廣州市礦山邊坡生態復綠方式及其適用性評述

廣州市地質調查院 曾祥偉，邱敏

一、前言

廣州市地處廣東省中南部，珠江三角洲北緣。區內開采利用礦產資源主要為非金屬礦產，主要包括建筑用花崗巖、水泥用灰巖、鹽礦、芒硝、煤炭、螢石、大理石、礦泉水及地下熱水等。其中，建筑用花崗巖為本市優勢礦種，巖性主要為燕山期二長花崗巖，礦石質量好，是優質建筑石料。20世紀80、90年代，采石場為廣州市經濟社會發展和城市現代化建設發揮重要的支撐作用。然而，由于無序開采和缺乏監管，造成開采掌子面基巖裸露、植被破壞，水土流失及地質災害隱患等礦山地質環境問題。2000-2006年，廣州市政府投入資金6億多元，分批次對已關閉的1000多個采石場進行整治復綠，累計植樹376.55萬棵，種草446.57m2，復綠面積共1268.1萬m3[1]。

廣州市大部分采石場邊坡坡度大于40°，少數礦山開采高差較大，坡度大于70°，甚至近于垂直[2]。隨著生態文明建設推進及人們對美好生活環境的訴求日益提高，各界對礦山地質環境，特別是邊坡生態修復愈加關注。關于低緩的巖土質邊坡，已有較多研究成果[3-5]，而礦山硬巖高陡邊坡生態復綠方式卻少有發表。廣州市整治復綠工程是一項無先例可循的浩大工程，前人在整治工程設計、復綠植物配置、生態修復土建工程技術應用等方面作了大量工作[6-8]，但受限于時間等因素，僅對早期整治復綠方式做介紹[9-10]，缺乏對廣州市礦山復綠方式及其適用性全面系統總結，尤其是高陡邊坡（坡度＞70°，高差＞50m）復綠方式應用未有論述。值得注意的是，這類型礦山因開采后留下裸露的高陡邊坡缺少植被生存所必需的水土生境，且不具備牢固攀附的力學條件，植被恢復難度極大，是礦山生態修復的重點難點。針對上述現狀，本文通過實地調查，總結廣州市礦山邊坡生態復綠方式及其適用條件，為正在興起的礦山環境治理及生態復綠提供技術參考。

二、礦山邊坡生態復綠方式

生態修復應綜合考慮礦山地形地貌、邊坡坡度及復綠工程成本等，科學合理選擇生態修復技術。根據實地調查，本文總結闡述廣州市礦山邊坡幾種常見復綠方式。

（一）板槽

在高陡甚至近于直立的裸露基巖巖面將制作的鋼筋混凝土插板嵌入石壁，插板與巖石壁呈“V”型，外沿砌制槽壁形成種植槽，為復綠植物提供儲存土壤和水分空間。板槽間距約1.5-3m。

（二）臺階

一般開采規模較大，高差大，開采面陡立，大面積基巖裸露且位于“三區兩線”內的礦山多采用臺階法復綠。該種方法在恢復生態景觀同時，通過調整、控制邊坡坡率有效降低和消除地質災害隱患，臺階級數為1至10級不等。

采取爆破等措施在開采面整理形成5-8m寬的平臺，平臺高差多為8-15m，臺階外沿砌高0.8-1.5m毛石擋土墻，覆客土厚0.6-1.3m，擋土墻間隔20-30m設伸縮縫，底部預留Φ75PVC管排水孔，并鋪設礫石作濾水層以防積水。在平臺覆土層種植細葉榕等易活喬木，內側和外沿種植五爪金龍和爬山虎等藤本植物，偶見夾竹桃等灌木。

（三）燕窩

在石壁微凹地形或破碎裂隙處開鑿出可儲存植物生長所需土壤和養分的巢穴，或構筑可直接懸掛燕窩狀預制件，而后種植草本植物和攀爬類藤本植物。

（四）格構梁

常用于結構不穩定或已發地質災害礦山邊坡。在淺層穩定性差邊坡澆筑混凝土框架形成規則網格如長方形等，框架節點處通過錨桿使框架與基巖牢固結合，框架內部回填土壤，可栽植根系較發達的灌木和小喬木。

（五）植生盆（槽）

常用于坡面微地形發育的巖石或土石邊坡。在石壁微凹或裂隙發育處打錨桿，用高強度砂漿澆筑成盆（槽）狀種植平臺，盆（槽）內種植爬藤和灌木等。建造密度一般為4-60個/100m2，直徑和內深不小于0.35m。

（六）掛籠磚

將黏結劑混入人工土壤基質壓實制成磚坯，在磚坯播種草本和藤本等種子經一段時間培育后形成較穩固的草磚，裝入可懸掛的過塑鐵絲網籠內，用錨桿固定在巖質坡面。籠磚規格通常為0.5m（長）×0.5m（寬）×0.2m（高）。

（七）土工格室

用聚乙烯或聚丙烯等材料制成“蜂窩狀”高強度塑料寬片立體網格，構成強大側向限制和大剛度結構體，格室充填優質土壤基質，栽植灌木、草本和藤本等。土工格室高0.1-0.2m，格室焊點距離0.3-0.8m。多見于坡度低，高差小，巖土質邊坡。

（八）噴混植生

又稱植被混凝土法。用噴混機將土壤、有機質、長效化肥、黏合劑（混凝土）及植物種子等干料混合加水后噴射到巖面，形成厚近10cm具連續孔隙的硬化體。

（九）穴植

在坡面穩定的土質或土夾石礦山邊坡較常見。施工簡單，在坡面按一定間距直接挖掘形成種植穴，穴內補充營養基土后栽植喬灌草或地被植物等苗木。

三、復綠方式應用及效果

采用板槽復綠方式的礦山多位于臨近居民區和開發區，以“一面墻”式巖質高陡邊坡為主。板槽作用為承儲土壤，為復綠其生長環境和空間。種植簕仔樹、銀合歡、夾竹桃、簕杜鵑、寬葉草、蟛蜞菊及五爪金龍等灌木和藤本植物，可覆蓋直立裸露巖面，效果良好。

位于“三區兩線”和交通主干道可視范圍礦山開采面寬闊陡立，高差大，嚴重影響自然景觀地貌。在臺階外沿種植尾葉桉、馬尾松、細葉榕、大葉相思、夾竹桃等喬木和灌木，以遮擋臺階間裸露巖壁；內側和低緩邊坡種植烏毛蕨、象草、狗牙根、蟛蜞菊、變色牽牛等，取得較好的復綠效果。

燕窩方式通常與其他復綠方式相結合，最常見為燕窩+板槽復綠方式。燕巢內土壤體積小且保水能力較差，可供養分有限，可種植類蘆、五爪金龍、爬山虎等藤本植物，與板槽種植的灌木形成高低生長空間，構成多層次植物群，對原邊坡石壁完全覆蓋，遠處已觀察不到修復工程痕跡，生態修復效果極佳。

格構梁復綠方式在穩固邊坡土壤有天然優勢，其土壤營養供給充足，復綠植被通常長勢較好。植生盆（槽）與土工格室相類似，受生長空間限制，多種簕仔樹、銀合歡、簕杜鵑、五爪金龍、爬山虎等低矮灌木和藤本植物。掛籠磚方式常用于較陡邊坡復綠，多種植攀爬類植物進行巖壁覆蓋，可快速綠化。

四、復綠方式適用性評述

（一）立地條件

巖性、坡度及高差等礦山邊坡立地條件是影響復綠方式選擇主要的因素。廣州市采石場大部分為花崗巖，按風化程度分為土質、土夾石邊坡巖質邊坡三種類型；按邊坡坡度大小，將邊坡大致劃分為低緩（＜40°）、中等（40°-70°）及陡立（＞70°）三個等級。結合復綠方式工程技術要點及實際復綠效果，廣州市礦山復綠方式適用于不同邊坡類型和不同坡度。

邊坡高度決定復綠方式的工程量和難度。按邊坡高差大小大致劃分為小（＜20m）、中（20-50m）及大（＞50m）三個等級。不同高差等級適用復綠方式。

（二）優缺點對比

穴植、格構梁、土工格室及噴混植生等方式機械化程度和工程效率高；臺階、板槽、燕窩、植生盆復綠方式機械化程度也較高，但施工工序復雜，復綠工程成本高。噴混植生、燕窩和掛籠磚復綠方式植被以草本為主，可選性單一；板槽、格構梁、植生盆（槽）及土工格室復綠方式可搭配灌木藤本、草本和藤本種植，可選性相對豐富；臺階和穴植復綠方式可種植喬木、灌木、藤本和草本植物，植物多樣性豐富。板槽、掛籠磚、格構梁及土工格室復綠方式對養護管理要求較高，特別是給水排水系統；臺階和穴植復綠方式前期養護后，復綠植被可逐漸穩定生長；燕窩復綠方式后期養護管理存在一定難度。

（三）綠化效果

從復綠見效時間和整體景觀兩方面表征綠化效果。以復綠見效時間長短衡量，板槽、格構梁、掛籠磚、土工格室及噴混植生方式復綠時間短，見效快。臺階、植生盆（槽）及穴植方式復綠時間長，見效慢。以整體景觀單一多樣化衡量，掛籠磚和噴混植生方式復綠景觀較單一。臺階和穴植方式復綠可形成立體層次景觀。其他復綠方式整體效果均較好。

（四）高陡邊坡復綠

高陡邊坡類礦山主要采用臺階、板槽、燕窩及掛籠磚。充分利用邊坡微地形開鑿出種植植物空間，覆以客土，設置給水排水系統，構建植被群落多樣性。這類邊坡不僅采用單一復綠方式，且部分可見多種復綠方式并存。常見的復綠方式組合有板槽+燕窩和臺階+板槽，這類多種復綠方式并存礦山生態景觀好，植被覆蓋率高。

五、結論

廣州市自2000年實施的整治復綠關閉礦山眾多，耗資巨大，工期短任務重。本文詳細闡述了板槽、臺階及燕窩等9種廣州市礦山邊坡常見復綠方式，并對其復綠效果進行總結評述。從邊坡類型、坡度陡緩及高差大小等立地條件，復綠方式優缺點，以及綠化效果等方面評述各復綠方式適用性，并提出采用板槽+燕窩、臺階+板槽組合方式對高陡邊坡進行復綠。