废弃采石场生态恢复与景观重建研究进展★

申 晨 徐 芳

(徐州市九州生态园林股份有限公司，江苏 徐州 221000)

随着经济快速发展和城镇建设加快，建筑等行业对石材需求量也随之增加，造成采石场数量和规模不断扩大，石材开采给地表景观和地表生态系统带来大规模改变与破坏[1]。采石后千疮百孔的山体、原有植被遭到的破坏、水土流失严重、大量粉尘、山体环境安全系数大幅降低、自然景观的破坏等问题引发各界关注。如何让采石场重获新生，如何从生态、经济、景观方面进行综合性研究日显重要。

1 废弃采石场的特点

采石场经历长时间、大规模、高强度的开采后，致石材资源过剩开发，对区域生态环境影响日益严重，开采后形成的采石场废弃地由矿坑、岩石斜坡、废石存放地及排土场等部分组成，且其中多数岩石的开采面不规则，坡度一般在40°～90°内，垂直的峭壁，反倾的石壁和危岩几乎是无可攀附之地[2-4]。由于采石原因，地表的覆土层被去除，破坏了采石场原有的植物、动物、微生物群落，使得原有的生物群落遭到破坏。同时，未经治理的废弃采石场，恶劣环境促进了岩石风化，风化程度高的甚至会呈现出不断的山崩和岩崩，大大增加自然地质灾害发生几率，严重威胁到周围环境与安全。

2 国内外废弃采石场生态恢复与重建概况

国外的采石场修复与重建早于我国，美国矿山修复强调损伤恢复地貌，需要地貌恢复到原始状态，以防止生态继续损坏。法国由于工业发展，人口密集，生态恢复工作是为了保持农业和林业领域恢复生态平衡，防止污染再次产生。希腊狄俄尼索斯采石场，通过发掘采石场特质，对采石场现有的岩层予以适当保留，并进行合理利用，提出了“露天博物馆”这个设计方案被人们接纳。法国毕维利采石场，经过对采石场当地气候条件和实地状况了解，将其改造为一个带有水域风光的休闲场所，收到良好景观重建效果[1]。

《中华人民共和国矿产资源法》第四章明确指出“开采矿产资源，必须遵守有关环境保护的法律法规规定，防止污染环境”。2007年我国颁布了“矿山环境恢复治理保证金制度”这条新环境保护制度，这项制度对采石废弃地的生态恢复和环境治理具有重要意义。在我国山东省境内一片废弃采石场中坐落着一座银河公园，其设计凸显了采石场的历史地貌与文化特征，以“采石场的记忆”为宗旨，赋予公园主体性和历史性，让游客在游览自然美景的同时感受到当地的历史文化气息。绍兴东湖公园，以原有山体为轮廓，对石料进行再加工与设计，以达到自然环境与人工完美结合的效果。徐州珠山宕口遗址公园，针对采石宕口立地条件，通过人工改造，设置采矿设施、设备标牌，让后人了解矿山过去，产生时空对话，将满目疮痍的矿山变成一道自然与人文交融的风景线[5]。

3 废弃采石场生态恢复与景观重建策略

生态恢复即在人为的辅助与控制下，利用生态系统的演替与自我恢复能力，使被扰动或破坏的土壤、动物、植物、微生物等恢复到接近于被干扰前的原有状态。而生态重建则是对遭破坏的生态系统进行规划、设计，将人类破坏的生态系统恢复或重建成一个与当地自然界和谐相处的生态系统。生态恢复更注重恢复到以前的状态，而重建更注重人为的设计一个与废弃地目前环境相适用的生态系统。

过去采石场关闭后往往属于自然恢复，自然恢复后的植被组成更接近原来植被组成。虽然自然恢复成本较低，但恢复速度缓慢，无法在短时间内改善环境，因此人工恢复被广泛的应用于恢复与重建工作中。人工恢复能够快速的使表面岩石稳定，在实现景观重建的同时也保证了采石场的安全性。通常，废弃地恢复与重建的主要目的是控制水土流失与提高绿化率，使其能够再次融入到周围的环境景观之中。恢复后采石场多数用作开放空间与景观，或开辟成公园、游乐场、野生动物栖息地、地质公园等。

4 废弃采石场坡面的稳定

因植被在裸露岩石或者斜坡上自然存活非常困难，往往需要采取人为改良措施来辅助。人为改良措施首先需要考虑矿坑、岩石斜坡与废弃石堆稳定性。在坡度比较平缓的斜坡可以采用喷混植生技术和挂网喷播技术，而在坡度比较大的位置通常需要通过开凿或爆破的手段对坡面进行调整，其中爆破是稳定坡面的重要措施，特别是坡度较大的岩壁。但是由于爆破作业操作困难而且存在潜在危险，同时爆破需要花费的资金较高，所以应尽量避免大规模的爆破[4]。

5 废弃采石场土壤—植被系统

植物的生长需要土壤提供养分，但同时植物生长也可以改善土壤的性质，在植物生长过程中，枯枝落叶及腐烂的根系进入土壤，均能够促进土壤有机质增加。且植被能够明显改善采石场小气候，更有助于枯落物分解，从而促进了有机质积累。大肆的露天开采使得采石场表层土壤丢失，破坏了采石场原有生物学特性，采石场原有植物及其繁殖体全部丢失，微生物群落发生巨大变化，野生动物的生存条件恶化，物种多样性遭到严重破坏。所以采石场废弃地的生态重建及土地再利用一定要建立在适当的土壤—植被系统之中，土壤—植被系统的重建对废弃采石场生态重建至关重要。

5.1 土壤改良

失去表层土壤后的废弃采石场，极端的土壤条件与小气候大大限制了植被恢复与生长，所以废弃采石场的恢复与重建通常需要大量土壤或基质供植物生长所用。购买土壤不仅需要较高费用，同时会给土壤采集地点造成很多不利影响。所以添加有机废物，如泥炭土、脱水的污泥等已成为一种常用技术，添加有机废物能够提高基质中有机质的含量，促进N,P等大量元素及一些微量元素的循环，改善土壤原有结构，维持并提高土壤微生物含量，促进废弃采石场植被定居[6]。但很多有机废物含有某些具有毒性的元素，所以在使用有机废弃物时，一定要仔细筛选，确保添加物安全性。

除添加有机废物，增施肥料也能够迅速补充植物所需要营养元素，可以在短期内促进植物生长，使得生物量积累，是重建初期常见的土壤改良措施。施肥后，树木会快速生长，枯枝落叶及根系更替数量将会增加，同时会拦截风吹来的尘土、凋落物或种子，改善废弃采石场极端条件。

5.2 植物种类

植物是废弃采石场恢复与重建的重点，通过提高植被覆盖率，可以大大改善采石场环境与景观效果。了解植物生长习性，可以预估其在废弃采石场极端环境因素的生长情况，这对植物的选择至关重要[7]。有的植物可以通过某种机制和生长习性来适应裸露斜坡的恶劣环境。比如耐旱、耐斜坡的植物品种在水分紧缺的废弃采石场中非常必要，而垂直岩石上适宜种植攀援植物，在贫瘠废弃地则可优先考虑种植豆科植物。另外，因采石场土壤结构、养分、水分差异，选择草本或藤本植物较容易存活，在早期演替过程中多选用耐旱、繁殖能力强的禾本科与菊科植物，如白茅、五节芒、金发草、艾蒿等植物[8]。

6 废弃采石场生态恢复与景观重建的展望

废弃采石场环境恶劣，缺少表层土壤，所以寻找经济可行，生态环保的基质是废弃采石场土壤重构的重要任务之一；同时因废弃采石场温度干旱贫瘠，变化剧烈，只有耐旱和耐贫瘠植物才能生存，所以筛选出适宜不同地区、不同类型废弃采石场的多样化植物品种对废弃采石场的植被恢复与生物多样性非常重要；另外，当地乡土物种因适应了当地的气候环境，所以能够形成稳定的生物群落，因此进一步研究乡土树种的功能特性，通过模拟乡土树种的种子库来恢复废弃采石场的植被群落，对采石场的生态恢复与重建具有重要意义。