撫州城市周邊受損山體現(xiàn)狀及修復(fù)策略研究

吳建勛，洪奕豐，劉龍龍 (國家林業(yè)和草原局華東調(diào)查規(guī)劃設(shè)計院，浙江杭州 310016)

隨著城市建設(shè)和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，取土采石、礦山廢棄、道路施工、自然災(zāi)害等生活生產(chǎn)活動對城市及周邊山體造成損毀，帶來了植被破壞、山體風(fēng)化、水土流失等一系列景觀生態(tài)與環(huán)境安全問題。2015年12月，中央城市工作會議上提出了“生態(tài)修復(fù)，城市修補(bǔ)”概念；2017年10月，“十九大”報告提出“山水林田湖草生命共同體”的理念，將污染治理轉(zhuǎn)向大生態(tài)綜合治理。受損山體修復(fù)作為“城市雙修”的重要內(nèi)容，是集系統(tǒng)性、綜合性于一體的系統(tǒng)性生態(tài)建設(shè)工程，是實(shí)現(xiàn)“山水林田湖草生命共同體”的科學(xué)實(shí)踐。

受損山體生態(tài)修復(fù)主要以生態(tài)學(xué)理論為基礎(chǔ)，通過運(yùn)用林業(yè)及相關(guān)工程技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)受損山體植被、景觀、生態(tài)的重建和土地資源的可持續(xù)利用。受損山體修復(fù)應(yīng)首先對山體破損程度、立地條件進(jìn)行現(xiàn)狀分析和評估，然后制訂合理的生態(tài)重建目標(biāo)和方案，結(jié)合礦山邊坡穩(wěn)固和工程綠化、土壤改良、植物物種選配及種植等技術(shù)進(jìn)行綜合生態(tài)修復(fù)。目前生態(tài)修復(fù)理論研究比較多元化，主要涉及植被群落演替理論、生態(tài)位理論、自我設(shè)計和人工設(shè)計理論、限制性因子理論、生態(tài)適應(yīng)性理論、植物入侵理論、景觀生態(tài)學(xué)理論等領(lǐng)域，其中限制性因子理論和植被群落演替理論的研究相對集中。植被研究理論認(rèn)為，自然恢復(fù)植被物種多樣性高于人工恢復(fù)植被，從相關(guān)研究實(shí)踐來看，其自然恢復(fù)效果要優(yōu)于人工恢復(fù)，但是缺點(diǎn)也十分明顯，即恢復(fù)過程相對漫長。限制性因子理論是生態(tài)學(xué)的核心理論，生物所處的環(huán)境因子的綜合作用決定了生物生長狀況，對生物影響最大的因子成為生態(tài)修復(fù)的限制性因子。孫明迪通過研究北京門頭溝龍鳳嶺礦山廢棄地影響植被恢復(fù)的限制因子，發(fā)現(xiàn)影響最大的因子首先是土壤有效深度，其次是土壤有機(jī)質(zhì)，再次是土壤含水量。郭逍宇等通過TWINSPAN分類和DCA排序研究了煤礦廢棄物的植被利用生態(tài)位寬度和重疊指數(shù)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)光照和水分是群落優(yōu)勢種生態(tài)梯度變化的重要限制因子。因此，受損山體的修復(fù)需要綜合運(yùn)用生態(tài)修復(fù)理論，在深入分析受損原因的基礎(chǔ)上，找到限制因素，探索可行的人工修復(fù)技術(shù)和構(gòu)建合理的工程設(shè)計，更好地實(shí)現(xiàn)破損山體生態(tài)修復(fù)。目前，受損山體生態(tài)修復(fù)理論研究比較深入，但修復(fù)實(shí)踐仍相對較少，尤其是針對城市周邊山體修復(fù)的研究鮮見報道。 筆者對江西省撫州市城市周邊受損山體現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查分析，并提出了相關(guān)修復(fù)策略。

1 區(qū)域概況與研究方法

撫州市位于江西省東部，撫河上中游。地處115°35′～117°18′E，26°29′～28°30′N。撫州境內(nèi)地形以丘陵山地為主，東南西三面環(huán)山，地勢南高北低，漸次向鄱陽湖平原地區(qū)傾斜。區(qū)域氣候?qū)僦衼啛釒駶櫦撅L(fēng)氣候，四季變化分明，春季溫暖多雨，夏季炎熱濕潤，秋季涼爽少雨，冬季寒冷干燥。撫州市地處華南褶皺系與揚(yáng)子準(zhǔn)地臺接觸邊緣，屬于贛中南褶皺的武夷山隆起地帶。全市廣泛分布巖漿巖和變質(zhì)巖，有斷陷盆地和火山盆地零星分布，其土壤類型主要以紅壤、黃壤、山地草甸土為主。該研究的調(diào)查區(qū)域?yàn)閾嶂菔泻拖螺牳鲄^(qū)(縣)主城區(qū)周邊及主要交通道路兩側(cè)可視范圍內(nèi)山體。

2019年8月，基于國土三調(diào)數(shù)據(jù)，采用遙感影像識別、航拍數(shù)據(jù)提取、現(xiàn)場調(diào)查與復(fù)核等技術(shù)手段對撫州市受損山體進(jìn)行調(diào)查，獲取受損山體的分布、輪廓特征信息，結(jié)合森林資源數(shù)據(jù)調(diào)查移動終端采集受損山體的數(shù)量、面積、破損程度等破損屬性信息。運(yùn)用統(tǒng)計分析、模擬仿真等方法，對受損山體危險性進(jìn)行分析評估；基于地理信息空間技術(shù)，評估并生成破損山體數(shù)量、空間分布，進(jìn)而確定生態(tài)修復(fù)模式及技術(shù)方案。

2 結(jié)果與分析

通過遙感影像判讀和實(shí)地摸排，共發(fā)現(xiàn)23處受損山體，總面積83.13 hm，其中，因采石造成的受損山體共12處，開山取土造成的受損山體共6處，山體滑坡2處，修路棄渣堆放2處，工程建設(shè)開挖1處。受損山體中，5處受損較輕，可自我修復(fù)，另有18處，面積為67.87 hm山體受損較嚴(yán)重，需要進(jìn)行人工修復(fù)(表1)。受損山體分布情況見圖1。

根據(jù)破損山體的成因和受損程度，18處破損山體可分為5種類型，分別為輕微取石破損型、嚴(yán)重采石破損型、開山取土型、自然災(zāi)害破損型、建筑棄渣堆放型。

輕微取石破損型。受損山體代表為YH-3、JX-2、ZX-4(表1)，該類受損山體均因開山取石造成，處于地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)，但山體破損量并不大，開山取石僅在山體表面進(jìn)行了破壞，尚未對山體整體形態(tài)造成過大影響。山體裸露面材質(zhì)多為巖石和部分土壤，除局部邊坡區(qū)域較為陡峭外，山體破損坡度范圍大多在30°以內(nèi)。

表1 撫州城市及其周邊典型受損山體現(xiàn)狀Table 1 The current situation of Fuzhou City and its surrounding typical damaged mountains

嚴(yán)重采石破損型。代表性山體有YH-2、NC-2、NC-5、GC-1、ZX-1(表1)，這5處山體因開山采石造成較大面積山體破損，其主要表現(xiàn)為巖體破碎，節(jié)理裂隙較發(fā)育，裸露材質(zhì)為巖石和土壤混雜，坡面存在大量浮石和松動巖塊，局部邊坡面較陡，整體穩(wěn)定性較差，存在滑塌等隱患。

開山取土型。受損山體代表有JX-1、CR-2、LA-1、GC-2、LC-3(表1)。這類受損山體因開山取土造成，在山體開挖過程中，沿山體周邊留有幫坡，土層保留較厚，坡度適中，立地條件較好。這類山體破損面較大，裸露面材質(zhì)為土壤，破損面對山體形態(tài)和地貌造成了一定改變，且存在水土流失及山體滑坡隱患。

自然災(zāi)害破損型。以YH-1、NC-1為代表(表1)，破損原因主要為山體滑坡造成的山體破壞。這2類山體破損面不大，但山體滑坡對山體形態(tài)和地貌造成了一定改變，植被被破壞，土壤基質(zhì)裸漏。該類山體由于裸露面材質(zhì)為土壤，水土保持能力減弱，造成受損坡面土壤負(fù)荷增大，受損面存在表層不穩(wěn)定性，存在崩塌和二次滑坡風(fēng)險。

建筑棄渣堆放型。代表山體主要為ZX-2、ZX-3，該受損類型主要為修路棄渣和建筑棄渣堆放而引起山體植被和景觀的破壞。由于修路棄渣和建筑棄渣堆放，山體邊坡原有的表土被完全覆蓋，帶來基巖裸漏、水土流失、土壤貧瘠、植物生存的環(huán)境遭到破壞等生態(tài)問題。

由于各受損山體破損原因和立地條件具有顯著差異，筆者根據(jù)受損山體位置、穩(wěn)定性、坡度、山體基質(zhì)等山體特性，設(shè)計5種生態(tài)修復(fù)模式。

修復(fù)模式A。該修復(fù)模式主要針對破損山體邊坡陡且高，坡度大于40°，存在地質(zhì)災(zāi)害隱患的受損山體，代表山體有YH-2、NC-2、NC-5、ZX-1。

工程模式為削坡+固坡+種植槽穴植被修復(fù)：①對現(xiàn)狀邊坡全面清坡，清除坡面浮石及松動巖塊。對局部邊坡較陡，臨空體較大，坡面呈碎塊狀邊坡進(jìn)行削坡整治，消除地質(zhì)災(zāi)害隱患；對于凌亂邊坡，首先將各段邊坡進(jìn)行修整，必要時放坡除危，并在坡頂修建截水溝。②采用巖體隨機(jī)錨桿加固的方式進(jìn)行坡面防護(hù)。③利用局部坑洼或人工開挖手段建造種植穴(對于垂直石壁的下部可采用2層生態(tài)袋圍成寬50 cm、深40 cm的種植槽)，在種植槽穴內(nèi)客土栽植爬山虎這類攀緣植物實(shí)施垂直綠化，在擋土墻基部外側(cè)0.5 m處進(jìn)行穴狀整地，整地規(guī)格80 cm×80 cm×60 cm，然后客土栽植攀緣植物，栽植規(guī)格每穴2株，種植密度2株/m，苗木規(guī)格為3年生苗，枝長1 m。

修復(fù)模式B。對四周為受損山體，中間為洼地的受損山體進(jìn)行修復(fù)，代表山體為GC-1。該模式的工藝特點(diǎn)為通過工程建設(shè)可在低洼區(qū)域形成灌溉水池，進(jìn)而可以解決種植灌溉水源欠缺的問題，為邊坡綠化、林地提供灌溉水源。

工程模式為削坡+固坡+立體造林：①由于現(xiàn)狀邊坡凌亂，首先對現(xiàn)狀邊坡進(jìn)行全面清坡，即清除坡面浮石及松動巖塊，必要時放坡除危，并修建排水溝，在坡頂修建截水溝，其次對局部邊坡較陡、臨空體較大、坡面呈碎塊狀的邊坡進(jìn)行削坡整治，以消除地質(zhì)災(zāi)害隱患。②采用巖體隨機(jī)錨桿加固的方式進(jìn)行坡面防護(hù)。③采用巖壁種植和平地種植2種模式進(jìn)行立體造林。巖壁種植技術(shù)方案為在巖壁陡坡下方開挖深0.3 m、0.5 m寬種植槽，補(bǔ)充種植土，種植攀爬類植物。平地種植技術(shù)方案為沿邊坡坡腳修筑擋土墻，用毛石自然堆砌的方式對擋墻進(jìn)行藝術(shù)化處理，從而在擋墻內(nèi)外側(cè)形成了可種植大中喬木的綠化場地，然后種植喬木和灌木進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。

圖1 受損山體分布Fig.1 Distribution of damaged mountains

修復(fù)模式C。這類受損山體特征為因工程建設(shè)、開山取石導(dǎo)致山體創(chuàng)面形成幫坡，因此修復(fù)模式設(shè)計為幫坡加固、客土綠化，主要用以修復(fù)山體JX-1、CR-2、LA-1、GC-2、LC-3、YH-3、JX-2、ZX-4、NC-4。

工程模式為平臺攔擋+植樹造林：①平臺外沿碼放基層生態(tài)植被袋并用錨桿固定，植被袋的高度根據(jù)風(fēng)化物或客土層的厚度來定，有風(fēng)化堆積物的部分，采用生態(tài)灌漿的工藝，以增加保水防滲性，提高土壤肥力；對無風(fēng)化堆積物的平臺采取客土30 cm。②在風(fēng)化物和客土層栽植灌木和喬木，再在表層噴附灌草種。

修復(fù)模式D。這類受損山體表現(xiàn)特征為由于滑坡、泥石流造成受損山體邊坡不穩(wěn)定，需要先進(jìn)行護(hù)坡處理，從而減少坡面載荷，消除滑坡、崩塌隱患，然后通過營造珍貴樹種和彩化樹種進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，主要修復(fù)受損山體為YH-1、NC-1。

工程模式為錨桿固定+掛雙層雙向格柵網(wǎng)+客土噴播+生態(tài)植被毯。①首先清除坡面松散或松動的浮石，排除落石隱患，確保坡面基本平順和結(jié)構(gòu)密實(shí)。其次根據(jù)坡面實(shí)際情況修建各級碼道，保障坡體穩(wěn)定，然后用土壤穩(wěn)定劑或加深度穩(wěn)固錨桿，在坡面上掛格柵。②在邊坡底部修筑擋土墻，同時用毛石自然堆砌的方式對擋墻進(jìn)行藝術(shù)化處理，其作用是通過回填碾壓密實(shí)，起到壓腳護(hù)坡作用，有利于邊坡穩(wěn)定，可以緩沖崩塌或掉塊造成的危害，同時在擋墻內(nèi)外側(cè)提供大中喬木的綠化場地。③在邊坡噴附10 cm厚度的植被恢復(fù)基材，再采用噴附種子層、蓋生態(tài)植被毯的方式實(shí)施生態(tài)修復(fù)。④根據(jù)種植植被的特性、植被配置總體要求以及“適地適樹、分類配置”的原則，優(yōu)先選用耐干旱瘠薄、抗逆性強(qiáng)、具有觀賞價值和生態(tài)效能的珍貴喬木，達(dá)到快速形成森林化植被的目的。

修復(fù)模式E。這類山體主要為建筑棄渣堆放或者取土引起的山體破損，其特點(diǎn)為土地相對平整，但是表層土壤和植被破壞嚴(yán)重。生態(tài)修復(fù)工程重點(diǎn)為重建表層土壤結(jié)構(gòu)，該模式主要用于修復(fù)山體ZX-2、ZX-3。

工程模式為土壤重建+人工種植喬木林：①首先采用機(jī)械施工，清除碎石、平整土地，形成微地形。其次是重建表層土壤結(jié)構(gòu)，在極度貧瘠的裸巖坡面營造人工土壤(基質(zhì))，要求其既具備土壤的一般特性，又含有更豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，具有良好的持水性、透氣性、坡面依附性和穩(wěn)定性，使其既能保水、保肥、通氣、透水，適于植物生長，又能有效抵抗水蝕和風(fēng)蝕，抑制水土流失。②以“綠化、彩化、珍貴化”為原則，栽植喬木和花灌木，注意常綠與落葉相結(jié)合，并注意彩葉樹種的搭配，形成珍貴化和彩化植物群落。

3 小結(jié)與討論

通過對撫州市城市周邊受損山體的遙感影像判讀與實(shí)地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了18處受損山體需要進(jìn)行人工干預(yù)修復(fù)，通過評估破損山體類型、面積、受損程度以及受損原因，結(jié)合最新的生態(tài)修復(fù)措施和工程技術(shù)，在撫州市“城市雙修”目標(biāo)下，以“因地制宜、分類施策、恢復(fù)植被、保護(hù)生態(tài)、自然恢復(fù)和人工輔助相結(jié)合”為修復(fù)原則，設(shè)計了5種修復(fù)模式，通過邊坡治理、槽穴、客土種植等生態(tài)修復(fù)和工程修復(fù)措施進(jìn)行植被修復(fù)與山體綠化，從而實(shí)現(xiàn)對受損山體的修復(fù)，降低受損山體的危險性，進(jìn)而增加山體涵養(yǎng)水源、保持水土的功能，使失衡的生態(tài)系統(tǒng)得到恢復(fù)和發(fā)展。

城市受損山體生態(tài)修復(fù)是一個長期的過程，是生態(tài)修復(fù)、景觀重塑、地質(zhì)治理的結(jié)合體，也是實(shí)現(xiàn)近期城市發(fā)展與遠(yuǎn)期利益有機(jī)統(tǒng)一的科學(xué)途徑。針對城市周邊受損山體僅通過生態(tài)修復(fù)和工程措施實(shí)現(xiàn)短期生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)尚不足以滿足生態(tài)文明建設(shè)的需要，后期應(yīng)從城市化進(jìn)程、生態(tài)文明建設(shè)、景觀生態(tài)等角度出發(fā)，重視生態(tài)系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)的整體修復(fù)，加強(qiáng)生態(tài)本底的前期監(jiān)測和后期跟蹤監(jiān)測評估，持續(xù)開展環(huán)境改善與生態(tài)修復(fù)的相關(guān)研究。