破损山体生态修复模式研究

任燕丽 刘飞

摘要：随着城市化进程的推进，前期人们生态保护意识的薄弱造成城市建设过程中自然资源的过度消耗，我国境内矿山破坏严重，生态环境和景观也遭到严重的破坏。目前，破损山体生态修复已有许多理论研究和实践成果。文章以东平县金山为例展开分析，阐述金山破损山体的自然地理条件，分析其环境现状和存在的主要问题，并对金山破损矿山山体的修复提出一系列针对性的修复措施。

关键词：破损山体；生态景观修复；工程措施；覆绿

中图分类号：X171.4 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2022）16-0-04

0 引言

《东平湖生态保护和高质量发展专项规划2020—2035年》根据黄河流域生态保护与高质量发展、南水北调东线工程两大国家战略（项目）与省会经济圈一体化发展、泰山区域山水林田湖草生态保护修复项目两大省级战略（项目）提出东平湖保护与发展需要统筹考虑，统筹部署。

东平湖地区生态基础风景资源良好，三面环山，景色优美，相传是八百里水泊梁山唯一的生存水域，1985年被山东省人民政府公布为省级风景区，也是水浒文化旅游线路中的重要景区。另外，当地的水生生物资源丰富，生态价值不容小觑。金山位于东平湖西岸，石质山体，矿石资源丰富。由于在长期开采过程中缺乏规范的开采制度和计划，对山体生态环境造成了严重破坏。整个山体裸露，与东平湖生态保护区形成鲜明对比。本文以金山破损山体为例展开详细分析，探讨破损山体的具体修复方向及修复措施。

1 金山概况

金山位于泰安市东平县境，距东平县城25千米，距济宁市梁山县城20千米。研究山体北侧为昆仑山景区及蜡山国家森林公园，西侧为棘梁山千佛崖景区，位于东平湖风景区湖西岸，东临G220，场地交通便利。属于温带季风型大陆性气候，有四季不同的特征。

2 现状分析

从高程图可以看出，研究区域矿山标高在海拔42～183米，制高点在中部中金山山顶。金山矿区山体总体呈西北东南向，东南侧毗邻东平湖，由东金山、西金山、中金山组成。采石遗留崖壁为高坡度斜坡，斜坡台阶5～45米，坡度45°～90°。

岩性以灰岩为主，其次为泥灰岩、泥云岩、页岩。岩石力学性质差异大，灰岩坚硬、致密，性脆，强度较高，其饱和抗压强度（fr）为70～120 MPa，属硬岩类。泥灰岩强度低，其饱和抗压强度（fr）为30～60 MPa，属于较硬岩类。土体工程地质特征为第四纪洪涝叠层岩性为砂质黏土夹砂石（含15%～45%砂质黏土），为硬塑性-可塑性，厚度一般为0.5～2米。

3 金山主要地质环境问题

金山破损山体的生态环境问题主要包括两个方面：一是采石活动引起的边坡不稳定地质灾害问题，二是植被资源和地貌景观破坏严重［1］。

3.1 边坡失稳地质灾害问题

金山由于采石活动所造成的边坡投影面积达7000平方米，90°断崖长度约5400米，高度最高可达50米。

3.2 植被资源和地貌景观破坏严重

金山山体被挖损和压占，原生植物遭到破坏，基岩裸露，破坏了山体的整体性、连续性、观赏性、原始性，严重降低了水源涵养功能。矿区濒临东平湖生态保护区，造成了严重的视觉污染，制约了其旅游业发展［2］。

4 修复工程整体构思

山体修复以覆盖绿色为主要目的，在确保岩质边坡稳定的情况下，运用先进的坡面植被恢复与重建技术对整个坡面进行植被恢复，使恢复后的坡面与周围自然景观融为一体［3］，减少自然灾害，保护生物的多样性，美化环境，保持生态平衡。总之，以生态修复为基本原则，充分结合现场地质条件构建生态复绿、林农结合、自然野趣兼备的复合型生态山体景观。

4.1 3R原则

减量（REDUCE）：植物配置中的乡土树种取代外来园艺珍贵树种，除必要的管理用房、观景台外，其他建筑项目不予设立。

再利用（REUSE）：利用现有尾矿采矿平台等赋予新功能，将现有台地整理设计成具有消防功能的开放场所。

回收利用（RECYCLE）：利用现场残留的石材，构筑防墙及道路防护墙。将现有的矿坑改造成消防池，用于收集雨水，满足周边消防及苗木养护的用水需求［4］。

4.2 矿区采石场利用方式

覆土造林：通过坡面稳定整治、生态恢复、场地平整等，将废弃坑改造为林业用地。

生态修复：通过景观手法，打造生态林地、山体林斑、林海花田景观，提升山体景观效果，打造四季常绿、三季有花、两季有果的生态景观。

功能开发：改造矿坑及其周边环境，将其改造成消防水池，用于收集雨水，满足周边消防及苗木养护用水需求。

4.3 设计手法

立足乡土树种，适地适树：植物的生长繁殖都有与其相适应的自然地理条件，因此要重视对乡土植物的利用，加强乡土树种的选择，加强驯化。原产于当地的鄉土植物最能体现地方风格，最能抗灾性气候，且苗木易得易活［5］。

结合速生树、徐生树：山体复绿首先可以利用一些速生树进行普遍绿化。低生树往往寿命较长，可使绿化景观保持相对较长的稳定时期。

丰富场地林相、林班变化：通过补植彩色树种，增加阔叶树、彩叶树种比例，使森林结构、层次、色彩更加合理，更加丰富。

低影响山林景观维护：结合场地原生态环境，在降低成本、减少资源消耗的基础上，因地制宜地筛选和配置植物，构成可持续性植物群落结构，营造出原生态、长期性的山林景观［6］。

5 破损山体修复具体方案

首先，进行山体基础土建修复，主要包括地质灾害防治、现有矿坑处理、陡坡处理及部分土壤修复。其次，对山体整体布局进行设计，主要包括消防道路布局、消防水池布局以及根据整体情况选择山体不同区域的植物种类［7］。

5.1 基础山体修复

5.1.1 地质灾害防治

金山片区不规范露天开采片区内主要发生的地质灾害有落石、崩塌、滑坡等，其严重破坏了区域内生态环境，对周边入山放牧的村民构成了安全威胁。因此，应对区域内容易发生的灾害进行有效的防治［8］。

（1）合理设计边坡参数，加强边坡监测，稳定边坡作为挡墙，对开挖后发生裂缝变形的区域，必须进行专门的工程地质勘探。

（2）对现有灾害点进行边坡加固或机械清除，尽可能清除灾害发生的各种点位，并设置监测点进行监测记录和分析，可确保在灾害易发地区防患于未然。

（3）集水分析夏季水量季节性增大引起的滑坡及土壤流失问题，可通过修建排水沟加以解决，通过引流山水避免水量过大冲刷山体［9］。

5.1.2 边坡处理

坡度为90°，特点是崖体稳定，无土壤，裸露立面。可在崖壁外侧覆土栽植植物，并且砌筑挡土墙。

坡度为60°～90°，特点是坡面较陡，土壤稀薄，自然条件恶劣，对景观的影响较大。可在崖壁外侧覆土栽植植物，并且砌筑挡土墙。

坡度为40°～60°，特点是崖体比较疏松，有采矿废渣，且容易下滑。可先清除疏松滑动部分的采矿废渣，再通过鱼鳞坑工程人工填土的方法，改良基质。

坡度为25°～40°，特点是以碎矿石为主，有少量的土壤，基质疏松，水土流失严重，有一定的肥力和保水能力。可采用砌筑挡土墙及鱼鳞坑的方式防止水土流失。

5.1.3 道路规划

本次道路规划考虑到现有的地形地貌，在最大限度避免破坏现有植被和土地的前提下，大多利用原有采矿遗留下來的施工道路进行防火通道规划，围绕整体研究范围，设计宽4米的通道。使用人行横道连接，实现全区域的可达性［10］（见图1）。

5.1.4 引水上山规划

（1）管线敷设及消火栓布置。为便于灭火及前期绿化灌溉取水，管道基本沿道路内侧布置（除需加密布置的场地外），考虑到该山体地下岩石较多，开沟困难，为减少土石侧工程量，降低施工难度，管道采用明铺形式（通过路段采用埋地布置）。同时，考虑到系统工作压力、管道耐腐蚀性，以及热膨胀冷缩等技术指标，架空管道采用热浸镀锌螺纹、槽连接、标称压力1.6 Mpa，闸阀采用不锈钢材质的明轴闸阀，标称压力1.6 Mpa，止回阀的工作压力与相同位置的阀一致。系统测试压力为工作压力+0.4 MPa（见图2）。

（2）灌溉系统。为确保树木成活率，储存初期消防用水的一部分，在南、中、北区建设了4座蓄水池，充分利用现有的采石坑，南至北容积分别为南区350立方米、中区500立方米、中区500立方米、北区500立方米，水池容积与该水池承担的山体面积（南区面积25万平方米，中区面积62万平方米，北区面积33万平方米）相关，结合实际灌溉需求和井取水可靠性进行适当调整，可配套设置井水。考虑到防冻及结构安全性，且避免现浇混凝土外露，保持山体自然风貌，水池周围覆盖60厘米土层。

5.2 山体覆绿技术

5.2.1 一般的喷雾覆绿技术

使用喷雾机将搅拌均匀的混合料喷到坡面上，主要适用于土质和岩质坡面，合适的坡面坡度小于55°，坡面比较稳定。以草本为主，不适宜高木生长，养护成本高，持续时间短，表现出季节性的绿色恢复效果。

5.2.2 坑槽式覆绿技术

利用较大边坡的原始微地形，或通过人工爆破、沟雕等手段在边坡上打造可看到植物生长的空间。覆土栽培的方法适用于土质和岩质边坡，需要边坡具有极大稳定性，鱼鳞坑规律的应用比较广泛，适用于不同坡度的边坡，施工效率高，植物选型丰富，成活率高。

5.2.3 生态袋法

将含种植土和植物种子的生态袋堆放在坡面上，应用其中植物种子的生长覆盖达到护绿效果的生态护坡技术。

5.2.4 阶梯法

利用坡面上现有平台或采用分段爆破等方法将坡面改造成集体形状，在台阶外砌墙，并填筑客土、肥料、种植植物。该方法施工难度大，费用高，具有一定的限制性。

5.3 植物景观设计

5.3.1 种植区域规划

根据该区的地形、给水及地质条件，分为A、B、C、D四个不同区域，选择适合该区域条件的山体覆绿措施（见图3）。

A区域面向东平湖，是过去游客观赏重点打造的区域，其地貌多为坡度大的斜坡、矿坑塌陷区域及处理困难的紫砂页岩区域。主要采用的山体覆绿措施为部分区域筑造鱼鳞孔，改良型厚层基材采用喷雾植被复合技术。植物材料以常绿树种侧柏为主，组合节点少量白皮松。迎接湖面多选择彩叶植物五角枫、元宝枫、紫叶李、红桁架、黄桁架、金叶榆、黄金槐，搭配少量文冠果、海棠、榆叶梅、连翘、迎春等花灌木，藤本植物在紫藤本月季节，选择三叶地锦遮挡悬崖面。

B区域多为山脊崖面，需要大量机械清理，清理后多为斜坡，以水平层为主覆土种植植物，山顶岩石裸露严重，需要鱼鳞坑覆土。植物为常绿树种侧柏，大面积栽培，插通落叶阔叶乔木的白蜡、朴树、国槐、刺槐等。

C区域为设计忽视区域，只要达到基本的绿色恢复效果即可，主要以侧柏覆盖，在具备高木栽培条件的局部栽培高木，以本地乡土树种刺槐、国刺槐为主。

D区域是梯田区域，相对平坦，土质条件较好，以观果为主，如核桃、山桃、山杏、枣、梨、苹果、栗子、无刺花椒等兼具观赏价值、科普价值的树种。在实现经济效益的同时，提升山体绿化效益，丰富树种。

5.3.2 道路行道树规划

按山体规划道路，划分为6条道路，根据不同的地势关系及特色布局原则，进行道路绿化设计。1号路：道路外侧远离悬崖，白蜡、白皮松隔段种植，靠近悬崖边种植白皮松、迎春。2号路：道路外侧远离悬崖，五角枫、白皮松空出间隔种植，靠近悬崖种植白皮松、迎春。3号路、5号路：元宝枫、白皮松空出间隔种植，靠近悬崖边种植白皮松、迎春。4号路：国槐、白皮松间隔种植，靠近悬崖边种植白皮松、迎春。6号路：朴树、白皮松隔段种植，靠近悬崖边种植白皮松、迎春。

6 结语

近年来，破损山体修复工程技术得到了较快发展和广泛应用，并取得了较好的生态效益和社会效益。东平县金山破损山体生态修复工程根据其山体破损的特点及景观要求，从破损山体具体排险修复工程措施、给排水灌溉工程、道路规划、植被覆绿等方面着手加以治理，给东平湖生态保护区增添了一抹绿色，同时对东平环湖山体的覆绿工作具有一定的借鉴意义及推动作用。

参考文献：

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［4］ 刘晓宇.太原市尖草坪区废弃采石场生态恢复方案［J］.山西林业科技，2019，48（2）：59-60.

［5］ 王璐.基于恢复生态学的城市采石废弃地景观设计研究［D］.北京：北京林业大学，2019.

［6］ 田帅，刘猛，刘辰琛，等.保定市西部山区采石场废弃地生态恢复对策研究［J］.安徽农学通报，2019，25（6）：99-101.

［7］ 申晨，徐芳.废弃采石场生态恢复与景观重建研究进展［J］.山西建筑，2018，44（30）：173-175.

［8］ 吕平波.露天深大采石场工程防护与生态恢复研究［J］.低碳世界，2017（12）：68-69.

［9］ 骆庆华.浅谈废采石场CS混合纤维法植灌结合节水型绿化箱种植苗木生态恢复施工技术［J］.福建建设科技，2016（4）：62-64.

［10］ 刘敏.山地废弃采石场生态恢复治理与再利用规划模式探索：以《重庆四山地区关闭采石场再利用规划》为例［J］.中国园林，2014，30（12）：117-120.

作者简介：任燕丽（1993—），女，山东济宁人，硕士在读，助理工程师，研究方向：风景园林规划设计。

刘飞（1975—），男，山东济南人，硕士，正高级工程师，系本文通讯作者，研究方向：风景园林规划设计。