紫金山礦區水土流失的整治措施及成效初探

黃建輝

(福建省三明林業學校,福建三明365001)

1 引言

在礦山開發中,礦區植被恢復歷來是一個薄弱環節,大量廢棄礦石的產生及堆放,既改變了原有地形地貌,又破壞了原有植被,所帶來的生態破壞是顯而易見的。較為嚴重的水土流失,給植被恢復造成了極大的難度。經過實地考察研究,應因地制宜,運用科學實用的綠化技術措施,在礦山排棄的廢石邊坡上進行植樹、種草,凈化空氣,從而達到有效地恢復生態環境的目的。

2 礦山自然狀況及地利條件

2.1 礦山自然狀況

紫金山金礦地處福建省上杭縣舊縣鄉和才溪鎮交界處,位于閩西西部,海拔310～1 050m 中山地形,地形切割強烈,地勢陡峭,山高谷深,基巖裸露,風化程度高。礦區地處南方,屬亞熱帶氣候,雨量充沛,年平均降雨量達1 678.7mm,上半年降雨量占全年雨量的70%;年平均氣溫19.9℃,最高氣溫39.3℃,最低氣溫-4.8℃。由于地處亞熱帶季風區,夏秋多颶風和暴雨,集中降雨量大,極易引發山洪,給水土流失帶來強大的水動力。

2.2 地利條件分折

紫金山礦區剝離廢石場粉塵大,每遇刮風整個排土場采礦區塵土飛揚,粉塵翻滾;礦渣堆場邊坡度大,易流動,穩定性較差,到雨季時節極易造成滑坡,個別地方還會出現塌陷;采礦區邊坡臺階因爆破開采而松動,易產生崩塌。影響礦區植被恢復,礦區的安全和生產,隨著礦區植被覆蓋率下降,水土流失日益嚴重。利于植被生長的地表腐殖質、土壤層消失貽盡,土壤非常貧脊,保水能力極差。

迄今,露采的大規模采剝,尚未到達最終邊界,排土場連續排土沒有形成固定邊坡,無法考慮綠化恢復植被;入選礦石為礫石、碎石、沙粒、粘土,經選礦后的廢礦石含泥量極少,呈堿性(pH值為8.0左右),土壤板結,有機質為零,不利于植物生長。

3 植被恢復綠化技術措施

3.1 立地條件的改善

無論是剝離礦巖,還是堆浸后的廢石,含泥量很低,必須外加客土(腐殖質土、黃壤土、垃圾土、池塘淤泥等)、化肥來增加肥力。對廢石邊坡以挖穴填客土為主,輔以過磷酸鈣、復合肥、尿素、畜糞肥為基肥,路肩和基巖邊坡表面上覆蓋了10cm的客土,人工夯實,以求達到植被正常生長所需的地利條件。

3.2 生物措施

根據礦區的實際情況,應篩選耐瘠薄、深根的植物種類;邊坡綠化不應選擇中、大喬木;葉、冠生長旺、綠化和覆蓋地表快者為優選植物種類。本試驗在生物的選取上主要以草本和灌木為主,并適當引入喬木。

草本層主要選取南美蟛蜞菊、狗牙根、類蘆、斑茅。灌木層主要選取合歡。藤本選取爬山虎。草本層主要是起一個過渡作用,為灌木層的生長創造一個良好的生態環境,最終為了恢復植被,形成枝蔓上攀下掛的立體垂直模式,達到美化環境的目的。其生物措施的配置模式具體如下：

(1)低草配置模式,狗牙根+南美蟛蜞菊。

(2)高草配置模式,類蘆+斑茅。

(3)高低草配置模式,類蘆+狗牙根;類蘆+南美蟛蜞菊。

(4)灌——高草配置模式,合歡+類蘆。

(5)藤——灌——低草配置模式,爬山虎+合歡+南美蟛蜞菊。

3.3 工程措施

工程措施是生物措施的輔助措施。工程措施是為了穩定邊坡,避免其因降雨而產生水力侵蝕,有助于植被恢復而采取的一種重要措施。而邊坡的相對穩定是植被恢復、水土保持規劃實施的前提條件,具體作法如下。

(1)削坡開級,截短坡長,坡度控制在30°以內,斜坡長40m。

(2)坡腳砌擋墻。易產生碎石滑塌或崩塌的坡腳采取石砌擋墻,阻擋邊坡溜方,在擋墻回填土種植藤類植物,提高坡面種植密度。

(3)截水引水及排水。防止坡面水對邊坡面的沖刷,減少邊坡沖刷造成苗木移位而死亡,關鍵是將坡面水集中引入排水溝渠,減小坡面水的流失。

(4)邊坡采用坡面覆蓋客土,改善邊坡地利條件,坡面較陡時,可采取木板5m間隔橫向嵌入坡面,起到穩定客土的作用。

(5)打滑樁。樁的長度不一,但不應短于50cm,滑層厚,樁要長;下滑力大,樁要粗。樁密度為 3根/m2,樁間距離為10cm,起到護坡作用。

3.4 種植及管理

植被恢復試驗項目場主要規劃在廢石邊坡,含泥量極少,不利于植物生長,選擇草類為主,各種藤類和灌木,喬木等類型組合進行種植。

3.4.1 種植方法

人工挖穴加入一層客土,草穴規格為30cm×30cm×30cm。藤、灌、喬穴規格為60cm×60cm×60cm。株間距為30cm,穴內填客土,均勻灑入一層薄薄的過磷酸鈣或鈣鎂磷及畜類肥或復合肥作基肥,再加入一層客土。陡坡、易滑坡的地帶,可采用竹簍裝土的種植方法。為了減少水份蒸騰,種植時,類蘆、斑茅、合歡應將尾梢剪除,并將根兜沾上預先準備好的黃泥漿。容器育苗種植時,應除去容器袋,放置穴內回填客土壓實,澆足定根水。

3.4.2 管理措施

第1年措施包括施基肥,每株施復合肥50g,過磷酸鈣5g,屎素5g。追肥,2次/年,施屎素、復合肥各50g/穴,苗木成活后15d左右第1次施肥,2個月后進行第2次追肥。第2年措施包括補植,凡發現苗木死亡的,應及時補植;追肥,第1次在4月份,第2次在7月份,施屎素、復合肥各 50g/穴。培土,發現苗木所帶的土體被沖走,應及時在基部進行培土。

4 調察分折

根據實地觀測,各試驗區項目場隨機選擇50株,計算其平均值,各類植物長勢情況見表1,表2。各試驗區配置模式如下：

(1)試驗區一。低草配置(狗牙根+南美蟛蜞菊),灌——高草配置(合歡+類蘆),藤——灌——低草配置模式(爬山虎+合歡+南美蟛蜞菊)。

(2)試驗區二。高草配置(類蘆+斑茅),高低草配置(類蘆+狗牙根;類蘆+南美蟛蜞菊)。

種植時間為2002年 3月14日,調查時間為2003年5月15日。

表1 試驗項目場苗木綜合生長情況統計

表2 各類植物生長情況一覽表

從長勢上看,南美蟛蜞菊、斑茅、類蘆生長良好,狗牙根、爬山虎、合歡生長較差;從成活率上看,狗牙根、南美蟛蜞菊,斑茅、類蘆較好,合歡、爬山虎較差。因此,廢石邊坡上適宜種植的有：草類的類蘆、斑茅、狗牙根,藤類的南美蟛蜞菊。通過試驗可采用高草配置模式：類蘆+斑茅;高低草配置模式：類蘆+狗牙根,類蘆+南美蟛蜞菊;低草配置模式：狗牙根+南美蟛蜞菊。其中類蘆+斑茅是最佳的配置模式,可短期內起到固土護坡減輕水土流失強度的作用,并通過逐年的努力,最終達到穩定邊坡,保持水土的目的。

5 結語

在廢石邊坡種植時,必須先采取相對穩定的措施處理坡面,外調客土,以挖穴播種的方式種植耐干旱、耐瘠薄、深根性的草、藤、灌類植物。選用以本地河灘草皮(狗芽根)、類蘆、斑茅、南美蟛蜞菊為主栽物種,能有效控制水土流失,特別是利用類蘆、斑茅生長量大的特點,可快速改變堆場的惡劣生態環境。類蘆、斑茅可廣泛推廣至礦山植被恢復中,可作為水土保持的先鋒草種;可作為喬、灌、草立體配置中首選的草本植物,可迅速覆蓋裸露的地表,防止土壤侵蝕,為喬、灌木人工多品種的群落創造和迅速恢復創造一個良好的土壤植被環境。在斜坡較長時,可采用木板間隔一定距離作為攔擋墻,或間隔一定距離打下木樁來加固護土,防止滑坡及土層流失,以利植物生長。

在企業高速發展的今天,礦山開發與植被保護、水土保持同步顯得非常重要,早起步可減輕今后由于生態環境的破壞所帶來的負面影響。所以,在生產規劃時不能以犧牲生態環境來取得單純的經濟效益,應該把企業的生產和生態環境的保護放在同等重要的位置。

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