廢棄采石場景觀設計與植被恢復研究

王 瓊，辜再元，周連碧

(1.北京礦冶研究總院，北京 100044；2. 北京綠之源生態科技有限公司, 北京100083)

廢棄采石場是在人為因素嚴重干擾下形成的一種極度退化的生態系統，其原有的植被因生態環境的劇變而減少、退化乃至消失，嚴重影響著社會與經濟的可持續發展。因此，廢棄采石場的植被恢復，成為生態恢復和景觀生態研究的熱點[2,3]。隨著人們對環境保護意識的日益提高，勢必將傳統邊坡工程與環境景觀有機地結合起來，使邊坡治理與環境的保護、景觀的美化互相聯系，相輔相成。然而，廢棄宕口邊坡缺水、缺土、缺肥，生態條件十分惡劣，給植被的恢復增加了很大的難度，在此上景觀化，難上加難。本文以長崗山森林公園南入口宕口景觀復綠工程為例，進行植被恢復的綠化景觀研究，以期為廢棄礦山的生態環境治理和邊坡綠化景觀設計提供參考。

1 研究區概況

長崗山森林公園南入口宕口位于舟山市昌國路東盡頭森林公園內，地理坐標介于東經122°06′15″～122°09′30″，北緯30°01′00″～30°02′35″。項目區為亞熱帶季風氣候，四面環海，受海洋影響較大。總的氣候特點是：溫暖濕潤，四季分明，風大霧多，雨熱同步，雨量較充沛。年均溫度16.3℃，極端最高氣溫39.1℃，極端最低氣溫為-6.1℃。一年中，日平均氣溫≧10℃的活動積溫5121℃，無霜期247d，年降水量1330mm，雨日149d，年日照時數2038h。全年多大風，夏秋季多臺風熱帶風暴，易引起災害性天氣。

按照宕口坡面坡度來分，現場主要分3個區域: 一是宕口坡面的上部分，坡度極陡，多為80°～90°, 甚至為反坡倒坡，巖性堅硬，深層穩定；二是宕口坡面的下部分，坡度相對較緩，其中坡面左右兩部分坡度為50°～70°(局部地方坡度仍然陡峭，坡度達到80°以上)，坡面極不規則，亂石嶙峋；三是周邊植被稀疏區域，坡面為土石結構，相對穩定，經過改良植被能夠正常生長。

長崗山森林公園地質構造上屬閩浙隆起帶的東北端，為天臺山脈向東北方向的延伸部分，在第三級浙東地層下降時，與大陸分離而形成島嶼。地表上大多為上侏羅紀陸相火山巖系的流紋巖、凝灰巖和石英斑巖。土壤母巖以上侏羅紀火山巖、火山熔巖為主，其中以凝灰巖、流紋巖和石英斑巖為絕大多數。

2005年6月26日開始對宕口進行生態治理，于2005年9月10日完工。主要采用植生基質噴射技術，簡稱PMS技術。

2 宕口景觀復綠設計及復綠措施

2.1 特殊景觀設計

結合宕口的自然地理條件和邊坡特點, 在施工過程中使用了先進材料(高強度塑料格柵、成品植生基質、GCL防水墊)，并采取了先進技術和手段(植被毯、養護棒、種植袋、管型容器苗)，選擇了植生基材施工工藝。更重要的是將植被恢復與園林景觀(人造流水景觀、自然流水景觀、人造霧噴景觀)有機結合，提升了植被恢復的景觀效果。

2.1.1 人造流水景觀

坡面上半部分巖體，由于坡度陡峭，基本超過90°，有的為反坡，所以此部分坡體不宜進行植生基材噴播。利用GRC材料，模仿自然山石、流水，達到“雖有人做，宛自天工”的佳境。在坡體下部，采取的工藝是栽植藤本植物。在坡頂種植油麻藤(向下生長)，在坡腳種植爬山虎(向上生長)、西番蓮(向上生長)和川萼南蛇藤(向上生長)。這樣通過上垂下爬的方式，逐年覆蓋垂直陡峭的巖壁。

2.1.2 自然流水景觀

考慮雨季、暴雨、臺風等綜合因素，結合本宕口山體的地勢，在坡面中部山體的匯水區域進行清理、導引，使其自然預留出雨水行徑的路線，在坡面修整出自然流水景觀。

2.1.3 人造霧噴景觀

為了增加坡面的景觀效果，在坡面的兩側設置了人造霧噴景觀，并栽植了一些小規格的圃地苗、容器苗(包括喬木、灌木、藤本植物)。人造霧系統的工作原理，是利用特制造霧機組，將水經耐高壓管線由專業噴頭產生1～15mm(0.001mm)的水滴，每個噴頭每分鐘水流量為0.145L(3#噴頭)。由此激發成的霧滴，能長時間懸浮、漂浮在空氣中，單一噴頭產生的霧長可達3～5m。

2.2 坡面復綠設計

2.2.1 設計原則

(1)邊坡穩定原則

邊坡穩定是生態環境治理的基礎。因此，首先要對邊坡進行清理，排除邊坡崩塌、危巖、滑石隱患，以期達到邊坡的基本穩定。同時，要根據山體形狀，設置截、排水溝和擋土墻等配套設施。

(2)生物與工程措施相結合

采石場廢棄地地形破碎、立地條件較差, 為保證生態修復的順利進行, 應將生物措施與工程措施相結合, 并將生物措施確立為重點。

(3)因地制宜，適地適樹

項目區立地條件惡劣，為提高苗木的成活率，保證恢復植被的穩定性，應采用抗性強的鄉土樹種，同時考慮具體的種植條件，宜灌則灌，宜草則草，使人工植被與周邊自然植被相融合、相協調而趨近自然。

(4)生態適應性

人工進行植被恢復，雖然可以在短期內見到效果，但要經得起時間考驗和保持長期效果，就要根據當地自然植被的演替規律，把短期效果和長期效能緊密結合，保證今后植物群落結構的穩定和免養護目的的實現。

(5)經濟適用性

在充分考慮業主的經濟承受力，盡量降低造價和后期綠化管護費，這就要求在選用植物材料時，盡量選用適應性強、管理粗放和價格低廉的植物種類。

(6)景觀藝術化

適當引入一定的景觀小品，將園林景觀建設應用到生態復綠上來，充分提升邊坡復綠的藝術性。

2.2.2 邊坡綠化工藝

根據坡面下部分的實際情況，采取如下施工工藝：在兩側比較平緩區域，采用植生基材噴射法；在亂石嶙峋的坡體和兩側較陡(坡度≥60°)處，設置魚鱗坑種植。

2.2.3 植物種類的選擇

廢棄采石場原生植被絕跡，引入合適的植物種類是植被恢復的關鍵。國內從植物選擇標準上進行探討，國外從引入外來植物種類及景觀等角度進行分析。結合以上經驗，我們根據長崗山森林公園南入口宕口地質災害工程治理后的具體情況，提出植物種類選擇標準，篩選出適栽的植物種類，并結合調查周邊次生植被和人工植被的特點，提出了在不同區段的植物種類選擇方案。

植物選擇標準：①選擇抗旱、抗風、抗瘠薄的植物種類；②選擇多種生活型的植物種類(草本、灌木和喬木等)，適當引入外來樹種，有利于加速植物的演替，建立穩定的植物群落；③選擇繁殖能力強的植物種類，它們能通過風力傳播種子或通過根莖蔓延，遷入、定居到礦區巖體上；④引入豆科植物，利于改良土壤和促進其他植物的生長；⑤植物種類的選擇要結合景觀效果和經濟效益，注意選擇觀賞樹種和經濟林木，達到綜合的生態效益。

3 植被景觀復綠實施效果分析

通過三年的自然生長，以木本植物為植被(群落)的坡面植被已經融入到周邊環境，坡面已經形成具有較強固土護坡效果和較好景觀效果。即以灌木為主體、草和地被植物大面積覆蓋、小喬木局部點綴且能自然協調生長和演替的植物群落，人造流水景觀、自然流水景觀和人造霧噴景觀結合坡面情況，塑造協調一致的視覺景觀。

種類組成是植物群落最基本的特征之一，它是群落形成的基礎，它能反映該群落的結構、動態等基本特征，提示群落的基本規律。在坡面植被群落演替過程中，不同樣地邊坡在不同演替年限的物種組成特征見表1。從表1中可以看出，目前第Ⅰ樣地共有植物15種。第Ⅱ樣地共有植物14種；第Ⅲ樣地共有植物22種；第Ⅳ樣地共有19種，各地塊以菊科、禾本科、豆科植物種類最多。經統計，整個坡面總有植物44種，其中20科38屬，相比2006年的10科16屬20種，植物有了明顯增多。植物種類增加了120%，說明經過近3年的發育，植被有明顯的演替。從表2可以看出，自然入侵植物(21種)占調查植物種類總數的47.72%，其次是栽植植物(13種)，最少為播種植物(10種)，僅占調查植物種類總數的22.73%，表明植被已經融入到周邊環境，逐漸向周圍群落演替。

表1 Ⅰ～Ⅳ#邊坡植物科屬種組成的動態變化

表2 坡面植物群落組成變化特征

4 結 論

廢棄宕口不僅占據大量土地，而且還破壞周邊的生態環境，影響了人們的身心健康。在重視環境質量建設的今天，對廢棄宕口地實行景觀恢復改造顯得尤為重要。雖然國內外早就有相關文獻報道，我國也從80年代起進行了局部試驗、改造，但是還都停留在植被恢復上，研究也僅僅局限在恢復工程技術和植被選擇上，沒有一個相對固定的理論指導景觀恢復改造實踐。長崗山森林公園南入口宕口景觀復綠工程，已被舟山市相關部門和專家審批通過，現已經完成了工程竣工驗收，進入植被群落恢復期，并已經取得了很好的景觀效果，得到業內人士好評，為廢棄礦山的生態環境治理和邊坡綠化景觀設計提供參考。同時，通過對本工程進行深入探討，得到以下幾點認識：

(1)根據廢棄宕口的不同生境條件，結合生態、經濟、景觀等需求，選擇引入本地或外地的多種性狀的植物種類，構建適宜的植物群落結構。加大對園林彩葉樹種的引入，如紅葉李、紅楓等。

(2)充分利用當地的文化風俗、山水環境，營造復綠工程的硬質景觀。園林小品主要有景亭、廊架、景墻、置石、雕塑、座椅等，與植物相結合，起到點景和分隔空間的作用。

[1] 陳芳清,張麗萍,謝宗強.三峽地區廢棄地植被生態恢復與重建的生態學研究[J].長江流域資源與環境,2004,5(3): 286-291.

[2] 陳波,包志毅.國外采石場的生態和景觀研究[J].水土保持學報,2003,10(5):71.

[3] 吳歡,周興.礦山廢棄地生態恢復研究[J].廣西師范學院學報(自然科學版),2003,20(增刊):32-35.

[4] 柏明娥, 洪利興.浙江省海寧市尖山區鼠尾山露采礦山植被恢復技術[J].中國水土保持科學, 2006(12): 150- 155.

[5] 樊振輝,龐少靜.試論礦山環評中的生態恢復評價問題[J].城市環境與城市生態,2000,6(3):15.

[6] Roman Kunmar Dutta, Madhoolika Agrawal. Restoration of opencast coal mine spoil by planting exotic tree species: a case study in dry tropical region [J]. Ecological Engineering, 2003(21):143-151.

[7] 朱海駿,陳征宙,余小奎.某廢棄采石場的邊坡治理與景觀設計探討[J].金屬礦山,2006(5):63-65.

[8] 寧豐收,游霞,楊海林.重慶市主城區廢棄采石場生態與景觀恢復對策[J].水土保持通報,2005(3):76-80.