礦山廢棄地景觀規(guī)劃與設計

李彤，荊福全

（沈陽師范大學美術與設計學院，遼寧沈陽110034）

礦山廢棄地景觀規(guī)劃與設計

李彤，荊福全

（沈陽師范大學美術與設計學院，遼寧沈陽110034）

我國礦產(chǎn)資源豐富，礦業(yè)開采活動發(fā)展迅猛，豐富的礦產(chǎn)資源被開發(fā)的同時，也遺留下大量的礦山廢棄地。由于處理礦山廢棄地不當而成為新的環(huán)境污染源和生態(tài)破壞因素，嚴重影響了人們生活品質(zhì)的提升和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。針對有關問題，積極開展礦山廢棄地再利用的設計研究是當務之急，考慮到礦山廢棄地對環(huán)境影響特點，結合景觀設計技術，可以從礦山廢棄地景觀改造原則、設計理念和設計內(nèi)容實施方法三方面，提出適于礦山廢棄地改造的行之有效的設計方法，為人們今后進行礦山廢棄地景觀設計以及工業(yè)遺產(chǎn)保護等相關理論研究提供借鑒與參考。

礦山廢棄地；景觀設計；3R原則

礦山廢棄地，是一種因人為不當操作而形成的破壞環(huán)境資源的地形地貌。它主要是指人們?yōu)榱双@取礦產(chǎn)資源，在人為干擾下逐漸對國土資源進行劇烈的改造和開發(fā)使用，如去除地表植被層，爆破、挖掘、填埋、堆放等行為，使土地被破壞和侵占，這些土地在其礦藏資源的開采作業(yè)之后，未經(jīng)有效地治理，因而無法繼續(xù)使用，形成了礦山廢棄地。其類型主要有：廢石堆廢棄地、開采坑廢棄地和尾礦廢棄地[1]。在我國，由于市場需求的擴大和局部利益的驅(qū)使，私人作業(yè)式的開采，低技術高浪費資源模式的挖掘等不科學的礦產(chǎn)資源開發(fā)現(xiàn)象比比皆是。這不僅是不可再生性礦產(chǎn)資源的浪費，也導致了大量礦山廢棄地的形成，對自然生態(tài)和人居環(huán)境破壞性極大。這種現(xiàn)象與當今我國經(jīng)濟建設可持續(xù)化的總體方針極為不符，并嚴重影響人們的生活質(zhì)量和人居環(huán)境建設進程。因此，保護環(huán)境，高效合理地開發(fā)利用國土資源，變廢棄用地為良性生態(tài)環(huán)境的人居樂土，是我國改善國計民生，進行可持續(xù)發(fā)展的重要議題。為此，筆者面對礦山廢棄地大量存在這個事實，利用景觀設計技術，借鑒發(fā)達國家已有的“工業(yè)景觀再生設計”等改良方案及設計思想，開展礦山廢棄地景觀改造工程的可行性研究，探討變廢為寶的設計方法與可行的施工技術。

一、礦山廢棄地的生態(tài)特征及其影響分析

礦山廢棄地是一種比較特殊的人為地貌形式，會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生強烈的負面影響，對自然環(huán)境具有嚴重的破壞性。

（一）碎裂化破壞

不論露天開采和地下開采等礦業(yè)活動，都會使礦區(qū)的地貌變得四分五裂、千瘡百孔，因此形成原有的地貌結構碎裂，直接限制了自然及人工環(huán)境景觀的環(huán)境服務功能性。例如，露天開采會改變地表景觀，破壞地表的自然植被或者是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的林地和耕地。在采礦作業(yè)時，不可避免的挖掘作業(yè)使地表面土層剝離，形成地貌破裂；在輔助生產(chǎn)過程中，堆放尾礦、冶煉渣和粉煤灰等行為又對地表環(huán)境及景觀進行二次破壞。地下開采作業(yè)時，礦井坑口形成地貌破裂，采礦機械地表延伸鋪設，礦山礦渣堆積，車輛野外交通運輸?shù)茸鳂I(yè)造成地貌碎裂化破壞，而且礦井過度挖掘還容易造成采空區(qū)，引發(fā)地面的塌陷，從而造成地面植被、道路、橋梁乃至建筑等公共設施遭到嚴重破壞。

（二）環(huán)境污染及污染源擴散

礦業(yè)開采活動會污染周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，而礦山廢棄地同樣會對周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成持久性的污染。其污染范圍包括空氣、土壤以及水資源等。污染不但威脅礦區(qū)作業(yè)人員，而且嚴重影響礦區(qū)附近一定范圍內(nèi)的居民生活環(huán)境，同時也會形成持續(xù)性的污染。

空氣污染具體體現(xiàn)在露天堆放的礦產(chǎn)品和礦業(yè)廢棄物，時至日久使其發(fā)生氧化、風化、自燃等現(xiàn)象，容易形成礦物浮塵，或者是揮發(fā)性的有毒有害元素。大氣運動的作用使有毒害的塵埃顆粒、揮發(fā)性元素等在一定范圍內(nèi)、一定濃度下隨空氣擴散，被人畜吸附，使其健康受到威脅。

水污染包括礦業(yè)開采引發(fā)的水系枯竭和污染。地表水系枯竭是指開采作業(yè)不當會改變局部地質(zhì)結構中的地下水沉降系統(tǒng)，會使山體、土壤中的水分涵養(yǎng)下降，使地表徑流的下滲過程遭到嚴重破壞，并引發(fā)水位下降，使河岸防護林、水生植物群落、河岸的植被綠化帶等被破壞，直接影響河流的生態(tài)環(huán)境。水系污染是指河溪作為水的主要運輸載體，礦業(yè)廢水常會直接排放到溪流中而成為污水排放的直接途徑。與此同時，礦業(yè)開采過程中排出的礦井廢水中含有大量的懸浮物和有毒礦物元素等污染物質(zhì)，這些廢水由于利用率較低，大部分會直接排入自然環(huán)境中，導致地下水污染，影響土壤質(zhì)量。

（三）誘發(fā)自然災害及破壞生物棲息環(huán)境

礦業(yè)活動打破了生態(tài)系統(tǒng)和地質(zhì)構造之間形成的相對穩(wěn)定的關系，開采作業(yè)使地表植被遭到嚴重破壞，易造成水土流失和局部沙化現(xiàn)象，而且廢棄礦坑礦井紊亂了自然水系環(huán)境，地下采空區(qū)的形成使水土流失更加嚴重，促使普通的自然現(xiàn)象引發(fā)為極具破壞力的自然災害發(fā)生。例如，礦渣尾礦的堆放，堵塞山谷洼地，使蓄水量增大，植被遭到破壞，極容易引發(fā)山洪暴發(fā)等洪澇災害，甚至引發(fā)泥石流現(xiàn)象以及山體滑坡等災害的發(fā)生。礦山廢棄地污染環(huán)境誘發(fā)自然災害，勢必嚴重影響生物棲息生存的環(huán)境，礦業(yè)活動使周邊地區(qū)的原生環(huán)境遭到破壞，植物群落受到損毀，造成生物遷徙受到阻隔，直接使內(nèi)部物種的數(shù)量和質(zhì)量受到影響，野生物種的種類和數(shù)量遭到削減，嚴重影響生物的多樣性。

二、礦山廢棄地景觀改造方法

（一）改造原則

礦山廢棄地景觀改造是一項復雜的系統(tǒng)化工程，主要概括為三方面內(nèi)容，即礦區(qū)污染治理，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境重塑，城市人居環(huán)境文化景觀設計。依據(jù)以上內(nèi)容進行景觀改造要遵循自然化、保護性和恢復性的總體設計原則。“自然化”是指模擬植物群落和地貌特征進行設計，將自然景觀引入工業(yè)景觀的重塑、塌陷地的生態(tài)恢復等景觀規(guī)劃之中，營造具有自然特色的工業(yè)景觀；“保護性”體現(xiàn)在將現(xiàn)有的地形地貌保護好，并結合水文學、地質(zhì)學等方面的技術信息，對其進行科學景觀改造；“恢復性”即運用先進的科學技術手段將已遭到破壞的生態(tài)環(huán)境得以恢復。

具體的礦區(qū)整體規(guī)劃和設計，還可借鑒景觀生態(tài)設計的“3R”原則，結合礦山廢棄地的具體特征進行景觀規(guī)劃設計，“3R”即減量化原則（reduce）、再利用原則（reuse）、再循環(huán)原則（recycle）[2]。

減量化原則：是指排除必要的設備、管理用房以外，景觀區(qū)域不再人為重新建造其他多余的建筑設施，使基地內(nèi)的能源、水資源、土地等資源的使用降到最低。在礦山廢棄地的改建中，減量化設計可理解為減少不必要的且與礦區(qū)人文、自然環(huán)境不相符的人為建造景觀，并將建設任務首先投入到由“生產(chǎn)環(huán)境”轉(zhuǎn)為“休閑娛樂環(huán)境”的基礎設施改造中，注重人們在休閑娛樂中體驗其安全、實用、便捷與舒適的功能。遵循減量化原則，對于景觀綠化設計和植被種植也應因地制宜，選取適于礦區(qū)環(huán)境生長的原生地植被體系為主，從而降低建設成本。

再利用原則：在景觀設計中，將原有場地的人工設施或自然資源進行新價值的再利用，即廢棄地的材料、植被、土壤、磚石、設施等物質(zhì)進行合理利用，使其具有新的功能屬性和價值。例如，礦山廢棄地中最顯著的地貌特征有礦坑、井道以及礦山機械設施等，應加以改造和利用。在總體規(guī)劃設計中，挖掘其獨有的歷史印記和文化價值，形成景觀設計的創(chuàng)新點。并且，對原礦區(qū)植物、廠房和其他設施，進行合理地設計改造，使其在保留原有時代印象的基礎上，成為主題性突出的休閑娛樂場地。這些方法不僅是節(jié)約成本，最大發(fā)揮礦山廢棄地的原有價值的必要做法，而且也是挖掘礦區(qū)工業(yè)文明的藝術價值，凸顯景觀設計深層文化主題的重要手段。

再循環(huán)原則：是指使礦山廢棄地中蘊含的水系資源、土壤資源、植被資源等形成一個有效的循環(huán)體系，將礦區(qū)的污染和有毒害物質(zhì)進行隔絕、稀釋、降解與吸收轉(zhuǎn)化，形成一個自然的、具有自行清潔污染功效的循環(huán)保障體系。循環(huán)保障體系包括地表植被、水生植物群、地下井道礦坑封存體系等。其作用體現(xiàn)為地表植被把污染源覆蓋、吸收、降解形成清潔循環(huán)系統(tǒng)。水生植物群可吸收降解污染物的水循環(huán)清潔系統(tǒng)。在景觀水系統(tǒng)的設計中，對污染的水源首先要清理污染源，此外，還應在水系循環(huán)中將水生植物群落的自然凈化與景觀設計相結合，從而達到美化和凈化的雙重功效。地下井道存放、堆積污染物，阻斷污染源排放的存儲系統(tǒng)的設計，使其成為屏障性設施。系統(tǒng)設施的設計應該在滿足循環(huán)功能的基礎上與場地景觀藝術效果相結合，并對場地內(nèi)后續(xù)產(chǎn)生的生活污染物進行消化處理，使整個景觀改造運行中實現(xiàn)良性循環(huán)的設計，確保水文、土壤、大氣等環(huán)境的改善，逐漸恢復原有的自然生態(tài)體系的良性循環(huán)。

（二）設計理念

礦山廢棄地景觀再生設計的理念是，“將實現(xiàn)礦山廢棄地生態(tài)恢復與景觀重建相結合，在礦區(qū)工業(yè)遺存的基礎上，運用景觀設計手段，通過開敞空間環(huán)境重塑，使礦山廢棄地得以重新利用；同時成為具有一定公共設施、一定規(guī)模自然生態(tài)基底和人文內(nèi)涵、秉承礦業(yè)景觀特色的多重含義的城市公共空間?！盵3]結合我國經(jīng)濟建設方針與礦山廢棄地改造理念整合，形成新的設計理念，具體體現(xiàn)在以下幾方面：第一，景觀改造設計以安全為主兼顧實用的理念。礦山廢棄地之前作為工業(yè)生產(chǎn)場所而建造，其安全措施與人居休閑娛樂場所的安全措施要求不同，所以不論是山區(qū)會所建設、工業(yè)遺跡場館建設、深層地質(zhì)博物館建設等，都應整體規(guī)劃和改建新的安全體系和設施，并且排除安全隱患，避免對周邊其他人居和自然環(huán)境造成污染與破壞。第二，節(jié)能、低碳的景觀改造設計理念。少改造、多修復，避免在改造過程中對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)進行二次污染與破壞，避免在改造中形成不必要的人力物力的浪費而事倍功半，并且采用集約化設計、修復改造設計的方法，采用當?shù)卦械奈镔|(zhì)資源和建造物設施進行功能化、藝術化的整合。第三，因地制宜的景觀設計理念。改造項目應建立在原有地形地貌特征的基礎上進行，借用自然環(huán)境和人工環(huán)境形成新的景觀效果，植被的選擇要適宜當?shù)氐臍夂颦h(huán)境，應以本地原有自然植被為主要綠化設計手段。第四，主題突出，功能多樣的景觀設計理念。針對不同礦山廢棄地的特點和當?shù)氐娜宋奶厣M行主題規(guī)劃設計，改建目標要避免刻板、僵化，將景觀的藝術性與實用價值的技術性相結合。

（三）設計內(nèi)容具體實施方法

礦山廢棄地的景觀設計常見的設計對象，包括地表痕跡、廢棄礦業(yè)設施、礦業(yè)生產(chǎn)污染物、植被綠化等。通過設計對象的逐一分析，我們更具體地了解其設計方法與注意事項。

1.地表痕跡，主要有廢棄的礦渣、石塊的堆積帶、交通道路痕跡、井道坑口痕跡等，這些是景觀設計改造的主要對象，直接影響景觀設計效果。因此，設計師可以依據(jù)設計的主題，將礦產(chǎn)地上這些獨特的地表痕跡進行保留，選擇性保留、選擇性覆蓋或消除等方式進行處理。針對礦區(qū)主題，將地表痕跡作為設計主題的體現(xiàn)，多以保留、選擇性保留的設計為主，如建成獨具特色的大地藝術等景觀效果，而不是單一化的消除和人工掩蓋[4]。另外，對于破壞性的或者是存在安全隱患、具有污染性的地表痕跡應加以有效改造，確保安全無害。礦坑是地表痕跡的代表類型，礦坑中多半形成積水，根據(jù)其水質(zhì)可做不同的利用。比如將廢水回收，作為特殊化工用水。礦坑可用于復墾造田，通過邊坡穩(wěn)定治理、生態(tài)復綠、場地平整等，將廢棄礦坑改造成農(nóng)田用地[5]；或者將礦坑開發(fā)，為考古、文化教育、科學研究等提供新途徑；也可以開發(fā)旅游資源，重新改造礦坑及其周邊的自然環(huán)境和人文景觀，建成人文旅游景區(qū)。

2.廢棄礦業(yè)設施，可以分為地面設施和地下設施，主要包括礦產(chǎn)地中廢棄的建筑物、開采設備、倉儲設施、道路等，對其改造設計也是影響其景觀設計的重要因素。處理這些廢棄設施可以采取修復保留、拆除和改造利用三種處理方式，其依據(jù)主要是要結合地表痕跡的特征，按照設計整體的規(guī)劃方案進行。拆除主要是針對有負面影響的設施，排除安全隱患，排除不符合主題效果的設施，同時應將拆除與重建相結合；修復保留主要是指可以保留工業(yè)建筑或者是生產(chǎn)設施，將有特征的老建筑或?qū)w、基礎框架構建保留、修復、重建，形成新的休閑空間，將生產(chǎn)設施修復，形成觀摩對象或者改造成具有主題特色的裝飾藝術品等；改造利用主要是指將礦業(yè)廢棄物進行再利用，就地取材，進行加工后再利用。例如，將廢棄金屬板材熱溶后再鑄成新設施，將瓦礫磚塊或建筑石材粉碎作為混凝土原料等。

3.礦業(yè)生產(chǎn)污染物是礦山廢棄地環(huán)境改造生態(tài)恢復的重要處理對象，污染物清除處理應主次分明，突出實效，而且還應對被污染的土壤、水系統(tǒng)進行處理。對于嚴重污染的土地，需要完全移除受污染的地表土壤和其他有毒有害的礦物；對于污染程度較淺的土地，可以采用換土或覆土，覆土前加一層低活性、粗顆粒物質(zhì)作為隔離層，以防止重金屬因毛細管作用向上遷移導致植物的退化[6]，對于那些在礦業(yè)廢棄地上能夠恢復成新的生態(tài)系統(tǒng)，不足以對環(huán)境破壞造成影響，或者可以將其作為一種工業(yè)遺產(chǎn)時，則可使其自然留存，適當保留。

4.植被綠化是景觀設計的重要組成，也是改善礦山廢棄地地貌特征，修復生態(tài)環(huán)境，消除污染的重要因素。礦山廢棄地的表面通常會形成極端的生態(tài)環(huán)境，尤其是礦產(chǎn)的種類等影響會使礦區(qū)土地含有較高的金屬元素，以及水源的污染和破壞，這些使植物定居和植被恢復十分困難，為景觀設計的可實施性增加難度[7]。因此，植被綠化設計顯得尤為重要，它可以概括為綠化形式設計以及植被組成和種類的選擇，礦山綠化設計的形式應因地制宜，結合功能性與美觀性于一體。植被組成的層次應多樣豐富，盡量接近本地區(qū)自然植被的組成特征，樹種的選擇不但要選擇易于種植的成活率高的本地物種，而且，還可以引進具有一定抗污染性的植物。除此之外，還要在滿足景觀生態(tài)功能的前提下，充分考慮到植被覆蓋區(qū)域?qū)ξ廴疚锏淖韪?、降解、吸收，起到逐層防護的作用，要兼顧美觀性與功能性。

三、結語

綜上所述，本文因礦山廢棄地大量存在現(xiàn)象，分析其對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成巨大的負面影響，進而分析研究其景觀改造的方法，化害為利，使其成為獨具特色的休閑場所。1.對礦山廢棄地的生態(tài)特征及其影響進行研究，得出三方面的負面影響，即對地形地貌的碎裂化的破壞；對礦區(qū)形成嚴重的環(huán)境污染及擴散性的污染源；誘發(fā)自然災害及破壞生物棲息生境。2.結合礦山廢棄地的特點，分別從改造原則、設計理念和具體實施方法這三方面闡述了礦山廢棄地的設計改造方法。3.針對地表痕跡、廢棄礦業(yè)設施、礦業(yè)生產(chǎn)污染物、植被綠化等四項內(nèi)容，有針對性的對礦山廢棄地景觀改造實施的具體方法加以分析。

[1]格默爾R.P.工業(yè)廢棄地上的植物定居[M].倪彭年，譯.北京：科學出版社，1987：46.

[2]Elliott,D.et.al.The waste land[J].Newsweek，1993（26）：10-15.

[3]郭煥成.我國的土地恢復[J].生態(tài)學報，1990（1）：24-26.

[4]谷泉.大地藝術[J].美術觀察，2011（7）：70-76.

[5]李永庚，蔣高明.礦山廢棄地生態(tài)重建研究進展[J].生態(tài)學報，2004（1）：95-100.

[6]趙娜，李元，祖艷群.金屬礦區(qū)先鋒植物與廢棄地的植被恢復[J].云南農(nóng)業(yè)大學學報，2008（3）：392-395.

[7]盛卉.礦山廢棄地景觀再生設計研究[D].南京：南京林業(yè)大學，2009.

Landscape Planning and Design of Mining Wasteland

Li Tong，Jing Fuquan
（Department of Art and Design,Shenyang Normal University,Liaoning Shenyang110034）

China is rich in mineral resources.Mining exploitation activities are developing rapidly.A lot of mineral resources are exploited,while there is still mining wasteland.Because of the improper handling,the mining wasteland becomes a new environmental pollution and ecological damage factors.It seriously affects people's life quality and impedes the sustainable development of ecological environment.In reaction to the phenomenon,the design of the reuse of mining wasteland is studied.The environmental impact of mining wasteland is analyzed.Then landscape transformation principle of mining wasteland is analyzed,the design idea and design content is discussed.Appropriate design method of reconstruction of mining wasteland is put forward.It hopes to provide references for the theory research of mining wasteland landscape design and industrial heritage protection.

mining wasteland；landscape design；3R principle

X 705

A

1674-5450（2016）03-0144-04

2015－11－20

2010年遼寧省社科基金項目（L10BWJ010）；2015年遼寧省社科聯(lián)與高校聯(lián)合項目（W201577）

李彤，女，遼寧撫順人，沈陽師范大學講師，藝術學碩士，主要從事藝術設計及理論研究；荊福全，男，江蘇南京人，沈陽師范大學副教授，藝術學碩士，主要從事環(huán)境設計及理論研究。

【責任編輯：王鳳娥責任校對：趙偉】