閔煜 楊帆
摘 要 礦區經過密集的采礦活動后植被遭到嚴重的破壞,生態系統不能維持平衡,隨著國內對于礦區廢棄地的重視,許多地方將礦區的生態恢復作為環境整治的重點,以湘西花垣李梅礦區的植物景觀恢復生態恢復為案例,著重討論植物景觀的重建,為礦區生態恢復作出貢獻。
關鍵詞 植物景觀恢復;廢棄地;重金屬污染
中圖分類號:S718.5 文獻標志碼:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.18.061
1 李梅礦區廢棄地基本情況
湘西花垣位于湖南西部武陵山脈中段屬中亞熱帶季風濕潤氣候,特征分明,地形復雜,南部、西南部地區屬于典型中低山區。最高海拔1 197 m,最低海拔212 m。礦山植被、景觀、土地和地表水均遭不同程度的破壞,局部地區的水源、大氣和土地受到嚴重污染,采空區地面變形(地面塌陷、地裂縫)、崩塌、滑坡、泥石流(尾砂流)等地質災害時有發生[1]。
李梅鉛鋅礦區面積較大,森林資源比較豐富,經過幾十年的開采,山體植被破壞嚴重,經林業部門勘測調查,李梅礦山區域現狀保存的植物分布散亂,較為完整的群落包括馬尾松幼齡林和近成過熟林、柏木幼齡林和中齡林、杉木幼齡林和中齡林、闊葉樹林、經濟林。
2 廢棄地植物景觀恢復目標
植物景觀規劃在總體規劃布局上將林區分為植樹造林區、鄉土樹種保留區、引種植物區、花果園區、經濟林區[2]。景觀規劃在步驟上分為生態覆綠階段、植物景觀開發階段、植物特色景觀塑造階段。現階段,以整體上以生態覆綠為主,保留原有林木,改良土壤基質,匯集水源,種植出第一批能生長繁衍的植被。
3 廢棄地植物景觀恢復方法和技術
3.1 地形的平整
由于李梅礦區屬于鉛鋅礦,常年的非法開采和疏于管理,路邊和坑頂堆積了大量的廢礦石,山體挖斷面較多,容易造成塌方和泥石流,因此采用坡面處理技術,進行坡面穩固和廢棄物的平整,具體措施如下。
1)采礦剝離廢石、廢礦渣無序堆放形成的不穩定邊坡可降低坡高、坡角、邊坡加固、襯砌護坡、在有效部位建設攔擋工程、設計相應的排水、防水工程。可根據廢渣的類型及塊(粒)0度,將粗粒或大塊的鋪墊在下部,碾壓密實,逐層向上回填。
2)將含不良成分的巖土堆放在深部,品質適宜的土層包括易風化性巖層安排在上部,富含養分的土層宜安排在排土場頂部或表層。
3)在選礦區剝離出含有毒有害或放射性成分時,必須用碎石深度覆蓋,必須同時采取防滲措施[3]。
4)根據規劃設計的要求,高差變化較大的地方采用逐級修建種植平臺的,形成多層次的觀賞面。
3.2 土壤的改良
3.2.1 物理修復
礦山土壤條件較差,大面積長時間的覆蓋了礦渣廢石,深層土壤缺乏肥力和水分。因此在初期的土壤改良方法中,覆蓋15~20 cm的客土可獲得較好的生態修復效果。花垣縣當地山地較多,選用當地富含有機質的土進行全面的覆蓋,能確保種植效果,覆土的時間應選擇種植前一年進行,殘土在雨雪和解凍過程中有利于土壤的熟化,有利于第一批植被的生長。
3.2.2 生物修復
微生物改良技術也可以用于基質土壤的改良。在平整場地引入一些生命力強的綠肥植物如豆科、禾本科、十字花科的植物能起到熟化、改良土壤的作用。豆科植物擁有根瘤菌,根系發達,根系腐爛后對土壤有膠結和團聚作用,改善了礦地基質的結構和肥力。因此在第一批覆綠的植被中選擇了紫穗槐、胡枝子和黃花決明等改良土壤的植物。使在植物生長的同時能改善土壤肥力,為后期種植的喬木提供優良的生長條件。
3.3 植物的選擇
礦區存活下來的原生植物展現了在污染環境中具有極強的適應性。據研究表明花垣鉛鋅礦區以菊科、禾本科、薔薇科的種數為多。草本植物23種,占43.4%,灌木16種,占30.2%。這反映出草本植物和灌木對惡劣環境的適應能力較強[4]。因此,在選擇植物品種的過程中,從菊科、禾本科、薔薇科中篩選,率先栽植這些富集型植物。再依次選擇適合當地氣候條件、耐瘠薄,對土壤具有較強改良作用的鄉土植物。
栽植的區域方面,禾本和灌木其生長速度較快,造價較低,適合進行大面積的種植,而對于地質結構較穩定,功能價值較高的區域,依據適地適樹原則可以選擇速生的喬木品種。喬木層植物可選用:女貞、樸樹、刺槐、樟樹、欒樹、鹽膚木、楓楊、杉木和楊樹等。灌木層植物可選用紫穗槐、馬棘、胡枝子、夾竹桃、黃花決明、火棘和油茶等。草本層植物可選用狗牙根、大花金雞菊、波斯菊、黑麥草、芒草、紫云英和白三葉等。
3.4 種植方法
要充分考慮植物的不同立地環境,采用不同的栽植技術。應用技術包括:噴播技術、栽植技術、種子散播技術、植生袋技術和植被徑技術等。
1)坡度小于30°的廢棄地,可修整為自然坡形。采用種子播撒技術,噴灑花草種子,在坡腳處放置植生袋,穩固坡腳。對于趨于平地的場地,挖種植穴并且覆土在300 mm左右。可種植一些速生的喬灌木如杉木、欒樹、紫穗槐等。
2)坡度大于30°小于50°的廢棄地邊坡。采用三維網噴混植生法和液壓噴播法進行綠化。將草籽、肥料、種子粘著劑、土壤改良劑等按一定比例配比,通過機械加壓噴射到邊坡坡面。對于有明顯凹陷的坡面,可以采用掛三維網的方法固定基質[5]。禾本科植物和草籽因其生根淺、生長速度快成為主要的綠化材料。
3)對于坡度大于50°巖體裸露且穩定的高陡邊坡。可采用飄臺法進行綠化,可在坡面上鉆洞灌漿,用鋼架支撐起一行長短各異的飄臺,之后在飄臺中填土種迎春、金銀花、爬山虎等藤蔓植物。
4 結語
礦區廢棄地的生態恢復,不僅要立足當下的覆綠,還要立足于國情和當地遠期規劃。從地質勘查開始,實地調查地形、植被和氣候等,分門別類的進行逐步的生態恢復。規劃設計方面從近遠期規劃切入,合理劃分功能區域,對礦區的開發做出合理的定位分析。在未來的研究方向上,礦區生態恢復朝著開發更有效的生態恢復材料和更有效率的施工方法上努力,將極大地提高受損地塊的“康復”能力。將中國的工業發展留下的“傷疤”改變成成一塊美麗的痕跡是大家應該為之不懈努力的動力。
參考文獻
[1]王志勝,曹福存.礦山生態修復方法與植物配置模式研究[A].中國風景園林學會會[C].2013.
[2]陳海兵.武漢市鳳凰山破損山體植被修復效果研究[D].武漢:華中農業大學,2012.
[3]王姍姍,白雪松.廢棄礦山生態植被恢復技術與實踐——以菱鎂礦礦山植被恢復為例[J].遼寧林業科技,2012(2):41-42.
[4]張鴻齡,孫麗娜,孫鐵珩,等.礦山廢棄地生態修復過程中基質改良與植被重建研究進展[J].生態學雜志,2012,31(2):460-467.
[5]楊勝香,田啟建,梁士楚,等.湘西花垣礦區主要植物種類及優勢植物重金屬蓄積特征[J].環境科學,2012,33(6):38-45.
(責任編輯:趙中正)