大連市裸露山體生態修復技術研究與應用效果

王迎春　李翔宇　付曉燕

大連市裸露山體生態修復技術研究與應用效果

王迎春1李翔宇2付曉燕1

（1.遼寧省大連生態環境監測中心遼寧大連116023；2.大連市生態環境事務服務中心遼寧大連116023）

裸露山體不僅會導致自然災害、生態破壞，還會制約社會發展。文章通過對大連市裸露山體現狀、形成原因進行分析，明確了修復與景觀和諧、林草結合、優先考慮鄉土植物兼顧生物多樣性、生態修復與周邊區域統籌發展等原則，提出了將削坡、排水、客土、復綠等主要技術應用于礦山和裸地生態修復，同時結合氣候條件篩選出適宜大連的18種生態修復植物，并在典型礦山進行應用。修復后土壤狀況適宜植被生長，植被生長狀況良好，以期為大連市裸露山體生態修復提供技術參考。

裸露山體；生態修復；應用效果；大連市

裸露山體不僅會造成水土流失、自然災害和生物多樣性下降，危害人類生命財產安全，還會破壞城市的生態環境，造成揚塵等多種生態環境問題，影響城市景觀，制約城市的發展。我國高度重視生態環境保護，裸露山體生態修復技術得到廣泛的研究和實踐，但是由于裸露山體種類多、分布廣、情況復雜，需要建立地方裸露山體生態修復技術，有效保護生物多樣性，維護生態平衡。這對于促進自然景觀可持續發展的意義重大，是牢固樹立山水林田湖草沙綜合治理理念，統籌人與自然、經濟與自然關系的具體實踐[1]。城市生態環境建設是優化投資環境的重要條件及迫切需求，也是實現生態環境大幅改善的戰略舉措和落實黨中央、國務院決策部署的重要支撐。

1 大連市裸露山體現狀

2020年大連市裸露山體總面積約59.716 km2，占大連市總面積的0.45％。其中，礦山、裸地面積比例分別為76.3％、23.7％。礦山的特點是連片分布，單個斑塊面積大；裸地的特點是斑塊破碎，單個斑塊面積小。裸露山體主要分布在陸地涉農縣區，如中山區、西崗區、沙河口區等老城區，在由島嶼構成的長海縣鮮有分布，金普新區、甘井子區裸露山體面積較大，以17.5％的土地承載了全市44.2％的裸露山體，其也是大連市發展最迅速的地區。礦山分布呈現出顯著的地理特征，主要分布在瓦房店市、長興島經濟區、普蘭店區、金普新區、甘井子區、旅順口區沿渤海一側，以及普蘭店中北部和莊河市中部；裸地在各個縣區均有分布，多分布在城鄉接合部或農用地與林草地交界地帶。2020年大連市各區市縣裸露山體面積對比見圖1，2020年大連市裸露山體類型對比見圖2。

圖1　2020年大連市各區市縣裸露山體面積對比

圖2　2020年大連市裸露山體類型對比

2 裸露山體形成原因

自然因素和人為破壞均可形成裸露山體。其中，人為造成大連市裸露山體的主要原因是采礦、采石、采砂等露天開采范圍不斷擴大，農業種植區范圍擴大，居民小區或工業區建設占用周邊山地，建設風力發電設備等能源設施或鋪設輸電線路時占用山區土地，道路建設破壞沿線山體表面，拆除相關人工設施或部分區域違章建筑等人類活動。

3 生態修復原則

生態修復是在生態學原理的指導下，以生物修復為基礎，結合各種物理修復、化學修復以及工程技術措施，通過優化組合，使之達到最佳效果和最低耗費的一種綜合的修復受污染環境的方法[2]。對裸露山體進行生態修復應遵循以下原則。

3.1 修復與景觀和諧原則

以生態修復為治理目標，考慮景觀效果，將景觀與生態結合在一起，設計和營造生態景觀。

3.2 因地制宜原則

根據裸露山體類型、立地條件、地形地貌和生態修復狀況分類施策，宜林則林，宜草則草，林草結合，采取不同的技術方法進行生態修復[3]。

3.3 適應環境能力原則

生態修復植物應具備較強的應對脆弱條件的能力，在干旱、風害、嚴寒等惡劣環境下，具備較好適應能力，對病蟲害、空氣污染等條件也具備較好的抵御能力；同時栽種方法簡單，成活率高，生長速度不宜過慢，根部能夠固持土壤，能減少地表徑流、涵養水源、阻擋水土流失[4]。

3.4 鄉土植物優先原則

鄉土植物對當地的氣候、土壤環境的適應能力較強，且生長發育較穩定，可與附近的天然景物相融合，容易建立穩固的種群基礎，并維持種群自我演替的順利進行，所以進行生態修復優先考慮能自由定居，適應山坡面等極端條件的鄉土植物[5]。

3.5 生物多樣性原則

生態修復需考慮植物品種的生物多樣性，以恢復生態環境為目的，實現喬、灌、草的多物種綜合配置，以形成綜合穩定的復合植物生態系統[6]。

3.6 效益最佳原則

要綜合考慮區域的經濟發展、生態效益，實現裸露山體生態修復與周邊區域發展統籌協調，促進生態修復與土地開發利用有效融合，生態效益優先，兼顧社會和經濟效益。

4 生態修復技術

裸露山體生態修復技術一般具體包括整形、造地、植綠、養護、排水等。在巖質邊坡以外的開采跡地和廢棄渣堆積場所，應在理順水系、建立完善排水系統的基礎上，采用傳統的綠化技術，直接或回填客土后種植速生喬灌木和草本、藤本植物。在傳統方法無法綠化的巖質邊坡上，采用人工修復技術綠化。同一區域喬木、灌木和草本植物合理搭配，形成多層次立體的生態結構。

4.1 礦山修復

礦山開采會造成大規模的土地破壞和植被破壞，易發生水土流失、山體滑坡等地質災害。礦區廢棄地一般地形破碎，土壤貧瘠、重金屬含量過高、干旱等，不利于植物生長，修復步驟如下：

（1）坡面護理：對懸石、危巖塊進行清理，對破碎較嚴重、穩定性差的部位采用水泥等進行封堵。根據邊坡標高、形狀以及巖石構造等進行大平臺形削坡、小平臺階梯狀削坡、折線狀削坡、直線形削坡，削坡后邊坡穩固，符合進行植被修復工程的條件要求。坡度30°以上，采用爆破方式或機械鑿巖的方式依地勢平整土地，使其形成階梯式臺地，實現降坡，增強邊坡穩定性，邊坡一般低于35°。對現場條件不允許、大型削坡施工時容易引起二次生態損傷或大角度穩定巖質邊坡表面，采用局部削坡或不削坡，并采用人工栽植喬、灌樹種與掛網噴播、植株攀爬、高大喬木遮蓋等特殊綠化方法進行修復[7]。

（2）排水：在治理的地塊設置排水系統，以滿足灌溉要求。在進行大平臺或階梯形削邊坡時，當土質邊坡上和坡下有農田等，臺階的臺面微向內傾，沿內邊緣設置排水系統。

（3）樹種選擇：礦山修復具體樹種選擇應根據當地地貌特征、氣候特征和土壤特征確定。宜林則林，宜草則草，優先選用適應性強的鄉土樹種[8]，比如旱柳、火炬樹、刺槐等喬木，胡枝子、丁香等灌木以及五葉地錦等草本植物。根據大連的氣候條件，可篩選出18種植物作為大連裸露山體生態修復植物，包括長白落葉松、白榆、火炬樹、刺槐、槭類、蒙古櫟、旱柳、楊樹、白樺、樹柳、地錦、胡枝子、杞柳、酸棗、丁香、紫穗槐、山杏、野谷草。

（4）客土：當土壤厚度、理化指標等條件不能滿足植物的正常生長需求時，應先進行客土，使土壤條件盡量達到適合植被生長的要求。土源一般為礦區剝離的地表土，植被恢復需滿足喬木的覆土厚度≥50 cm，灌木覆土厚度≥30 cm，種草覆土厚度≥10 cm，土壤pH值范圍在5.5～8.5之間，含鹽量小于0.3％，其他指標滿足植被生長條件。如果土壤流失嚴重，可以采用植被混凝土護坡綠化技術進行土壤基質改良，即通過將按合理比例調制的植被混凝土層噴射在巖石表面，并覆以錨桿、鐵絲網及織物將其固定[9]。形成土壤層后，再加入有機質和長效肥，給植物提供營養，有利于其生長。

（5）整地：喬木和灌木采取穴狀栽植坑整地，喬木整地規格為50 cm×50 cm，灌木整地規格為30 cm×30 cm。種草采取條播整地，條間距20 cm～30 cm。

（6）復綠：選擇較易生長，適應當地氣候、土壤的鄉土植物，構建穩固的復合植物生態系統。一般選在春季、夏初，雨水充足時節種植。喬木株行距2.0 m×2.0 m，灌木株行距1.5 m×2.0 m。

（7）管護：栽植后需進行澆水，第一次澆水應澆透，以后澆水次數可根據土地的干旱情況、天氣變化情況而定，灌水量可根據氣候、季節情況酌情減少或增加。修復植物栽植成活達到郁閉后，要及時進行間伐調整，同時在其生長過程中要及時修剪，清理老枝、病枝、倒伏枝和枯死枝，補植種類相近、規格相似的新苗木。新補栽的樹種也應當根據實際情況進行加強性保護，一般在晚秋或冬季進行間伐調整，包括冬季修剪和生長期修剪等。并適時防治病蟲鼠害，開展生物防治。在幼林期可采取全面封育措施，防止牛羊啃食。

4.2 裸地修復

裸地表層為土壤，或表層為巖石、石礫，可以直接客土和復綠，修復步驟如下：

（1）客土：原土層結構未被破壞的，整地后可以直接綠化；沒有土層的，先進行土地整平，后覆客土，地表土厚度自然沉實后不小于50 cm。

（2）樹種選擇：選擇的樹種要適應當地的立地條件，尤其是氣候和土壤條件。一般樹種要具有根系發達、固持土壤能力強的特點，并根據預期目標和植物種間關系對所選植物進行科學合理的搭配，常用的品種有丁香、地錦、連翹、迎春、紫穗槐、荊條、紫花苜蓿等。

（3）整地和復綠：對喬木以及大部分灌木采用栽植的方式。恢復林地的，采取穴狀整地，喬木地規格為50 cm×50 cm，灌木整地規格為30 cm×30 cm。恢復草地的，采取條播整地。原土地利用類型為耕地的，深翻后復耕。播種和栽植兩種建植方式有機結合，有利于灌木層的順利形成、植被自然恢復和目標群落的實現。對公路兩旁裸露陡坡，可以通過栽植爬山虎、五葉地錦等藤本植物或噴播草種、鋪植草坪等進行復綠。

（4）管護：根據修復植物生長情況適時補水、補種、施肥、間伐修剪及防治病蟲害等，保證成活率，管護期一般為3年。

5 修復技術應用效果分析

以大連市典型礦山作為試驗地，通過平整客土、栽植灌木、撒播草種、設置綠化帶等措施，綠化了大量被破壞的土地。栽植榆樹約2 818株，火炬約48 839株，刺槐約1 036株，果樹約2 856株，五葉地錦約5.93萬株，撒播草木樨約10 hm2，成活率達到85％以上；澆水464.36 m3，使廢棄地形成大片植被。如表1，通過生態修復，礦山和裸地地形坡度均小于5°，土層厚度達到50 cm。地表為巖土混合物，土源保證率礦山為40％～60％，裸地為60％～80％。

表1試驗區生態修復后土壤狀況

評價指標礦山裸地 地形坡度/°＜5＜5 地表物質組成巖土混合物巖土混合物 土源保證率/％40～6060～80

種植的大量灌木起到了很好的防風、降塵、涵養水源和保持水土的作用，空氣質量大幅改善。植被覆蓋率提高，有效遏制了環境惡化，提高了植物生態系統的多樣性與穩定性，生物多樣性得到了提升。生態環境污染等問題減少，使得當地農民能夠擴大生產，增加收入。種植的刺槐和火炬樹應用領域十分廣闊，可獲較高的經濟收益。

6 結論

本文在對大連市裸露山體展開調查的基礎上提出修復與景觀和諧、因地制宜、鄉土植物優先兼顧生物多樣性、生態效益優先兼顧社會和經濟效益的生態修復原則，按照礦山和裸地提出以削坡、排水、整地、復綠、養護為主要過程的生態修復技術。基于喬木、灌木、藤本植物和草本植物等不同植被類型，結合大連市氣候條件，篩選出具備適應性強、生長快速、根系發達、耐旱、播種栽培較容易、成活率高等特點的18種生態修復植物。以大連市典型礦山為研究對象開展了生態修復技術應用分析，試驗地修復后植被生長狀況良好，種植的大量灌木起到了很好的防風、降塵、涵養水源和保持水土的作用，達到環境、經濟、社會效益多方共贏的目標，以期為大連市裸露山體生態修復技術方法選擇提供參考。

[1]石岳,趙霞,朱江玲,等.“山水林田湖草沙”的形成?功能及保護[J].自然雜志,44(1):1-18.

[2]周啟星,魏樹和,張倩茹.生態修復[M].北京:中國環境科學出版社,2006.

[3]遼寧省國土資源廳.遼寧省青山工程礦山工程破損山體植被恢復指導意見[EB/OL].(2016-02-08)[2022-04-20].http://www.doc88.com/p-9751504806747.html.

[4]戴金水,劉灼華,張強.裸露山體治理與水土保持[M].鄭州:黃河水利出版社,2010.

[5]吳長文,章夢濤,等.裸露山體缺口生態治理持[M].北京:科學出版社,2007.

[6]侯陽.我國公路邊坡綠化建設分析[J].沈陽農業大學學報(社會科學版),2017(2):231-236.

[7]楊愛黨.彰武縣礦山廢棄地發展現狀分析及治理對策[J].農民致富之友,2016(23):116.

[8]趙芳瑩,趙廷寧,等.邊坡綠化與生態防護技術[M].北京:中國林業出版社,2009.

[9]張懷生.裸露山體生態修復技術研究[J].山西水土保持科技,2012(3):21-23.

10.3969/j.issn.2095-1205.2022.04.10

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2095-1205(2022)04-30-03

王迎春（1980- ），女，漢族，遼寧大連人，碩士，高級工程師，研究方向為環境監測。