矿区废弃地植被恢复

1、矿区废弃地的植被恢复1. 概论我国改革开放以来，城市和交通建设不断发展，矿山开采，特别是以建筑石料为主的露天开采矿山，在南方极其普遍，在为经济和城市建设提供必需材料的同时，给环境带来极大的破坏，使美丽的青山被爆破开挖得“千疮百孔”。由于爆破和底部掏挖矿石，造成矿山边坡陡峭、凹凸不平，裸露的边坡以岩石坡面为主，使植物难以自然生长和修复，必须通过人工措施改造和营造出植物生长的必要条件，才能恢复坡面绿化，改善其生态环境。2. 我国矿山废弃地2.1矿山废弃地概念矿山废弃地是指在采矿过程中所破坏的、未经一定处理而无法使用的土地。它包括：(1)融剥离表土、开采的岩石碎块和低品位矿石堆积而成的废石堆积地；(

2、2)矿体采完后留下的采空区和塌陷区形成的采矿废弃地；(3)开采出的矿石已经选出精矿后产生的尾矿堆积形成的尾矿废弃地；(4)采矿作业面、机械设施、矿山辅助建筑物和道路交通等先占用后废弃的土地2.2我国矿山废弃地概况由矿产业开发利用引起的环境破坏、毁坏或占有良田、环境污染、水土流失、废弃矿与采矿塌陷区, 已被视为危害环境之大户, 成为世界性课题。据统计，中国现有国营矿区企业8000多，个体矿区达到23万多。全国矿区累计被破坏的土地面积达288 万hm2，并且每年大约以4 167 万hm2的速度增长。2.3矿山废弃地带来的问题2.3.1 山体破坏由于采矿活动的采点多，布局不合理往往使得山体遭到严重的

3、破坏。采掘剥离对自然山体的肢解和蚕食相当严重，曾经林木密布的山坡被夷为平地，只留下条条沟壑。整个山体千疮百孔，满目苍夷，不再见绿色的植被，只剩下一些陡峭的光滑石壁，原本优美的山体景观被破坏殆尽了。2.3.2 水体污染在采矿过程中，经常会产生物理或化学的污染物，有的直接就排入附近的水体中，这直接引起了污染。而露天堆放的矿物经雨水淋溶，地表水冲刷以及人为的洗煤也会污染水系，形成浊流。这导致了原本清澈碧绿的水体变得污浊不堪，有时还会散发出恶臭，并且受污染的水体中含有有毒的矿物元素，间接影响了岸边生长的植物，变成了一处荒芜的景观。2.3.3 植被退化采矿活动对地貌，植被，土壤造成的直接摧毁造成破坏最明

4、显的就是植被的退化，区域的原生生境受到损伤，它使得山体表土剥离，原来生长在土层表面的植被无法正常生长，而且因为矿区固体废物的堆放也急剧恶化了植物群落的生存条件，这就影响了周边植物的演替，破坏了植物景观的营造。占用和破坏大量的耕地资源我国现有国营矿山企业8000多个，个体矿出达到23万多个。这些矿山企业在开采矿山过程中对土地的破坏是惊人的。全国累计破坏和占用的土地面积相当于整个江西省的耕地总面积280万hm2。3. 废弃矿山立地条件评价和现状区划3.1立地条件评价矿山废弃后，矿区的景观极差，水、气、热条件极为恶劣，土壤贫瘠，有机质含量低，石砾含量高，保水保墒能力差，易受干旱危害，植物生存环境极差

5、。3.2废弃矿区现状区划按其开采现状和使用功能，可分为3 个区: 开采区、加工储运区、弃渣区。3.2.1开采区山体在采石后留下的边坡，呈弧形，高差一般为10-30 m，坡度在15-900之间, 十分陡峭。位于山体上部的坡度级属于险坡，坡度一般在30-900之间， 该区域，难以攀登；位于山体下部的区域，坡度级属急缓坡，坡度一般在15-300之间，人工作业难度减低。3.2.2加工储运区地势平坦，坡度一般在50左右, 开采的石料均在此进行加工， 加工后没有及时销售运输的； 还要在此储存。此区残留大量的开采废渣和加工所产生的废料。3.2.3弃渣区大量的开采废渣和加工所产生的废料均堆弃于此，逐渐成为储运

6、场地。4.矿山废弃地的概念及植物选择原则4.1矿山废弃地植被恢复概念矿山废弃地植被恢复是指以林木为主要材料，乔、灌、草和农作物统一配置、培育的绿化实体，是有效发挥生态效益、经济效益和社会效益的工程体系，是环境建设和生态建设的核心内容。不仅能为社会提供木材和各种林副产品，同时对调整矿区产业结构、振兴覆盖区经济、国土整治保安、减少自然灾害、保护生物多样性、美化环境、维持生态平衡、保证矿区建设具有重大意义。4.2.矿山废弃地植被恢复的植物选择原则应将前期的即时效果与长期效果相结合，常见绿化苗木种子与当地周边的乡土植物相结合，促进植物群落的演替及长期的稳定性；根据不同的绿化地段特点，种植、播种及喷播等

7、多种工艺措施灵活运用相结合；乔、灌、草、藤相结合，土层深栽乔木，浅种灌草，底种攀爬植物、上植下挂，创造丰富的植物群落结构，同时符合植物的生长需要；落叶和常绿搭配相结合；深根系与浅根系植物相结合；局部与整体效果相结合；绿化与园林景观相结合；全面绿化与局部裸露有机运用；并要注重植物的抗性和适应性。5.矿山废弃地植被恢复的机理矿山的治理与复绿，主要是通过地质灾害防治，通过对深层和浅层的不稳定边坡治理，即对深层不稳定边坡，通常采用挡土墙、抗滑桩、长锚杆、锚索、锚索桩等工程措施工治理；对浅层不稳定的边坡采用浆砌片石护坡、干砌片石护坡、喷射混凝土、灰浆抹面、喷锚护面等工程措施。对治理后达到安全稳定的边坡，

8、再通过植物的生长达到安全、长期的绿色护坡效果。植物的护坡主要是依据坡面植物的地下根系及地上茎叶的作用护坡，其作用分为根系的力学效应和植物的水文效应两个方面。根系的力学效应分草本类植物根系（浅层根系）和木本类植物根系（中、深层根系）两种，植物的水文效应包括降雨截留、消弱溅蚀和抑制地表径流，从而起到护坡固土、绿化坡面、增加生态功能和美化环境的作用。6 常见矿山废弃地植被恢复方法目前在矿山复绿设计和施工中，以厚层基质客土喷播、植生槽种植（ 也称飘台种植）、鱼鳞坑种植、喷混植生为主。6.1厚层基材客土喷播复绿厚层基材客土喷播复绿也叫客土喷播、TBS 等，是采用混凝土喷射机将基材与植物种子的混合物按照设

9、计厚度均匀喷射到需要防护的工程坡面的绿色护坡技术。通常采用先在岩石坡面上钉网（钉镀锌铁丝网、PVC 包塑铁丝网），然后再将复绿基材（包括由泥炭土、植物纤维、客土、有机肥、保水剂、粘合剂、植物种子等组成）喷射粘附到钉网的坡面上，通过植物的生长、根系的固结作用，从而达到绿化和护坡的目的。6.2植生槽复绿。通过在岩石坡面上钻孔，将成排钢筋与坡面呈一夹角用混凝土锚固嵌入岩体，上部浇筑成钢筋混凝土板，使之与岩石坡面呈“V”字型，然后在上面加入种植土及其他基质养分，进行种植灌木和藤蔓等植物，使坡面达到绿化。优点：对不利于植物根系嵌入山体、硬度大、坡面平滑、较陡的岩石坡面进行复绿，因槽内土深一般设计在60c

10、m 以上，保水保肥性能较好，养护成本在类似条件的坡面中，比厚层基材喷播节省。缺点：施工难度大，施工安全风险较大，坡面风化、钢筋腐蚀等可能造成局部坍塌，可能存在一定的安全隐患，不宜用于人类活动频繁的地方，如公路、房屋等建筑周边。6.3鱼鳞坑复绿在边坡利用凹处或有小平台的地方，用块石向上浆砌围成一个坑，或下挖成坑，内填种植土，通常设计填土直径60-80 cm，深度60 cm 以上，坑内种植草、灌木和藤蔓植物。优点：在有凹凸、起伏的非高陡坡（坡度50°以下），简单易行，保水抗旱性能较好，根据笔者在杭州冯家石矿、绍兴国庆石矿等多年施工经验，在坑内填土口径长度达80 cm、深度80 cm 以上

11、的坑里种植植物，如火棘、桧柏、海桐、继木等灌木，免养护免人工浇水3 年，植物未见干旱死亡，生长良好。缺点：在陡坡、平滑的坡面不宜采用，绿化面受坡面状况影响，可能绿化面不均衡，绝对化效果较慢，绿化率较低。6.4人工荒山造林技术在矿山废弃地植被恢复中的应用及其效果矿山人工生态复绿，是将人工造林和荒山造林的技术在矿山废弃地绿化中的进一步发挥和延伸，在矿山边坡中寻找适应的的地方或通过人工措施改善其条件，能人工种植和播种耐干旱、耐瘠薄、抗性强的乡土植物苗木和种子，通过人工促进使其达到植物自然更新和绿化，使植物与周边环境相适应，形成具有自然适应和自然生存发展的植物群落。在实际施工当中，可利用风化岩、裂隙发

12、育明显、含泥砂、土质的坡面，一般坡度少于55°的缓坡，或在硬质基岩坡面上通过鱼鳞坑、带状加固坎、带状浆砌块石挡土墙上复土，充分利用适应植物自然生长的点、片、面地方，进行人工种植和播种。7.南京幕府山矿山废弃地植被恢复7.1南京幕府山概况 幕府山位于南京市城区北面，临长江而立，东西长6km，山岗高低起伏，最高海拔1993m，由于历史上人为影响和长年开采矿石，该地区的地质结构和植被受到很大的破坏。幕府山地区分布了9个露天采矿场(9个采矿场已经停止采矿)，开采面积0.6km2，采矿后形成的若干宕口使沿江山体残缺不全，毁坏了大量植被，严重影响了沿江的自然环境和景观。由于采矿形成的大量裸露岩石

13、，及采矿后倾倒的残渣形成的疏松堆积物，很容易遭受风蚀和水蚀，在雨水的作用下，泥沙直接进入长江，对长江造成重要的环境影响。7.2幕府山群落现状 幕府山现有次生群落中，树种组成较简单。在800m2的样地范围内，只有16个树种，主要树种为构树、朴树和人工种植的刺槐等。组成树种中DBH小于10cm的个体占总株数的80，其中DBH，小于5cm的个体占总株数的56。表明群落处于进展演替阶段，近期进展演替的树种主要是构树和朴树，人工种植的刺槐处于衰退树种。目前矿区废弃地经长期演替而形成的植物群落，与其他次生植被群落在树种组成和结构上已无明显差异。7.3幕府山矿区废弃地类型表1 幕府山矿区废弃地类型矿区废弃地

14、类型坡度形成原因A>600采掘面B40-600采掘面C25-400废弃物堆场D<250使用废弃地7.4不同类型废弃地的基质处理和整地方法7.4.1 A类型废弃地的基质处理和整地方法该类废弃地特点是坡度大于600，崖体稳定，没有土壤，自然条件恶劣，对景观的影响大。为了改善基质，为植物生长创造条件，根据岩体的情况采取三种方法(见图1，图2)：一是先打台阶，再在边缘砌护墙；二是打台阶时，在裸岩上留有护墙；对于坡度很大的陡崖，打鱼鳞坑；然后，在坑内填上土壤，填土深度40一60cm。为确保水分供应，在崖顶部建立水池，以浇灌植物。 7.4.2 B类型废弃地的基质处理和整地方法该类废弃地的特点是

15、坡度为40-600之间，裸崖，崖体比较疏松，有采矿废渣，且容易下滑，自然条件恶劣，对景观影响大。根据B型矿区废弃地的特点，先清除疏松滑动部分的采矿废渣，再将废旧轮胎固定在岩壁，通过在轮胎内和轮胎表面，人工填土的方法，改良基质，（具体方法见图3-9）。在崖体的顶部建立了水池，以提供灌溉用水。 7.4.3 C类型废弃地的基质处理和整地方法该类废弃地的特点是坡度在25400之间，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。采用鱼鳞坑整地。7.4.4 D类型废弃地的基质处理和整地方法该类废弃地坡度较缓，属采矿过程中使用过的地，土壤板结，透气性差，使用玄武湖隧道工程的余土

16、，进行复土，复土厚度40-60cm。然后整地挖穴。7.5不同类型废弃地的植物配置模式7.5.1 A类型废弃地的植物配置模式根据不同的部位进行块状配植植物配置模式，树种以灌木和藤本植物为主，通过上爬、下挂的方式，以加快岩壁覆绿，树种配置模式见表2。表2 A类型废弃地的植物配置模式裸崖部位植物名称种植穴规格苗木规格下部石楠0.5*0.5m20-30cm（冠径）迎春0.5*0.5m1-2年生苗爬山虎0.5*0.5m1-2年生苗崖壁（中部）迎春0.5*0.5m1-2年生苗爬山虎0.5*0.5m1-2年生苗凌霄0.5*0.5m1-2年生苗上部火棘0.5*0.5m20-30cm（冠径）大叶女贞0.5*0.

17、5m3-5cm（地径）迎春0.5*0.5m1-2年生苗7.5.2 B类型废弃地的植物配置模式根据废弃地裸崖的特点，对植物进行块状配置，树种以灌木为主，配置模式见表3。 表3 B类型废弃地的植物配置模式裸崖部位植物名称种植穴规格苗木规格上部凌霄0.3*0.3m二年生金银花0.3*0.3m二年生迎春0.3*0.3m二年生狗牙根播种二年生下部红花檵木0.3*0.3m20-30cm（冠径）金叶女贞0.3*0.3m20-30cm（冠径）7.5.3 C类型废弃地的植物配置模式该类型废弃地的植物配置模式采用了两种方式，即火棘和石楠的顺坡行状混交及石楠和香草根等的沿等高线的行状混交见表4。表4 C类型废弃地的

18、植物配置模式植物名称种植穴规格苗木规格配置方式模式1火棘40*40cm20-30冠顺坡行状混交石楠40*40cm20-30冠模式2石楠40*40cm20-30冠沿等高线行状混交香根草7.5.4 D类型废弃地的植物配置模式采用块状混交的方式进行植物配置，树种组成见表5。 表5 D类型废弃地的植物配置模式树种面积（m2）株数株行距（m）石楠10309.285201*1红花继木410041001*1桂花1091.254851.5*1.5意杨3037.513501.5*1.5雪松765034001.5*1.5栾树817513082.5*2.5火棘6526.524001.25*1.2女贞6862.543

19、921.25*1.25金叶女贞150015001*1紫叶李37506002.5*2.5桃树437.52801.25*1.25金丝桃8945.31114501.25*1.25枫香622214002*2金丝柳1312.52102.5*2.5洒金柏300030001*17.6植被恢复效果分析7.6.1 A类型植被恢复效果A类型裸崖上经过机质处理后，矿区废弃地的植被恢复效果，种植植物的成活率都非常高，达84以上，基本上能够满足要求，而生长势则以灌木树种为好，藤本植物较差。藤本植物生长势最差的原因是裸崖风化物下滑，影响藤本植物的攀援，并对藤本植物造成机械损伤，使藤本植物生长不良，影响景观效果，其植被恢复

20、效果见表6。表6 A类型植被恢复效果裸崖部位植物名称成活率（%）生长势苗木规格下部石楠96良好良好迎春87一般爬山虎93一般崖壁（中部）迎春84一般不良爬山虎91一般凌霄86一般上部火棘86良好良好大叶女贞96一般迎春89一般7.6.2 B类型植被恢复效果B类型裸崖上经固定轮胎和覆土后，矿区废弃地的植被恢复效果，有效防止了风化物下滑，因此藤本、灌木、草本植物生长均良好，见表7。在坡度太大，超过600的地方，轮胎固定土壤的作用较差，土壤随雨水流失，植物死亡。 表7 B类型植被恢复效果裸崖部位植物名称成活率（%）生长势景观效果上部凌霄89良好整体效果良好，部分坡度超过600的地方效果差金银花90良

21、好迎春87良好狗牙根良好下部红花檵木90良好良好金叶女贞94良好7.6.3 C类型植被恢复效果c类型废弃地未进行基质改良，矿区废弃地的植被恢复效果，火棘与石楠顺坡行状混交配置，火棘与石楠的成活率均高，景观效果也好，但在种植初期的两年内，水土流失严重，形成明显的侵蚀沟。石楠与香根草沿等高线行间混交配置，对废弃地的水土保持效果良好，香根草的成活率和生长势均表现良好，而石楠的成活率较差，也影响了景观效果，见表8。表7 C类型植被恢复效果植物名称成活率（%）生长势景观效果其他火棘95良好良好前期保持水土能力差石楠90良好石楠70一般一般保持水土能力强香根草98良好7.6.4 D类型植被恢复效果D类型矿

22、区废弃地的植被恢复效果较好见表9。通过采用玄武湖隧道工程建设余土进行了覆土，树种配置采用块状混交，栾树、枫香是混交在其他树种之间，从效果来看所选树种洒金柏、雪松生长不良；桂花、女贞、金叶女贞生长一般，其他树种在生长和景观上都表现良好。因此，洒金柏、雪松不适宜D型矿区废弃地的植被恢复，石楠、红花继木、桂花、栾树、火棘、紫叶李、桃树、金丝桃、枫香、金丝柳等树种，目前表现比较理想，女贞、金叶女贞的表现有待进一步观察。表8 D类型植被恢复效果树种面积（m2）株数株行距（m）石楠100良好良好未套种红花继木97良好良好套种红花草桂花95良好一般套种红花草意杨100一般一般未套种雪松95不良不良套种红花草

23、栾树97良好一般零星混交火棘100良好良好未套种女贞96一般一般未套种金叶女贞95一般一般未套种紫叶李98良好良好套种红花草桃树87良好良好套种红花草金丝桃95良好良好套种红花草枫香98良好良好零星混交金丝柳96良好良好未套种洒金柏45不良不良套种红花草7.7结论(1)对于采矿废弃地坡度大于400的裸崖，采用的地形和基质改良都取得了良好的效果。(2)在A类型矿区废弃地，坡度大于600的裸崖的植被恢复中，灌木树种火棘、石楠、大叶女贞等都表现良好；藤本植物迎春、爬山虎、凌霄等成活率也根高，但受风化物的影响耐生长不良，建议在裸崖上安装铁丝网或其他藤本植物攀援的设施，避免藤本植物受到风化物下滑的影响。

24、 (3)B类型矿区废弃地，通过采用轮胎固定土壤，有效防止了风化物下滑，采用的植物配置方式也很好。但在坡地过大超过600时，采用轮胎固定的方法无效，应采用A类型废弃地的地形改良方法。(4)在C类型矿区废弃地的植被恢复中，石楠与火棘顺坡行间混交，不利于植物生长初期对水土流失的防治，建议改用沿登高线行间混交配置；石楠与香根草的沿登高线行间混交的水土保持效果明显，但是树种单一，石楠树冠较小，形成景观的效果一般，需补植其他乔灌木树种，如构树、刺槐、紫穗槐等先锋树种。 (5)在D类型矿区废弃地植被恢复中，树种配植采用块状混交，栾树、枫香等乔木树种零星配置既有利于近期景观的形成，也有利于今后形成复层林。除雪

25、松、洒金柏不适应该采矿废弃地外，其他所选树种初期表现还比较理想，女贞和金叶女贞有待进一步观察。值得指出的是，就目前所植树种中，均以城市景观绿化树种为主，今后应加上地方先锋树种，加快废弃地的植被恢复过程。(6)在矿区废弃地坡度大于600以上的裸崖植被恢复中，除采用A类型植被恢复措施外，还应考虑在岩壁固定镀锌网，再将混有灌、草种子朔胶结剂的基质土壤喷在岩壁上，以恢复植被等措施。 8.结语矿山废弃地植被恢复的任务是严峻的，我国矿山废弃地绿化的研究正处在起步阶段，缺乏成熟系统的技术，需要不断提高设计水平，并运用到实际当中，努力进行技术创新，总结出更加科学、合理的技术，为人类创造更好的生活环境服务。同时，做好绿化植物的选择也是矿山废弃地植被恢复效果好坏的决定性因素之一。参考文献 1 谢益贵.废弃采石矿山绿化治理方案设计初探J.福建林业科技, 2006,04,218-22