泉州市大坪采石場生態恢復與景觀重建

李建成，陳大涌，丁琳霞，況代智，康偉鋒

采石業在推動泉州市經濟、社會發展發揮積極作用的同時，其廢棄采石場也造成自然山水景觀的破壞，并常常引發水土流失、地質災害等一系列嚴峻的生態環境問題，從而引起社會的高度關注。近幾年來，隨著國內外采石場治理和生態恢復理論研究和實踐的深入［1-3］，該市借鑒較為成熟的經驗和技術，對部分采石場進行生態恢復的實踐，收到一定的成效。但對于高邊坡石壁的采石場生態恢復與景觀重建的整體效果欠佳。本文運用景觀生態學和系統工程學的原理，根據采石場所處的區域自然地理條件極其自身的破壞程度和裸露巖石崖壁的特點，采用壘砌階梯復綠法［4］因地制宜規劃設計了泉州市大坪高邊坡石壁采石場生態恢復與景觀重建方案，以期為進一步探索區域廢棄采石場，特別是高邊坡石壁采石場的生態恢復和景觀重建方法提供素材。

一、采石場的現狀和特征

大坪采石場位于泉州市臺商投資區張坂鎮松山村，平面形態呈四邊形，西北長180 m，東北寬124-150 m，面積約 0.025km2。 地理坐標為東經 118°47′24″-118°47′32″；北緯 24°57′02″-24°57′09″。 該采石場始采于20世紀70年代，2006年停采閉坑。由于多年來粗放的開采活動，山體植被遭受破壞，巖石直接裸露，山體千瘡百孔、斷壁突兀，形成與周邊生態環境極不協調的視覺反差，有損泉州市臺商投資區的整體景觀形象。

大坪采石場所在的松山屬于泉州市沿海低緩丘陵地貌區?？傮w地勢為北東高、南西低。西北最高點高程約170 m，東南最低點高程約118 m，相對高差約52 m，原始地形坡度約20～30°。采石場開采巖石的巖性主要是燕山晚期的中酸性二長花崗巖。采石場停采關閉后遺留的廢棄采石坑長180 m，寬137 m，沿西北-東南方向形成的一個略向西南傾斜的巖石崖壁，該巖石崖壁傾角約75°，最高點為170 m，最低點為140m；平面跡地高程為120 m，崖壁高差在20-50 m之間。由于采石場閉坑前多采用人工爆破露天開采，閉坑后的巖石崖壁面上形成3-7個不規則的階梯面。每個臺階高度一般為5-7 m，安全平臺寬度3-4m。崖壁巖石構造、爆破裂隙發育，表面突兀。上方覆蓋有0-120cm不等的風化殘-坡積層，地表植被均遭不同程度的破壞（圖1）。該采石場所在山體坡度較大，表土層較薄，植被稀疏，在露天開采過程中，極易產生較嚴重的水土流失。此外，開采巖石崖壁高差大、邊坡陡，也存在著崩塌、滑坡等地質災害隱患。

圖1 大坪采石場現狀圖

二、采石場生態恢復與景觀重建原則和目標

（一）生態恢復與景觀重建原則

采石場生態恢復與景觀重建應以景觀生態學和系統工程學理論為基礎。指導思想主要包括可持續發展、資源保護優先、人與自然和諧、生態環境多樣性和生態文明等［5］。在綜合分析大坪采石場所處的區域自然地理因素影響和采石場現狀的基礎上，筆者認為該采石場的生態恢復與景觀重建應遵循以下幾個原則：

1.地域性原則。不同的區域具有不同的自然地理條件，而不同的自然地理條件特別是氣候、地貌、水文、土壤和植被等對所在區域采石場的生態恢復與景觀重建存在著不同程度影響。這種地理條件和生態環境的地域性和特殊性要求我們在進行采石場生態恢復與景觀重建過程中，要因地制宜，充分分析和論證區域自然條件對生態恢復工程的利與弊，以便制定科學、合理的治理措施。如在設計排水溝時，要充分考慮臺風暴雨時的地表徑流量等。

2.可行性原則。在考慮區域自然地理條件對采石場生態恢復與景觀重建影響的同時，應重點對具體采石場包括其立面巖石崖壁坡度、破壞程度、水文地質條件和平面的地形、地貌、水文等基本狀況進行分析研究，充分論證選取的生態恢復與重建方案的可行性。主要包括環境的可接受性和技術的可操作性兩個方面［6］。前者重點考慮引種植物對區域環境中生態因子的適應性，后者則主要考慮工程技術、生物技術以及經濟的可行性。

3.生態性原則。開山采石的人類行為給采石場原址生境帶來了巨大的干擾，影響了林地斑塊作為跳板的功能發揮，使原來穩定的區域生態系統受到了破壞［7］。因此，采石場生態恢復與景觀重建所必須要考慮的另一個原則是生態性，即采石場治理的生態效益。主要是通過植物重建使之成為一個具有一定結構和一定生產力水平，能維持相對穩定的生態平衡，且與周邊景觀相協調的生態系統。

（二）生態恢復與景觀重建目標

礦山開采對原有生態系統具有很大的破壞作用，因而造成生態系統的不平衡、不連續性以及不可逆轉性，在自然狀態下不可能恢復到原來狀態［8］。因此，采石場生態恢復與景觀重建的主要目標是通過人工輔助治理手段，達到恢復礦山生態環境的目的。針對大坪采石場，以地域性、可行性和生態性為原則確定其生態恢復與景觀重建的目標是：首先通過地表水系的梳理和危石的清理，降低采石場東側巖石邊坡發生崩塌、滑坡等地質災害風險。在此前提下，采用適當的工程技術措施為立面崖壁和平面跡地的引種植物生長創造適合的條件，經過2-3年初步取得治理的生態效益。

三、采石場生態恢復與景觀重建方案

壘砌階梯復綠法是國內采石場生態恢復與景觀重建經濟、高效的方法。特別是在中等坡度的石壁邊坡復綠工程中被廣泛采用。它是將開采面設計成階梯形，在每個階梯平臺上覆土并植樹，當樹木生長至枝繁葉茂時，整個開采面將全部被遮蓋，不僅可治理水土流失，也改善了自然景觀和生態小氣候［9］。根據大坪采石場的現狀和區域自然地理環境特點，采用壘砌階梯復綠法并遵循采石場生態恢復與景觀重建原則和目標，因地制宜提出了工程措施和生物措施相結合的采石場生態恢復與景觀重建方案。

（二）工程措施

1.排水工程。為防止和減少采石場石壁邊坡坡上地表徑流進入臺階并對崖壁的直接沖刷和滲透，增加崖壁的穩定性，首先在巖石崖壁背山邊界的外圍坡上設計截洪溝，溝底寬40cm，溝深60cm，兩側坡比1∶1。根據本區氣候特征，該截洪溝斷面可以滿足10年一遇日最大降雨量150mm的排水。其次是為防止各級臺階邊坡集水對臺階面引種植物的沖刷，在各級臺階內側設計橫向排水溝，溝底寬30 cm，溝深60 cm，兩側坡比1∶1。第三是在坡面各級臺階的兩端，從上到下修建縱向排水溝，設計深度為60 cm，寬度為100 cm?？v向排水溝與各級臺階內則橫向排水溝相貫通，構成采石場石壁邊坡的排水系統。

2.擋土墻和客土回填。在各級臺階面上的內外側修筑擋土墻，以防止臺階邊坡集水對引種植物生長所需客土土壤的沖刷。擋土墻設計截面為梯形，上底寬30cm，下底寬50 cm，高度為60cm。為節約治理成本，所有排水溝、擋土墻均以就地選取的碎石、角石為材料，用水泥砂漿砌體。擋土墻和排水溝修筑完成后，在內外側擋土墻之間回填客土。根據引種植物生長對土壤的要求，各級臺階內外擋土墻之間回填客土的厚度與擋土墻高度一致，客土取自表土剝離的腐殖棄土。

（二）生物措施

采石場生態恢復與景觀重建的關鍵在于植被恢復。而引種植物的配置采用適合本地區生長的速生喬木（如巨尾桉、后莢相思樹、小葉榕等）與灌木混交，并在適當部位種植藤本和草本植物。在綜合考慮采石場邊坡臺階面和采石坑平面跡地等植物恢復地段的物理條件、回填客土養分狀況、植物生長水分條件的前提下，采用不同的引種植物混交進行生態恢復與景觀重建。

1.邊坡臺階面引種植物的種植。邊坡臺階面引種植物的種植采用喬木和灌木混交造林的辦法來恢復植被。喬木的選擇以小葉榕為宜。小葉榕是一種扦插易生根的常綠喬木，在裂隙發育的巖石崖壁容易植長，而且培育時間短，成活率高，2-3年成林后，其寬厚的林冠可以完全遮蔽臺階邊坡崖壁，是本地區采石場臺階復綠工程中常見的首選喬木。灌木選擇光葉三角梅（?WTBX?Formosa?WTBZ?）。該樹種屬紫茉莉科寶巾屬，是一種常綠攀援或披散灌木，它耐低溫、耐瘦瘠和干旱，具有生長性強、適應性廣等特點，最適合疏松、肥沃、排水良好、富含有機質的沙土壤環境生長，是本地區常見的綠化樹木。在小葉榕林隙混交光葉三角梅，由于其生長速度快，可以在短時間內達到對小葉榕林下臺階面綠化效果。小葉榕與光葉三角梅的混交方式為株間混交。在邊坡臺階面的安全平臺和清掃平臺各種植一行，株間距3×3m，呈“品”字型。

為了使小葉榕林冠下顯露的巖石崖壁完全遮蔽，除在臺階面混交光葉三角梅外，在每一級邊坡臺階面的坡腳處種植一排爬藤。爬藤選用爬山虎。爬山虎屬葡萄科，為多年生木質藤本植物。該屬種根系發達、多分枝、附著力強，生長快和攀附能力極強，且具有較強的耐旱、耐熱、抗寒性能、喜光耐蔭，適應性廣等特點。爬山虎的生長雖對土壤要求不嚴，但在肥力充足的地方栽種，生長迅速，枝葉茂密，藤蔓覆蓋，遮蔭及觀賞效果要高得多。因此種植時，應對土壤多施有機肥，以保證植株旺盛生長所需的養分，種植的株距以1m為宜，快速生長后的爬山虎可以使邊坡石壁下部在較短時間達到最佳的綠蔭和觀賞效果。

2.采石坑平面跡地引種植物的種植。采石坑平面跡地地勢和緩、種植面積較大。引種植物的種植可以采用不同的喬木混交造林。本方案采用巨尾桉和厚莢相思混交方式對采石場平面跡地進行生態恢復與景觀重建。巨尾桉是世界著名的三大速生樹種之一，具有適應性強，生長快，速生豐產性能好，產量高，周期短的特點，同時也是一種極具價值的經濟林和生態林，這種樹木種植后在3-5個月可以使青山綠化。厚莢相思是近年來我國南方引進的主要營林樹種之一，它具有適應性強、速生豐產、改良土壤、用途廣泛等特點。厚莢相思初期生長緩慢，1-2年生時主干柔軟，枝葉較多，易造成主干彎曲，3年后生長加快，主干迅速木質化。該樹種對土壤要求不嚴，有一定耐瘦瘠、耐酸堿能力，是福建沿海低山緩坡和海濱沙灘常見的綠化樹種。巨尾桉和厚莢相思混交造林的株間距為3×3m，呈“品”字型排列。

3.引種植物種植后的養護。引種植物養護管理是采石場生態恢復與景觀重建后期的一個非常重要環節。主要包括澆水、蟲害防治、幼林撫育、追肥和補種等內容。這個過程應聘用大坪采石場當地富有護林經驗的護林員進行定期和不定期養護和管理，發現問題及時處理，尤其是對枯死的樹苗及時補種，最大程度地保持林帶景觀的整體協調性。經過2-3年的時間，大坪采石場的生態恢復與景觀重建可以達到預期效果（圖 2）。

圖2 大坪采石場生態恢復與景觀重建效果圖

四、結語

采石場生態恢復與景觀重建是一項涉及多學科、多領域的復雜系統工程。近幾年來，隨著國內外對采石場生態恢復與景觀重建的研究與的實踐深入，采用工程措施和生物措施相結合的方法對采石場，尤其是≥70°的高邊坡石壁采石場進行生態恢復與景觀重建的辦法有很多種。如網格噴播復綠法、厚層基材分層噴射法等。整體上看，這兩種方法雖可以在短時期內使采石場高邊坡石壁復綠，但造價很高，全面推廣確實困難。通過對泉州市臺商投資區大坪采石場生態恢復與景觀重建方案的規劃和復綠工程的初步預算，結合與鄰區石獅市永豐采石場網格噴播復綠造價比較，筆者認為：采用壘砌階梯復綠法對高邊坡采石場進行生態恢復和景觀重建，可以較好地解決采石場遺留石質開采面水土流失治理與植被恢復問題，而且復綠工程造價較低，特別是對閉坑前預留有開采臺階的采石場石壁的復綠造價更低，復綠效果和視覺效果較好，便于進行推廣。

[1]楊冰冰，等.采石場石壁生態恢復研究進展[J].生態學雜志，2005（2）.

[2]方華，林建平，莫江明.采石場生態重建的有關問題[J].生態環境，2006（3）.

[3]索赟，等.鞍山地區廢棄采石場環境治理技術措施探討[J].現代礦業，2010（5）.

[4]劉碧云，梁素蓮.采石場生態恢復重建方法及案例分析[J].防護林科技，2008（6）.

[5]楊利琴，等.采石場生態恢復與綜合開發研究[J].生態經濟，2011（12）.

[6]王立偉.“2014年青島世園會”百果山園區巖壁景觀的生態恢復與重建[J].中國農學通報，2011（25）.

[7]雅云,馬錦義，薛亮.廢棄采石場生態修復背景下的休閑農業園規劃探討[J].江蘇農業科學，2010（1）.

[8]彭鳳,李福重.武漢硃山礦區采石廢棄地景觀生態重建研究[J].資源環境與工程，2008（4）.

[9]羅松，鄭天媛.采石場遺留石質開采面階梯整形覆土綠化方法研究[J].中國水土保持，2001（2）.