风景园林学视角下的采石废弃地植被修复策略

贾绿媛 林箐 王向荣 张诗阳

1 研究背景

采石废弃地是人类大规模采石活动干扰下所形成的一类废弃用地[1]。工业革命以来，大规模城镇基础设施建设致使石材的需求量不断上升，开山取石成为推进社会经济发展的工业活动。高强度、大规模的采石作业破坏了采石区原有土壤与植被，产生了大量的裸露岩层，危害生态环境的同时带来地质灾害风险。采石作业中石材及废弃物等的堆放与处理占用了周边的土地资源，并带来一定的环境污染。

采石废弃地包含与采石活动直接相关的坡壁、坑口迹地、辅助设施占地，以及其他受干扰类废弃地①，如渣场和周边受采石作业干扰后受损的农田、林地、荒地等[2]（表1）。

采石废弃地占地广泛，而且往往存在地质稳定性差、水土流失严重、生态环境恶化、生物多样性锐减等复杂问题[4-5]。不过，相较于其他类型的矿山废弃地，采石类废弃地没有过多的重金属、强酸强碱类污染物质的环境胁迫[6-7]。因而，对采石废弃地的修复，主要采取以植被修复为重点的生态修复。

近年来，越来越多的采石废弃地因城市化发展而被纳入城市建设范围，被规划为公园绿地、游憩地和景区。这些采石废弃地的景观建设，需要从风景园林学的视角，结合景观艺术和现代复垦技术，采用符合美学和生态原则的植被修复策略。

现阶段，有关采石废弃地植被修复的研究以生态学、植物学、土地复垦学方向为主[8-9]，集中于3个方面：一是对某一（类）采石废弃地样本在自然演替不同阶段的植被情况的调查研究[10-14]；二是植被修复具体工程措施施工工艺、关键技术及所涉及的植物品种[8,15-17]等研究；三是采用不同工程措施[18-19]、植被种类[20]对于采石废弃地复绿效果的比较研究。风景园林学视角的采石废弃地植被修复研究相对较少，多为针对项目实践中涉及的修复技术[21-23]、修复思想与设计手法[24-26]的分析，个案中植被栽植方式、景观特征等的案例分析[1,27-28]以及修复后效果的评述研究[29]。缺乏结合生态修复与风景营建的采石废弃地植被修复策略和方法的整体性研究。

根据国内外采石废弃地景观修复实例和笔者所在团队在此类项目上的实践经验，本研究针对不同类型采石废弃地提出风景园林视角下的植被修复策略与方法，以期为今后采石废弃地的生态修复与景观重建提供参考。

2 复垦理论下的采石废弃地植被修复方法

如果没有人工干预，大多数的采石废弃地可以依靠自然的力量逐渐恢复植被[30]。通常情况下，较平坦的崖顶及坑体易于土壤的积累和植物种子的生根发芽，相对更容易恢复植被和生境；而对于岩壁、陡坡，由于截水能力和土壤附着力较差，植被自修复能力低。据研究，采石废弃地若仅依靠自然修复，达到顶级群落往往需要100年甚至更长的修复时间[5,31]。

20世纪中后期，在恢复生态学的影响下，各国相继研发了针对采石废弃地的复垦理论与技术方法（表2），包含场地整理、水系治理、土壤改良及植被修复等方面，通过人为适度干预，能够在相较于自然演替更短的时间内形成稳定复杂的植物群落。这些修复技术的应用在不同程度上重建了采石废弃地的植被，改善了生态环境，也有效地改善了景观质量，但同时也存在许多局限性。例如，飘台绿化法工程难度较大，且板槽内土壤含量少，植物根系生长空间有限[16,35]；混凝土框格复绿法具有锚固岩体的作用，但工程量大，视觉效果生硬；种植穴复绿法施工难度大，且施工过程中会对岩壁的完整性及岩体强度造成一定的损伤[16]；生态袋复绿法施工技术简单，但种植植物多限于灌木和草本[36]，且成本相对较高[16]。这些采石废弃地复垦技术的主要目标是用植被遮盖裸露的坡壁和坑口迹地，并不需要过多地考虑复垦工程措施对于视觉景观的影响和对工业文化的保留。一些修复技术工程量较大[21]，还涉及对岩壁的再次爆破或者打锚杆等工程，对场地干预大，需要大量的经济投入，有悖生态的原则。此外，这些修复技术掩盖了场地的历史，消除了采石过程中人类活动的印记，破坏了文化的延续性[37]（图1）。

表2 采石废弃地的复垦技术[3,16,32-34]Tab. 2 Reclamation technology for abandoned quarry[3,16,32-34]

图1 部分较常见的采石废弃地复垦技术Some of the more common reclamation technologies for abandoned quarry

3 风景园林学视角下的采石废弃地

3.1 采石废弃地的价值

人类的采石活动历史悠久。古代的采石场经过了千百年的开采，形成了斧砍刀削、钎痕与凿迹斑驳的开采面，以及大量的悬崖、险峰、石柱等奇观。从某种程度上来看，采石破坏后遗留下的岩壁、边坡以及地下水和降水汇集而成的水潭有着与自然山水相似的特征，是山水风景形成与营建的基本骨架[24]。明清时期，中国一些历史上的采石场的景观价值就为人所识，经过人工风景营建转化成了远近闻名的山水名胜，如绍兴东湖[38]、番禺莲花山[39]等。国际上比较著名的早期废弃采石场景观营建实例，包括建于1867年的巴黎肖蒙山公园和1904年开始修建的加拿大布查特花园，前者是一处地形丰富的田园牧歌式的城市公园，后者以丰富绚丽的植物主题花园而闻名于世。

因而，风景园林学视角下与复垦视角下的采石废弃地有着很大的不同。从风景园林学的角度看，采石后暴露出来的岩石节理形成了与原生地貌相异的景象[40]，一定程度上增加了场地的地形变化和景观多样性[41]；采石废弃地虽然缺乏植被，但是现场留存的岩石和水体同样都是重要的景观资源，并非是要被取而代之的消极因素。因此，采石废弃地的现状岩壁、水体和植被需要在整体景观结构框架内进行评估，确定保留的部分和需要改变的部分，在此基础上决定植被修复的方案。

3.2 采石废弃地植被修复的原则

3.2.1 生态性

采石废弃地是一类占地广泛、生态受干扰严重的废弃用地，其治理焦点主要集中于受损生态环境的修复，对此需要秉承生态的原则。但生态并不等同于大规模复绿，而应体现在修复技术、修复材料、修复代价以及修复后所产生的效益等各个方面[42]。因而，在排除限制生态重建的干扰因子的前提下，应充分尊重原有的植被、山体、水域和生态系统，通过改善废弃地的水、土、肥等条件并选择符合生境条件的植被进行生态修复，促进废弃地从荒芜向稳定植物群落演替的进程。此外，采石废弃地的植被修复要减少人工对场地的干预，尽量选用干扰小的工程措施，更多地让自然“做功”[43]。

3.2.2 美学性

现有的修复技术大多源自矿山复垦学，而以景观游憩地为目标的采石废弃地植被修复，则需要坚持美学的原则。从风景美学的角度，一部分复垦技术因视觉效果差而不适合在风景园林项目中采用，另一部分需要结合景观工程措施进行改良后才能采用。对于本身就符合景观审美的采石遗迹，并不需要采用人工措施进行改变。风景园林视角下的采石废弃地修复，是要将其转化为一处可赏可游的山水风景，兼具生态、景观、游憩、科普等功能。

3.2.3 文化性

采石场是人类手工业和工业活动的产物，今天对采石废弃地的修复，是人类文明发展到一定阶段的需求，应当反映出其特有的文化价值。风景园林学视角下对采石废弃地的修复应审视其背后蕴含的历史与文化意义，通过植物的烘托、修饰以及山水意境的引入，将人文与自然相结合，使得修复后的景观是有记忆的和可被阅读的[44]。在中国特有的山水文化背景下，采石废弃地可以通过修复形成融合生态与艺术的山水美学文化空间。

3.2.4 经济性

采石废弃地上的景观建设比一般场地需要更多的经济投入，但通常此类工程并不会为地质灾害治理以及生态修复制定额外的预算，因此采石废弃地治理、复垦和景观建设的费用需要包含在风景园林项目的总体造价内，采取的修复策略必须考虑经济性。目前，裸岩修复的单位造价按照修复表面积计算，已经相当或者超出一般风景园林项目的单位造价；如果按照平面投影面积计算，悬崖和岩石陡坡植被修复的单位造价将会是风景园林项目造价的几十倍。因此，在此类项目中，应该以较低的投入、较小的工程量获得较好的生态恢复和景观效果。

4 风景园林实践中的采石废弃地植被修复方法

根据景观特征的差异，采石废弃地可分为岩壁（>75°）、裸岩陡坡（>40°～75°）、边坡（>10°～40°）、坑口迹地以及其他受干扰类废弃地5种类型（表3），不同界面的特征和修复难度不同。

表3 风景园林学视角下的采石废弃地的类型及其特征[2-3]Tab. 3 Types and characteristics of abandoned quarry from the perspective of landscape architecture[2-3]

4.1 岩壁与裸岩陡坡植被修复

岩壁和裸岩陡坡的人工植被修复难度较高。现有复垦技术大多对现状岩石破坏大，工程量大，造价高；从风景园林学视角，岩壁和裸岩是景观中的视觉要素，可以不加干预，或者采取低影响的干预方法。

4.1.1 不干预并维持自然演替

岩壁通常有显著的岩石节理，具有一定的观赏性。在土壤沉积、自然演替等自然力的长期作用下，停采后的岩壁能够在岩隙和凸起处逐渐生长出一些自然植被。因此，在风景园林建设中，可以将观赏价值较高的岩壁和裸岩陡坡作为项目的景观特色不予干预，任其在长期自然演替过程中逐渐形成与自然山水中的悬崖峭壁相似的景观。如南宁园博园双秀园的采石岩壁在建园之前已经形成了部分天然植被，设计师保留了原有岩壁和植被，不加干预，并设置平台让人观赏、体会自然修复的力量（图2）。

图2 南宁园博园双秀园中自然修复的采石场岩壁Naturally restored quarry cliff in Twin Pits Garden in Nanning Garden Expo Park

4.1.2 植被修饰与遮挡

植被修饰与遮挡是通过在崖壁顶部种植具有固土作用的垂枝类植物，用下垂的植物枝叶或者藤蔓修饰岩壁顶端；或在岩壁下方种植攀缘植物和高大乔木，遮挡不够美观的岩壁。南宁园博园落霞池的岩壁环抱水面，设计师在岩壁上方种植三角梅（Bougainvillea glabra），形成岩壁上花叶掩映的效果，并通过水中倒影形成独特的风景（图3-1）。上海辰山植物园矿坑花园台地区在岩壁下方覆土种植乔灌木，以遮挡大片的裸岩（图3-2）。

图3 利用植被进行修饰和遮挡大面积裸露岩壁的修复效果Restoration effect of planting vegetation to shelter large areas of bare cliff3-1 南宁园博园落霞池岩壁上方下垂的三角梅Bougainvillea glabra draped from above the cliff of Rosy Pond in Nanning Garden Expo Park3-2 上海辰山植物园矿坑花园的植被遮挡裸露岩壁Bare cliff sheltering by vegetation in Quarry Garden in Shanghai Chenshan Botanical Garden

4.1.3 挂网喷播复绿

常见的挂网喷播技术包括客土喷播和植被混凝土喷播，都需要清理岩面，满铺钢丝网并固定，然后喷播包含多种草本和木本植物种子、植物纤维、营养土、泥炭土、有机肥和保水剂等物质的混合物。不同的是，客土喷播用高分子团粒剂作为黏合剂，而植被混凝土采用水泥。因此植被混凝土抗冲刷能力更强，适合坡度较大的陡峭岩壁。挂网喷播能够使植被完全覆盖裸露岩壁，绿化效果好，但工程造价较高。徐州金龙湖宕口公园主崖壁高140多米，公园修建时，大部分陡峭坡面都采用了挂网喷播技术进行植被修复[45]。随着植物的萌发和自然演替，几年后这片山坡已经一片葱郁[23]（图4）。

图4 徐州金龙湖宕口公园岩壁修复效果[23]Restoration effect of quarrying cliff in Jinlong Lake Quarry Park, Xuzhou[23]

4.2 边坡植被修复

根据边坡的形态及形成原因，采石边坡可分为裸岩缓坡、渣石边坡和台层边坡3种。在进行边坡植被修复前通常会对裸岩缓坡和台层边坡坡面表层上的浮石、危石和不稳固边坡进行治理，并设置截排水沟，保障修复后边坡的排水与分段截流，减少泥石流、滑坡等安全隐患；若为渣石堆积而成的边坡，则需在对边坡进行加固或者削坡处理的基础上再进行植被修复。边坡的植被修复可采用顺应地势的覆土种植修复方法。固定土方的挡土墙可以采用生态种植袋、石笼或毛石挡墙等，前者可消隐于绿色植被之中，而后两者都可以成为空间中的景观要素，产生独特的景观效果。

4.2.1 台层边坡分层复绿

台层边坡可以结合阶地平台进行覆土种植。为防止土壤因冲刷而流失，可在阶地边缘堆叠石块、生态袋、石笼或者砌筑挡墙以固土，挡土材料应选用与原有岩石色彩质感协调的材料，以便融入整体环境（图5）。

图5 深圳安托山台层边坡植被修复Restoration of vegetation on slope in Antuo Hill Terrace, Shenzhen

4.2.2 挡墙蓄坡复绿

裸岩缓坡可依据地形设置单层或多层挡墙覆土种植。若设置单层挡墙，为达到种植不同植物的要求，墙体通常较高，虽形态简洁但景观效果比较生硬，因此适用于处理背景和边缘地带的景观；若采用多层墙体并相互交叠，将有效降低每层墙体高度并获得错落变化的景观效果，也为不同植物生长提供不同的土壤厚度，创造尺度适宜、景观丰富的游赏空间。

南京园博园未来花园中的旱生花园区是在约1∶5的岩石边坡上建造的多层台地花园，采用高低错落的层叠挡墙为200多种的旱生植物创造了生存的空间，也为游客提供了进入下沉植物花园的台阶和无障碍坡道（图6）。

图6 南京园博园未来花园旱生花园多层台地Multi-storey terrace in Xerophyte Garden, Future Garden, Nanjing Garden Expo Park

4.2.3 土工格室覆土复绿

在裸岩缓坡上直接覆土会受到土壤安息角的较大限制，而且大多数土壤在含水量大时，安息角会显著减小，这意味着下雨时土壤不仅会受到冲刷，还会面临滑坡危险。因此，坡度大于25°的裸岩缓坡，可以考虑用土工格室固定土壤，防止水土流失。土工格室是由高强度的高密度聚乙烯（HDPE）宽带经过焊接形成的柔性三维网状结构，价格低廉。土工格室覆土复绿施工简单，但覆土厚度受到土工格室高度的限制，只能满足草本和小灌木的生长。

4.2.4 洼地蓄土复绿

若岩石坡面本身凹凸不平，可利用凹陷处填土种植，依据填充土壤的厚度，选取不同的修复植物。如果结合凹陷坑下边缘设置挡土措施，例如石块或者生态袋，还可以提高覆土厚度，种植更大型的植物。这种修复方式能够露出地表原有的一部分裸岩，形成岩石与绿地植物交错的景观效果（图7）。

图7 南宁园博园罗汉松园修复绿地中凸显的裸岩Bare rock in the restored green space of Podocarpus Garden in Nanning Garden Expo Park

4.3 坑口迹地植被修复

根据山体开采方式与程度的差异，坑口迹地大致可以分为2类：一类是下凹坑式，即在场地中形成下凹的坑体，迹地标高显著低于周边标高；另一类是劈山式，即将山体开采一部分，但没有向地下开采，迹地标高基本与周边环境相同。二者的水文状况不同，其植被修复策略也不同。

开采深度较大的下凹坑式坑口迹地，通常会因地下水渗出而形成水潭，水体较深但水位变化较平稳。水面与岩壁交相辉映，为原本荒芜的场地带来了生机，也体现了景观多样性。这类坑口迹地中的水体应予以保留并纳入景观结构中。下凹较浅的坑口迹地，会由于周边雨水的汇集而形成季节性水体，水位变化大，干湿情况复杂，植被修复需要因地制宜。而劈山式的坑口迹地排水条件好，有利于植被修复。

4.3.1 覆土复绿

表面没有积水的采石迹地，通过引入客土就可以实现各类植物的种植。可以设立不同高度的挡土墙，形成不同土层厚度的种植区，满足乔、灌、草等植物的生长需求；也可塑造缓坡自然地形，形成不同土层厚度的区域，种植不同规格的植物。南京园博园未来花园在陡峭崖壁前塑造了多级种植台，满足从草本、灌木、小乔木到高大乔木的种植需求。

4.3.2 湿地植被修复

水体较浅的或者有部分浅水区域的采石坑水潭，可以在底部覆土，种植水生植物和湿生植物，创造人工湿地。根据水位的深浅和土层的厚度，可以种植从浮叶植物、挺水植物到湿生乔木的不同湿地植物。如在南宁园博园水花园中，设计师结合坑底地形和水环境特征，覆土形成从坑塘底部到水岸的缓坡土层，并根据植物对水分和土壤的需求程度，种植了40多种水生和湿生植物[24]（图8）。而在飞瀑湖中，设计师采用垫土的方式将采石坑底部两片开采深度相对较浅的区域抬升至常水位高度，并种植池杉（Taxodium distichum）、水松（Glyptostrobus pensilis）等耐水湿的高大乔木，形成水上森林（图9）。

图8 南宁园博园水花园采石坑原貌和修复后景观Original and restored view of quarry pit in Aquatic Garden in Nanning Garden Expo Park

图9 南宁园博园飞瀑湖的水上森林Aquatic forest of Waterfall Lake in Nanning Garden Expo Park

4.3.3 蓄水造景

在地势较高没有积水的采石迹地，为了丰富景观，可以利用地形筑堤蓄水，建造人工湖，并依据设计，在湖岸内外覆土，种植水生植物、草本、灌木、乔木等各种植物，形成丰富的山水和植物景观。徐州金龙湖宕口公园利用两侧崖壁夹峙的山谷型迹地建造了2处水潭，并利用崖壁设计了飞流而下的瀑布，与周围修复后的茂盛植被一起构成了秀丽壮观的山水风景（图10）。

图10 徐州金龙湖宕口公园[23]Jinlong Lake Quarry Park, Xuzhou[23]

4.3.4 建造温室花园

地形水文条件较好的采石迹地，可在确保安全的情况下建造温室花园，结合光照、地形、坡向等因素在室内营建小气候环境，合理布置阴生花园、沙漠花园等展现不同生境的专类花园。在英国康沃尔郡伊甸园（the Eden Project in Cornwall, UK）的设计中，设计师仿效不同地域的气候特征，在废弃采石场中建立“潮湿”“温暖”“凉爽”三大主题温室，种植了来自全球5 000多种、100多万株珍奇植物，形成了以世界植物观赏为特色的植被修复景观[46]。

4.4 其他受干扰类废弃地植被修复

采石活动对坡壁、迹地以外的区域也造成了不同程度的干扰，产生了废土废渣堆放场、制砂作业场、宿舍工棚区等其他受干扰类废弃地，这类废弃地同样存在着生态和景观等问题。在对采石废弃地进行修复时，需将这些受干扰类废弃地进行统筹设计。

对于场地中遗留的废弃渣石，可以就地利用，如作为地形塑造的基层材料、混凝土的骨料、场地的铺装材料或者种植区的地表覆盖材料等。在南宁园博园岩石园中，设计师利用场地上的废弃渣石塑造微地形骨架并在其上覆土，形成从干到湿、具有水分特征差异的不同生境[23]，充分考虑当地喀斯特地貌和乡土植被资源，确定了多个岩生植物主题分区[44]，塑造出具有地域特色的岩生植物景观[47]。碎石基层良好的排水性，也保证了岩石园中大量耐旱植物的健康生长。

对废弃地中遗留的设备、建筑等采石遗存进行评估并适当保留作为场地的记忆，通过周边地形塑造与植物种植，丰富其景观价值。南宁园博园台地园，既是一处废弃的采石迹地，也曾是周围采石场的制砂作业场，开采出来的石块在这里被加工成合格的建材砂石骨料。景观设计保留了场地上原有的整套制砂设备，围绕设备布置种植区、路径、休息平台和小剧场，种植80多种植物，形成绚丽丰富的植物花园。生机勃勃的植物与锈迹斑斑的机械设备形成视觉上的对比，提醒人们场地的历史（图11）。

图11 南宁园博园台地园场地原貌和修复后景观Original and restored view of Terrace Garden in Nanning Garden Expo Park

其他受干扰类废弃地，一般而言并不缺乏植物生长所需要的土壤、水分和肥力，只要清除原有的破坏因素并辅以人工土壤改良和植被重建，生态系统就能够得到修复。此类废弃地更多的是需要根据立地条件以及景观艺术的原则选择恰当的植物。上海辰山植物矿坑花园的望花台原为其他受干扰类废弃地，设计师结合地形设计与植物围合，塑造以水杉林为背景的制高点，与崖壁台地花园隔湖相望，缓坡上点缀观花乔灌木和地被，形成一处可登高眺望的景观。

5 总结与思考

5.1 风景园林视角下的采石废弃地植被修复策略

在风景园林视角下，采石废弃地具有景观的价值，设计师在对其进行植被修复的过程中必须遵循生态性、美学性、文化性和经济性的原则，针对采石废弃地的不同类型和特征，采取不同的修复策略（图12）。

图12 风景园林学视角下的采石废弃地植被修复策略Vegetation restoration strategies for abandoned quarry from the perspective of landscape architecture

5.2 植被修复策略的选择

随着现代工程技术的进步，可应用于采石废弃地的修复技术越来越多，同一地块可能面临不同的植被修复策略和方法选项。在风景园林建设中，采石废弃地的植被修复策略的选择是综合考量、多因素平衡的结果。首先，应当根据采石废弃地的类型、地质情况及景观特征，考虑合适的修复策略；其次，参考不同项目的修复目标和未来功能，选择干预程度和景观效果相匹配的修复策略；再者，需依据项目的整体景观结构布局，按照位置和视线的重要程度安排恰当的修复方法；最后，根据工程投资的多寡采取经济合理的修复策略。

5.3 植被修复中的多学科技术与措施

采石废弃地的修复技术包含了工程性修复技术和生物性修复技术，涉及地质学、农学、林学、生态学、水土保持学等多个学科，具有综合性和复杂性。进行植被修复前，需要对每类废弃地的地质状况、岩石类型、坡度、朝向、水文条件以及是否有废渣、采石设备存留等特征进行综合研判，对表层浮石、危石及不稳固边坡进行治理，采取防护措施，并设置截排水沟，防范地质和水文方面的风险。植被修复的基础是土壤重构，需要在考虑基岩渗水性能和拟修复群落类型的前提下，确定覆土的结构层次和改良措施。同时，考虑植物耐受性、生态习性、种间关系以及观赏价值，以适地适树的原则构建植物群落。此外，采石废弃地在地质稳定性、水文条件等方面存在着不确定因素，应考虑制定弹性修复方案进行植被修复，为景观的动态变化留出冗余空间。

6 结语

风景园林学视角的采石废弃地植被修复策略结合了景观艺术与生态修复技术，充分尊重场地的复合价值和历史信息，因地制宜地为不同类别的植物营建适宜的生长环境，并创造多样的生境。这些低干预的修复方式不仅对修复受损严重的生态系统、营建新的景观以及带动地区产业和社会转型发展等具有现实意义，还具有推进资源可持续利用的示范价值，有助于带动采石废弃地转型，使之成为具有中国文化意境的独特风景。

注释(Note)：

① 本研究仅涉及露天采石废弃地或其他类型采石废弃地的露天部分。

图表来源(Sources of Figures and Tables)：

图1-1由黎寒池摄，1-2引自《深圳市边坡生态防护技术指南》，1-3引自北京阳光育坡园林绿化工程有限公司（yangguangyupo.com/cp/html/?201.html），1-4引 自 北晚 新 视 觉（www.takefoto.cn/viewnews-1513777.html），1-5引自德州博晨新材料有限公司（www.lvhuacailiao.com/html/news/ynzx/1364.html），1-6引自北京中瑞环保（www.haotugongmo.com/a/chanpinzhanshi/tugonggeshixilie/2016/0613/80.html）；图2、3-1由孙国栋摄；图8-2、9由张铭然摄；图4、10引自参考文献[23]；图5由陈冠宏摄；图7由渝帆摄；其余图片均由作者拍摄或绘制；表1、3由作者根据参考文献[2][3]整理绘制；表2由作者根据参考文献[3][16][32]～[34]整理绘制。