泉州市大坪采石场生态恢复与景观重建

李建成，陈大涌，丁琳霞，况代智，康伟锋

采石业在推动泉州市经济、社会发展发挥积极作用的同时，其废弃采石场也造成自然山水景观的破坏，并常常引发水土流失、地质灾害等一系列严峻的生态环境问题，从而引起社会的高度关注。近几年来，随着国内外采石场治理和生态恢复理论研究和实践的深入［1-3］，该市借鉴较为成熟的经验和技术，对部分采石场进行生态恢复的实践，收到一定的成效。但对于高边坡石壁的采石场生态恢复与景观重建的整体效果欠佳。本文运用景观生态学和系统工程学的原理，根据采石场所处的区域自然地理条件极其自身的破坏程度和裸露岩石崖壁的特点，采用垒砌阶梯复绿法［4］因地制宜规划设计了泉州市大坪高边坡石壁采石场生态恢复与景观重建方案，以期为进一步探索区域废弃采石场，特别是高边坡石壁采石场的生态恢复和景观重建方法提供素材。

一、采石场的现状和特征

大坪采石场位于泉州市台商投资区张坂镇松山村，平面形态呈四边形，西北长180 m，东北宽124-150 m，面积约 0.025km2。 地理坐标为东经 118°47′24″-118°47′32″；北纬 24°57′02″-24°57′09″。 该采石场始采于20世纪70年代，2006年停采闭坑。由于多年来粗放的开采活动，山体植被遭受破坏，岩石直接裸露，山体千疮百孔、断壁突兀，形成与周边生态环境极不协调的视觉反差，有损泉州市台商投资区的整体景观形象。

大坪采石场所在的松山属于泉州市沿海低缓丘陵地貌区。总体地势为北东高、南西低。西北最高点高程约170 m，东南最低点高程约118 m，相对高差约52 m，原始地形坡度约20～30°。采石场开采岩石的岩性主要是燕山晚期的中酸性二长花岗岩。采石场停采关闭后遗留的废弃采石坑长180 m，宽137 m，沿西北-东南方向形成的一个略向西南倾斜的岩石崖壁，该岩石崖壁倾角约75°，最高点为170 m，最低点为140m；平面迹地高程为120 m，崖壁高差在20-50 m之间。由于采石场闭坑前多采用人工爆破露天开采，闭坑后的岩石崖壁面上形成3-7个不规则的阶梯面。每个台阶高度一般为5-7 m，安全平台宽度3-4m。崖壁岩石构造、爆破裂隙发育，表面突兀。上方覆盖有0-120cm不等的风化残-坡积层，地表植被均遭不同程度的破坏（图1）。该采石场所在山体坡度较大，表土层较薄，植被稀疏，在露天开采过程中，极易产生较严重的水土流失。此外，开采岩石崖壁高差大、边坡陡，也存在着崩塌、滑坡等地质灾害隐患。

图1 大坪采石场现状图

二、采石场生态恢复与景观重建原则和目标

（一）生态恢复与景观重建原则

采石场生态恢复与景观重建应以景观生态学和系统工程学理论为基础。指导思想主要包括可持续发展、资源保护优先、人与自然和谐、生态环境多样性和生态文明等［5］。在综合分析大坪采石场所处的区域自然地理因素影响和采石场现状的基础上，笔者认为该采石场的生态恢复与景观重建应遵循以下几个原则：

1.地域性原则。不同的区域具有不同的自然地理条件，而不同的自然地理条件特别是气候、地貌、水文、土壤和植被等对所在区域采石场的生态恢复与景观重建存在着不同程度影响。这种地理条件和生态环境的地域性和特殊性要求我们在进行采石场生态恢复与景观重建过程中，要因地制宜，充分分析和论证区域自然条件对生态恢复工程的利与弊，以便制定科学、合理的治理措施。如在设计排水沟时，要充分考虑台风暴雨时的地表径流量等。

2.可行性原则。在考虑区域自然地理条件对采石场生态恢复与景观重建影响的同时，应重点对具体采石场包括其立面岩石崖壁坡度、破坏程度、水文地质条件和平面的地形、地貌、水文等基本状况进行分析研究，充分论证选取的生态恢复与重建方案的可行性。主要包括环境的可接受性和技术的可操作性两个方面［6］。前者重点考虑引种植物对区域环境中生态因子的适应性，后者则主要考虑工程技术、生物技术以及经济的可行性。

3.生态性原则。开山采石的人类行为给采石场原址生境带来了巨大的干扰，影响了林地斑块作为跳板的功能发挥，使原来稳定的区域生态系统受到了破坏［7］。因此，采石场生态恢复与景观重建所必须要考虑的另一个原则是生态性，即采石场治理的生态效益。主要是通过植物重建使之成为一个具有一定结构和一定生产力水平，能维持相对稳定的生态平衡，且与周边景观相协调的生态系统。

（二）生态恢复与景观重建目标

矿山开采对原有生态系统具有很大的破坏作用，因而造成生态系统的不平衡、不连续性以及不可逆转性，在自然状态下不可能恢复到原来状态［8］。因此，采石场生态恢复与景观重建的主要目标是通过人工辅助治理手段，达到恢复矿山生态环境的目的。针对大坪采石场，以地域性、可行性和生态性为原则确定其生态恢复与景观重建的目标是：首先通过地表水系的梳理和危石的清理，降低采石场东侧岩石边坡发生崩塌、滑坡等地质灾害风险。在此前提下，采用适当的工程技术措施为立面崖壁和平面迹地的引种植物生长创造适合的条件，经过2-3年初步取得治理的生态效益。

三、采石场生态恢复与景观重建方案

垒砌阶梯复绿法是国内采石场生态恢复与景观重建经济、高效的方法。特别是在中等坡度的石壁边坡复绿工程中被广泛采用。它是将开采面设计成阶梯形，在每个阶梯平台上覆土并植树，当树木生长至枝繁叶茂时，整个开采面将全部被遮盖，不仅可治理水土流失，也改善了自然景观和生态小气候［9］。根据大坪采石场的现状和区域自然地理环境特点，采用垒砌阶梯复绿法并遵循采石场生态恢复与景观重建原则和目标，因地制宜提出了工程措施和生物措施相结合的采石场生态恢复与景观重建方案。

（二）工程措施

1.排水工程。为防止和减少采石场石壁边坡坡上地表径流进入台阶并对崖壁的直接冲刷和渗透，增加崖壁的稳定性，首先在岩石崖壁背山边界的外围坡上设计截洪沟，沟底宽40cm，沟深60cm，两侧坡比1∶1。根据本区气候特征，该截洪沟断面可以满足10年一遇日最大降雨量150mm的排水。其次是为防止各级台阶边坡集水对台阶面引种植物的冲刷，在各级台阶内侧设计横向排水沟，沟底宽30 cm，沟深60 cm，两侧坡比1∶1。第三是在坡面各级台阶的两端，从上到下修建纵向排水沟，设计深度为60 cm，宽度为100 cm。纵向排水沟与各级台阶内则横向排水沟相贯通，构成采石场石壁边坡的排水系统。

2.挡土墙和客土回填。在各级台阶面上的内外侧修筑挡土墙，以防止台阶边坡集水对引种植物生长所需客土土壤的冲刷。挡土墙设计截面为梯形，上底宽30cm，下底宽50 cm，高度为60cm。为节约治理成本，所有排水沟、挡土墙均以就地选取的碎石、角石为材料，用水泥砂浆砌体。挡土墙和排水沟修筑完成后，在内外侧挡土墙之间回填客土。根据引种植物生长对土壤的要求，各级台阶内外挡土墙之间回填客土的厚度与挡土墙高度一致，客土取自表土剥离的腐殖弃土。

（二）生物措施

采石场生态恢复与景观重建的关键在于植被恢复。而引种植物的配置采用适合本地区生长的速生乔木（如巨尾桉、后荚相思树、小叶榕等）与灌木混交，并在适当部位种植藤本和草本植物。在综合考虑采石场边坡台阶面和采石坑平面迹地等植物恢复地段的物理条件、回填客土养分状况、植物生长水分条件的前提下，采用不同的引种植物混交进行生态恢复与景观重建。

1.边坡台阶面引种植物的种植。边坡台阶面引种植物的种植采用乔木和灌木混交造林的办法来恢复植被。乔木的选择以小叶榕为宜。小叶榕是一种扦插易生根的常绿乔木，在裂隙发育的岩石崖壁容易植长，而且培育时间短，成活率高，2-3年成林后，其宽厚的林冠可以完全遮蔽台阶边坡崖壁，是本地区采石场台阶复绿工程中常见的首选乔木。灌木选择光叶三角梅（〚WTBX〛Formosa〚WTBZ〛）。该树种属紫茉莉科宝巾属，是一种常绿攀援或披散灌木，它耐低温、耐瘦瘠和干旱，具有生长性强、适应性广等特点，最适合疏松、肥沃、排水良好、富含有机质的沙土壤环境生长，是本地区常见的绿化树木。在小叶榕林隙混交光叶三角梅，由于其生长速度快，可以在短时间内达到对小叶榕林下台阶面绿化效果。小叶榕与光叶三角梅的混交方式为株间混交。在边坡台阶面的安全平台和清扫平台各种植一行，株间距3×3m，呈“品”字型。

为了使小叶榕林冠下显露的岩石崖壁完全遮蔽，除在台阶面混交光叶三角梅外，在每一级边坡台阶面的坡脚处种植一排爬藤。爬藤选用爬山虎。爬山虎属葡萄科，为多年生木质藤本植物。该属种根系发达、多分枝、附着力强，生长快和攀附能力极强，且具有较强的耐旱、耐热、抗寒性能、喜光耐荫，适应性广等特点。爬山虎的生长虽对土壤要求不严，但在肥力充足的地方栽种，生长迅速，枝叶茂密，藤蔓覆盖，遮荫及观赏效果要高得多。因此种植时，应对土壤多施有机肥，以保证植株旺盛生长所需的养分，种植的株距以1m为宜，快速生长后的爬山虎可以使边坡石壁下部在较短时间达到最佳的绿荫和观赏效果。

2.采石坑平面迹地引种植物的种植。采石坑平面迹地地势和缓、种植面积较大。引种植物的种植可以采用不同的乔木混交造林。本方案采用巨尾桉和厚荚相思混交方式对采石场平面迹地进行生态恢复与景观重建。巨尾桉是世界著名的三大速生树种之一，具有适应性强，生长快，速生丰产性能好，产量高，周期短的特点，同时也是一种极具价值的经济林和生态林，这种树木种植后在3-5个月可以使青山绿化。厚荚相思是近年来我国南方引进的主要营林树种之一，它具有适应性强、速生丰产、改良土壤、用途广泛等特点。厚荚相思初期生长缓慢，1-2年生时主干柔软，枝叶较多，易造成主干弯曲，3年后生长加快，主干迅速木质化。该树种对土壤要求不严，有一定耐瘦瘠、耐酸碱能力，是福建沿海低山缓坡和海滨沙滩常见的绿化树种。巨尾桉和厚荚相思混交造林的株间距为3×3m，呈“品”字型排列。

3.引种植物种植后的养护。引种植物养护管理是采石场生态恢复与景观重建后期的一个非常重要环节。主要包括浇水、虫害防治、幼林抚育、追肥和补种等内容。这个过程应聘用大坪采石场当地富有护林经验的护林员进行定期和不定期养护和管理，发现问题及时处理，尤其是对枯死的树苗及时补种，最大程度地保持林带景观的整体协调性。经过2-3年的时间，大坪采石场的生态恢复与景观重建可以达到预期效果（图 2）。

图2 大坪采石场生态恢复与景观重建效果图

四、结语

采石场生态恢复与景观重建是一项涉及多学科、多领域的复杂系统工程。近几年来，随着国内外对采石场生态恢复与景观重建的研究与的实践深入，采用工程措施和生物措施相结合的方法对采石场，尤其是≥70°的高边坡石壁采石场进行生态恢复与景观重建的办法有很多种。如网格喷播复绿法、厚层基材分层喷射法等。整体上看，这两种方法虽可以在短时期内使采石场高边坡石壁复绿，但造价很高，全面推广确实困难。通过对泉州市台商投资区大坪采石场生态恢复与景观重建方案的规划和复绿工程的初步预算，结合与邻区石狮市永丰采石场网格喷播复绿造价比较，笔者认为：采用垒砌阶梯复绿法对高边坡采石场进行生态恢复和景观重建，可以较好地解决采石场遗留石质开采面水土流失治理与植被恢复问题，而且复绿工程造价较低，特别是对闭坑前预留有开采台阶的采石场石壁的复绿造价更低，复绿效果和视觉效果较好，便于进行推广。

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