礦山高陡巖質邊坡生態(tài)恢復與景觀營造研究及應用

張東東

（湖南中核建設工程公司，湖南 長沙 410000）

廢棄礦山是由于采礦活動而形成的極度退化的生態(tài)系統(tǒng)，原有的植被因環(huán)境變化而減少、退化乃至消失，特別是高陡巖質邊坡，生態(tài)恢復難度大，傳統(tǒng)礦山邊坡生態(tài)恢復工程更多注重邊坡的可靠性與安全性，邊坡設計也以恢復工程技術和植被選擇為主，稱不上真正意義上的生態(tài)恢復。筆者通過實際案例提出了景觀治理的新思路，以期為廢棄礦山生態(tài)環(huán)境治理與景觀設計提供參考。

1 礦山高陡巖質邊坡生態(tài)恢復目標

礦山高陡巖質邊坡的生態(tài)恢復可總結為三個目標：恢復綠色、恢復景觀、恢復生態(tài)。

恢復綠色：也就是我們常說的“復綠”，運用工程技術方法使植物可以在邊坡上生長，相對裸露的石坑、高陡的石壁，在視覺上實現(xiàn)了綠色覆蓋的效果，這也是目前行業(yè)內普遍實施并認為的生態(tài)恢復目標，這樣的“復綠”其實是“假的生態(tài)恢復”。

恢復景觀：是在復綠的基礎上實現(xiàn)更高層次的美學效果，形成一定的觀賞價值，在植物搭配、工程措施等方面提出更高的設計要求。

恢復生態(tài)：是最高標準，除了植物覆蓋、視覺效果的要求外，更要實現(xiàn)邊坡生態(tài)群落（包括植物、動物、微生物等）的自然演替，達到逐漸減少人為干預，實現(xiàn)長期穩(wěn)定（10、20年或更長）的效果。這才是真正意義上的生態(tài)恢復。

2 礦山高陡巖質邊坡生態(tài)恢復思路與方法

要實現(xiàn)礦山高陡巖質邊坡生態(tài)恢復，首先我們要解決“復綠”的問題，礦山高陡巖質邊坡復綠一直是行業(yè)的難題，目前采用的邊坡治理技術有：噴播式、坑槽式、孔穴式、懸掛法等，都沒有很好的解決邊坡復綠問題。例如：噴播式復綠技術，基本原理是利用噴射機將基質噴射到坡面上，在坡面形成一層可供植物生長發(fā)育的基質層。客土噴播及厚層基材噴播基質附著性一般，基質受雨水沖刷易脫落。噴混植生及植被混凝土技術是在噴射基質中加入水泥作為粘結劑，但是由于加入了水泥，導致基質堿性偏高，植被無法良好生長，后期養(yǎng)護成本過高，且容易退化。

針對此問題，結合多年礦山地質環(huán)境治理的施工經(jīng)驗及科研積累，提出藤本植物+改良型厚層基材噴播植生復合技術，首先對普通厚層基材噴播技術進行改良。在不添加水泥的情況下增加厚層基材的附著力，提高基質的抗雨水沖刷能力，再結合藤本植物的攀爬特性，不僅解決了礦山高陡邊坡甚至反坡情況下的復綠難題，更實現(xiàn)了良好的景觀效果。

3 礦山高陡巖質邊坡生態(tài)恢復與景觀營造研究

3.1 普通噴播復綠技術改良

邊坡復綠是礦山生態(tài)恢復的基礎，噴播技術又是比較高效且常用的邊坡復綠技術，本次通過大量實驗，最終采用吸水樹脂作為吸水劑及聚丙烯酸鉀作為粘結劑對普通噴播技術進行改良，使得噴播基質結構團粒化，增強抗侵蝕能力，增加孔隙度，維持良好的透氣性及滲透性，并通過調整成分測試其最佳配比為：植物纖維40Kg，砂壤土0.40m3，有機肥3Kg，水50L，吸水樹脂1000g，聚丙烯酸鉀110g。

3.2 藤本植物在邊坡生態(tài)恢復中的作用

藤本植物作為地被覆蓋邊坡具有獨特的美學景觀和生態(tài)效果，正日益受到重視。

表1 5種礦山邊坡生態(tài)恢復技術對比一覽表

由于大多數(shù)藤本植物根系特別發(fā)達，匍匐莖縱橫交錯，在礦山邊坡表面形成一個綠色植物覆蓋網(wǎng)，從而有效地防止了雨水侵蝕，起到了較好的護坡作用。葉下形成的小氣候，有利于附生植物地衣、苔鮮的生長，對于常綠藤本植物，葉片四季常綠，枝葉的防護效果更好。特別是當邊坡坡度大于55°時，即使是有三維網(wǎng)加固，雨水仍會將網(wǎng)內土壤逐漸沖刷流失，普通噴播方式常遭失敗，而藤本植物具有的氣生根或吸盤，能緊緊地吸附在邊坡上，覆蓋在表面的枝葉緊密絞織在一起，對雨水的沖刷起到了較好的緩沖作用。

藤本植物緊貼礦山邊坡匍匐生長，是邊坡綠化的優(yōu)美背景。許多藤本植物的觀賞性好，生機勃勃，枝葉茂盛，葉形、質感、葉色的可觀賞性強，有些藤本植物的花形花色美麗，如凌霄、紫藤等，有些秋天葉色會變紅變黃，如五葉地錦等將邊坡渲染成五彩斑斕的景觀效果。

3.3 常用礦山邊坡生態(tài)恢復技術對比研究

通過對5種常用礦山邊坡生態(tài)復綠方法效應、植物覆蓋率和植物多樣性對比分析，得出藤本植物+改良型厚層基材噴播植生復合技術：適用范圍廣，施工機械化程度高，效率高，植物選型豐富，植被覆蓋率高，植物多樣性好，成本適中，生態(tài)恢復效果好，適用于礦山高陡巖質邊坡。

4 工程實例

4.1 工程概況

長沙市雨花區(qū)跳馬鎮(zhèn)龜坡廢棄礦山開發(fā)始于20世紀80年代末，已停產(chǎn)關閉多年，邊坡垂直高差達70米，礦山邊坡地層為砂巖，呈強風化～中風化狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，礦山邊坡右側3級，左側1級，右側第二、三級和左側邊坡傾角大，大部分地段大于73°（坡比1:0.3），并存在反向坡地段，右側第一級邊坡傾角在65°～70°，部分地段傾角大于73°，坡面少土或無土，少水，少養(yǎng)份，植物生長環(huán)境惡劣，被稱為“湖南省礦山邊坡生態(tài)恢復難度最大的施工項目”。

4.2 設計目標

近期目標：運用藤本植物，結合本土灌木、草本建造可持續(xù)的坡面復合植被系統(tǒng)，達到建造成本合理，養(yǎng)護方便、費用少、景觀效果好的目標，實現(xiàn)“春有花、夏有蔭、秋有果、冬有綠，一年四季常青鳥語花香”的景觀效果。

遠期目標：要實現(xiàn)邊坡生態(tài)群落（包括植物、動物、微生物等）的自然演替，達到逐漸減少人為干預，實現(xiàn)長期穩(wěn)定的生態(tài)恢復效果。

4.3 恢復效果

2019年10月17日，業(yè)主單位組織相關專家現(xiàn)場驗收，結論為：

工程總體施工工序完整，完成質量較好，植被覆蓋率高，植物多樣性好，小動物也逐漸增多，生態(tài)恢復及景觀效果好，達到了設計圖紙及規(guī)程規(guī)范的要求，超出預期效果，一致同意通過驗收。

4.4 經(jīng)濟及社會效益

龜坡礦山邊坡生態(tài)恢復面積約3萬平米，合同金額約600萬元，綜合單價約200元/m2，相比其他礦山邊坡生態(tài)恢復技術200-600元/m2的價格，藤本植物+改良型厚層基材噴播植生復合技術，成本低廉、并能有效解決礦山高陡巖石邊坡生態(tài)恢復問題，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。

2019年初，湖南衛(wèi)視、湖南經(jīng)視、湖南日報、長沙晚報、瀟湘晨報等媒體相繼報導了該項目的生態(tài)修復成果，新聞大求真對該項目做了專題報導，截至2019年底播放量已達到了900多萬次，藤本植物+改良型厚層基材噴播植生復合技術，有效解決了礦山高陡巖質邊坡生態(tài)恢復難題，美化礦山環(huán)境，符合國家倡導的低成本、高質量的發(fā)展要求，該研究成果的推廣，為我國礦山生態(tài)恢復與環(huán)境保護科學的發(fā)展作出了創(chuàng)新貢獻，產(chǎn)生了巨大的社會效益。

圖1 生態(tài)恢復前后對比圖

圖2 媒體報導

5 結論

綜上所述，形成如下結論：

（1）礦山生態(tài)恢復與景觀營造應根據(jù)礦山的不同生境條件，結合生態(tài)、景觀、經(jīng)濟等需求，構建適宜的植物群落。

（2）礦山生態(tài)恢復與景觀營造涉及多方面的知識和范疇,需要進行跨學科的整合研究,來應對解決諸多復雜的問題和挑戰(zhàn)。

（3）礦山生態(tài)恢復與景觀營造目標的實現(xiàn)離不開生態(tài)復綠技術的支撐,否則,將無法取得成功。