漢中市建筑用石灰?guī)r礦山植被恢復(fù)方案

鄭雅嫻

(漢中市漢臺區(qū)林業(yè)工作中心，陜西 漢中 723000)

石灰?guī)r礦是人類最常用、需求量最大的建筑材料，礦產(chǎn)資源的開發(fā)促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)的增長，但也引起了一系列生態(tài)環(huán)境問題，不利于社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[1]。礦山的開采占用大量耕地資源，破壞地表森林等植被，加劇水土流失，導(dǎo)致河床升高、河道淤積；采礦地表易發(fā)生沉降、塌陷、崩塌，引發(fā)滑坡、泥石流等次生地質(zhì)災(zāi)害；采礦活動(dòng)中產(chǎn)生的粉塵、廢氣會造成大氣污染；大規(guī)模礦產(chǎn)開采破壞生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)服務(wù)功能下降，破壞生物多樣性；可視范圍內(nèi)的露天采空區(qū)與周圍景觀極不協(xié)調(diào)，影響視覺美感[2-3]。礦山開采引起的生態(tài)環(huán)境問題已引起政府和社會各界的廣泛重視，礦山跡地植被的恢復(fù)治理迫在眉睫。

陜西省漢中市徐家坡福利礦石加工廠五郎建筑用石灰?guī)r礦始建于2009年，在多年開采利用中，提供了大量原材料，帶動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但也引發(fā)了一系列環(huán)境地質(zhì)問題。礦區(qū)內(nèi)地形地貌景觀及生態(tài)環(huán)境美觀破壞嚴(yán)重，采礦活動(dòng)累計(jì)破壞占用林地面積約3.31 hm2，存在多處滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害隱患，危及周邊村莊及居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，加速周邊土壤的退化。為了消除礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患，改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，使當(dāng)?shù)丨h(huán)境和經(jīng)濟(jì)走上良性發(fā)展道路，美化漢中市城市形象，對該礦區(qū)植被恢復(fù)方案進(jìn)行了初步探討。

1 礦區(qū)自然條件

采石場地處秦嶺南麓，漢中盆地北緣低山區(qū)，距離漢中城區(qū)27 km。礦區(qū)內(nèi)地形陡峻，北高南低，海拔700～800 m，坡面40°～60°。礦區(qū)氣候?qū)俦眮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，溫暖濕潤，四季分明，年平均氣溫11.5～14.8 ℃，年均降水量921.6 mm。為高覆蓋度植被區(qū)(>60%)，喬木植物以馬尾松為主，雜生少量栓皮櫟，或鑲嵌生長少量其他闊葉樹，灌木植物以酸魚草、馬桑、懸鉤子為主，多分布在山體中坡以上坡位，下坡位多以黃荊灌叢為主，草本植物多為野青茅、艾蒿、擬金茅等常見草本。

礦石主要類型為塊狀細(xì)粒結(jié)晶灰?guī)r，巖石呈深灰色，主要礦物為方解石，約占93.6%，次為白云石及少量粘土礦物，礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單，無次級褶皺和斷層。由于長期無序開山采石，礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境破壞嚴(yán)重，大面積巖石開采面和裸露巖石較多，地形凌亂破碎、坡高壁陡，景觀效果差。

2 植被恢復(fù)設(shè)計(jì)方案

五郎建筑用石灰?guī)r礦區(qū)溫暖濕潤，具有良好的氣候生態(tài)條件，有利于植物成活、生長繁育。但是地形特殊，坡面陡峭，表層結(jié)構(gòu)脆弱，且石灰?guī)r礦土壤呈酸性，土層淺薄，石礫含量高，養(yǎng)分缺乏，土壤立地條件差，植被很難自然恢復(fù)[2]。因此，礦山植被恢復(fù)的關(guān)鍵是根據(jù)礦區(qū)不同部位的立地特征，通過人工手段創(chuàng)造植物生長所需環(huán)境，改善土壤條件，選擇合適的植物，重建植物群落[1,4]。

根據(jù)礦區(qū)的地質(zhì)條件、破壞程度及周邊環(huán)境等因素，本設(shè)計(jì)方案主要包括三部分：開采立面的臺階式爆破削坡，開采區(qū)域內(nèi)的全面植被恢復(fù)，棄渣場新建排水設(shè)施。

2.1 植被恢復(fù)

2.1.1 根據(jù)立地條件，選擇適宜的植物配置模式 根據(jù)植被演替、生態(tài)位等理論，結(jié)合采石場立地條件和植物生態(tài)學(xué)特性，人工恢復(fù)植被應(yīng)注意不同植物種類之間的科學(xué)配置[5]。根據(jù)不同的立地條件選擇合適的配置模式，開采高陡立面，坡度陡、土壤條件差，應(yīng)以藤、草搭配模式為主，同時(shí)注意上攀下垂種類的搭配[1]；開采平臺、棄渣場、工業(yè)場地區(qū)等坡度較緩、土壤相對較好區(qū)域，可采用喬、灌、草結(jié)合模式，種植宜以灌木為主，輔以淺根系喬木和草本植物[1,6]。喬—灌—草結(jié)合模式，既能使各個(gè)體具有充分生長發(fā)育的條件，又能最大限度地利用營養(yǎng)空間，獲取更多的物質(zhì)和能量，以實(shí)現(xiàn)涵養(yǎng)水源、保持水土、維持和提高地力等功能[2]。在不影響樹木正常生長的條件下，應(yīng)適當(dāng)密植，以便盡早形成森林景觀，發(fā)揮森林的生態(tài)功能。

2.1.2 適應(yīng)土壤貧瘠現(xiàn)狀，選用抗逆性強(qiáng)的植物種類 礦山的土壤大多源自被剝離的表面土壤、廢礦石等，土壤貧瘠、養(yǎng)分不均衡， N、P、K和有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分含量低，因此恢復(fù)植被宜以小喬木、灌木為主，選擇種群穩(wěn)定、數(shù)量多、適應(yīng)性強(qiáng)、抗逆性好、耐干旱，具有改良土壤、保持水土、防風(fēng)固沙作用的鄉(xiāng)土樹種，如刺槐、側(cè)柏、胡枝子、紫穗槐、楸樹、棗皮等[2,7]。同時(shí)應(yīng)對邊坡土壤進(jìn)行適當(dāng)改良，將不利于植物生長的土質(zhì)成分剔除，分析土壤的酸堿度、肥力等，通過客土、施加營養(yǎng)肥料、改變土壤酸堿度等方式對營養(yǎng)成分較差的土壤進(jìn)行改造[7]。

2.1.3 根據(jù)栽植條件和苗木狀況，分類栽植 裸苗栽植要苗正根舒，適當(dāng)深栽，分層復(fù)土，壓實(shí)；帶土團(tuán)栽植應(yīng)保護(hù)土團(tuán)，栽植時(shí)從側(cè)方填土，使新土與土團(tuán)緊密結(jié)合；藤本應(yīng)盡可能選用營養(yǎng)杯中培養(yǎng)的帶杯苗木，現(xiàn)場栽植時(shí)，輕輕去掉營養(yǎng)杯，然后將其栽到合適的位置，從側(cè)方填土壓緊[1]；撒播草籽時(shí)，要注意條帶均勻撒播，草種撒好后，要立即覆土，厚度約1 cm，并進(jìn)行滾壓，大面積撒播時(shí)，可用細(xì)齒耙，往返拉松表土面使草籽被土覆蓋。

2.2 開采立面

開采立面原有一臺階崩塌，邊坡角75°～80°，坡面陡峭、高度近85 m，距離坡頂后邊緣6～7 m處有一條寬約2～3 m、長約100 m的斷層破碎帶，周圍巖石裂隙發(fā)育。開采立面幾乎沒有土壤，難以保水，植物定居條件極差，對其綠化十分困難。對于坡度大、土層薄、穩(wěn)定性差的破損山體，進(jìn)行植被恢復(fù)前先要進(jìn)行降坡處理[8]?，F(xiàn)有的高陡立面植被恢復(fù)技術(shù)主要有以下幾種：邊坡坡度在60°～80°的采石場陡峭巖壁，采用種植槽爆破開槽——填土——苗木移栽植技術(shù)；邊坡坡度大于80°的采礦點(diǎn)陡峭巖壁，采用CBS混凝土噴播綠化技術(shù)；邊坡坡度介于60°～90°，創(chuàng)面高度低于15 m，采用藤本植物攀援治理恢復(fù)[4]。

綜合考慮立面條件、植被恢復(fù)效果、可操作性、施工成本等因素，本方案針對開采立面設(shè)計(jì)臺階式爆破削坡，形成多級臺階后進(jìn)行植被恢復(fù)。具體方案為：在上述裂縫范圍內(nèi)進(jìn)行爆破排險(xiǎn)、危巖體清理，清除坡面雜物及松動(dòng)石塊，對坡面轉(zhuǎn)角處及坡頂部的棱角進(jìn)行修整，使之成弧狀，消除開采面坡頂及坡面的崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害隱患，保障施工安全；從上到下設(shè)置3級臺階，下面臺階向上堆土，上面臺階向下堆土，坡頂掘進(jìn)9 m，一級臺階100 m × 9 m × 20 m(長×寬×高)，二級臺階100 m × 3 m × 20 m(長×寬×高)，三級臺階100 m × 3 m × 20 m(長×寬×高)，共需爆破開挖土石方量36 543 m3，爆破礦石回填坡腳，最終邊坡角不大于65°。

待分臺階形成后，對各個(gè)臺階進(jìn)行平整，植被恢復(fù)采用喬、灌、草結(jié)合模式，沿坡走向挖種植坑，栽植刺槐、側(cè)柏等穩(wěn)定性好、抗病蟲害能力強(qiáng)的鄉(xiāng)土樹種，地表撒播結(jié)縷草、狼尾草等草種。平臺上的土壤多為采礦后殘結(jié)的母質(zhì)、母巖和表土混合物，礫石含量高，養(yǎng)分匱乏，結(jié)構(gòu)緊實(shí)，植物難以扎根，同時(shí)土層厚度、土壤酸堿度等條件也不能較好滿足植物正常生長需要，可進(jìn)行帶狀整地，客土厚0.5 m以上，改善土壤酸堿度，并適當(dāng)摻入肥料，保證土壤養(yǎng)分[2,9]。客土土源首先選擇就近的排土場，其次為跡地周圍的表土、有林地內(nèi)表土和浮土，取土深度不超過20 cm[10]。

對于邊坡坡度大于60°，創(chuàng)面高度約20 m的坡面，可采用雙層配置法進(jìn)行植被恢復(fù)，在坡面基部與頂部同時(shí)種植藤本，藤本攀援和垂懸綠化相結(jié)合，上掛下鋪，攀援植物如爬山虎、常青藤等，垂懸植物可選擇葛藤[11-12]。

2.3 棄渣場

采礦過程中產(chǎn)生的剝離風(fēng)化層及礦渣堆放于采場西側(cè)，方量約6100 m3，面積約1.02 hm2，由于方量不大，且下方無居民居住，危害程度較輕，危險(xiǎn)性較小。本方案設(shè)計(jì)將棄渣全部回填坡腳形成最下方臺階，臺階寬約6～8 m。回填時(shí)注意分類，先將碎石、粒徑較大的礫石回填，最后將有利于植物生長的砂土粘土覆上，直接在上面植樹種草。棄渣回填后，適當(dāng)平整棄渣場，客土綠化采用喬、灌、草結(jié)合模式，具體操作與開采平臺相同。

工業(yè)場地區(qū)、運(yùn)礦道路區(qū)及其他裸露區(qū)域地勢平緩、邊坡坡度小于30°，個(gè)別地段進(jìn)行穩(wěn)定化處理后利用原有土壤或客土綠化，采用喬、灌、草結(jié)合模式進(jìn)行植被恢復(fù)。

2.4 防水排水設(shè)施

采石場的地表形態(tài)已完全改變，水系較紊亂，理順?biāo)凳蔷S系采石場穩(wěn)定和防止水土流失的重要措施[1,13]。針對棄渣場增設(shè)排水設(shè)施，新修365 m排水溝，設(shè)計(jì)斷面為梯形，底寬2 m，砌護(hù)溝深2 m，開口4 m，設(shè)計(jì)溝道縱向比降1/(500～800)，側(cè)墻采用M7.5漿砌石砌護(hù)，側(cè)墻頂寬0.5 m，底寬0.8 m，溝道內(nèi)側(cè)砌護(hù)坡比1∶0.5，溝底采用C20砼現(xiàn)澆，寬度2 m，開挖富裕斷面用棄土回填夯實(shí)。

3 結(jié)語

礦山植被恢復(fù)需要科學(xué)合理規(guī)劃，積極推進(jìn)喬灌草套種混播、積極探索人工促進(jìn)與封育相結(jié)合模式，并在后期加強(qiáng)維護(hù)和監(jiān)管[14]。隨著時(shí)間的推移，自然恢復(fù)與人工恢復(fù)相結(jié)合，天然植被與人工植被相結(jié)合，以期實(shí)現(xiàn)礦山植被恢復(fù)的穩(wěn)定與自然協(xié)調(diào)。通過對廢棄礦山的植被恢復(fù)治理，能消除礦山地質(zhì)災(zāi)害隱患，改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，使破損山地和廢棄地重新綠意盎然，山體自然風(fēng)貌得以再現(xiàn)，有效恢復(fù)山地資源，發(fā)揮更大的社會經(jīng)濟(jì)效益，為市民提供宜居的生產(chǎn)生活環(huán)境。