北京十三陵林場(chǎng)牛蹄嶺廢棄礦山生態(tài)修復(fù)措施探討

胡東陽

北京地區(qū)礦產(chǎn)資源蘊(yùn)藏豐富，開發(fā)利用歷史悠久。礦業(yè)開發(fā)為首都經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)，也給北京的生態(tài)環(huán)境帶來了較大的負(fù)面影響。由于前些年非法采礦導(dǎo)致地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境破壞，北京市十三陵林場(chǎng)牛蹄嶺Ⅰ、Ⅱ分區(qū)11、13、15、32、33 等小班區(qū)域面臨礦山廢棄地危巖、地面塌陷、水土流失、基巖裸露等問題。區(qū)域內(nèi)植被覆蓋率下降，嚴(yán)重影響了生態(tài)景觀，次生災(zāi)害日益加劇，社會(huì)影響較大。為積極落實(shí)廢棄礦山生態(tài)修復(fù)，全力以赴打好首都“藍(lán)天、碧水、凈土”三大保衛(wèi)戰(zhàn)，北京自2020 年12 月開始對(duì)牛蹄嶺廢棄礦山進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。

一、工程概況

基本情況。牛蹄嶺生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目區(qū)位于昌平區(qū)延壽鎮(zhèn)，治理范圍包括北京市十三陵林場(chǎng)管理處牛蹄嶺分區(qū)11、13、15、32、33 小班，東高西低，屬于低山侵蝕剝蝕山區(qū)，海拔高度為121.6 米—250.2米，由人工采石形成高陡裸露邊坡、渣堆和平臺(tái)，主要巖性為白云巖，塊狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，風(fēng)化強(qiáng)烈。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，修復(fù)區(qū)內(nèi)分布著多處大大小小的采礦坑，礦坑內(nèi)大多為巖質(zhì)邊坡和料堆，料堆為采礦遺留的細(xì)石和碎石；裸露邊坡為開采中形成，坡度較大，部分巖體表面破碎。由于早期的無序開采，大量的地表土被剝離，破壞了原生植被，巖質(zhì)斜坡和巖質(zhì)平臺(tái)大面積裸露，礦山區(qū)內(nèi)廢渣、碎石土等雜亂堆積壓占土地。整個(gè)修復(fù)區(qū)總面積為247.1 畝，包括邊巖坡11 處，邊坡角度平均在70°左右，最大坡度80°—90°，坡面面積69.21 畝；平臺(tái)10 余處，平臺(tái)面積135.83 畝；渣坡、渣堆料堆等共計(jì)42.06 畝。

實(shí)施修復(fù)工程前情況

修復(fù)前概況。治理區(qū)原本為自然山體，區(qū)內(nèi)采礦方式為露天開采。開采過程中要?jiǎng)內(nèi)ジ采w層與礦體圍巖，即剝?nèi)ブ脖慌c表層土，在區(qū)內(nèi)形成基巖裸露區(qū)。如今，黃褐色和青灰色的巖石外露，與周邊翠綠色群山形成強(qiáng)烈對(duì)比，片片色斑與周圍環(huán)境極不協(xié)調(diào)；雜亂堆積的渣堆料堆嚴(yán)重影響區(qū)域的整體形象；長(zhǎng)期受重力和自然風(fēng)化的影響，部分巖體隨時(shí)可能脫離母巖，發(fā)生滑移、傾倒、墜落、崩塌，嚴(yán)重威脅邊坡下行人和車輛的安全；采礦過程中原始植被遭到破壞，致使水土流失嚴(yán)重；刮大風(fēng)時(shí)，地表土和礦渣也會(huì)造成揚(yáng)塵污染；治理區(qū)內(nèi)粗放采石形成的平臺(tái)和邊坡形狀各異，大量石料和廢渣堆積致使大量的土地資源損毀、荒蕪。

二、修復(fù)目標(biāo)

對(duì)治理區(qū)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境修復(fù)治理，恢復(fù)區(qū)內(nèi)生態(tài)植被和景觀，并與周邊生態(tài)系統(tǒng)相融合；有效控制揚(yáng)塵污染，為野生動(dòng)物、鳥類等提供良好的生態(tài)環(huán)境，豐富該區(qū)域的生物多樣性。

三、修復(fù)原則

以人為本，保障安全。堅(jiān)持以人為本的原則，保障施工安全，消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，恢復(fù)治理區(qū)綠化景觀效果，改善當(dāng)?shù)厝司迎h(huán)境，滿足人民群眾對(duì)優(yōu)美生態(tài)環(huán)境的需要。

科學(xué)規(guī)劃，生態(tài)優(yōu)先。以植被恢復(fù)為中心，按照近自然的施工方法，因地制宜，就地取材，修筑擋墻及平臺(tái)，科學(xué)配置植物結(jié)構(gòu)。堅(jiān)持適量、適度的原則，合理布局，最大限度地減少土方工程量，節(jié)約資源，在經(jīng)濟(jì)可行的情況下達(dá)到最大的治理效果。以“鄉(xiāng)土、長(zhǎng)壽、抗逆、食源、美觀”為原則，堅(jiān)持適地適樹，以喬木栽植為主，昌平特色鄉(xiāng)土樹種為骨干，彩色樹種做補(bǔ)充，保持苗木規(guī)格和組團(tuán)大小與原有林相協(xié)調(diào)，生態(tài)與景觀并重；加大異齡混交的比例及異齡樹種的規(guī)格，增強(qiáng)景觀的融合性，使修復(fù)后的生態(tài)系統(tǒng)最終演替為頂級(jí)群落的森林結(jié)構(gòu)。

生態(tài)穩(wěn)定，效益多元。堅(jiān)持生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性原則，加大資金和技術(shù)投入，對(duì)治理區(qū)實(shí)行土壤改良、根系處理、保水成活等措施，保障成活率和種植效果，降低后期管護(hù)成本，使之形成長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)揮生態(tài)效益的多層次復(fù)層混交林。

四、修復(fù)技術(shù)措施

為保證牛蹄嶺生態(tài)修復(fù)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，采用了綜合治理方式，在充分利用現(xiàn)有地形的基礎(chǔ)上，采用清除危巖、放坡、擋墻護(hù)坡、高次團(tuán)粒噴播、生態(tài)棒+格構(gòu)梁綠化等多種技術(shù)手段，減輕滑坡等災(zāi)害發(fā)生，最大限度地回歸原有自然狀態(tài)。

巖坡治理及綠化工程。主要通過坡清理平→錨桿施工→坡面掛網(wǎng)→分層噴播營(yíng)養(yǎng)基層→噴播種子層→噴播種子覆蓋防沖刷層→林木養(yǎng)護(hù)的流程，進(jìn)行坡面整形和坡面清理。使用機(jī)械挖填，將坡面修整為坡度不大于50°的斜坡體；人工將坡面上的危石、浮石和雜物等清理干凈并找平，坡面的平整度平均為±30厘米，最大不超過±50 厘米。開設(shè)根系引導(dǎo)孔：用風(fēng)鉆加工出深50 厘米、直徑50 毫米的鉆孔，孔內(nèi)填充營(yíng)養(yǎng)袋，密度為每平方米1 個(gè)孔。坡面鋪設(shè)固定金屬網(wǎng)：在清理后的坡面由上向下鋪設(shè)金屬網(wǎng)，并用錨桿固定，錨桿間用鋼筋和鐵絲網(wǎng)連接進(jìn)一步加固。金屬網(wǎng)與巖體之間放置生態(tài)棒，將金屬網(wǎng)抬高，進(jìn)而起到在附著基質(zhì)層內(nèi)釋放營(yíng)養(yǎng)成分的作用。實(shí)施高次團(tuán)粒噴播綠化，利用客土摻混粘結(jié)劑和固網(wǎng)技術(shù)，使客土物料緊貼石坡坡面，創(chuàng)造草類與灌木生存的良好環(huán)境，以恢復(fù)石質(zhì)坡面生態(tài)復(fù)合功能。噴播厚度約為15厘米，噴播基底厚12厘米—13厘米，表層種子層設(shè)計(jì)噴播厚度為2 厘米—3 厘米。噴播材料為適當(dāng)比例的黏土、砂、有機(jī)質(zhì)的基質(zhì)材料，添加植物生長(zhǎng)緩釋肥的復(fù)合性纖維以及天然植物性油脂的誘導(dǎo)體構(gòu)成的土壤穩(wěn)定劑。噴播刺槐、臭椿、胡枝子、荊條、紫穗槐搭配高羊茅、黑麥草、二月蘭、紫花苜蓿等混合的喬灌木種子，覆蓋椰纖維毯進(jìn)行防護(hù)，同時(shí)做好澆水養(yǎng)護(hù)，保持土壤濕潤(rùn)。監(jiān)測(cè)噴播層墑情，檢查草種發(fā)芽、出苗及幼苗生長(zhǎng)情況，對(duì)缺苗和生長(zhǎng)明顯不均勻的位置予以補(bǔ)播。項(xiàng)目共計(jì)完成邊坡清理60827平方米，根系引導(dǎo)孔125054 米、長(zhǎng)錨桿7504 米、短錨桿27512 米、生態(tài)棒62527 米、U 型釘15632 根，掛網(wǎng)、噴播、植被毯62527 平方米。

地形地貌整治。針對(duì)修復(fù)區(qū)內(nèi)無綠化條件的區(qū)域，通過地形地貌整治綠化工程，為綠化植物創(chuàng)造生長(zhǎng)條件。工程遵循挖高填低、分級(jí)放坡，提高坡體穩(wěn)定性的原則，以最短距離進(jìn)行土石方調(diào)配。嚴(yán)格按照治理項(xiàng)目設(shè)計(jì)平面和設(shè)計(jì)剖面線，進(jìn)行施工測(cè)量放線和質(zhì)量控制。將地形修整為平地或者緩坡地，以保證所填廢渣及所覆客土的穩(wěn)定，在覆客土的平臺(tái)、緩坡臨空面修建漿砌石擋墻，在擋墻的基部預(yù)埋泄水孔以防洪水對(duì)擋墻的破壞。在整治后的區(qū)域栽植油松、七葉樹、歐洲喬松、國(guó)槐、新疆楊、欒樹、白皮松、美人松、金葉復(fù)葉槭、云杉等喬木和亞喬木，平臺(tái)緩坡部分裸露巖壁下側(cè)，種植五葉地錦等藤本植物。項(xiàng)目共計(jì)完成綠化種植土回填89080立方米，栽植各類喬木和亞喬木4451 株，花灌木2458 株，攀緣植物五葉地錦10000 株，地被植物53315 平方米。

項(xiàng)目區(qū)生態(tài)修復(fù)成效圖

防洪設(shè)施建設(shè)。為避免雨洪沖刷對(duì)修復(fù)區(qū)內(nèi)的工程影響，根據(jù)項(xiàng)目區(qū)集雨節(jié)水和防洪要求，建設(shè)若干蓄水池和排水溝等。根據(jù)該區(qū)域的降雨量及現(xiàn)場(chǎng)的地勢(shì)，合理設(shè)計(jì)排水溝的布局和結(jié)構(gòu)，蓄水池和排水溝形成排水和積雨系統(tǒng)，減少水土流失災(zāi)害；邀請(qǐng)專家組實(shí)地考察和檢測(cè)，對(duì)巖坡石縫進(jìn)行安全評(píng)估，根據(jù)專家組的意見進(jìn)行保留或修復(fù)，避免山體落石等次生災(zāi)害。工程施工過程中需要大量石材，清理下來的巖石就地取材，用于排水溝和蓄水池施工，采用干砌或漿砌，同周邊環(huán)境融為一體。項(xiàng)目共計(jì)修建排水溝745.1 米、排水涵管118 米、蓄水池5 座，用于巖坡綠化澆灌和森林防火。

五、取得的成效

本項(xiàng)目充分考慮現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況和環(huán)境條件，采取科學(xué)的生態(tài)修復(fù)措施，將工程措施與生物措施相結(jié)合，應(yīng)用多植物多手段進(jìn)行植被修復(fù)，構(gòu)建樹種豐富、結(jié)構(gòu)合理、自然協(xié)調(diào)、穩(wěn)定健康的森林生態(tài)體系；消除高陡坡地質(zhì)災(zāi)害隱患，實(shí)現(xiàn)破損山體復(fù)綠；改善區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境，共栽植喬木、花灌木、草本等近40 個(gè)品種約1.4 萬株；增加了鳥食臺(tái)、飲水池等，為野生動(dòng)物和鳥類提供了良好的棲息環(huán)境，牛蹄嶺的生態(tài)系統(tǒng)逐步得以修復(fù)。據(jù)監(jiān)測(cè)，區(qū)域內(nèi)鳥叫聲多了起來，也有國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物豹貓出沒。

六、結(jié)語

全面貫徹山水林田湖草系統(tǒng)治理的思想，以尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然為指導(dǎo)，以科學(xué)、生態(tài)、節(jié)儉綠化為目標(biāo)，倡導(dǎo)用生態(tài)的辦法解決生態(tài)的問題。該項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)于突破礦山轉(zhuǎn)型發(fā)展的困境，創(chuàng)新礦山生態(tài)修復(fù)的理念、技術(shù)及模式上的轉(zhuǎn)型應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的有機(jī)統(tǒng)一，具有十分重要的示范作用，對(duì)發(fā)揮山區(qū)整體生態(tài)屏障作用和山區(qū)水源涵養(yǎng)、保持水土、防風(fēng)固沙、生物多樣性保護(hù)等重要生態(tài)服務(wù)功能，起到積極作用。