大連市裸露山體生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究與應(yīng)用效果

王迎春　李翔宇　付曉燕

大連市裸露山體生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究與應(yīng)用效果

王迎春1李翔宇2付曉燕1

（1.遼寧省大連生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心遼寧大連116023；2.大連市生態(tài)環(huán)境事務(wù)服務(wù)中心遼寧大連116023）

裸露山體不僅會導(dǎo)致自然災(zāi)害、生態(tài)破壞，還會制約社會發(fā)展。文章通過對大連市裸露山體現(xiàn)狀、形成原因進(jìn)行分析，明確了修復(fù)與景觀和諧、林草結(jié)合、優(yōu)先考慮鄉(xiāng)土植物兼顧生物多樣性、生態(tài)修復(fù)與周邊區(qū)域統(tǒng)籌發(fā)展等原則，提出了將削坡、排水、客土、復(fù)綠等主要技術(shù)應(yīng)用于礦山和裸地生態(tài)修復(fù)，同時(shí)結(jié)合氣候條件篩選出適宜大連的18種生態(tài)修復(fù)植物，并在典型礦山進(jìn)行應(yīng)用。修復(fù)后土壤狀況適宜植被生長，植被生長狀況良好，以期為大連市裸露山體生態(tài)修復(fù)提供技術(shù)參考。

裸露山體；生態(tài)修復(fù)；應(yīng)用效果；大連市

裸露山體不僅會造成水土流失、自然災(zāi)害和生物多樣性下降，危害人類生命財(cái)產(chǎn)安全，還會破壞城市的生態(tài)環(huán)境，造成揚(yáng)塵等多種生態(tài)環(huán)境問題，影響城市景觀，制約城市的發(fā)展。我國高度重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)，裸露山體生態(tài)修復(fù)技術(shù)得到廣泛的研究和實(shí)踐，但是由于裸露山體種類多、分布廣、情況復(fù)雜，需要建立地方裸露山體生態(tài)修復(fù)技術(shù)，有效保護(hù)生物多樣性，維護(hù)生態(tài)平衡。這對于促進(jìn)自然景觀可持續(xù)發(fā)展的意義重大，是牢固樹立山水林田湖草沙綜合治理理念，統(tǒng)籌人與自然、經(jīng)濟(jì)與自然關(guān)系的具體實(shí)踐[1]。城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)是優(yōu)化投資環(huán)境的重要條件及迫切需求，也是實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境大幅改善的戰(zhàn)略舉措和落實(shí)黨中央、國務(wù)院決策部署的重要支撐。

1 大連市裸露山體現(xiàn)狀

2020年大連市裸露山體總面積約59.716 km2，占大連市總面積的0.45％。其中，礦山、裸地面積比例分別為76.3％、23.7％。礦山的特點(diǎn)是連片分布，單個斑塊面積大；裸地的特點(diǎn)是斑塊破碎，單個斑塊面積小。裸露山體主要分布在陸地涉農(nóng)縣區(qū)，如中山區(qū)、西崗區(qū)、沙河口區(qū)等老城區(qū)，在由島嶼構(gòu)成的長?？h鮮有分布，金普新區(qū)、甘井子區(qū)裸露山體面積較大，以17.5％的土地承載了全市44.2％的裸露山體，其也是大連市發(fā)展最迅速的地區(qū)。礦山分布呈現(xiàn)出顯著的地理特征，主要分布在瓦房店市、長興島經(jīng)濟(jì)區(qū)、普蘭店區(qū)、金普新區(qū)、甘井子區(qū)、旅順口區(qū)沿渤海一側(cè)，以及普蘭店中北部和莊河市中部；裸地在各個縣區(qū)均有分布，多分布在城鄉(xiāng)接合部或農(nóng)用地與林草地交界地帶。2020年大連市各區(qū)市縣裸露山體面積對比見圖1，2020年大連市裸露山體類型對比見圖2。

圖1　2020年大連市各區(qū)市縣裸露山體面積對比

圖2　2020年大連市裸露山體類型對比

2 裸露山體形成原因

自然因素和人為破壞均可形成裸露山體。其中，人為造成大連市裸露山體的主要原因是采礦、采石、采砂等露天開采范圍不斷擴(kuò)大，農(nóng)業(yè)種植區(qū)范圍擴(kuò)大，居民小區(qū)或工業(yè)區(qū)建設(shè)占用周邊山地，建設(shè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備等能源設(shè)施或鋪設(shè)輸電線路時(shí)占用山區(qū)土地，道路建設(shè)破壞沿線山體表面，拆除相關(guān)人工設(shè)施或部分區(qū)域違章建筑等人類活動。

3 生態(tài)修復(fù)原則

生態(tài)修復(fù)是在生態(tài)學(xué)原理的指導(dǎo)下，以生物修復(fù)為基礎(chǔ)，結(jié)合各種物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)以及工程技術(shù)措施，通過優(yōu)化組合，使之達(dá)到最佳效果和最低耗費(fèi)的一種綜合的修復(fù)受污染環(huán)境的方法[2]。對裸露山體進(jìn)行生態(tài)修復(fù)應(yīng)遵循以下原則。

3.1 修復(fù)與景觀和諧原則

以生態(tài)修復(fù)為治理目標(biāo)，考慮景觀效果，將景觀與生態(tài)結(jié)合在一起，設(shè)計(jì)和營造生態(tài)景觀。

3.2 因地制宜原則

根據(jù)裸露山體類型、立地條件、地形地貌和生態(tài)修復(fù)狀況分類施策，宜林則林，宜草則草，林草結(jié)合，采取不同的技術(shù)方法進(jìn)行生態(tài)修復(fù)[3]。

3.3 適應(yīng)環(huán)境能力原則

生態(tài)修復(fù)植物應(yīng)具備較強(qiáng)的應(yīng)對脆弱條件的能力，在干旱、風(fēng)害、嚴(yán)寒等惡劣環(huán)境下，具備較好適應(yīng)能力，對病蟲害、空氣污染等條件也具備較好的抵御能力；同時(shí)栽種方法簡單，成活率高，生長速度不宜過慢，根部能夠固持土壤，能減少地表徑流、涵養(yǎng)水源、阻擋水土流失[4]。

3.4 鄉(xiāng)土植物優(yōu)先原則

鄉(xiāng)土植物對當(dāng)?shù)氐臍夂颉⑼寥拉h(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)，且生長發(fā)育較穩(wěn)定，可與附近的天然景物相融合，容易建立穩(wěn)固的種群基礎(chǔ)，并維持種群自我演替的順利進(jìn)行，所以進(jìn)行生態(tài)修復(fù)優(yōu)先考慮能自由定居，適應(yīng)山坡面等極端條件的鄉(xiāng)土植物[5]。

3.5 生物多樣性原則

生態(tài)修復(fù)需考慮植物品種的生物多樣性，以恢復(fù)生態(tài)環(huán)境為目的，實(shí)現(xiàn)喬、灌、草的多物種綜合配置，以形成綜合穩(wěn)定的復(fù)合植物生態(tài)系統(tǒng)[6]。

3.6 效益最佳原則

要綜合考慮區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)效益，實(shí)現(xiàn)裸露山體生態(tài)修復(fù)與周邊區(qū)域發(fā)展統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，促進(jìn)生態(tài)修復(fù)與土地開發(fā)利用有效融合，生態(tài)效益優(yōu)先，兼顧社會和經(jīng)濟(jì)效益。

4 生態(tài)修復(fù)技術(shù)

裸露山體生態(tài)修復(fù)技術(shù)一般具體包括整形、造地、植綠、養(yǎng)護(hù)、排水等。在巖質(zhì)邊坡以外的開采跡地和廢棄渣堆積場所，應(yīng)在理順?biāo)?、建立完善排水系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用傳統(tǒng)的綠化技術(shù)，直接或回填客土后種植速生喬灌木和草本、藤本植物。在傳統(tǒng)方法無法綠化的巖質(zhì)邊坡上，采用人工修復(fù)技術(shù)綠化。同一區(qū)域喬木、灌木和草本植物合理搭配，形成多層次立體的生態(tài)結(jié)構(gòu)。

4.1 礦山修復(fù)

礦山開采會造成大規(guī)模的土地破壞和植被破壞，易發(fā)生水土流失、山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。礦區(qū)廢棄地一般地形破碎，土壤貧瘠、重金屬含量過高、干旱等，不利于植物生長，修復(fù)步驟如下：

（1）坡面護(hù)理：對懸石、危巖塊進(jìn)行清理，對破碎較嚴(yán)重、穩(wěn)定性差的部位采用水泥等進(jìn)行封堵。根據(jù)邊坡標(biāo)高、形狀以及巖石構(gòu)造等進(jìn)行大平臺形削坡、小平臺階梯狀削坡、折線狀削坡、直線形削坡，削坡后邊坡穩(wěn)固，符合進(jìn)行植被修復(fù)工程的條件要求。坡度30°以上，采用爆破方式或機(jī)械鑿巖的方式依地勢平整土地，使其形成階梯式臺地，實(shí)現(xiàn)降坡，增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性，邊坡一般低于35°。對現(xiàn)場條件不允許、大型削坡施工時(shí)容易引起二次生態(tài)損傷或大角度穩(wěn)定巖質(zhì)邊坡表面，采用局部削坡或不削坡，并采用人工栽植喬、灌樹種與掛網(wǎng)噴播、植株攀爬、高大喬木遮蓋等特殊綠化方法進(jìn)行修復(fù)[7]。

（2）排水：在治理的地塊設(shè)置排水系統(tǒng)，以滿足灌溉要求。在進(jìn)行大平臺或階梯形削邊坡時(shí)，當(dāng)土質(zhì)邊坡上和坡下有農(nóng)田等，臺階的臺面微向內(nèi)傾，沿內(nèi)邊緣設(shè)置排水系統(tǒng)。

（3）樹種選擇：礦山修復(fù)具體樹種選擇應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐孛蔡卣?、氣候特征和土壤特征確定。宜林則林，宜草則草，優(yōu)先選用適應(yīng)性強(qiáng)的鄉(xiāng)土樹種[8]，比如旱柳、火炬樹、刺槐等喬木，胡枝子、丁香等灌木以及五葉地錦等草本植物。根據(jù)大連的氣候條件，可篩選出18種植物作為大連裸露山體生態(tài)修復(fù)植物，包括長白落葉松、白榆、火炬樹、刺槐、槭類、蒙古櫟、旱柳、楊樹、白樺、樹柳、地錦、胡枝子、杞柳、酸棗、丁香、紫穗槐、山杏、野谷草。

（4）客土：當(dāng)土壤厚度、理化指標(biāo)等條件不能滿足植物的正常生長需求時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行客土，使土壤條件盡量達(dá)到適合植被生長的要求。土源一般為礦區(qū)剝離的地表土，植被恢復(fù)需滿足喬木的覆土厚度≥50 cm，灌木覆土厚度≥30 cm，種草覆土厚度≥10 cm，土壤pH值范圍在5.5～8.5之間，含鹽量小于0.3％，其他指標(biāo)滿足植被生長條件。如果土壤流失嚴(yán)重，可以采用植被混凝土護(hù)坡綠化技術(shù)進(jìn)行土壤基質(zhì)改良，即通過將按合理比例調(diào)制的植被混凝土層噴射在巖石表面，并覆以錨桿、鐵絲網(wǎng)及織物將其固定[9]。形成土壤層后，再加入有機(jī)質(zhì)和長效肥，給植物提供營養(yǎng)，有利于其生長。

（5）整地：喬木和灌木采取穴狀栽植坑整地，喬木整地規(guī)格為50 cm×50 cm，灌木整地規(guī)格為30 cm×30 cm。種草采取條播整地，條間距20 cm～30 cm。

（6）復(fù)綠：選擇較易生長，適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?、土壤的鄉(xiāng)土植物，構(gòu)建穩(wěn)固的復(fù)合植物生態(tài)系統(tǒng)。一般選在春季、夏初，雨水充足時(shí)節(jié)種植。喬木株行距2.0 m×2.0 m，灌木株行距1.5 m×2.0 m。

（7）管護(hù)：栽植后需進(jìn)行澆水，第一次澆水應(yīng)澆透，以后澆水次數(shù)可根據(jù)土地的干旱情況、天氣變化情況而定，灌水量可根據(jù)氣候、季節(jié)情況酌情減少或增加。修復(fù)植物栽植成活達(dá)到郁閉后，要及時(shí)進(jìn)行間伐調(diào)整，同時(shí)在其生長過程中要及時(shí)修剪，清理老枝、病枝、倒伏枝和枯死枝，補(bǔ)植種類相近、規(guī)格相似的新苗木。新補(bǔ)栽的樹種也應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行加強(qiáng)性保護(hù)，一般在晚秋或冬季進(jìn)行間伐調(diào)整，包括冬季修剪和生長期修剪等。并適時(shí)防治病蟲鼠害，開展生物防治。在幼林期可采取全面封育措施，防止牛羊啃食。

4.2 裸地修復(fù)

裸地表層為土壤，或表層為巖石、石礫，可以直接客土和復(fù)綠，修復(fù)步驟如下：

（1）客土：原土層結(jié)構(gòu)未被破壞的，整地后可以直接綠化；沒有土層的，先進(jìn)行土地整平，后覆客土，地表土厚度自然沉實(shí)后不小于50 cm。

（2）樹種選擇：選擇的樹種要適應(yīng)當(dāng)?shù)氐牧⒌貤l件，尤其是氣候和土壤條件。一般樹種要具有根系發(fā)達(dá)、固持土壤能力強(qiáng)的特點(diǎn)，并根據(jù)預(yù)期目標(biāo)和植物種間關(guān)系對所選植物進(jìn)行科學(xué)合理的搭配，常用的品種有丁香、地錦、連翹、迎春、紫穗槐、荊條、紫花苜蓿等。

（3）整地和復(fù)綠：對喬木以及大部分灌木采用栽植的方式。恢復(fù)林地的，采取穴狀整地，喬木地規(guī)格為50 cm×50 cm，灌木整地規(guī)格為30 cm×30 cm。恢復(fù)草地的，采取條播整地。原土地利用類型為耕地的，深翻后復(fù)耕。播種和栽植兩種建植方式有機(jī)結(jié)合，有利于灌木層的順利形成、植被自然恢復(fù)和目標(biāo)群落的實(shí)現(xiàn)。對公路兩旁裸露陡坡，可以通過栽植爬山虎、五葉地錦等藤本植物或噴播草種、鋪植草坪等進(jìn)行復(fù)綠。

（4）管護(hù)：根據(jù)修復(fù)植物生長情況適時(shí)補(bǔ)水、補(bǔ)種、施肥、間伐修剪及防治病蟲害等，保證成活率，管護(hù)期一般為3年。

5 修復(fù)技術(shù)應(yīng)用效果分析

以大連市典型礦山作為試驗(yàn)地，通過平整客土、栽植灌木、撒播草種、設(shè)置綠化帶等措施，綠化了大量被破壞的土地。栽植榆樹約2 818株，火炬約48 839株，刺槐約1 036株，果樹約2 856株，五葉地錦約5.93萬株，撒播草木樨約10 hm2，成活率達(dá)到85％以上；澆水464.36 m3，使廢棄地形成大片植被。如表1，通過生態(tài)修復(fù)，礦山和裸地地形坡度均小于5°，土層厚度達(dá)到50 cm。地表為巖土混合物，土源保證率礦山為40％～60％，裸地為60％～80％。

表1試驗(yàn)區(qū)生態(tài)修復(fù)后土壤狀況

評價(jià)指標(biāo)礦山裸地 地形坡度/°＜5＜5 地表物質(zhì)組成巖土混合物巖土混合物 土源保證率/％40～6060～80

種植的大量灌木起到了很好的防風(fēng)、降塵、涵養(yǎng)水源和保持水土的作用，空氣質(zhì)量大幅改善。植被覆蓋率提高，有效遏制了環(huán)境惡化，提高了植物生態(tài)系統(tǒng)的多樣性與穩(wěn)定性，生物多樣性得到了提升。生態(tài)環(huán)境污染等問題減少，使得當(dāng)?shù)剞r(nóng)民能夠擴(kuò)大生產(chǎn)，增加收入。種植的刺槐和火炬樹應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊，可獲較高的經(jīng)濟(jì)收益。

6 結(jié)論

本文在對大連市裸露山體展開調(diào)查的基礎(chǔ)上提出修復(fù)與景觀和諧、因地制宜、鄉(xiāng)土植物優(yōu)先兼顧生物多樣性、生態(tài)效益優(yōu)先兼顧社會和經(jīng)濟(jì)效益的生態(tài)修復(fù)原則，按照礦山和裸地提出以削坡、排水、整地、復(fù)綠、養(yǎng)護(hù)為主要過程的生態(tài)修復(fù)技術(shù)?；趩棠?、灌木、藤本植物和草本植物等不同植被類型，結(jié)合大連市氣候條件，篩選出具備適應(yīng)性強(qiáng)、生長快速、根系發(fā)達(dá)、耐旱、播種栽培較容易、成活率高等特點(diǎn)的18種生態(tài)修復(fù)植物。以大連市典型礦山為研究對象開展了生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用分析，試驗(yàn)地修復(fù)后植被生長狀況良好，種植的大量灌木起到了很好的防風(fēng)、降塵、涵養(yǎng)水源和保持水土的作用，達(dá)到環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會效益多方共贏的目標(biāo)，以期為大連市裸露山體生態(tài)修復(fù)技術(shù)方法選擇提供參考。

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10.3969/j.issn.2095-1205.2022.04.10

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2095-1205(2022)04-30-03

王迎春（1980- ），女，漢族，遼寧大連人，碩士，高級工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測。