廢棄采石場生態(tài)恢復與景觀重建研究進展★

申 晨 徐 芳

(徐州市九州生態(tài)園林股份有限公司，江蘇 徐州 221000)

隨著經(jīng)濟快速發(fā)展和城鎮(zhèn)建設(shè)加快，建筑等行業(yè)對石材需求量也隨之增加，造成采石場數(shù)量和規(guī)模不斷擴大，石材開采給地表景觀和地表生態(tài)系統(tǒng)帶來大規(guī)模改變與破壞[1]。采石后千瘡百孔的山體、原有植被遭到的破壞、水土流失嚴重、大量粉塵、山體環(huán)境安全系數(shù)大幅降低、自然景觀的破壞等問題引發(fā)各界關(guān)注。如何讓采石場重獲新生，如何從生態(tài)、經(jīng)濟、景觀方面進行綜合性研究日顯重要。

1 廢棄采石場的特點

采石場經(jīng)歷長時間、大規(guī)模、高強度的開采后，致石材資源過剩開發(fā)，對區(qū)域生態(tài)環(huán)境影響日益嚴重，開采后形成的采石場廢棄地由礦坑、巖石斜坡、廢石存放地及排土場等部分組成，且其中多數(shù)巖石的開采面不規(guī)則，坡度一般在40°～90°內(nèi)，垂直的峭壁，反傾的石壁和危巖幾乎是無可攀附之地[2-4]。由于采石原因，地表的覆土層被去除，破壞了采石場原有的植物、動物、微生物群落，使得原有的生物群落遭到破壞。同時，未經(jīng)治理的廢棄采石場，惡劣環(huán)境促進了巖石風化，風化程度高的甚至會呈現(xiàn)出不斷的山崩和巖崩，大大增加自然地質(zhì)災害發(fā)生幾率，嚴重威脅到周圍環(huán)境與安全。

2 國內(nèi)外廢棄采石場生態(tài)恢復與重建概況

國外的采石場修復與重建早于我國，美國礦山修復強調(diào)損傷恢復地貌，需要地貌恢復到原始狀態(tài)，以防止生態(tài)繼續(xù)損壞。法國由于工業(yè)發(fā)展，人口密集，生態(tài)恢復工作是為了保持農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域恢復生態(tài)平衡，防止污染再次產(chǎn)生。希臘狄俄尼索斯采石場，通過發(fā)掘采石場特質(zhì)，對采石場現(xiàn)有的巖層予以適當保留，并進行合理利用，提出了“露天博物館”這個設(shè)計方案被人們接納。法國畢維利采石場，經(jīng)過對采石場當?shù)貧夂驐l件和實地狀況了解，將其改造為一個帶有水域風光的休閑場所，收到良好景觀重建效果[1]。

《中華人民共和國礦產(chǎn)資源法》第四章明確指出“開采礦產(chǎn)資源，必須遵守有關(guān)環(huán)境保護的法律法規(guī)規(guī)定，防止污染環(huán)境”。2007年我國頒布了“礦山環(huán)境恢復治理保證金制度”這條新環(huán)境保護制度，這項制度對采石廢棄地的生態(tài)恢復和環(huán)境治理具有重要意義。在我國山東省境內(nèi)一片廢棄采石場中坐落著一座銀河公園，其設(shè)計凸顯了采石場的歷史地貌與文化特征，以“采石場的記憶”為宗旨，賦予公園主體性和歷史性，讓游客在游覽自然美景的同時感受到當?shù)氐臍v史文化氣息。紹興東湖公園，以原有山體為輪廓，對石料進行再加工與設(shè)計，以達到自然環(huán)境與人工完美結(jié)合的效果。徐州珠山宕口遺址公園，針對采石宕口立地條件，通過人工改造，設(shè)置采礦設(shè)施、設(shè)備標牌，讓后人了解礦山過去，產(chǎn)生時空對話，將滿目瘡痍的礦山變成一道自然與人文交融的風景線[5]。

3 廢棄采石場生態(tài)恢復與景觀重建策略

生態(tài)恢復即在人為的輔助與控制下，利用生態(tài)系統(tǒng)的演替與自我恢復能力，使被擾動或破壞的土壤、動物、植物、微生物等恢復到接近于被干擾前的原有狀態(tài)。而生態(tài)重建則是對遭破壞的生態(tài)系統(tǒng)進行規(guī)劃、設(shè)計，將人類破壞的生態(tài)系統(tǒng)恢復或重建成一個與當?shù)刈匀唤绾椭C相處的生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)恢復更注重恢復到以前的狀態(tài)，而重建更注重人為的設(shè)計一個與廢棄地目前環(huán)境相適用的生態(tài)系統(tǒng)。

過去采石場關(guān)閉后往往屬于自然恢復，自然恢復后的植被組成更接近原來植被組成。雖然自然恢復成本較低，但恢復速度緩慢，無法在短時間內(nèi)改善環(huán)境，因此人工恢復被廣泛的應用于恢復與重建工作中。人工恢復能夠快速的使表面巖石穩(wěn)定，在實現(xiàn)景觀重建的同時也保證了采石場的安全性。通常，廢棄地恢復與重建的主要目的是控制水土流失與提高綠化率，使其能夠再次融入到周圍的環(huán)境景觀之中?；謴秃蟛墒瘓龆鄶?shù)用作開放空間與景觀，或開辟成公園、游樂場、野生動物棲息地、地質(zhì)公園等。

4 廢棄采石場坡面的穩(wěn)定

因植被在裸露巖石或者斜坡上自然存活非常困難，往往需要采取人為改良措施來輔助。人為改良措施首先需要考慮礦坑、巖石斜坡與廢棄石堆穩(wěn)定性。在坡度比較平緩的斜坡可以采用噴混植生技術(shù)和掛網(wǎng)噴播技術(shù)，而在坡度比較大的位置通常需要通過開鑿或爆破的手段對坡面進行調(diào)整，其中爆破是穩(wěn)定坡面的重要措施，特別是坡度較大的巖壁。但是由于爆破作業(yè)操作困難而且存在潛在危險，同時爆破需要花費的資金較高，所以應盡量避免大規(guī)模的爆破[4]。

5 廢棄采石場土壤—植被系統(tǒng)

植物的生長需要土壤提供養(yǎng)分，但同時植物生長也可以改善土壤的性質(zhì)，在植物生長過程中，枯枝落葉及腐爛的根系進入土壤，均能夠促進土壤有機質(zhì)增加。且植被能夠明顯改善采石場小氣候，更有助于枯落物分解，從而促進了有機質(zhì)積累。大肆的露天開采使得采石場表層土壤丟失，破壞了采石場原有生物學特性，采石場原有植物及其繁殖體全部丟失，微生物群落發(fā)生巨大變化，野生動物的生存條件惡化，物種多樣性遭到嚴重破壞。所以采石場廢棄地的生態(tài)重建及土地再利用一定要建立在適當?shù)耐寥馈脖幌到y(tǒng)之中，土壤—植被系統(tǒng)的重建對廢棄采石場生態(tài)重建至關(guān)重要。

5.1 土壤改良

失去表層土壤后的廢棄采石場，極端的土壤條件與小氣候大大限制了植被恢復與生長，所以廢棄采石場的恢復與重建通常需要大量土壤或基質(zhì)供植物生長所用。購買土壤不僅需要較高費用，同時會給土壤采集地點造成很多不利影響。所以添加有機廢物，如泥炭土、脫水的污泥等已成為一種常用技術(shù)，添加有機廢物能夠提高基質(zhì)中有機質(zhì)的含量，促進N,P等大量元素及一些微量元素的循環(huán)，改善土壤原有結(jié)構(gòu)，維持并提高土壤微生物含量，促進廢棄采石場植被定居[6]。但很多有機廢物含有某些具有毒性的元素，所以在使用有機廢棄物時，一定要仔細篩選，確保添加物安全性。

除添加有機廢物，增施肥料也能夠迅速補充植物所需要營養(yǎng)元素，可以在短期內(nèi)促進植物生長，使得生物量積累，是重建初期常見的土壤改良措施。施肥后，樹木會快速生長，枯枝落葉及根系更替數(shù)量將會增加，同時會攔截風吹來的塵土、凋落物或種子，改善廢棄采石場極端條件。

5.2 植物種類

植物是廢棄采石場恢復與重建的重點，通過提高植被覆蓋率，可以大大改善采石場環(huán)境與景觀效果。了解植物生長習性，可以預估其在廢棄采石場極端環(huán)境因素的生長情況，這對植物的選擇至關(guān)重要[7]。有的植物可以通過某種機制和生長習性來適應裸露斜坡的惡劣環(huán)境。比如耐旱、耐斜坡的植物品種在水分緊缺的廢棄采石場中非常必要，而垂直巖石上適宜種植攀援植物，在貧瘠廢棄地則可優(yōu)先考慮種植豆科植物。另外，因采石場土壤結(jié)構(gòu)、養(yǎng)分、水分差異，選擇草本或藤本植物較容易存活，在早期演替過程中多選用耐旱、繁殖能力強的禾本科與菊科植物，如白茅、五節(jié)芒、金發(fā)草、艾蒿等植物[8]。

6 廢棄采石場生態(tài)恢復與景觀重建的展望

廢棄采石場環(huán)境惡劣，缺少表層土壤，所以尋找經(jīng)濟可行，生態(tài)環(huán)保的基質(zhì)是廢棄采石場土壤重構(gòu)的重要任務之一；同時因廢棄采石場溫度干旱貧瘠，變化劇烈，只有耐旱和耐貧瘠植物才能生存，所以篩選出適宜不同地區(qū)、不同類型廢棄采石場的多樣化植物品種對廢棄采石場的植被恢復與生物多樣性非常重要；另外，當?shù)剜l(xiāng)土物種因適應了當?shù)氐臍夂颦h(huán)境，所以能夠形成穩(wěn)定的生物群落，因此進一步研究鄉(xiāng)土樹種的功能特性，通過模擬鄉(xiāng)土樹種的種子庫來恢復廢棄采石場的植被群落，對采石場的生態(tài)恢復與重建具有重要意義。