广州市矿山边坡生态复绿方式及其适用性评述

广州市地质调查院 曾祥伟，邱敏

一、前言

广州市地处广东省中南部，珠江三角洲北缘。区内开采利用矿产资源主要为非金属矿产，主要包括建筑用花岗岩、水泥用灰岩、盐矿、芒硝、煤炭、萤石、大理石、矿泉水及地下热水等。其中，建筑用花岗岩为本市优势矿种，岩性主要为燕山期二长花岗岩，矿石质量好，是优质建筑石料。20世纪80、90年代，采石场为广州市经济社会发展和城市现代化建设发挥重要的支撑作用。然而，由于无序开采和缺乏监管，造成开采掌子面基岩裸露、植被破坏，水土流失及地质灾害隐患等矿山地质环境问题。2000-2006年，广州市政府投入资金6亿多元，分批次对已关闭的1000多个采石场进行整治复绿，累计植树376.55万棵，种草446.57m2，复绿面积共1268.1万m3[1]。

广州市大部分采石场边坡坡度大于40°，少数矿山开采高差较大，坡度大于70°，甚至近于垂直[2]。随着生态文明建设推进及人们对美好生活环境的诉求日益提高，各界对矿山地质环境，特别是边坡生态修复愈加关注。关于低缓的岩土质边坡，已有较多研究成果[3-5]，而矿山硬岩高陡边坡生态复绿方式却少有发表。广州市整治复绿工程是一项无先例可循的浩大工程，前人在整治工程设计、复绿植物配置、生态修复土建工程技术应用等方面作了大量工作[6-8]，但受限于时间等因素，仅对早期整治复绿方式做介绍[9-10]，缺乏对广州市矿山复绿方式及其适用性全面系统总结，尤其是高陡边坡（坡度＞70°，高差＞50m）复绿方式应用未有论述。值得注意的是，这类型矿山因开采后留下裸露的高陡边坡缺少植被生存所必需的水土生境，且不具备牢固攀附的力学条件，植被恢复难度极大，是矿山生态修复的重点难点。针对上述现状，本文通过实地调查，总结广州市矿山边坡生态复绿方式及其适用条件，为正在兴起的矿山环境治理及生态复绿提供技术参考。

二、矿山边坡生态复绿方式

生态修复应综合考虑矿山地形地貌、边坡坡度及复绿工程成本等，科学合理选择生态修复技术。根据实地调查，本文总结阐述广州市矿山边坡几种常见复绿方式。

（一）板槽

在高陡甚至近于直立的裸露基岩岩面将制作的钢筋混凝土插板嵌入石壁，插板与岩石壁呈“V”型，外沿砌制槽壁形成种植槽，为复绿植物提供储存土壤和水分空间。板槽间距约1.5-3m。

（二）台阶

一般开采规模较大，高差大，开采面陡立，大面积基岩裸露且位于“三区两线”内的矿山多采用台阶法复绿。该种方法在恢复生态景观同时，通过调整、控制边坡坡率有效降低和消除地质灾害隐患，台阶级数为1至10级不等。

采取爆破等措施在开采面整理形成5-8m宽的平台，平台高差多为8-15m，台阶外沿砌高0.8-1.5m毛石挡土墙，覆客土厚0.6-1.3m，挡土墙间隔20-30m设伸缩缝，底部预留Φ75PVC管排水孔，并铺设砾石作滤水层以防积水。在平台覆土层种植细叶榕等易活乔木，内侧和外沿种植五爪金龙和爬山虎等藤本植物，偶见夹竹桃等灌木。

（三）燕窝

在石壁微凹地形或破碎裂隙处开凿出可储存植物生长所需土壤和养分的巢穴，或构筑可直接悬挂燕窝状预制件，而后种植草本植物和攀爬类藤本植物。

（四）格构梁

常用于结构不稳定或已发地质灾害矿山边坡。在浅层稳定性差边坡浇筑混凝土框架形成规则网格如长方形等，框架节点处通过锚杆使框架与基岩牢固结合，框架内部回填土壤，可栽植根系较发达的灌木和小乔木。

（五）植生盆（槽）

常用于坡面微地形发育的岩石或土石边坡。在石壁微凹或裂隙发育处打锚杆，用高强度砂浆浇筑成盆（槽）状种植平台，盆（槽）内种植爬藤和灌木等。建造密度一般为4-60个/100m2，直径和内深不小于0.35m。

（六）挂笼砖

将黏结剂混入人工土壤基质压实制成砖坯，在砖坯播种草本和藤本等种子经一段时间培育后形成较稳固的草砖，装入可悬挂的过塑铁丝网笼内，用锚杆固定在岩质坡面。笼砖规格通常为0.5m（长）×0.5m（宽）×0.2m（高）。

（七）土工格室

用聚乙烯或聚丙烯等材料制成“蜂窝状”高强度塑料宽片立体网格，构成强大侧向限制和大刚度结构体，格室充填优质土壤基质，栽植灌木、草本和藤本等。土工格室高0.1-0.2m，格室焊点距离0.3-0.8m。多见于坡度低，高差小，岩土质边坡。

（八）喷混植生

又称植被混凝土法。用喷混机将土壤、有机质、长效化肥、黏合剂（混凝土）及植物种子等干料混合加水后喷射到岩面，形成厚近10cm具连续孔隙的硬化体。

（九）穴植

在坡面稳定的土质或土夹石矿山边坡较常见。施工简单，在坡面按一定间距直接挖掘形成种植穴，穴内补充营养基土后栽植乔灌草或地被植物等苗木。

三、复绿方式应用及效果

采用板槽复绿方式的矿山多位于临近居民区和开发区，以“一面墙”式岩质高陡边坡为主。板槽作用为承储土壤，为复绿其生长环境和空间。种植簕仔树、银合欢、夹竹桃、簕杜鹃、宽叶草、蟛蜞菊及五爪金龙等灌木和藤本植物，可覆盖直立裸露岩面，效果良好。

位于“三区两线”和交通主干道可视范围矿山开采面宽阔陡立，高差大，严重影响自然景观地貌。在台阶外沿种植尾叶桉、马尾松、细叶榕、大叶相思、夹竹桃等乔木和灌木，以遮挡台阶间裸露岩壁；内侧和低缓边坡种植乌毛蕨、象草、狗牙根、蟛蜞菊、变色牵牛等，取得较好的复绿效果。

燕窝方式通常与其他复绿方式相结合，最常见为燕窝+板槽复绿方式。燕巢内土壤体积小且保水能力较差，可供养分有限，可种植类芦、五爪金龙、爬山虎等藤本植物，与板槽种植的灌木形成高低生长空间，构成多层次植物群，对原边坡石壁完全覆盖，远处已观察不到修复工程痕迹，生态修复效果极佳。

格构梁复绿方式在稳固边坡土壤有天然优势，其土壤营养供给充足，复绿植被通常长势较好。植生盆（槽）与土工格室相类似，受生长空间限制，多种簕仔树、银合欢、簕杜鹃、五爪金龙、爬山虎等低矮灌木和藤本植物。挂笼砖方式常用于较陡边坡复绿，多种植攀爬类植物进行岩壁覆盖，可快速绿化。

四、复绿方式适用性评述

（一）立地条件

岩性、坡度及高差等矿山边坡立地条件是影响复绿方式选择主要的因素。广州市采石场大部分为花岗岩，按风化程度分为土质、土夹石边坡岩质边坡三种类型；按边坡坡度大小，将边坡大致划分为低缓（＜40°）、中等（40°-70°）及陡立（＞70°）三个等级。结合复绿方式工程技术要点及实际复绿效果，广州市矿山复绿方式适用于不同边坡类型和不同坡度。

边坡高度决定复绿方式的工程量和难度。按边坡高差大小大致划分为小（＜20m）、中（20-50m）及大（＞50m）三个等级。不同高差等级适用复绿方式。

（二）优缺点对比

穴植、格构梁、土工格室及喷混植生等方式机械化程度和工程效率高；台阶、板槽、燕窝、植生盆复绿方式机械化程度也较高，但施工工序复杂，复绿工程成本高。喷混植生、燕窝和挂笼砖复绿方式植被以草本为主，可选性单一；板槽、格构梁、植生盆（槽）及土工格室复绿方式可搭配灌木藤本、草本和藤本种植，可选性相对丰富；台阶和穴植复绿方式可种植乔木、灌木、藤本和草本植物，植物多样性丰富。板槽、挂笼砖、格构梁及土工格室复绿方式对养护管理要求较高，特别是给水排水系统；台阶和穴植复绿方式前期养护后，复绿植被可逐渐稳定生长；燕窝复绿方式后期养护管理存在一定难度。

（三）绿化效果

从复绿见效时间和整体景观两方面表征绿化效果。以复绿见效时间长短衡量，板槽、格构梁、挂笼砖、土工格室及喷混植生方式复绿时间短，见效快。台阶、植生盆（槽）及穴植方式复绿时间长，见效慢。以整体景观单一多样化衡量，挂笼砖和喷混植生方式复绿景观较单一。台阶和穴植方式复绿可形成立体层次景观。其他复绿方式整体效果均较好。

（四）高陡边坡复绿

高陡边坡类矿山主要采用台阶、板槽、燕窝及挂笼砖。充分利用边坡微地形开凿出种植植物空间，覆以客土，设置给水排水系统，构建植被群落多样性。这类边坡不仅采用单一复绿方式，且部分可见多种复绿方式并存。常见的复绿方式组合有板槽+燕窝和台阶+板槽，这类多种复绿方式并存矿山生态景观好，植被覆盖率高。

五、结论

广州市自2000年实施的整治复绿关闭矿山众多，耗资巨大，工期短任务重。本文详细阐述了板槽、台阶及燕窝等9种广州市矿山边坡常见复绿方式，并对其复绿效果进行总结评述。从边坡类型、坡度陡缓及高差大小等立地条件，复绿方式优缺点，以及绿化效果等方面评述各复绿方式适用性，并提出采用板槽+燕窝、台阶+板槽组合方式对高陡边坡进行复绿。