上部分，坡度極陡，多為80°～90°, 甚至為反坡倒坡，巖性堅硬，深層穩(wěn)定；二是宕口坡面的下部分，坡度相對較緩，其中坡面左右兩部分坡度為50°～70°(局部地方坡度仍然陡峭，坡度達到80°以上)，坡面極不規(guī)則，亂石嶙峋；三是周邊植被稀疏區(qū)域，坡面為土石結(jié)構(gòu)，相對穩(wěn)定，經(jīng)過改良植被能夠正常生長。

長崗山森林公園地質(zhì)構(gòu)造上屬閩浙隆起帶的東北端，為天臺山脈向東北方向的延伸部分，在第三級浙東地層下降時，與大陸分離而形成島嶼。地表上大多為上侏羅紀陸相火山巖系的流紋巖、凝灰?guī)r和石英斑巖。土壤母巖以上侏羅紀火山巖、火山熔巖為主，其中以凝灰?guī)r、流紋巖和石英斑巖為絕大多數(shù)。

2005年6月26日開始對宕口進行生態(tài)治理，于2005年9月10日完工。主要采用植生基質(zhì)噴射技術(shù)，簡稱PMS技術(shù)。

2 宕口景觀復(fù)綠設(shè)計及復(fù)綠措施

2.1 特殊景觀設(shè)計

結(jié)合宕口的自然地理條件和邊坡特點, 在施工過程中使用了先進材料(高強度塑料格柵、成品植生基質(zhì)、GCL防水墊)，并采取了先進技術(shù)和手段(植被毯、養(yǎng)護棒、種植袋、管型容器苗)，選擇了植生基材施工工藝。更重要的是將植被恢復(fù)與園林景觀(人造流水景觀、自然流水景觀、人造霧噴景觀)有機結(jié)合，提升了植被恢復(fù)的景觀效果。

2.1.1 人造流水景觀

坡面上半部分巖體，由于坡度陡峭，基本超過90°，有的為反坡，所以此部分坡體不宜進行植生基材噴播。利用GRC材料，模仿自然山石、流水，達到“雖有人做，宛自天工”的佳境。在坡體下部，采取的工藝是栽植藤本植物。在坡頂種植油麻藤(向下生長)，在坡腳種植爬山虎(向上生長)、西番蓮(向上生長)和川萼南蛇藤(向上生長)。這樣通過上垂下爬的方式，逐年覆蓋垂直陡峭的巖壁。

2.1.2 自然流水景觀

考慮雨季、暴雨、臺風等綜合因素，結(jié)合本宕口山體的地勢，在坡面中部山體的匯水區(qū)域進行清理、導(dǎo)引，使其自然預(yù)留出雨水行徑的路線，在坡面修整出自然流水景觀。

2.1.3 人造霧噴景觀

為了增加坡面的景觀效果，在坡面的兩側(cè)設(shè)置了人造霧噴景觀，并栽植了一些小規(guī)格的圃地苗、容器苗(包括喬木、灌木、藤本植物)。人造霧系統(tǒng)的工作原理，是利用特制造霧機組，將水經(jīng)耐高壓管線由專業(yè)噴頭產(chǎn)生1～15mm(0.001mm)的水滴，每個噴頭每分鐘水流量為0.145L(3#噴頭)。由此激發(fā)成的霧滴，能長時間懸浮、漂浮在空氣中，單一噴頭產(chǎn)生的霧長可達3～5m。

2.2 坡面復(fù)綠設(shè)計

2.2.1 設(shè)計原則

(1)邊坡穩(wěn)定原則

邊坡穩(wěn)定是生態(tài)環(huán)境治理的基礎(chǔ)。因此，首先要對邊坡進行清理，排除邊坡崩塌、危巖、滑石隱患，以期達到邊坡的基本穩(wěn)定。同時，要根據(jù)山體形狀，設(shè)置截、排水溝和擋土墻等配套設(shè)施。

(2)生物與工程措施相結(jié)合

采石場廢棄地地形破碎、立地條件較差, 為保證生態(tài)修復(fù)的順利進行, 應(yīng)將生物措施與工程措施相結(jié)合, 并將生物措施確立為重點。

(3)因地制宜，適地適樹

項目區(qū)立地條件惡劣，為提高苗木的成活率，保證恢復(fù)植被的穩(wěn)定性，應(yīng)采用抗性強的鄉(xiāng)土樹種，同時考慮具體的種植條件，宜灌則灌，宜草則草，使人工植被與周邊自然植被相融合、相協(xié)調(diào)而趨近自然。

(4)生態(tài)適應(yīng)性

人工進行植被恢復(fù)，雖然可以在短期內(nèi)見到效果，但要經(jīng)得起時間考驗和保持長期效果，就要根據(jù)當?shù)刈匀恢脖坏难萏嬉?guī)律，把短期效果和長期效能緊密結(jié)合，保證今后植物群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和免養(yǎng)護目的的實現(xiàn)。

(5)經(jīng)濟適用性

在充分考慮業(yè)主的經(jīng)濟承受力，盡量降低造價和后期綠化管護費，這就要求在選用植物材料時，盡量選用適應(yīng)性強、管理粗放和價格低廉的植物種類。

(6)景觀藝術(shù)化

適當引入一定的景觀小品，將園林景觀建設(shè)應(yīng)用到生態(tài)復(fù)綠上來，充分提升邊坡復(fù)綠的藝術(shù)性。

2.2.2 邊坡綠化工藝

根據(jù)坡面下部分的實際情況，采取如下施工工藝：在兩側(cè)比較平緩區(qū)域，采用植生基材噴射法；在亂石嶙峋的坡體和兩側(cè)較陡(坡度≥60°)處，設(shè)置魚鱗坑種植。

2.2.3 植物種類的選擇

廢棄采石場原生植被絕跡，引入合適的植物種類是植被恢復(fù)的關(guān)鍵。國內(nèi)從植物選擇標準上進行探討，國外從引入外來植物種類及景觀等角度進行分析。結(jié)合以上經(jīng)驗，我們根據(jù)長崗山森林公園南入口宕口地質(zhì)災(zāi)害工程治理后的具體情況，提出植物種類選擇標準，篩選出適栽的植物種類，并結(jié)合調(diào)查周邊次生植被和人工植被的特點，提出了在不同區(qū)段的植物種類選擇方案。

植物選擇標準：①選擇抗旱、抗風、抗瘠薄的植物種類；②選擇多種生活型的植物種類(草本、灌木和喬木等)，適當引入外來樹種，有利于加速植物的演替，建立穩(wěn)定的植物群落；③選擇繁殖能力強的植物種類，它們能通過風力傳播種子或通過根莖蔓延，遷入、定居到礦區(qū)巖體上；④引入豆科植物，利于改良土壤和促進其他植物的生長；⑤植物種類的選擇要結(jié)合景觀效果和經(jīng)濟效益，注意選擇觀賞樹種和經(jīng)濟林木，達到綜合的生態(tài)效益。

3 植被景觀復(fù)綠實施效果分析

通過三年的自然生長，以木本植物為植被(群落)的坡面植被已經(jīng)融入到周邊環(huán)境，坡面已經(jīng)形成具有較強固土護坡效果和較好景觀效果。即以灌木為主體、草和地被植物大面積覆蓋、小喬木局部點綴且能自然協(xié)調(diào)生長和演替的植物群落，人造流水景觀、自然流水景觀和人造霧噴景觀結(jié)合坡面情況，塑造協(xié)調(diào)一致的視覺景觀。

種類組成是植物群落最基本的特征之一，它是群落形成的基礎(chǔ)，它能反映該群落的結(jié)構(gòu)、動態(tài)等基本特征，提示群落的基本規(guī)律。在坡面植被群落演替過程中，不同樣地邊坡在不同演替年限的物種組成特征見表1。從表1中可以看出，目前第Ⅰ樣地共有植物15種。第Ⅱ樣地共有植物14種；第Ⅲ樣地共有植物22種；第Ⅳ樣地共有19種，各地塊以菊科、禾本科、豆科植物種類最多。經(jīng)統(tǒng)計，整個坡面總有植物44種，其中20科38屬，相比2006年的10科16屬20種，植物有了明顯增多。植物種類增加了120%，說明經(jīng)過近3年的發(fā)育，植被有明顯的演替。從表2可以看出，自然入侵植物(21種)占調(diào)查植物種類總數(shù)的47.72%，其次是栽植植物(13種)，最少為播種植物(10種)，僅占調(diào)查植物種類總數(shù)的22.73%，表明植被已經(jīng)融入到周邊環(huán)境，逐漸向周圍群落演替。

表1 Ⅰ～Ⅳ#邊坡植物科屬種組成的動態(tài)變化

表2 坡面植物群落組成變化特征

4 結(jié) 論

廢棄宕口不僅占據(jù)大量土地，而且還破壞周邊的生態(tài)環(huán)境，影響了人們的身心健康。在重視環(huán)境質(zhì)量建設(shè)的今天，對廢棄宕口地實行景觀恢復(fù)改造顯得尤為重要。雖然國內(nèi)外早就有相關(guān)文獻報道，我國也從80年代起進行了局部試驗、改造，但是還都停留在植被恢復(fù)上，研究也僅僅局限在恢復(fù)工程技術(shù)和植被選擇上，沒有一個相對固定的理論指導(dǎo)景觀恢復(fù)改造實踐。長崗山森林公園南入口宕口景觀復(fù)綠工程，已被舟山市相關(guān)部門和專家審批通過，現(xiàn)已經(jīng)完成了工程竣工驗收，進入植被群落恢復(fù)期，并已經(jīng)取得了很好的景觀效果，得到業(yè)內(nèi)人士好評，為廢棄礦山的生態(tài)環(huán)境治理和邊坡綠化景觀設(shè)計提供參考。同時，通過對本工程進行深入探討，得到以下幾點認識：

(1)根據(jù)廢棄宕口的不同生境條件，結(jié)合生態(tài)、經(jīng)濟、景觀等需求，選擇引入本地或外地的多種性狀的植物種類，構(gòu)建適宜的植物群落結(jié)構(gòu)。加大對園林彩葉樹種的引入，如紅葉李、紅楓等。

(2)充分利用當?shù)氐奈幕L俗、山水環(huán)境，營造復(fù)綠工程的硬質(zhì)景觀。園林小品主要有景亭、廊架、景墻、置石、雕塑、座椅等，與植物相結(jié)合，起到點景和分隔空間的作用。

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