新乡地区断岩和宕口采空区的生态恢复技术探讨

摘要：指出了矿石开采导致了矿区生态环境的严重破坏和退化，并引发了一系列生态环境问题，这些生态环境问题严重影响了社会经济的可持续发展。以新乡地区断岩和宕口采空区为例，对断岩的生态恢复方法和植物配置方式、宕口采空区的复垦、复绿方式和植物配置进行了深入探讨，提出了以生物措施和工程措施相结合的综合治理方法，以达到物种多样性和近自然景观的目的，以期为今后进行同类型生态工程重建提供一定的实践参考。

关键词：断岩；宕口采空区；生态恢复

中图分类号：S688

文献标识码：A 文章编号：16749944（2016）08000702

1 引言

在社会经济建设中，城市的扩建、交通网络的发展、尤其是矿石的开采都会形成大量岩质边坡及矿渣废弃地，带来一系列的地质环境及生态环境问题[1]。边坡的不稳定性导致了水土流失、泥石流、滑坡等许多不良地质灾害；矿渣废弃地不但占用大量的土地，还是严重的污染源[2]。因此，岩质边坡的生态恢复已成为国家一项紧迫而极其重要的研究课题。20世纪70年代末，我国才开始尝试对矿山废弃地进行生态修复，在 90年代之前矿山废弃地的生态修复工作基本上都处于小规模、低水平的状态[3]。近些年来，废弃矿山的生态修复取得了一定的成绩。但生态环境及景观恢复往往受条件制约，许多岩质采场及边坡绿化后效果不理想[4]。因此探索适宜岩质边坡生态修复的综合治理技术，构建可持续发展的人工植被，是目前的热门研究方向[5]。

2 研究区概况

新乡凤凰山位于新乡市北部凤泉区境内，系太行山余脉丘陵向平原过渡地带，呈东西转西南走向，主峰海拔292.7 m，面积20.36 km2。20世纪70年代以来，随着新乡市规模的扩大，建设项目的增多，对石灰等一些建筑材料的需求与日俱增。仅凤泉区北部30 km2之内采石、碎石、白灰、水泥等企业近300家，成为当时河南省三大建材基地之一[6]。但是，在大力发展建材工业的同时，由于无序、过度开采，导致水土流失、植被破坏、空气污染，使凤凰山的生态环境遭到了灾难性的破坏，这不仅严重影响了当地人民的生产和生活，而且对周边地区和整个新乡市区的环境和景观造成了极大的危害，成为阻碍新乡市经济和生态可持续发展的一个障碍。因此，为了改变凤凰山生态环境恶化的现状，迫切需要对其进行生态修复，以恢复和还原人类的生存空间，改善人类的生活环境和质量，促进和建立完善的生态安全格局，保持人类环境的生态平衡。

3 断岩的生态恢复

3.1 挂网客土喷播

其原理是利用客土掺混粘结剂和固网技术，使客土物料紧贴石坡面，并通过有机物料的调配，使土壤固相、液相、气相趋于平衡，创造草类与灌木生存的良好环境，以恢复石质坡面生态功能。对结构稳定的断岩或已作拱架的断岩，可不挂网，而向岩面直接喷射混合好的材料。植物配置方式有以下几种。

3.1.1 草种混播式

选用2～3个草种（冷季型与暖季型兼有）按一定比例混合后播种，还可加入适当地被植物及一、二年生草花种子，形成富有自然田野风味的缀花草坪（表1）。

在混播时，草种的生长速度、扩繁方式、分生能力以及在颜色、质地等方面应该基本相近，同时在发病率、潜在发生病害上应有较大差异。如将冷季型的多年生黑麦草、高羊茅，暖季型的狗牙根，地被植物白三叶及草花这四类植物以1∶3∶4∶2的比例混合，按8～12 g/m2的密度撒播或喷播。多年生黑麦草竞争能力非常强，故所占比重以10%左右为宜，地被植物及草花作为辅助材料，所占面积不得超过草坪总面积的1/4～1/3。

3.1.2 灌草混播式

植物配置类型可用：夹竹桃+黄栌+野菊+白三叶，花椒+火棘+紫花苜蓿+狗牙根。

3.1.3 藤草混播式

藤草结合的种植方式能迅速成坪，达到绿化与防护的目的。种植时同时在断崖顶部种植垂枝型藤本，如迎春、扶芳藤、连翘等；底部种植攀援型藤本，如爬山虎、葡萄、美国凌霄、络石等；两类藤本中间喷播复绿。此种绿化方式对于工程防护与生态防护相结合的断岩非常适用，可减少构造物的压迫感和粗糙感，将断岩与自然景观有机结合起来。

植物配置类型可用葛藤+葡萄+马尼拉+波斯菊或络石+爬山虎+黑麦草+虞美人。

3.2 普通喷播

植物配置与挂网客土喷播植物配置一致。

3.3 喷混植生

实际也是客土喷播，只是在镀锌网的下面固定了植生带，客土中的稳定剂以适量的水泥代替，其景观效果不如客土喷播。但对于坡比陡于1∶0.5的石质边坡， 其稳定效果要好于客土喷播。

植物配置与挂网客土喷播一致。

4 宕口采空区的生态恢复

4.1 宕口采空区的复垦

在生态恢复前应先对宕口采空区进行复垦，内容有平整土地、覆盖土壤等。

首先，按所在地域自然环境和复垦地利用方向的要求，对于宕口采空区残留的石坝、石岗应进行清除，对高出拟复垦基准面的岩土进行剥离，低于拟复垦基准面的凹坑进行回填，使地面平整，并进行必要的防洪、排涝及环境治理等。

然后，对土壤进行改良，徐州市山地为石灰岩山地，土壤偏碱性，可施加少量石膏， 降低土壤pH值，使pH值保持在7.0～7.5之间。覆土时利用灌水、机械压平等物理方法进行土壤沉降，使土壤保持一定的紧实度 ，具体要求如下：

（1）覆土厚度为自然沉实土壤0.5 m以上。

（2）覆土后平整场地，坡度不超过15°。

（3）覆土土壤性质良好，为疏松、通气、透水的砂壤至壤土；土壤pH值一般为7.0～7.5，含盐量不大于0.1%。

最后，对土壤进行处理，在平整场地同时，施基肥、杀菌，以防治病虫害及杂草。

4.2 复绿方式和植物配置

宕口采空区复垦完之后即进行植被恢复，可选用以下复绿方式和植物配置。

4.2.1 种植经济型乔木、灌草与地被

（1）草种混播式。植物配置同断岩的草种混播式。

（2）草块铺植式。草块铺植采用满铺的方式。在人工或野生草坪上，铲取25 cm×25 cm大小、厚3～3.5 cm的草皮作铺植材料。宕口采空区平整后进行草皮铺植，铺完压紧后喷水，在以后的半个月内每天喷水1～2次。铺植草块时，块与块之间要紧密衔接，上下行之间的草块须错开铺设。

满铺有狗牙根满铺和高羊茅满铺两种方式。

（3）灌草混栽式。采用灌木与草本植物或地被植物混合种植，利用两类植物的优势可达到拦蓄地表径流、减轻侵蚀的目的。一方面，在种植初期，草坪可为灌木生长提供一个较好的土壤条件；另一方面，在后期灌木生长稳定后，能保护草坪，起到截流与抑制杂草生长的作用。

灌草混栽按1行灌木、4行草本植物，行距20 cm，横向开成水平沟栽植，其中灌木采取交错列植方式种植。注意压实土壤，使植物根系与土壤紧密结合。可供选择的适生灌木有夹竹桃、花椒、木芙蓉、云南黄馨、火棘、孝顺竹等；适生草种有马尼拉、白三叶、高羊茅、狗牙根等。

灌草混栽的类型有：云南黄馨+高羊茅；孝顺竹+狗牙根撒播。

（4）乔灌草混栽式。选择一些乔灌草按常绿与落叶，阔叶与针叶、冷季型与暖季型搭配。

乔灌草混栽的类型有：石榴、五角枫+胡枝子+狗牙根；杏树、银杏+海桐、火棘+马尼拉、凤仙花。

4.2.2 穴植灌木、藤本

利用灌木、藤本的生物学特性和景观学特点，将其与其他植物材料按照设计的栽培方式栽植，形成特有的景观效果。

可供选择的植物有：石楠、花椒、夹竹桃、迎春、胡枝子、盐肤木、葡萄、葛藤、扶芳藤等。

4.2.3 普通喷播

宕口采空区平整后，将种子、肥料、土壤稳定剂等按一定比例混和成泥浆状喷射到采空区上。植物配置方式有2种。

（1）草种混播。植物配置跟种植乔木、灌草、地被、藤本的配置一致。

（2）灌草混播。可供选择的适生灌、草基本与宕口采空区的灌、草混栽一致。

配置类型可为：夹竹桃+菲白竹+马尼拉，花椒+铺地竹+白三叶等。

4.2.4 植生带技术

通过生产线将植物种子按一定比例均匀地播撒在两层布质或纸质无纺布中间，然后通过行缝、针刺及胶粘等先进工艺，将尼龙防护网、植物纤维、绿化物料、无纺布密植在一起而形成一种特制产品。将其覆盖在地表面，只需适量喷水，就能长出茂密的植物。

5 结论与展望

新乡市凤凰山是新乡市城区范围内唯一的一座山体，在构建生态新乡、和谐新乡战略中具有重要的地位。因此恢复和重建矿山废弃地来塑造景观、改善环境是一个不容忽视的问题。岩质边坡生态条件恶劣，缺乏植物生长必备的基本条件，自然恢复难度大，一般在矿区废弃地上自然恢复时间需要50～100年，坡面恢复时间则更长[7～10]。 为了尽快使岩质边坡植被生态修复进入可自我演替发展的阶段，必须采用有效的综合治理方法才会达到理想的生态修复效果。前期首先根据坡度类型对岩质边坡进行相应的稳定性治理，进而选择适宜的乔木、灌木、草本、藤本植物进行合理搭配种植，结合立模浇筑混凝土种植槽等工程措施以达到植物群落多样性和近自然景观的目的。

参考文献：

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[2]潘红丽.刘兴良.李君成. 困难地带生态恢复技术研究进展[J]. 四川林业科技，2013（3）：21～25.

[3]李武斌. 九寨沟马脑壳金矿露天矿山生态恢复研究[D]. 重庆：西南大学， 2011.

[4]许建新，吴彩琼，周 琼. 黄石市岩质边坡生态修复植物筛选应用研究[J]. 亚热带水土保持，2011，23（4）：22～27.

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