新鄉地區斷巖和宕口采空區的生態恢復技術探討

張家洋

摘要：指出了礦石開采導致了礦區生態環境的嚴重破壞和退化，并引發了一系列生態環境問題，這些生態環境問題嚴重影響了社會經濟的可持續發展。以新鄉地區斷巖和宕口采空區為例，對斷巖的生態恢復方法和植物配置方式、宕口采空區的復墾、復綠方式和植物配置進行了深入探討，提出了以生物措施和工程措施相結合的綜合治理方法，以達到物種多樣性和近自然景觀的目的，以期為今后進行同類型生態工程重建提供一定的實踐參考。

關鍵詞：斷巖；宕口采空區；生態恢復

中圖分類號：S688

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2016）08000702

1 引言

在社會經濟建設中，城市的擴建、交通網絡的發展、尤其是礦石的開采都會形成大量巖質邊坡及礦渣廢棄地，帶來一系列的地質環境及生態環境問題[1]。邊坡的不穩定性導致了水土流失、泥石流、滑坡等許多不良地質災害；礦渣廢棄地不但占用大量的土地，還是嚴重的污染源[2]。因此，巖質邊坡的生態恢復已成為國家一項緊迫而極其重要的研究課題。20世紀70年代末，我國才開始嘗試對礦山廢棄地進行生態修復，在 90年代之前礦山廢棄地的生態修復工作基本上都處于小規模、低水平的狀態[3]。近些年來，廢棄礦山的生態修復取得了一定的成績。但生態環境及景觀恢復往往受條件制約，許多巖質采場及邊坡綠化后效果不理想[4]。因此探索適宜巖質邊坡生態修復的綜合治理技術，構建可持續發展的人工植被，是目前的熱門研究方向[5]。

2 研究區概況

新鄉鳳凰山位于新鄉市北部鳳泉區境內，系太行山余脈丘陵向平原過渡地帶，呈東西轉西南走向，主峰海拔292.7 m，面積20.36 km2。20世紀70年代以來，隨著新鄉市規模的擴大，建設項目的增多，對石灰等一些建筑材料的需求與日俱增。僅鳳泉區北部30 km2之內采石、碎石、白灰、水泥等企業近300家，成為當時河南省三大建材基地之一[6]。但是，在大力發展建材工業的同時，由于無序、過度開采，導致水土流失、植被破壞、空氣污染，使鳳凰山的生態環境遭到了災難性的破壞，這不僅嚴重影響了當地人民的生產和生活，而且對周邊地區和整個新鄉市區的環境和景觀造成了極大的危害，成為阻礙新鄉市經濟和生態可持續發展的一個障礙。因此，為了改變鳳凰山生態環境惡化的現狀，迫切需要對其進行生態修復，以恢復和還原人類的生存空間，改善人類的生活環境和質量，促進和建立完善的生態安全格局，保持人類環境的生態平衡。

3 斷巖的生態恢復

3.1 掛網客土噴播

其原理是利用客土摻混粘結劑和固網技術，使客土物料緊貼石坡面，并通過有機物料的調配，使土壤固相、液相、氣相趨于平衡，創造草類與灌木生存的良好環境，以恢復石質坡面生態功能。對結構穩定的斷巖或已作拱架的斷巖，可不掛網，而向巖面直接噴射混合好的材料。植物配置方式有以下幾種。

3.1.1 草種混播式

選用2～3個草種（冷季型與暖季型兼有）按一定比例混合后播種，還可加入適當地被植物及一、二年生草花種子，形成富有自然田野風味的綴花草坪（表1）。

在混播時，草種的生長速度、擴繁方式、分生能力以及在顏色、質地等方面應該基本相近，同時在發病率、潛在發生病害上應有較大差異。如將冷季型的多年生黑麥草、高羊茅，暖季型的狗牙根，地被植物白三葉及草花這四類植物以1∶3∶4∶2的比例混合，按8～12 g/m2的密度撒播或噴播。多年生黑麥草競爭能力非常強，故所占比重以10%左右為宜，地被植物及草花作為輔助材料，所占面積不得超過草坪總面積的1/4～1/3。

3.1.2 灌草混播式

植物配置類型可用：夾竹桃+黃櫨+野菊+白三葉，花椒+火棘+紫花苜蓿+狗牙根。

3.1.3 藤草混播式

藤草結合的種植方式能迅速成坪，達到綠化與防護的目的。種植時同時在斷崖頂部種植垂枝型藤本，如迎春、扶芳藤、連翹等；底部種植攀援型藤本，如爬山虎、葡萄、美國凌霄、絡石等；兩類藤本中間噴播復綠。此種綠化方式對于工程防護與生態防護相結合的斷巖非常適用，可減少構造物的壓迫感和粗糙感，將斷巖與自然景觀有機結合起來。

植物配置類型可用葛藤+葡萄+馬尼拉+波斯菊或絡石+爬山虎+黑麥草+虞美人。

3.2 普通噴播

植物配置與掛網客土噴播植物配置一致。

3.3 噴混植生

實際也是客土噴播，只是在鍍鋅網的下面固定了植生帶，客土中的穩定劑以適量的水泥代替，其景觀效果不如客土噴播。但對于坡比陡于1∶0.5的石質邊坡， 其穩定效果要好于客土噴播。

植物配置與掛網客土噴播一致。

4 宕口采空區的生態恢復

4.1 宕口采空區的復墾

在生態恢復前應先對宕口采空區進行復墾，內容有平整土地、覆蓋土壤等。

首先，按所在地域自然環境和復墾地利用方向的要求，對于宕口采空區殘留的石壩、石崗應進行清除，對高出擬復墾基準面的巖土進行剝離，低于擬復墾基準面的凹坑進行回填，使地面平整，并進行必要的防洪、排澇及環境治理等。

然后，對土壤進行改良，徐州市山地為石灰巖山地，土壤偏堿性，可施加少量石膏， 降低土壤pH值，使pH值保持在7.0～7.5之間。覆土時利用灌水、機械壓平等物理方法進行土壤沉降，使土壤保持一定的緊實度 ，具體要求如下：

（1）覆土厚度為自然沉實土壤0.5 m以上。

（2）覆土后平整場地，坡度不超過15°。

（3）覆土土壤性質良好，為疏松、通氣、透水的砂壤至壤土；土壤pH值一般為7.0～7.5，含鹽量不大于0.1%。

最后，對土壤進行處理，在平整場地同時，施基肥、殺菌，以防治病蟲害及雜草。

4.2 復綠方式和植物配置

宕口采空區復墾完之后即進行植被恢復，可選用以下復綠方式和植物配置。

4.2.1 種植經濟型喬木、灌草與地被

（1）草種混播式。植物配置同斷巖的草種混播式。

（2）草塊鋪植式。草塊鋪植采用滿鋪的方式。在人工或野生草坪上，鏟取25 cm×25 cm大小、厚3～3.5 cm的草皮作鋪植材料。宕口采空區平整后進行草皮鋪植，鋪完壓緊后噴水，在以后的半個月內每天噴水1～2次。鋪植草塊時，塊與塊之間要緊密銜接，上下行之間的草塊須錯開鋪設。

滿鋪有狗牙根滿鋪和高羊茅滿鋪兩種方式。

（3）灌草混栽式。采用灌木與草本植物或地被植物混合種植，利用兩類植物的優勢可達到攔蓄地表徑流、減輕侵蝕的目的。一方面，在種植初期，草坪可為灌木生長提供一個較好的土壤條件；另一方面，在后期灌木生長穩定后，能保護草坪，起到截流與抑制雜草生長的作用。

灌草混栽按1行灌木、4行草本植物，行距20 cm，橫向開成水平溝栽植，其中灌木采取交錯列植方式種植。注意壓實土壤，使植物根系與土壤緊密結合。可供選擇的適生灌木有夾竹桃、花椒、木芙蓉、云南黃馨、火棘、孝順竹等；適生草種有馬尼拉、白三葉、高羊茅、狗牙根等。

灌草混栽的類型有：云南黃馨+高羊茅；孝順竹+狗牙根撒播。

（4）喬灌草混栽式。選擇一些喬灌草按常綠與落葉，闊葉與針葉、冷季型與暖季型搭配。

喬灌草混栽的類型有：石榴、五角楓+胡枝子+狗牙根；杏樹、銀杏+海桐、火棘+馬尼拉、鳳仙花。

4.2.2 穴植灌木、藤本

利用灌木、藤本的生物學特性和景觀學特點，將其與其他植物材料按照設計的栽培方式栽植，形成特有的景觀效果。

可供選擇的植物有：石楠、花椒、夾竹桃、迎春、胡枝子、鹽膚木、葡萄、葛藤、扶芳藤等。

4.2.3 普通噴播

宕口采空區平整后，將種子、肥料、土壤穩定劑等按一定比例混和成泥漿狀噴射到采空區上。植物配置方式有2種。

（1）草種混播。植物配置跟種植喬木、灌草、地被、藤本的配置一致。

（2）灌草混播。可供選擇的適生灌、草基本與宕口采空區的灌、草混栽一致。

配置類型可為：夾竹桃+菲白竹+馬尼拉，花椒+鋪地竹+白三葉等。

4.2.4 植生帶技術

通過生產線將植物種子按一定比例均勻地播撒在兩層布質或紙質無紡布中間，然后通過行縫、針刺及膠粘等先進工藝，將尼龍防護網、植物纖維、綠化物料、無紡布密植在一起而形成一種特制產品。將其覆蓋在地表面，只需適量噴水，就能長出茂密的植物。

5 結論與展望

新鄉市鳳凰山是新鄉市城區范圍內唯一的一座山體，在構建生態新鄉、和諧新鄉戰略中具有重要的地位。因此恢復和重建礦山廢棄地來塑造景觀、改善環境是一個不容忽視的問題。巖質邊坡生態條件惡劣，缺乏植物生長必備的基本條件，自然恢復難度大，一般在礦區廢棄地上自然恢復時間需要50～100年，坡面恢復時間則更長[7～10]。 為了盡快使巖質邊坡植被生態修復進入可自我演替發展的階段，必須采用有效的綜合治理方法才會達到理想的生態修復效果。前期首先根據坡度類型對巖質邊坡進行相應的穩定性治理，進而選擇適宜的喬木、灌木、草本、藤本植物進行合理搭配種植，結合立模澆筑混凝土種植槽等工程措施以達到植物群落多樣性和近自然景觀的目的。

參考文獻：

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