海島破損山體整治與植被恢復方法研究

王興周，石愛健，周 瑤，朱春雷，孫妮妮

（1.山東長島國家級自然保護區，山東 煙臺 265800；2.長島綜合試驗區北長山鄉政府,山東 煙臺 265800）

近年來，隨著我國經濟社會快速發展，資源開發利用類型增加、范圍強度加大，直接或間接導致部分山體破壞受損，不僅影響生態景觀和當地形象，還使部分森林生態系統服務功能下降，產生生態環境問題及地質災害隱患。國內已有生態修復治理研究多集中于廢棄露天礦山、裸露邊坡等類型破損山體方面，而對于海島破損山體治理模式和技術方法少有報道。

本文以山東長島南北長山島6 處破損山體生態修復治理為例，通過親身參與施工規劃和方案制定、施工過程跟蹤調查、竣工養護期內多次到現場觀察記錄各種施工方法，并拍照記錄，總結各種山體治理模式技術要點、關鍵技術環節、施工流程，對比各種治理方法在破損山體應用情況及效果，最后篩選比較理想治理方案，供北方特別是海島地區破壞山體生態修復治理借鑒參考。

1 研究地概況

1.1 地形地貌

長島系“膠遼隆起”斷陷分離鏈式基巖群島，屬膠東隆起北延部分。地層巖性屬上元古界“蓬萊群”變質巖。巖石種類為絹云千枚巖、板巖、長石和石英巖，局部有燕山期花崗斑巖和第四紀玄武巖。剝蝕丘陵地貌，處于陸地與渤海交接地帶，地形起伏不大，總體態勢西高東低，海岸山體大致呈南北向，自然坡度35°左右，研究地一帶海拔高60～155 m，高差95 m 左右。

1.2 地質構造

根據山東省大地構造分區圖，長島位于中朝準地臺（Ⅰ）、魯東迭臺隆（Ⅱ3）、膠北臺拱（Ⅲ11）、高疃臺凹（Ⅳ32）。受呂梁運動、燕山運動和喜馬拉雅運動影響地質構造較發育，以斷裂構造為主，主要有北—北東向、北—東向、北—北西向3 組，均有數條出露，規模不大，褶皺構造以單斜為主。

1.3 地震

研究區位于郯廬斷裂帶和威海-蓬萊斷裂交匯處地震帶，1969年的渤海地震與1976年的唐山地震（7.8級）都在本活動帶內。1969年7月18日渤海大震以后，近年來微震活動顯著增加，由每年幾次增加到十幾次和幾十次，微震活動集中在蓬萊、龍口、招遠、萊州。

1.4 氣象

長島位于東亞暖溫帶季風區，夏半年氣候傾向為海洋性，冬半年傾向于大陸性，大陸度52.3，受冷暖空氣交替影響，加之海水調溫作用，夏少酷暑，冬少嚴寒，年均氣溫11.9℃，年均降水量502 mm，年均暴雨量71 mm、年均暴雨1.5 次。年均大風日67.8 d，最大風速40 m/s，風向多西北或東北。

1.5 水文

山體上部基巖裸露，山體下部基巖表面覆蓋有第四系沉積物，厚度多數＜1.0 m，巖性以石英巖和千枚巖為主，地表徑流條件較好，第四系沉積物厚度及巖體風化帶發育深度較小，不利于大氣降水入滲，地下水相互連通較差,富水性較弱，山體邊坡坡面干燥，未見出水點或滲水點。

1.6 山體狀況

6 處破損山體多為修筑港口碼頭、公路建設、民生工程等開山造成的遺留巖質邊坡，亂掘和滑坡形成的山體破損、斷崖、缺口等，立地條件惡劣，山體植被稀少，巖石分布廣，土壤貧瘠，水土流失嚴重，幾乎沒有土地生產力，自然條件下植被很難恢復，最大坡高＞100 m，總長5.5 km，面積130676 m2。破壞形式見表1，基本狀況見表2。衛星地圖位置見圖1。

圖1 6 處破損山體衛星地圖位置

表1 山體破壞形式

表2 破損山體基本狀況

2 整治策略

2.1 思路目標

立足破損山體自然區域特征及決定區域分異的主導因素，綜合運用多學科交叉的各種先進科技成果和傳統實用技術，山體護坡與植物配置、山體整地和邊坡生態恢復相結合，盡可能修復破損山體，恢復自然植被，重建生態系統，發揮生態功能，營造多樣性景觀，提升區域整體品質。

2.2 技術路徑

全面調查破損山體形成原因、創面類型、形狀大小、地質特征，采用恰當方式治理地災，消除安全隱患。增加或改造蓄排水設施，完善蓄排水功能，充分利用降水資源用作綠化養護。山體護坡土石方工程與植物配置相結合，對破損山體實施防護和綠化噴播栽植，培育恢復生態環境。

2.3 方法措施

根據破損山體土壤、坡度、坡比、巖石裂隙、巖石硬度、植物選擇以及立地條件，生物措施和工程措施相互組合配套，運用削坡整形（圖1）、邊坡加固、山體基部覆土回填（圖2）、鋼筋混凝土格構護坡、植被綠化護坡（圖3）、掛網噴播（圖4）、山體開平整理等措施綜合整治（表3）。

表3 6 處破損山體整治方法措施

圖2 削坡整形示意圖

圖3 山體基部覆土回填示意圖

圖4 植被綠化護坡示意圖

3 治理效果評析

圖5 掛網噴播示意圖

項目于2018年初施工，2019年底完工，2020年6 通過驗收。工作流程：調查→設計→施工→養護→檢驗。施工步驟：地形重塑→固土→安全防護→集排水→植被修復→養護。

2.9 數字 執行GB/T 15835-1995《關于出版物上數字用法的規定》。公歷世紀、年代、年、月、日、時刻和計數、計量均用阿拉伯數字。表示百分數的范圍和偏差時，前一個數的百分符號不能省略，如:5% ～95%不要寫成5～95%，50.2% ±0.6%不要寫成50.2±0.6%。附帶尺寸單位的數值相乘，按下列書寫為4 cm×3 cm×5 cm，而不寫成4×3×5 cm。

3.1 長園賓館—林海公園破損山體整治方法及效果

西側邊坡采用削坡整梯形平臺技術，每層平臺寬4—6 m，平臺間立面高1—2 m，平臺下至破損面基部采用山體基部覆土回填技術，坡面邊腳處砌筑毛石擋墻護坡。南側松動碎石較多，先清理，30 度放緩坡，再覆土回填。中側立面應用掛網客土噴播技術。林海公園側破損裸露山體主要采用“垂直綠化”及“植物栽植”方法。

山體整治后整體立面遮擋度較好，種植密度也比較合理，喬、灌、藤、草配置合理，常綠、落葉互相搭配，景觀層次分明，植物品種豐富，季相變化明顯，生態恢復效果明顯。該處削坡整形、山體基部覆土、掛網客土噴播整治方法成效較顯著，遮擋效果也比較好，垂直綠化方法受制于立地條件，部分立面尚未完全遮擋（圖6）。

圖6 長園賓館-林海公園破損山體整治前后對比

3.2 老虎洞破損山體整治方法及效果

該山體整治以遮擋破損面、穩定邊坡、客土復綠措施為主，坡體削坡理順，廢石滑落坡底，保證原山體坡面無松石、突石、危石、廢石。再用挖掘機卸載清理坡體滑動堆積物，以露出原山體巖層為標準，防止新建擋土墻堆積物下滑。采用錨桿框架梁技術主動護坡，在網格內鋪筑正六邊形預制塊，對坡體土層護坡，預制塊內種植小龍柏、側柏等，復綠坡體。

該山體整治方法是錨桿框架梁技術，這種技術比較成熟，從景觀生態效果看苗木成活率比較高，立面遮擋度較好，種植密度非常合理，植物品種豐富，形成的植物群落搭配合理，季相變化明顯，景觀層次也比較強（圖7）。

圖7 老虎洞破損山體整治前后對比

3.3 仙境源破損山體整治方法及效果

根據該山體特點，先清理邊坡崩（滑）塌危巖體，再對坡面放坡、削坡整平，在前緣修建擋土墻，墻內回填種植土。石砌墻體內砂漿灌縫，墻外水泥勾縫，以整平美觀即可。對上部裸露坡面采用現澆鋼筋混凝土格構，梁寬高0.3 m×0.5 m，中間回填種植土，最后在菱形格構和建好的擋墻平臺內覆土綠化。施工流程：危巖體清理→削坡卸載→放坡排險→鋼筋混凝土格構→擋土壩（墻）修建→截流導水溝→植被綠化護坡。

該山體整治主要以消除地質災害為主，采取削坡整形開平臺、錨桿混凝土菱形格構梁、山體基部修建擋土墻覆土回填綠化施工技術，固坡效果明顯，減少了水土流失，坡體基部栽植小喬木，坡面灌草配置，苗木成活率較高，種植密度一般，品種多樣性一般，遮擋效果一般（圖8）。

圖8 仙境源破損山體整治前后對比

3.4 老漁砦破損山體整治方法及效果

根據該山體地質環境現狀特征，先消除整治區內地質環境問題，再種植土回填整平，最后對整治區植樹植草綠化，改善整治區內地質環境，使整治區地質環境向良性轉化，恢復原有地形地貌和生態植被。施工順序：削坡整形→邊坡排險→坡面清理、順坡整平→開鑿種植穴、種植槽→拱形骨架護坡→修筑擋土墻→回填種植土→植樹植草綠化。

該山體整治主要采取了削坡整形、營造綠化平臺、坡面清理、順勢整平、邊坡排險、拱形骨架護坡、修筑擋土墻等技術措施。小規格苗木成活率較高，種植密度偏低，大規格苗木較少，草本植物覆蓋度較高，固坡遮擋效果較好，景觀層次、品種多樣性均一般（圖9）。

圖9 老漁砦破損山體整治前后對比

3.5 信號山破損山體整治方法及效果

整治方法：先采取危巖體清理、清坡排險，清除不穩定巖石崩塌滾落形成的危害，消除地質災害隱患；坡體兩側通過機械卸載削坡、放坡、修建，將原來邊坡沿40°坡度方向處理形成穩定邊坡；中間坡體＞80°，直接在坡腳和坡面平臺外沿修建毛石擋墻，進行護坡和擋土防護，回填土內種植品種、規格各異綠化樹種。

該山體采取的是削坡整形、山體基部覆土回填、邊坡加固整治方法，因該處山體破損嚴重，可供栽植綠化植物的面積較少，種植品種也比較單一，形成的立面遮擋效果不太高，自然栽植密度、景觀層次都不太高，季相變化也不太明顯，整體給人視覺比較自然統一，但相對這40°-83°左右的邊坡，能達到這樣整治修復效果實屬不易（圖10）。

圖10 信號山破損山體整治前后對比

3.6 半月灣南側破損山體整治方法及效果

以綠化山體、遮擋巖石裸露面、恢復山體植物原始生態為整治目標，以掛網噴播和局部山體景觀營造為主要措施，以種子噴播為主、栽種為輔，多采用鄉土樹種，回歸山體自然生態。坡面播植苗木為紫穗槐、狗牙根，播種量100 g/m2。噴播基材所用肥料、粘合劑、保水劑、抗蒸騰劑等材料各項理化指標須符合國家標準,強度不低于0.3 mpz，抗120 mm/h 降雨強度沖刷，有效持水量＞40%，噴播厚度15 mm,其中種子層厚度1—2 mm。噴播應垂直于坡面，嚴禁仰噴，凹凸及死角部分不得漏噴，最后達到灌木覆蓋率≥35%、苗期3—5 株/m2，綠化覆蓋率85%以上。

南側山體破損面坡度較大，部分破損面坡度接近90°，需整治立面面積較大，這種現狀因前期人工開山取石形成，正是這種不利的現狀也為掛網噴播整治方法提供了較為理想的高難度試驗平臺，如果在這種立地條件噴播成功的話，在坡度小的破損立面整治時將會更加理想，從竣工后的實景效果可以看出，除部分裸石外，噴播種植密度很高，破損面實現接近100%的無縫遮擋效果，但是由于技術和環境條件限制，能用于該處裸露山體的植物品種不多，層次感不強，季相變化也不明顯，掛網期間安全施工成本大，總體來說掛網噴播這種整治方法還是比較適合半月灣南側山體的（圖11）。

圖11 半月灣南側破損山體整治前后對比

4 結論與討論

通過對比6 處破損山體整治修復方法及效果發現：對于坡度較大的山體破損面，鋼筋混凝土格構梁和掛網客土噴播方法更為適合；坡度較小、破損面海拔較高的破損山體更適合采用基部覆土回填和植被護坡綠化；破損立面非常大、平面面積也非常大的，適合從破損面頂部削坡開平臺、山體基部覆土回填、邊坡加固等方法綜合整治；破損立面坡度大、破損平面面積較小，其他方法難以實施的山體可以選擇掛網噴播技術措施。在選擇植物種類和配置方法時，除掛網噴播外，其余整治方法中，都可以在回填土的山根部位栽植一些垂直綠化的植物，比如爬山虎、五葉地錦等藤本植物，能增加遮擋密實度。無論是哪種整治方法，應盡量選擇在春季施工，因為無論是喬木、灌木、草本植物，早春季節栽植的成活率都要高于其他季節。

破損山體整治與植被恢復涉及地質、水文、氣象、環境、礦山、建筑、林業等學科，科技含量非常高，在方案設計、工程實施及后期保養管護應多專業合作完成，使效果更加美觀自然。