石灰石礦山采終生態(tài)恢復(fù)措施分析

張偉偉，査少翔，王才梅

河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）

我國(guó)石灰石資源極為豐富,石灰石廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的諸多領(lǐng)域中，目前部分中小石灰石礦山逐步步入采終期。根據(jù)《礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與污染防治技術(shù)政策》等文件要求，石灰石礦山采終需進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)。本文結(jié)合實(shí)際，對(duì)石灰石礦山采終生態(tài)恢復(fù)的方法、生態(tài)恢復(fù)需要特別關(guān)注的覆土來源以及綠化植物的選擇等問題進(jìn)行了詳細(xì)分析,希望給予實(shí)際工作一些借鑒。

生態(tài)恢復(fù)主要針對(duì)露天采坑和廢石場(chǎng),其中露天采坑可分為采終邊坡和采終平臺(tái)兩類。露天采坑生態(tài)恢復(fù)措施可分為以下兩類:采坑空置和復(fù)墾綠化；廢石場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)措施為復(fù)墾綠化。

1 采坑空置

對(duì)于缺乏覆土(或者使用覆土回填費(fèi)用高昂、實(shí)施困難)的露天采坑，可考慮采用采坑空置措施。其主要思路為利用露天采坑形成的天然凹陷，使其雨季積水形成一個(gè)池塘，同時(shí)在露天采坑周邊進(jìn)行綠化植樹、種草、種花，再造一個(gè)小型的生態(tài)環(huán)境。特別是對(duì)于鄰近村莊居民區(qū)的露天采坑，采用此措施將給周圍居民增加一個(gè)休閑娛樂的場(chǎng)所,具有良好的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。

2 復(fù)墾綠化

2.1 采終邊坡綠化

采終邊坡生態(tài)恢復(fù)應(yīng)根據(jù)礦區(qū)的地層巖性、坡度和坡面松散程度等采取相應(yīng)的措施,最終實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。在實(shí)際操作中，石灰石礦山一般存在邊坡裸露、坡度大、覆土困難、保水保肥困難等問題，對(duì)綠化植物生存生長(zhǎng)極為不利,生態(tài)恢復(fù)非常困難。國(guó)內(nèi)外對(duì)邊坡綠化措施的研究很多，本文僅結(jié)合實(shí)際，從經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行的角度出發(fā)，提出石灰石礦山采終邊坡生態(tài)恢復(fù)常用的幾種方法。

2.1.1 平臺(tái)法護(hù)坡

平臺(tái)法護(hù)坡是在邊坡上建立平臺(tái)，然后綠化護(hù)坡。對(duì)于采用自上而下水平分層開采法開采形成的邊坡,在邊坡之間設(shè)置有保安平臺(tái)和清掃平臺(tái),可以在平臺(tái)和邊坡交接處挖坑，坑中填土，然后種植藤本植物的方法對(duì)采終邊坡進(jìn)行綠化；對(duì)于采用一坡到頂開采法開采形成的邊坡,可以按等高線以一定的角度安裝水泥預(yù)制板,板與石壁之間形成種植槽以建立平臺(tái)，然后在種植槽內(nèi)填土，種植藤本植物對(duì)采終邊坡進(jìn)行綠化。

平臺(tái)法護(hù)坡優(yōu)點(diǎn)是使用面較廣、費(fèi)用較低，缺點(diǎn)是見效較慢，通常需要2～3年，且綠化率相對(duì)較低。

2.1.2 噴混植生技術(shù)護(hù)坡

噴混植生技術(shù)(亦稱有機(jī)基材噴射技術(shù))，其利用特制噴混機(jī)械將種植介質(zhì)、有機(jī)物、復(fù)肥、保水材料、固土劑、接合劑、植物種子等混合干料攪拌均勻后加水噴射到巖面上，由于接合劑的粘結(jié)作用,上述混合物可在巖石表面形成一個(gè)既能讓植物生長(zhǎng)發(fā)育而種植基質(zhì)又不被沖刷的多孔穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，種子可以在空隙中生根、發(fā)芽、生長(zhǎng)，而一定程度的硬化又可防止雨水沖刷從而達(dá)到快速固土護(hù)坡、恢復(fù)植被、美化環(huán)境的目的。

噴混植生技術(shù)主要適用于高陡坡（邊坡比為1:1～1:0.3）的穩(wěn)定邊坡,此方法優(yōu)點(diǎn)是可以在2～3個(gè)月快速達(dá)到綠化效果，且綠化率可達(dá)80%以上；缺點(diǎn)是不適合邊坡比大于1:0.3的邊坡而且費(fèi)用高(90～95元/m2)，同時(shí)對(duì)植物后期的生長(zhǎng)影響缺乏必要的觀察研究。

2.1.3 人工植生盆法護(hù)坡

利用坡面凹凸地形，在微凹外口開拓平臺(tái)，用紅磚或漿砌石砌筑植生盆，回填營(yíng)養(yǎng)土種植爬藤、灌木和小喬木。

從長(zhǎng)期效果來看人工植生盆法具有綠化效果佳、生態(tài)恢復(fù)好、養(yǎng)護(hù)成本低等特點(diǎn)，但其見效較慢，通常需2～3年，而且不適用于坡度較大、坡面平整的石壁。

2.1.4 生態(tài)石籠護(hù)坡

對(duì)于部分特別陡峭邊坡,無(wú)法進(jìn)行爆破或筑植生盆,可采用安裝鋼筋籠掛于石壁上的方法。該籠可制作成行李箱般大小，籠內(nèi)裝載土壤、有機(jī)質(zhì)等植物生長(zhǎng)物質(zhì)，以確?；\內(nèi)植物在石壁上的有效支撐。

2.1.5 客土植生植物護(hù)坡

客土植生護(hù)坡綠化技術(shù)是采用特定的混合料基材和種子配方，對(duì)石質(zhì)邊坡進(jìn)行防護(hù)和綠化的技術(shù)?？屯林采鶕?jù)邊坡位置、坡度、巖石性質(zhì)、酸堿度及綠化要求等確定土、腐植質(zhì)、長(zhǎng)效肥、粘合劑、保水劑、殺菌劑及種子的組成比例，植生種子由冷季型草種和暖季型草種根據(jù)生物生長(zhǎng)特性優(yōu)選混合而成。客土植生法適用于整體穩(wěn)定和有一定坡度的石質(zhì)邊坡。

2.1.6 土工網(wǎng)墊植草護(hù)坡

土工網(wǎng)墊是由聚乙烯、聚丙烯制成的一種具有三維結(jié)構(gòu)的塑料網(wǎng)。這種似絲瓜網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)墊，質(zhì)地疏松、柔韌，有合適的高度和空間,可充填并儲(chǔ)存泥土和沙粒及草籽植物的根系可以穿過網(wǎng)孔，舒適、整齊、均衡地生長(zhǎng)，長(zhǎng)成后草皮與網(wǎng)墊、泥土表層牢固地結(jié)合在一起，由于植物根系伸入地表以下，形成堅(jiān)固的綠色復(fù)合護(hù)層。

2.1.7 土工格室植草護(hù)坡

土工格室材料自身的高強(qiáng)度、低延伸性能，可以很好地對(duì)表面破碎邊坡進(jìn)行有效防護(hù),對(duì)較陡邊坡上的種植土有良好的固土作用，并使土壤厚度達(dá)到一定的種植成長(zhǎng)要求。使用該項(xiàng)技術(shù)護(hù)坡綠化，可以截留降雨、保墑保濕、相應(yīng)減低養(yǎng)護(hù)費(fèi)用,同時(shí)可以有效防止植物在成長(zhǎng)初期季節(jié)性雨水充足(如夏季暴雨)造成的過量沖刷，有效地控制含有草種土粒的流失。

2.2 采終平臺(tái)及廢石場(chǎng)綠化

對(duì)于采終平臺(tái)和廢石場(chǎng)，廢棄石渣、石粉占據(jù)地表上層并具有一定的厚度,植物不能生長(zhǎng)，常對(duì)石渣進(jìn)行換土處理，或裸露地表壓覆客土，并輔以其它栽培措施的辦法。在綠化過程中，要注意土壤物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的恢復(fù)。

如果覆蓋的表土層較厚、土質(zhì)較好、資金比較充足，可以種植一些高大喬木，也可以作為耕地；如果覆蓋的表土層較薄、土質(zhì)較差，資金緊張，可以選擇種植低矮灌木和草本植物進(jìn)行綠化。

3 覆土來源

石灰石礦山采終生態(tài)恢復(fù)需要大量覆土,覆土土量及土質(zhì)的保證對(duì)于生態(tài)恢復(fù)的效果具有重要意義，實(shí)際工作中，覆土來源主要可考慮以下幾個(gè)方面。

3.1 表土轉(zhuǎn)換

即在礦山開采前，首先將表土進(jìn)行剝離，運(yùn)往廢石場(chǎng)臨時(shí)堆放，采終再將表土移回。此方法對(duì)于表土層較厚的礦山可實(shí)施，但大多數(shù)石灰石礦山表土較薄且山勢(shì)陡峭，致使取土困難、費(fèi)用高昂。

3.2 工程土

工礦企業(yè)及道路等工程建設(shè)過程中,往往產(chǎn)生大量的土石方，可將其先儲(chǔ)存到露天采坑或廢石場(chǎng)一角，采終作為覆土。

3.3 河道淤泥

河道清淤通常要產(chǎn)生大量的污泥,可將其逐年儲(chǔ)存起來，用于覆土。河道淤泥中含有較多的營(yíng)養(yǎng)成分，對(duì)于復(fù)墾綠化較為有益。

3.4 生活污水處理廠污泥

生活污水處理廠污泥，一般不含重金屬離子，含有較多營(yíng)養(yǎng)成分，可將壓濾后的污泥儲(chǔ)存，采終用于覆土。

4 綠化植物選擇

綠化植物種類的選擇及其配置是生態(tài)恢復(fù)的重要問題。石灰石礦山采終生態(tài)恢復(fù)綠化植物選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)石灰石礦山自身特點(diǎn)及項(xiàng)目所在區(qū)域特點(diǎn)進(jìn)行綠化植物選擇和配置，以下僅對(duì)選擇的幾項(xiàng)原則進(jìn)行說明:①選擇適應(yīng)性強(qiáng)、耐貧瘠、耐干旱、生長(zhǎng)快的植物；②選擇具有改良土壤能力的固氮植物；③選擇當(dāng)?shù)貎?yōu)良的鄉(xiāng)土植物和先鋒植物；④不僅要考慮短期效應(yīng)，更應(yīng)注重中長(zhǎng)期發(fā)展前景。

4.1 固氮植物

種植固氮植物是經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益俱佳的土壤基質(zhì)改良方法。固氮植物可以是豆科的，也可以是非豆科的，主要包括與根瘤菌共生的植物、與弗蘭克氏菌共生的植物和與藍(lán)藻類共生的植物等。

4.2 先鋒植物

先鋒植物具有以下三大特點(diǎn):①喜鈣性，石灰石礦山的土壤自然肥力低、對(duì)植物營(yíng)養(yǎng)元素供應(yīng)不足，土壤以富鈣和偏堿性為特征，喜鈣植物可以茁壯成長(zhǎng)；②旱生性，植物長(zhǎng)期在干旱的環(huán)境下生存,植物的生理特征發(fā)生了適應(yīng)干旱環(huán)境的改變；③巖生性，植物可以生長(zhǎng)在巖石上，根系深扎進(jìn)巖石，并穿過巖石的縫隙汲取水分和營(yíng)養(yǎng)。因此，石灰石礦山的植被恢復(fù)可采用人工方法,利用當(dāng)?shù)叵蠕h植物來建立植物群落。

4.3 鄉(xiāng)土植物

在石灰石礦山生態(tài)恢復(fù)過程中,應(yīng)該首先考慮適生的鄉(xiāng)土物種,盡量避免引入外來物種。在實(shí)踐中有時(shí)為了見效快，選擇一些外來植物用于石灰石礦山的植被恢復(fù)也是目前常見的方法，但最終應(yīng)當(dāng)恢復(fù)和重建的植物應(yīng)該是鄉(xiāng)土物種。

4.4 植物品種組合配置

礦山植被恢復(fù)，不僅要求選擇適當(dāng)?shù)闹参锓N類，不同種類植物之間的合理配置也同樣重要。根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)演替的理論，注意植物品種的選擇及其配置,采用不同的植物組合。植物品種選擇要注意“結(jié)合”，即固氮植物與非固氮植物結(jié)合，淺根植物與深根植物結(jié)合，上繁植物與下繁植物(貼地生)結(jié)合等。在邊坡上，藤本著生攀援；在坡腳，草樹混種；在邊坡底部，多樹種混交。

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