礦山跡地邊坡植被恢復(fù)規(guī)劃與實(shí)施技術(shù)

劉守賢

（華茗設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司甘肅分公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

受人為因素影響，礦山跡地的生態(tài)系統(tǒng)往往嚴(yán)重退化，難以通過(guò)自然方式進(jìn)行恢復(fù)，需要通過(guò)人工方式恢復(fù)該地區(qū)的生態(tài)平衡。植被作為礦山區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)中最為重要的組成部分，其群落結(jié)構(gòu)和組分對(duì)于整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)功能具有重要影響。因此，對(duì)礦山跡地邊坡植被恢復(fù)進(jìn)行有效的規(guī)劃、采取針對(duì)性的技術(shù)措施是確保區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的關(guān)鍵。

1 案例基本概況

我國(guó)北方某城市屬于非常典型的資源型城市，其礦產(chǎn)資源豐富，屬于典型的低山丘陵地區(qū)。隨著近些年鐵礦、金礦等大量開(kāi)采，該市原有的生態(tài)環(huán)境受到了嚴(yán)重影響，很多區(qū)域的生態(tài)環(huán)境遭到了無(wú)法逆轉(zhuǎn)的破壞。當(dāng)?shù)睾芏嚅L(zhǎng)期開(kāi)采的礦山跡地地表已經(jīng)沒(méi)有植被，從而引發(fā)了水土流失等問(wèn)題。對(duì)礦山跡地實(shí)施全方位治理已經(jīng)成了當(dāng)?shù)卣攸c(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題之一。

2 礦山跡地邊坡植被恢復(fù)規(guī)劃分析

2.1 礦山跡地邊坡植被恢復(fù)的遠(yuǎn)景規(guī)劃

通過(guò)對(duì)該地的地形地貌及礦山跡地具體情況分析可知，礦山跡地邊坡植被恢復(fù)規(guī)劃如下：將礦山所在區(qū)跡地邊坡的自然生態(tài)環(huán)境和其他沒(méi)有受到破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行對(duì)比分析，利用植被恢復(fù)的方式使兩者達(dá)到同樣的水平，重現(xiàn)破壞前生物物種的多樣性，從而有效防范水土流失、風(fēng)沙侵蝕等自然災(zāi)害，對(duì)礦山周邊環(huán)境形成有效保護(hù)和調(diào)節(jié)。

2.2 礦山跡地邊坡植被恢復(fù)的近景規(guī)劃

2.2.1 礦山跡地邊坡植被恢復(fù)生態(tài)學(xué)規(guī)劃。對(duì)于礦山跡地邊坡植被恢復(fù)工程來(lái)說(shuō)，生態(tài)學(xué)規(guī)劃是最為基礎(chǔ)、最為重要的規(guī)劃階段，具體指確保礦山跡地邊坡植被和礦山所在區(qū)域植被具有同種自然環(huán)境。從另一個(gè)角度講，就是利用相應(yīng)“工程措施+植物措施”的方式，使植被生長(zhǎng)、生物多樣性等逐漸恢復(fù)到原有狀態(tài)。

2.2.2 礦山跡地邊坡植被恢復(fù)功能性規(guī)劃。礦山跡地邊坡植被恢復(fù)功能性規(guī)劃是建立在生態(tài)學(xué)規(guī)劃基礎(chǔ)上的，在生態(tài)學(xué)規(guī)劃目標(biāo)達(dá)成之后，對(duì)植被水土保持效應(yīng)、生態(tài)環(huán)境調(diào)節(jié)、水土質(zhì)地結(jié)構(gòu)改善等功能的恢復(fù)方案進(jìn)行規(guī)劃，使上述功能恢復(fù)到和礦山開(kāi)采之前的同等水平。

2.2.3 礦山跡地邊坡植被恢復(fù)觀賞性規(guī)劃。礦山跡地邊坡植被恢復(fù)觀賞性規(guī)劃是在生態(tài)學(xué)規(guī)劃、功能性規(guī)劃基礎(chǔ)上進(jìn)行的，在確保生態(tài)學(xué)及功能性規(guī)劃完成的情況下，為了增強(qiáng)礦山跡地邊坡植被的觀賞性，需要對(duì)恢復(fù)的植被群落形態(tài)進(jìn)行修復(fù)，對(duì)植物外形進(jìn)行合理修剪等管理。

3 礦山跡地邊坡植被恢復(fù)實(shí)施技術(shù)分析

3.1 礦山跡地邊坡植被恢復(fù)技術(shù)體系構(gòu)建

礦山跡地邊坡植被恢復(fù)技術(shù)屬于綜合性技術(shù)措施，需要多學(xué)科（環(huán)境生態(tài)學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)、生態(tài)工程學(xué)、植物學(xué)、土壤肥料學(xué)等）理論支撐，建立起先鋒植物群落，通過(guò)植物群落自身的更迭逐漸增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的抵抗力及恢復(fù)能力，從而形成更加健康、穩(wěn)定的植物群，進(jìn)而恢復(fù)礦山跡地邊坡的穩(wěn)定性，減少水土流失，提升生物多樣性，最終實(shí)現(xiàn)環(huán)境的恢復(fù)。為了達(dá)成此目標(biāo)，需要建立礦山跡地邊坡植被恢復(fù)技術(shù)體系，重點(diǎn)包括先鋒植物篩選、植物生境構(gòu)建、土壤基質(zhì)改良等3方面，如圖1所示。

圖1 礦山跡地邊坡植被恢復(fù)技術(shù)體系

3.2 礦山跡地邊坡植被恢復(fù)技術(shù)分析

礦山跡地邊坡植被恢復(fù)過(guò)程中會(huì)受到多種生物、非生物因素的影響，同時(shí)坡面的條件較為復(fù)雜，植物的成活率難以得到有效保障。針對(duì)此，就需要通過(guò)采用相應(yīng)的生態(tài)工程技術(shù)，在確保坡體穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上保持水土的穩(wěn)定，同時(shí)采取必要的防風(fēng)降塵措施，為植被的生長(zhǎng)建立適宜的立地條件。其中，關(guān)鍵是要建立起滿足植物生長(zhǎng)需求的立地條件，避免植被受坡面土質(zhì)不良、水熱安全性較差、立根條件不足、溫度波動(dòng)較大等不利因素的影響。

植物生長(zhǎng)環(huán)境構(gòu)建技術(shù)的合理性、科學(xué)性直接決定著恢復(fù)植被的成活率和生長(zhǎng)狀態(tài)，最終決定著整個(gè)恢復(fù)工程的效果。從現(xiàn)階段來(lái)看，按照經(jīng)濟(jì)性、坡面穩(wěn)定性、材料耐久性、植物生長(zhǎng)適宜性等指標(biāo)，可以將應(yīng)用較為廣泛的邊坡植物生長(zhǎng)環(huán)境構(gòu)建技術(shù)分成4種類型，具體情況如表1所示。由表1可知，每一種技術(shù)措施都具有自身的優(yōu)勢(shì)，其坡面適用性有所差異。參照具體的邊坡植被恢復(fù)工程可知，坡面巖性、坡度、巖石風(fēng)化程度、坡面穩(wěn)定性等因素是影響植物生長(zhǎng)環(huán)境構(gòu)建的關(guān)鍵性因素。另外，受到坡面立地條件影響，只利用某一種技術(shù)并不容易實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的邊坡植被恢復(fù)，所以采用多種技術(shù)相結(jié)合的方式是非常必要的。需要注意的是，在礦山跡地邊坡植被恢復(fù)過(guò)程中，需要遵照“適地適樹(shù)、因地制宜，生態(tài)治理為主、工程措施為輔”的基本原則進(jìn)行，要根據(jù)施工區(qū)域地理環(huán)境的特征、氣候條件、邊坡類型及恢復(fù)目標(biāo)等選定適宜的技術(shù)及施工方法，最終實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定邊坡、重新建立生態(tài)環(huán)境、重新建立植物群落、恢復(fù)植被的目標(biāo)。

表1 礦山跡地邊坡植被恢復(fù)技術(shù)

3.3 礦山跡地邊坡植被恢復(fù)技術(shù)應(yīng)用

對(duì)于案例中的礦山跡地邊坡來(lái)說(shuō)，其總體面積達(dá)到25 hm2，每個(gè)坡面高度都在15 m以上，坡度在30°左右，所以可以將其作為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的高陡邊坡來(lái)看待。在對(duì)其進(jìn)行植被恢復(fù)之前，該區(qū)域坡面絕大部分處于無(wú)植被覆蓋狀態(tài)，長(zhǎng)期受到雨水沖刷導(dǎo)致水土流失比較嚴(yán)重。

第一，從該邊坡的實(shí)際情況來(lái)看，在進(jìn)行植被恢復(fù)之前有必要采取相應(yīng)措施進(jìn)行邊坡的固定防護(hù)，提升土體的穩(wěn)定性及抗侵蝕性，為后續(xù)植被的生長(zhǎng)創(chuàng)造合適的條件。在探明邊坡立地條件的基礎(chǔ)上，需要充分考量植被群落恢復(fù)目標(biāo)、周邊景觀需求等因素，從而確定最終采用的植被恢復(fù)技術(shù)。在邊坡植被群落設(shè)定過(guò)程中，要盡可能采用群落結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定、具有較強(qiáng)抗性、耐受性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好的植被。該邊坡植被恢復(fù)區(qū)域主要以交通道路作為觀賞點(diǎn)，每個(gè)坡面的觀賞視角有所不同，總體上控制在13°～16°。這些視角都大于坡面標(biāo)高300%，所以在動(dòng)觀時(shí)每一個(gè)坡面及其周邊環(huán)境都可以被觀察到，具有非常開(kāi)闊的視野。

第二，對(duì)邊坡現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行取樣分析，了解每個(gè)坡面有效土層的厚度情況，在此基礎(chǔ)上參照合適觀賞角度、視距情況將施工區(qū)域分成上、中、下三層，分別有2個(gè)、3個(gè)、3個(gè)坡面。其中，上層2個(gè)坡面的坡度在33°左右，根據(jù)該區(qū)域坡面高程、覆土層、常規(guī)風(fēng)力、土壤水分的因素，選擇草本地被植物作為總體群落，按照自然式野花草甸的方式布設(shè)，所選植物以適應(yīng)當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)條件的草本植物為主；中層3個(gè)坡面的坡度在35°左右，該區(qū)域的水分相對(duì)較少，覆土厚度相對(duì)較薄，針對(duì)該區(qū)域主要采用“局部灌木+草木”的植物布置方式；下層3個(gè)坡面的坡度在31°左右，該區(qū)域的水分相對(duì)較多，覆土厚度相對(duì)較厚，針對(duì)該區(qū)域主要采用“灌木+草本”復(fù)層結(jié)構(gòu)形式。

第三，在明確立地條件、群落類型的基礎(chǔ)上，采取“自然恢復(fù)+人工輔助恢復(fù)”的方式進(jìn)行植被恢復(fù)，以坡面截流、坡底保護(hù)、水土流失控制、坡面植被重建作為基本措施，盡可能通過(guò)最少的投入滿足技術(shù)要求，不但實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡的有效防護(hù)，同時(shí)對(duì)立地環(huán)境進(jìn)行改善優(yōu)化，促進(jìn)植被的生長(zhǎng)。在充分參考上述要求的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同坡面采取不同的邊坡植被修復(fù)技術(shù)。

對(duì)于上層坡面來(lái)說(shuō)，由于其具有較大的高程且土層相對(duì)較薄，主要采取“液壓噴播+三維網(wǎng)植生”技術(shù)。施工時(shí)先在坡面鋪設(shè)三維網(wǎng)，之后通過(guò)U形釘對(duì)其進(jìn)行固定，然后將草本植物種子混入噴料進(jìn)行坡面噴播。所采用的植物主要有酸模、狗尾草等，模擬自然野花草甸形式塊面式穿插配植車前、青蒿等植物。

對(duì)于中層坡面來(lái)說(shuō)，由于其具有較大的坡度且覆土層相對(duì)較薄，主要采取“植生袋+擋土翼”的技術(shù)。在具體實(shí)施過(guò)程中，注意按照植物種子的大小設(shè)定植生袋尺寸，并以交錯(cuò)堆疊的方式進(jìn)行施工。植生袋具有較強(qiáng)的耐久性，并且在應(yīng)用一定時(shí)間之后可以自然降解，能夠進(jìn)一步增加土層的厚度。因?yàn)閾跬烈硎┕た梢詫?duì)植生袋進(jìn)行有效固定，所以通過(guò)此種技術(shù)方式能夠?qū)崿F(xiàn)坡面固定以及促進(jìn)植物生長(zhǎng)。對(duì)于所選用的植物來(lái)說(shuō)，灌木層以胡枝子、興安杜鵑、沙棘為主，地被草本層以紫苜蓿為主，同時(shí)配植野豌豆、草木樨、青蒿等。

對(duì)于下層坡面來(lái)說(shuō)，由于其植物群落結(jié)構(gòu)層次相對(duì)復(fù)雜，施工相對(duì)便利，主要采取“液壓噴播+擋土翼+局部栽植”的技術(shù)方式。施工時(shí)，先要在坡面裂隙位置建設(shè)擋土翼，控制其呈“品”字形交叉排布，此舉能夠確保土體內(nèi)滲透水流動(dòng)方向不斷轉(zhuǎn)變，有效減少滲透破壞，可以進(jìn)一步減少水土流失。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，社會(huì)資源需求量不斷上升，礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)能夠獲取非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益，但是也造成了生態(tài)環(huán)境的破壞，所以需要采取植被恢復(fù)等措施進(jìn)行生態(tài)治理。在植被恢復(fù)過(guò)程中，要對(duì)植被恢復(fù)工程進(jìn)行遠(yuǎn)景和近景規(guī)劃，結(jié)合施工區(qū)域地理特征、氣候條件、邊坡類型以及恢復(fù)目標(biāo)等選用適宜的技術(shù)以及施工方法，從而在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)。