國有孤山林場廢舊礦坑生態(tài)修復對策分析

昌樂縣林業(yè)發(fā)展中心 康忠生 唐 蕾 殷小沛 韓江奎 劉 旭

昌樂縣國有孤山林場礦產(chǎn)資源開采遺留的廢舊礦坑，對當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成巨大破壞，為改善區(qū)域地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，需采取綜合措施進行生態(tài)修復。通過對國有孤山林場廢舊石坑現(xiàn)場調(diào)查和分析，提出危巖體排險、團粒噴播、種植土回填平整、植樹造林、基礎設施建設、后續(xù)養(yǎng)護管理等生態(tài)修復對策，對于促進當?shù)貜U舊礦坑生態(tài)修復具有重要的理論和實踐意義。

一、國有孤山林場廢舊礦坑形成歷史及現(xiàn)狀

國有孤山林場位于山東省中部，昌樂縣城東南，周邊與6 處鎮(zhèn)街區(qū)的38 個村莊相鄰，林場經(jīng)營總面積846.6 公頃。巖石屬于石灰?guī)r和玄武巖石質(zhì)，其中石灰?guī)r分布面積478.1 公頃，主要在孤山林區(qū)，占總面積的56%；玄武巖238.5 公頃，占有林地總面積的28%，礦產(chǎn)資源豐富。自20 世紀50年代孤山林場建場之前，根據(jù)國家建設需要，相關單位、部門以及周圍鄉(xiāng)鎮(zhèn)村莊在孤山周邊大規(guī)模開采石灰?guī)r礦石，開采的礦石經(jīng)過加工后用于鐵路、公路修建、海港填海、水泥石材原料加工等，采石加工業(yè)一度成為當?shù)刂еa(chǎn)業(yè)，不僅促進了當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，同時也有力支援了國家建設。采石場主要分布在孤山，大小石坑30 余處，總面積約134.6 公頃，石壁落差高10 ～80m 不等，在昌樂縣城和膠濟鐵路均能看到裸露石壁。礦坑區(qū)經(jīng)過多年開采，形成多處陡崖立面，巖石松動、凹凸不平，植物難以自然生長和修復，同時還存在安全隱患，嚴重影響了整體生態(tài)效能的發(fā)揮。為保護我縣東部生態(tài)環(huán)境，2005年昌樂縣政府頒布了封山禁采令，孤山周邊的采石行為全部停止，并將廢舊礦坑生態(tài)修復作為當前乃至以后重點開展的工作。

二、廢舊礦坑生態(tài)修復對策

（一）廢舊礦坑陡峭巖壁的生態(tài)修復

1.廢舊礦坑危巖體排險

對廢舊礦坑的生態(tài)修復，首先面臨的問題是陡坡松動的巖石清理，特別是高陡坡面基巖裸露，土壤匱乏，無植被覆蓋，是植被修復立面條件最為惡劣的類型，施工必須對高險陡坡進行清坡削坡處理，以排除危巖對施工及后續(xù)管理的安全隱患。對采石陡崖頂端和坡面上的危巖體，進行安全防護后，分層從上到下清理，機械達不到的界面可以采用吊繩人工清理。對于距離地表高度相對較小的危巖體，采用人工和鏟運車清理的方法清除。

2.廢舊礦坑巖壁團粒噴播技術

陡峭巖壁因遭到嚴重破壞的殘損山體通常不具備植被賴以生存的土壤環(huán)境及養(yǎng)分條件，在陡峭的巖石坡面直接鋪土，難以克服土層重力下滑和雨水沖刷導致的水土流失問題，如何進行垂直巖壁的綠化是當前廢舊礦坑生態(tài)修復的難題，經(jīng)過對青島嶗山區(qū)牟家社區(qū)礦坑和臨沂市東港區(qū)王家莊廢舊采石場治理區(qū)現(xiàn)場調(diào)查，認為采用團粒噴播技術進行巖壁遮擋是當前廢舊礦坑巖壁綠化采取的主要措施之一，植被恢復綠化效果非常明顯。團粒噴播技術，這種瞬間制造的“人工土壤”具有團粒結(jié)構，既能保濕、透水、透氣，還能提高土壤養(yǎng)分有效性，為土壤基質(zhì)中的微生物生長提供適宜環(huán)境。

（1）坡面清理及掛網(wǎng)固定

坡面整形清理是施工中的基礎性工作，必須清理浮土、浮石，平整坡面，石壁坡度小于60°適宜，坡度如果大于60°基質(zhì)和噴播的團粒植被混凝土不利于附著，容易脫落。掛網(wǎng)采用高鍍鋅鐵絲網(wǎng)，固定用的錨桿長80 ～120cm，錨釘長15 ～30cm，呈梅花狀布置。絲網(wǎng)綁鐵絲固定，將草簾截成若干草把按間距40cm 橫向綁到網(wǎng)內(nèi)，客土時阻擋基質(zhì)滑落，使掛網(wǎng)草把和基質(zhì)緊密結(jié)合。

（2）團粒噴播植物種子選擇

如何選擇巖壁噴播植物種類，在團粒噴播技術中是非常重要的一項內(nèi)容。根據(jù)植物的特性，首先，應選擇當?shù)剜l(xiāng)土植物，鄉(xiāng)土樹種通常具有抗旱、抗病蟲害和耐瘠薄性，再次，選擇灌木和草本植物，灌木和草本植物低矮、叢生，在瘠薄土層根系吸附力強，更適合在陡峭貧瘠的坡面生長，灌草植被根系在土壤中相互連接、互補結(jié)合具有防風、固土、固坡作用。喬木主干高大分支飽滿，根系發(fā)達，影響喬木植物在陡峭巖壁和噴播較薄的土層內(nèi)穩(wěn)固生長，這是巖壁團粒噴播技術中大多不選擇或適量選擇喬木種子的原因。

灌木樹種可選擇黃荊、紫穗槐、火炬，普遍具有耐干旱、瘠薄、孽生力強、病蟲害少等特性，具有良好的固土和護坡作用。草本植物可選擇波斯菊、草木樨、狗牙根、野牛草等，以上幾種草本植物均具有根系發(fā)達，生長迅速，土壤、氣候適應性強特點，固土護坡作用好，適合于礦坑巖壁修復。

（3）團粒植被混合土噴播

將營養(yǎng)土、植物纖維、緩釋肥、黏合劑、團粒劑及植被種子充分混合攪拌，通過噴播設備將攪拌后的泥漿均勻噴播在絲網(wǎng)上，可根據(jù)各石壁情況和需求增減團粒植物混合土配比，噴播厚度要均勻，通常為5 ～6cm，植被生長條件差的坡面，厚度可選擇在6 ～8cm 之間。

（4）養(yǎng)護管理

在巖壁上安裝霧化噴淋系統(tǒng)，噴播后的植物幼苗每天隨時噴水養(yǎng)護，霧化噴淋保持土壤濕潤。在夏季可以早晚各一次霧化噴水，中午停止噴水。根據(jù)植物種子的出芽生長情況，適當增加或減少澆水次數(shù)，雨季視降水情況隨時調(diào)節(jié)。

（二）廢舊礦坑底面的生態(tài)修復

1.種植土回填與平整

廢舊礦坑因底面全部為巖石，缺乏植樹造林所需的土壤，在生態(tài)修復治理過程中必須解決廢舊礦坑內(nèi)植被賴以生長的土壤問題，而回填種植土就是最常見最有效的措施。首先將排險后堆積的碎石鋪設廢舊礦坑底部壓實，就近堆積或工程開槽的種植土采用機械清運方式回填。種植土要符合植樹造林工程規(guī)范中種植土質(zhì)量要求，應為自然的土黃色至棕褐色，土壤疏松、酸堿適中，土質(zhì)肥沃，不含對植物生長有害的物質(zhì)。填土前，對坑底柴草、樹枝等雜物清理干凈。平整施工時采用“就勢平整”的方法，坡面種植土鋪設時應垂直于續(xù)坡方向呈波浪形略有起伏，這樣能在降雨時減少徑流，保存水分有利于植被成活，且種植苗木后有立體感，綠化效果較好。在陡崖底部回填的種植土可以續(xù)坡，靠近陡崖立面續(xù)坡，讓邊部巖壁相當于一個天然擋土墻。

2.廢舊礦坑底面覆土后的生態(tài)修復技術

（1）栽植樹種的選擇

昌樂縣國有孤山林場地處山東省中部低山丘陵區(qū)，屬于溫帶季風性氣候，四季分明，氣候宜人，日照充分，適宜植被生長。選擇礦坑修復樹種，要根據(jù)適地適樹的原則，應選擇適合林場氣候特點的鄉(xiāng)土樹種和適合廢舊礦坑覆土后綠化需求的樹種。為了更好達到生態(tài)修復綠化及植被遮擋效果，有必要采用礦坑立體植樹造林，其中在礦坑內(nèi)部主要坑面選擇栽植側(cè)柏、黑松為主的常綠樹種，底部靠近垂直巖面選擇栽植毛白楊、榆樹、楸樹等高大喬木進行巖壁遮擋，石壁邊沿選擇栽植爬山虎、凌霄等攀爬植物。苗木搭配上采取針葉與闊葉樹種混交、常綠與彩色樹種混交的原則，突出林木分布科學性與景觀性。

（2）規(guī)劃布局

在礦坑立面底部種植1 行爬山虎、凌霄，株間交錯栽植，株距0.3m，巖石局部圓滑或陡峭處可架設竹竿，輔助藤蔓攀爬；在底部靠近垂直巖面栽植高大喬木，往外1m 處種植2 行榆樹、毛白楊或楸樹用于遮擋立面，株行距2m×4m；在其余覆土區(qū)域主要栽植側(cè)柏、黑松、黃櫨樹種綠化，按照3 ∶1 ∶1 的比例塊狀混交栽植，株行距2m×2m。

（3）開挖植樹穴

用測量尺測出單棵植樹點，用灰點標明，以定點標記為中心，沿植樹點向下垂直挖掘，植樹穴標準為50 ～60cm（長）×50 ～60cm（寬）×50 ～60cm（深）。然后將坑底種植土挖松、鏟平。開挖時樹穴底部疏松土質(zhì)，挖疏松的種植土至少要堆高20cm，在植樹時有利于樹根向下舒展。挖植樹穴呈品字形分布。

（4）苗木的栽植

栽植時，根據(jù)喬灌木和針闊葉苗木種類，確定好栽植深度和栽植方向，放入穴內(nèi)的土球，用草繩纏繞固定的不用解除，不可降解的塑料繩或其他包扎物一定解除。苗木栽植時采取“一提二埋三回填”原則，就是一人用手將樹干扶直，放入坑中，另一人向坑內(nèi)填土，在種植土填入20 ～30cm 厚時，用手將苗木輕輕向上提起，使根莖在穴內(nèi)能充分舒展，然后繼續(xù)回填土，扶樹的一人用腳或工具將回填土踩實，以樹苗為中心在穴邊緣填土預留澆水的土堰。栽植的大苗要用竹竿固定，避免風刮造成苗木搖動影響其根系生長或者出現(xiàn)倒伏。

（5）苗木的澆水

苗木栽植后要及時澆水，可以在植樹造林時邊栽植邊澆水。初次一定澆透，直至植樹穴內(nèi)水不能下滲時停止。澆水完全澆透滲入后再進行培土，以低于地平面為原則，能保墑存水防風。春季植樹有條件的對部分樹種采取地膜保護，沿樹干周圍鋪上地膜，四周用土將地膜壓實固定，能起到早春保墑保溫作用；冬季之前澆冬水后覆土要達到30cm 厚度以上并壓實，達到保濕防凍目的。

（6）撫育管理

植樹施工完成后，為達到預定的植物群落形成、水土保持、生態(tài)恢復等目標必須定期進行撫育管理，內(nèi)容包括苗木抗旱澆水、撫育修剪、除草滅荒、補種樹苗、病蟲害防治等。撫育管護期內(nèi)，最重要的是保持樹苗濕潤，在干旱季節(jié)根據(jù)旱情適當增加澆水次數(shù)。每年除草滅荒1 ～2 次，所有苗木在栽后及時打藥以達到預防病蟲害的目的。秋季植樹，在樹干1.3m 以下的區(qū)域涂白防凍防病害。樹苗枝葉要適當修剪，毛白楊、榆樹距離地面2.6 ～3.0m處截干，常綠樹修剪出好看的樹形即可。

（三）廢舊礦坑生態(tài)修復設施建設

1.蓄水池及輸水管道建設

礦坑植樹造林地點一般分布在山區(qū)，澆水條件不方便，在生態(tài)修復區(qū)設置永久蓄水池非常有必要。每處廢舊礦坑修復區(qū)內(nèi)修建1 ～2 處蓄水池，蓄水池容積及大小尺寸根據(jù)地形地勢建設，C30 商砼澆灌，做防滲處理，日常用作植樹管護用水儲備。

2.設置安全圍欄和警示牌

為提醒和保護過往行人，保證修復區(qū)的安全。在部分石坑周圍安裝安全護欄，并加設安全警示牌提醒過往行人注意安全。鐵絲網(wǎng)高2m，材料為低碳鋼絲。絲徑3.5mm，塑后4.4 ～4.5mm。立柱為長寬為8cm 的水泥柱，高1.8m，其中埋入地下部分長0.5m。立柱基礎按0.5m×0.5m×0.5m，灌注混凝土。安全警示牌設置在明顯地段的坑口，安裝應設在固定處，用鋼釘、鐵絲等將安全警示牌固定，以免隨意拆掉。

三、展望

礦石開采導致的環(huán)境破壞是嚴重的，生態(tài)修復所花費的人力物力財力是巨大的，達到修復效果時間也是相對漫長的。本文所分析的生態(tài)修復方法措施，其中團粒噴播技術是近幾年實施的新技術，各石坑條件不同、類型不同，采取對策不同，本次廢舊礦坑生態(tài)修復措施總體上來說屬于常規(guī)方法，按照本文分析的技術對策施工，當年見效果，利用三年時間管理養(yǎng)護，植被恢復效果顯著，石壁立面植被覆蓋率能達到90%以上，廢舊礦坑內(nèi)部森林覆蓋率達到95%以上，基本達到生態(tài)修復預期效果。