废弃采石场景观设计与植被恢复研究

王 琼，辜再元，周连碧

(1.北京矿冶研究总院，北京 100044；2. 北京绿之源生态科技有限公司, 北京100083)

废弃采石场是在人为因素严重干扰下形成的一种极度退化的生态系统，其原有的植被因生态环境的剧变而减少、退化乃至消失，严重影响着社会与经济的可持续发展。因此，废弃采石场的植被恢复，成为生态恢复和景观生态研究的热点[2,3]。随着人们对环境保护意识的日益提高，势必将传统边坡工程与环境景观有机地结合起来，使边坡治理与环境的保护、景观的美化互相联系，相辅相成。然而，废弃宕口边坡缺水、缺土、缺肥，生态条件十分恶劣，给植被的恢复增加了很大的难度，在此上景观化，难上加难。本文以长岗山森林公园南入口宕口景观复绿工程为例，进行植被恢复的绿化景观研究，以期为废弃矿山的生态环境治理和边坡绿化景观设计提供参考。

1 研究区概况

长岗山森林公园南入口宕口位于舟山市昌国路东尽头森林公园内，地理坐标介于东经122°06′15″～122°09′30″，北纬30°01′00″～30°02′35″。项目区为亚热带季风气候，四面环海，受海洋影响较大。总的气候特点是：温暖湿润，四季分明，风大雾多，雨热同步，雨量较充沛。年均温度16.3℃，极端最高气温39.1℃，极端最低气温为-6.1℃。一年中，日平均气温≧10℃的活动积温5121℃，无霜期247d，年降水量1330mm，雨日149d，年日照时数2038h。全年多大风，夏秋季多台风热带风暴，易引起灾害性天气。

按照宕口坡面坡度来分，现场主要分3个区域: 一是宕口坡面的上部分，坡度极陡，多为80°～90°, 甚至为反坡倒坡，岩性坚硬，深层稳定；二是宕口坡面的下部分，坡度相对较缓，其中坡面左右两部分坡度为50°～70°(局部地方坡度仍然陡峭，坡度达到80°以上)，坡面极不规则，乱石嶙峋；三是周边植被稀疏区域，坡面为土石结构，相对稳定，经过改良植被能够正常生长。

长岗山森林公园地质构造上属闽浙隆起带的东北端，为天台山脉向东北方向的延伸部分，在第三级浙东地层下降时，与大陆分离而形成岛屿。地表上大多为上侏罗纪陆相火山岩系的流纹岩、凝灰岩和石英斑岩。土壤母岩以上侏罗纪火山岩、火山熔岩为主，其中以凝灰岩、流纹岩和石英斑岩为绝大多数。

2005年6月26日开始对宕口进行生态治理，于2005年9月10日完工。主要采用植生基质喷射技术，简称PMS技术。

2 宕口景观复绿设计及复绿措施

2.1 特殊景观设计

结合宕口的自然地理条件和边坡特点, 在施工过程中使用了先进材料(高强度塑料格栅、成品植生基质、GCL防水垫)，并采取了先进技术和手段(植被毯、养护棒、种植袋、管型容器苗)，选择了植生基材施工工艺。更重要的是将植被恢复与园林景观(人造流水景观、自然流水景观、人造雾喷景观)有机结合，提升了植被恢复的景观效果。

2.1.1 人造流水景观

坡面上半部分岩体，由于坡度陡峭，基本超过90°，有的为反坡，所以此部分坡体不宜进行植生基材喷播。利用GRC材料，模仿自然山石、流水，达到“虽有人做，宛自天工”的佳境。在坡体下部，采取的工艺是栽植藤本植物。在坡顶种植油麻藤(向下生长)，在坡脚种植爬山虎(向上生长)、西番莲(向上生长)和川萼南蛇藤(向上生长)。这样通过上垂下爬的方式，逐年覆盖垂直陡峭的岩壁。

2.1.2 自然流水景观

考虑雨季、暴雨、台风等综合因素，结合本宕口山体的地势，在坡面中部山体的汇水区域进行清理、导引，使其自然预留出雨水行径的路线，在坡面修整出自然流水景观。

2.1.3 人造雾喷景观

为了增加坡面的景观效果，在坡面的两侧设置了人造雾喷景观，并栽植了一些小规格的圃地苗、容器苗(包括乔木、灌木、藤本植物)。人造雾系统的工作原理，是利用特制造雾机组，将水经耐高压管线由专业喷头产生1～15mm(0.001mm)的水滴，每个喷头每分钟水流量为0.145L(3#喷头)。由此激发成的雾滴，能长时间悬浮、漂浮在空气中，单一喷头产生的雾长可达3～5m。

2.2 坡面复绿设计

2.2.1 设计原则

(1)边坡稳定原则

边坡稳定是生态环境治理的基础。因此，首先要对边坡进行清理，排除边坡崩塌、危岩、滑石隐患，以期达到边坡的基本稳定。同时，要根据山体形状，设置截、排水沟和挡土墙等配套设施。

(2)生物与工程措施相结合

采石场废弃地地形破碎、立地条件较差, 为保证生态修复的顺利进行, 应将生物措施与工程措施相结合, 并将生物措施确立为重点。

(3)因地制宜，适地适树

项目区立地条件恶劣，为提高苗木的成活率，保证恢复植被的稳定性，应采用抗性强的乡土树种，同时考虑具体的种植条件，宜灌则灌，宜草则草，使人工植被与周边自然植被相融合、相协调而趋近自然。

(4)生态适应性

人工进行植被恢复，虽然可以在短期内见到效果，但要经得起时间考验和保持长期效果，就要根据当地自然植被的演替规律，把短期效果和长期效能紧密结合，保证今后植物群落结构的稳定和免养护目的的实现。

(5)经济适用性

在充分考虑业主的经济承受力，尽量降低造价和后期绿化管护费，这就要求在选用植物材料时，尽量选用适应性强、管理粗放和价格低廉的植物种类。

(6)景观艺术化

适当引入一定的景观小品，将园林景观建设应用到生态复绿上来，充分提升边坡复绿的艺术性。

2.2.2 边坡绿化工艺

根据坡面下部分的实际情况，采取如下施工工艺：在两侧比较平缓区域，采用植生基材喷射法；在乱石嶙峋的坡体和两侧较陡(坡度≥60°)处，设置鱼鳞坑种植。

2.2.3 植物种类的选择

废弃采石场原生植被绝迹，引入合适的植物种类是植被恢复的关键。国内从植物选择标准上进行探讨，国外从引入外来植物种类及景观等角度进行分析。结合以上经验，我们根据长岗山森林公园南入口宕口地质灾害工程治理后的具体情况，提出植物种类选择标准，筛选出适栽的植物种类，并结合调查周边次生植被和人工植被的特点，提出了在不同区段的植物种类选择方案。

植物选择标准：①选择抗旱、抗风、抗瘠薄的植物种类；②选择多种生活型的植物种类(草本、灌木和乔木等)，适当引入外来树种，有利于加速植物的演替，建立稳定的植物群落；③选择繁殖能力强的植物种类，它们能通过风力传播种子或通过根茎蔓延，迁入、定居到矿区岩体上；④引入豆科植物，利于改良土壤和促进其他植物的生长；⑤植物种类的选择要结合景观效果和经济效益，注意选择观赏树种和经济林木，达到综合的生态效益。

3 植被景观复绿实施效果分析

通过三年的自然生长，以木本植物为植被(群落)的坡面植被已经融入到周边环境，坡面已经形成具有较强固土护坡效果和较好景观效果。即以灌木为主体、草和地被植物大面积覆盖、小乔木局部点缀且能自然协调生长和演替的植物群落，人造流水景观、自然流水景观和人造雾喷景观结合坡面情况，塑造协调一致的视觉景观。

种类组成是植物群落最基本的特征之一，它是群落形成的基础，它能反映该群落的结构、动态等基本特征，提示群落的基本规律。在坡面植被群落演替过程中，不同样地边坡在不同演替年限的物种组成特征见表1。从表1中可以看出，目前第Ⅰ样地共有植物15种。第Ⅱ样地共有植物14种；第Ⅲ样地共有植物22种；第Ⅳ样地共有19种，各地块以菊科、禾本科、豆科植物种类最多。经统计，整个坡面总有植物44种，其中20科38属，相比2006年的10科16属20种，植物有了明显增多。植物种类增加了120%，说明经过近3年的发育，植被有明显的演替。从表2可以看出，自然入侵植物(21种)占调查植物种类总数的47.72%，其次是栽植植物(13种)，最少为播种植物(10种)，仅占调查植物种类总数的22.73%，表明植被已经融入到周边环境，逐渐向周围群落演替。

表1 Ⅰ～Ⅳ#边坡植物科属种组成的动态变化

表2 坡面植物群落组成变化特征

4 结 论

废弃宕口不仅占据大量土地，而且还破坏周边的生态环境，影响了人们的身心健康。在重视环境质量建设的今天，对废弃宕口地实行景观恢复改造显得尤为重要。虽然国内外早就有相关文献报道，我国也从80年代起进行了局部试验、改造，但是还都停留在植被恢复上，研究也仅仅局限在恢复工程技术和植被选择上，没有一个相对固定的理论指导景观恢复改造实践。长岗山森林公园南入口宕口景观复绿工程，已被舟山市相关部门和专家审批通过，现已经完成了工程竣工验收，进入植被群落恢复期，并已经取得了很好的景观效果，得到业内人士好评，为废弃矿山的生态环境治理和边坡绿化景观设计提供参考。同时，通过对本工程进行深入探讨，得到以下几点认识：

(1)根据废弃宕口的不同生境条件，结合生态、经济、景观等需求，选择引入本地或外地的多种性状的植物种类，构建适宜的植物群落结构。加大对园林彩叶树种的引入，如红叶李、红枫等。

(2)充分利用当地的文化风俗、山水环境，营造复绿工程的硬质景观。园林小品主要有景亭、廊架、景墙、置石、雕塑、座椅等，与植物相结合，起到点景和分隔空间的作用。

[1] 陈芳清,张丽萍,谢宗强.三峡地区废弃地植被生态恢复与重建的生态学研究[J].长江流域资源与环境,2004,5(3): 286-291.

[2] 陈波,包志毅.国外采石场的生态和景观研究[J].水土保持学报,2003,10(5):71.

[3] 吴欢,周兴.矿山废弃地生态恢复研究[J].广西师范学院学报(自然科学版),2003,20(增刊):32-35.

[4] 柏明娥, 洪利兴.浙江省海宁市尖山区鼠尾山露采矿山植被恢复技术[J].中国水土保持科学, 2006(12): 150- 155.

[5] 樊振辉,庞少静.试论矿山环评中的生态恢复评价问题[J].城市环境与城市生态,2000,6(3):15.

[6] Roman Kunmar Dutta, Madhoolika Agrawal. Restoration of opencast coal mine spoil by planting exotic tree species: a case study in dry tropical region [J]. Ecological Engineering, 2003(21):143-151.

[7] 朱海骏,陈征宙,余小奎.某废弃采石场的边坡治理与景观设计探讨[J].金属矿山,2006(5):63-65.

[8] 宁丰收,游霞,杨海林.重庆市主城区废弃采石场生态与景观恢复对策[J].水土保持通报,2005(3):76-80.