浅析石材矿山生态修复治理的植被复绿技术
2023-01-13李定好
李定好
(福建省龙岩市永定区园林服务所,福建 龙岩 364100)
享有“永定红”美称的花岗岩是福建省龙岩市永定区得天独厚的矿产资源,主要分布在永定区洪山乡和峰市镇一带。湖南省长沙市橘子洲头32米高的青年毛泽东像就是全部采用“永定红”花岗岩为原材料雕刻而成的。随着石材产业的兴起和“永定红”知名度的提升,永定区峰市镇俄生村自二十世纪九十年代中期开始,陆续在 “大山里”、“白水寨”和“鹿子窝”等山场开发建设石材生产基地。经过近二十年的开发利用,在带动当地经济发展的同时,也给生态环境带来了许多负面影响。2015年12月,为切实保护矿区周边生态环境,永定区委、区政府决定全面关停整治境内所有石材矿山企业生产,并推出一系列生态环境整治措施。2016年,峰市镇将俄生村域内涉及采矿面积40余hm2的石材矿产基地全面关停,开展了关停矿场的生态修复治理工作。本文通过对永定区峰市镇俄生村关停的石材矿山生态修复的绿化实践,分析了不同复绿地块绿化措施对不同类型石材矿山废弃地的绿化效果,结果表明,客土+乔、灌、草、藤+施肥,是石材矿山生态修复快速绿化的最有效措施。项目实施6年后,林木平均胸径、树高、冠幅、郁闭度和植被盖度排序为复绿Ⅲ>复绿Ⅱ>复绿Ⅰ>复绿Ⅳ(对照),分别是对照的2.8倍、3.4倍、2.5倍、3.0倍、2.4倍;复绿率达85.2%,达到预期效果。建议在石材矿区的生态修复治理中,推广使用客土+乔、灌、草、藤+施肥的植被复绿技术。
1 治理区概况
永定区峰市镇俄生村石材矿区位于永定区西部,棉花滩库区周边,与广东省梅州市梅县交界,地理坐标位于东经116°29′48.36″~116°31′32.82″和北纬 24°40′12.67″~24°41′39.53″之间,海拔高度在273~938m之间。
该矿区属亚热带季风气候,夏长冬短,全年温暖湿润,雨量充沛,年平均气温 20.6℃,高气温 37.5℃,平均降雨量1528mm,主要集中在 3~9月。矿区东侧约1.5 km有一大型水库——棉花滩水库(龙湖),主要由汀江水系及黄潭河水系组成,棉花滩水库坝址以上集水面积 7907 km2,最大水深 100m,最大库容 20.35亿m3。区域内地形起伏,沟谷发育,属构造侵蚀型低山丘陵地貌,地形坡度 21~46°,土壤为黄壤土,土层厚度在1 m以上。
矿区周边主要植被种类为乔灌木,主要乔木植物为马尾松、杉木、毛竹、枫香及木荷等,灌木为苦竹、桃金娘、杜鹃、檵木等种类,藤本植物常见有常春藤、野葛等,草本植物主要有五节芒、宽叶雀稗、芒萁等。
2 材料与方法
2.1 材料
2.1.1 试验地
该试验地位于俄生村白水寨、鹿子窝和大山里等3处石材矿山,具体情况见表1。
表1 俄生村矿山治理区基本情况
2.1.2 客土
选取就近工程项目弃土或取土场挖掘土,要求适宜修复植物生长的红壤土。通过施用复合肥或有机肥改善土壤结构、提高土壤肥力。
2.1.3 肥料
选择林木专用复合肥(N-P-K含量)15%-15%-15%,总量≧45%。
2.1.4 绿化植物
本着适地适树的原则,乔木树种选择本地的先锋树种马尾松、木荷、枫香;灌木选择南方红壤区具有代表性的红花檵木、夹竹桃、红叶石楠;草本选择类芦、五节芒、狗牙根、宽叶雀稗;藤本选择葛藤、爬山虎、常春藤。苗木来源、质量指标见表2。
表2 苗木来源、质量指标表
2.2 方法
2.2.1 植被复绿技术
(1)绿化设计
复绿项目类型、植被复绿技术、面积规划见表3。
表3 绿化设计表
(2)土壤改良
由于矿场采坑区、渣堆区、工业场地等基本属于没有土壤的地块,因此,本项目采取客土方式回填种植土,乔木最低土层厚度为60cm,灌木最低土层厚度为40cm,草本植物最低种植土厚度为10cm。在乔木树种的种植穴内施用林木专用复合肥,调节土壤酸碱度和提高土壤肥力。
(3)绿化植物配置
根据“适地适树”的原则,对不同种植区域选择搭配绿化植物品种,采用乔、灌、草结合模式,优先选择耐干旱、耐瘠薄、抗逆性强、生长速度快、便于后期养护的绿化植物品种。绿化植物品种配置见表4。
表4 绿化植物品种配置表
(4)复绿措施
工业场地区:此区域复绿措施主要对场地实施绿 化。采用客土覆盖0.6m,选用马尾松、木荷、枫香交叉种植,间距2.0×2.0m,乔木之间套种红花檵木、夹 竹桃、红叶石楠。
采坑区:这一场地的主要治理方式是对采坑平台区域客土覆盖0.6m,选用木荷、马尾松、枫香树交叉种植,间距2.0×2.0m,乔木之间套种红花檵木、夹竹桃、红叶石楠;乔灌木之间喷播混合草籽,每平方米喷播草籽20g,草籽混合比例:狗牙根8g、类芦2g、五节芒2g、宽叶雀稗8g。对采坑区崖壁因施工困难,未组织实施绿化。
渣堆区:此区域的主要治理方式是清理碎石、荒料至原坡面后覆盖客土。为防治水土流失设置水土保持措施,对山坡坡角在25°~45°之间的坡面设置水平截水沟拦截山坡径流。
在对渣堆区的土地整理后,采用客土覆盖0.6m,树种选用木荷、马尾松、枫香树交叉种植,乔木栽植时在树穴底部施放复合肥150g/穴作基肥,间距2.0×2.0m,乔木之间套种灌木红花檵木、夹竹桃、红叶石楠和藤本植物葛藤、爬山虎、常春藤;乔灌木之间喷播混合草籽,每平方米喷播草籽20g,草籽混合比例:狗牙根8g、类芦2g、五节芒2g、宽叶雀稗8g。
边坡区:此区域没有采取客土回填种植苗木,主要治理方式为喷播客土10cm(缓坡区:地形整治后客土0.4m)后播撒混合灌草18g/m2:狗牙根4g、马尾松2g、木荷2g、枫香2g、类芦2g、五节芒2g、宽叶雀稗4g;坡顶、坡脚种植葛藤、爬山虎、常春藤,选择三年生苗,株长0.6m,种植间距0.5m。
(5)抚育管理
①乔木、灌木后期养护栽植初期:种植后立即灌一次透水,并且连续晴天的要在早晚各喷水一次,1月后逐渐减少喷水次数和喷水量。当种植苗长出3片以上新叶,用0.1%的尿素和0.2%的磷酸二氢钾液进行叶面喷肥,一般选择在阴天或傍晚进行,1个月1~2次。中期管理主要是注意病虫害防治,适时做好苗木补植工作。
②攀爬植物后期养护:在种植初期,须浇水 2~3 次,水要浇透。在雨季,做好排水,以防积水,导致根系腐烂。同时,人工牵引使其顺着岩壁向上攀爬,出现缺苗、苗木死亡情况时,要及时进行补苗;生长中期可追施液肥 2~3 次,并经常锄草松土做围,以免被草淹没,促其健壮生长。做好病虫害防治,在加强养护管理的基础上,以防为主,综合防治。
③撒播草籽后期养护:生长初期时,一般年份应每月对坡面补水 1~2 次,阳坡 2~3 次,重点是防治初期虫害。在该段时间的后期,适宜对坡面进行补苗工作,对需要补苗的坡面及时进行补播;生长中期主要是防止流水冲刷及防治病虫害,根据需要进行补水。
2.2.2 调查及分析
依据GB/T 26424-2010《森林资源规划设计调查技术规程》,每个类型选择具有代表性地块设置3条样带(每条样带1~3排从南到北调查总株数60株以上),开展样带每木调查及林地盖度。2022年10月调查地(胸)径、树高、冠幅、郁闭度或盖度,分别地块计算总平均地(胸)径、树高、冠幅、郁闭度或盖度,并运用dpssjclxt方差分析软件进行统计分析。
3 结果与讨论
3.1 不同复绿措施对林木地径影响
从表5可以看出,不同复绿地块措施对林木地径影响较大,排序为复绿Ⅲ>复绿Ⅱ>复绿Ⅰ>复绿Ⅳ(对照),最大为复绿Ⅲ3.1cm是最小1.1cm复绿Ⅳ(对照)的2.8倍。方差分析表明,不同复绿地块措施间平均地径差异极显著(表6)。
表5 地径生长情况表
表6 地径生长方差分析表
3.2 不同复绿措施对林木树高影响
从表7可以看出,不同复绿地块措施对乔木树高影响较大,排序为复绿Ⅲ>复绿Ⅱ>复绿Ⅰ>复绿Ⅳ(对照),最大为复绿Ⅲ2.7 m是最小0.8m复绿Ⅳ(对照)的3.4倍。方差分析表明,不同复绿地块措施间平均树高差异极显著(表8)。
表7 树高生长情况表
表8 树高生长方差分析表
3.3 不同复绿措施对林木冠幅影响
从表9可以看出,不同复绿地块措施对林木冠幅也很大,排序为复绿Ⅲ>复绿Ⅱ>复绿Ⅰ>复绿Ⅳ(对照),最大为复绿Ⅲ1.0m是最小0.4m复绿Ⅳ(对照)的2.5倍。方差分析表明,不同复绿地块措施间平均冠幅差异极显著(表10)。
表9 冠幅生长情况表
表10 冠幅生长方差分析表
3.4 不同复绿措施对林分郁闭度影响
从表11可以看出,不同复绿地块措施对郁闭度影响较大,排序为复绿Ⅲ>复绿Ⅱ>复绿Ⅰ>复绿Ⅳ(对照),最大为复绿Ⅲ0.6是最小0.2复绿Ⅳ(对照)的3倍。方差分析表明,不同复绿地块措施间平均郁闭度差异极显著(表12)。
表11 郁闭度情况表
表12 郁闭度方差分析表
3.5 不同复绿措施对植被盖度影响
从表13可以看出,不同复绿地块措施对植被盖度影响较大,排序为复绿Ⅲ>复绿Ⅱ>复绿Ⅰ>复绿Ⅳ(对照),最大为复绿Ⅲ95是最小40复绿Ⅳ(对照)的2.4倍。方差分析表明,不同复绿地块措施间平均盖度差异极显著(表14)。
表13 植被盖度情况表
表14 植被盖度方差分析表
4 结论与建议
4.1 石材矿山生态修复治理植被复绿的意义
通过对闽西峰市镇俄生村废弃石材矿场的生态修复复绿工程,不但可以使得多处地质环境隐患得到遏制,也可使得生态恢复区及周边环境得到恢复,土地资源价值提高,提高森林覆盖率,生态功能稳定性提升,还可进一步保障汀江水系、永定河及其下游水生态安全,对推进乡村振兴和生态文明建设具有重要意义。
4.2 石材矿山生态修复治理植被复绿关键技术
通过对俄生村石材矿山实施生态复绿措施,结果表明,客土+乔、灌、草、藤+施肥,是石材矿山生态修复快速绿化的最有效措施。
(1)根据峰市镇俄生村废弃石材矿场的特点,合理划分种植区域,采取针对性的土壤改良技术措施,确保植物正常生长。
(2)根据当地气候条件、种植区地质地形条件、水土保持情况和土壤状况选择适宜的植物品种,乔、灌、草、藤合理搭配种植,提高整体绿化水平。
(3)注重植被复绿养护管理,重点是植物生长所需的水肥管理和病虫害防治,及时做好苗木补植工作,确保苗木成活率和保存率达标。
4.3 石材矿山生态修复治理植被复绿项目实施效果
不同复绿地块措施对植被盖度影响较大,项目实施6年后,林木平均胸径、树高、冠幅、郁闭度和植被盖度排序为复绿Ⅲ>复绿Ⅱ>复绿Ⅰ>复绿Ⅳ(对照),分别是对照的2.8倍、3.4倍、2.5倍、3.0倍、2.4 倍;不同复绿地块措施间各因子差异极显著。经调查,现已生态复绿成效面积530亩,复绿率达85.2%,达到预期效果。
4.4 探讨生态修复治理成果维护与成效创新技术
峰市镇俄生村石材矿山复绿率达85.2%,消除了部分地质灾害和水土流失隐患,改善了矿区周边生态环境,取得了阶段性治理成果,建议在石材矿区的生态修复治理中,推广使用客土+乔、灌、草、藤+施肥的植被复绿技术,同时加强后期维护。本项目在永定区峰市镇俄生村关停的石材矿山生态修复的绿化实践中,对于石材矿山采坑区崖壁绿化存在技术要求高,难度大问题,暂未组织实施绿化,可探索在崖壁上开挖切割设置种植槽,在种植槽内种植乔灌木或爬藤植物,形成立体绿化效果。