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标题 广州市花都区泥石场植被生态修复工程技术应用及评价
范文 沈海岑+陈峥
摘要：广州市花都区“2014年全区泥石场复绿工程”，是2014年花都区主要建设宜居环境的22个工程项目之一。通过分析花都区5个泥石场的场地坡度、坡长、土壤性质等基本情况，应用锚杆挂钢丝网喷混植生的边坡复绿技术，综合乔、灌、草混合种植方式及综合节水的给排水系统设置，对泥石场进行生态复绿，坚持实地分析应用，为废弃的泥石场建造及恢复生态环境。综合评价喷混植生及乔灌草混合种植的生态效益，为废弃泥石场的生态修复，乃至构建立体、多样化的生态植物群落结构提供技术经验总结。
关键词：泥石场；生态修复；喷混植生；乔灌草混植；广州
中图分类号：TU986
文献标志码：A
文章编号：1671-2641（2017）03-0087-05
收稿日期：2017-05-12
修回日期：2017-06-09
Abstract： Egetation ecological restoration project of debris fieldsis one of the main 22 projects which aim to construct liveable environment in Huadu area in 2014.This study analyzes basic situations of five debris fields in Huadu area： gradient， slope length， soil property and so on. In order to construct and restore ecological environment of abandoned debris fields and create ecological benefits actively， ecological restoration greening methods is used in this project，including using suspended-net with anchor of spray sowing technology on the slope. A comprehensive planting pattern of trees， shrubs and grass， and set a water supply and drainage system with comprehensive water saving are also applied. A comprehensive evaluation of the suspended-net with anchor of spray sowing technology on slope and comprehensive planting pattern of trees， shrubs and grass are also made to support the experiences of debris fields ecological restoration and construction of diversified ecological plant community structure.
Key words： Debris field； Ecological restoration； Spray sowing technology； Mixture planting of trees， shrubs and grass； Guangzhou
采石廢弃地，是指一些在完成或终止泥石开采功能后，开采区域的生态环境受到破坏的采石场。其生态系统退化、植被及土壤破碎，易造成水土流失、生物多样性锐减等问题[1～3]。植被的破坏往往与土壤的破坏紧密相关，因泥石开采过程中对土壤层次和结构的破坏直接影响到地被植物的覆盖；同时，开采过程可能产生一些污染物质会随水土流失及地表径流而污染水体[4]。
为有效控制水土流失及改善生态环境，对泥石场进行生态恢复是当今社会可持续发展的必然选择。泥石场的生态恢复工程是一项系统工程，是涉及生物学、土壤学、生态学、园艺学等多学科交叉的综合系统工程[4～5]。其生态修复技术主要集中于生态工程技术的支持，以实现边坡生态恢复；该生态工程技术已成功应用于多种类型的土壤环境生态修复中，如山地、盐碱地、沼泽地等[4，6]。多年来，为高度响应广东政府对采石场复绿工作的相关治理工作《关于做好全省采石场整治和复绿工作的通知》（粤府[2003]49号）[7～8]，广州各区政府陆续开展对泥石开采区域生态恢复行动。
1花都区采石场概况
广州市花都区“2014年全区泥石场复绿工程”，是2014年花都区主要建设项目投资计划中涉及宜居环境22个工程项目之一，是2015年广州市发展和改革委员会批准立项，2016年公开招投标实施，总投资626万元人民币的项目。该工程开始于2016年4月中下旬，历时4个月，包括对花东镇、花山镇狮民村、梯面镇河尾寨和狮岭镇集贤村内5处已废弃不用的采石场、采土场进行治理，总面积为5.4万m2。该项目地址较为分散，分别位于4个不同乡镇的山体范围内，多为被破坏的山体。地形复杂，岩石的风化程度不一，裸露岩石及黄土的坡面长度约30～300 m，边坡斜度约10o～80o（表1）。山体冲刷严重，存在较大的不稳定因素；同时，因地处亚热带，属海洋性季风气候，雨量大、雨季长、台风和强热带风暴频繁，故而存在较大的水土流失甚至泥石流的潜在危害。
2花都区泥石场生态复绿工程技术
2.1基础构筑
花都区泥石场生态修复工程主要对边坡进行绿化，复绿工程主要分3步进行。
1）边坡的稳定是生态治理的基础[5，9]。首先对边坡表面被雨水冲刷后的松散土体进行清除、削坡。边坡削坡是保证边坡稳定性的重要土方开挖技术，该项目在对边坡进行削坡时，保证设计要求的坡顶线及坡度的基础上尽量减少土方的开挖，削坡时坡顶采用弧化技术：自上至下对土方进行分段开挖，开挖长度为20～25 m；清除坡面凹凸不平的土层以保证坡面的平顺。为降低工程造价，将削坡的土方平铺碾压于坡脚低洼区，并对场地进行复绿；其回填土的碾压厚度不大于0.5 m/层，压实系数应大于0.90。
2）在边坡周边修筑排水系统，以提高边坡的稳定性，减少地质灾害的隐患（图1～2）。岩石及黄土裸露的山体缺口的用水是植物自然生长及养护的基础，节水及综合用水技术的应用是实现在岩石及黄土裸露山体边坡上植被系统的生态建设的保障[12]。花都区泥石场的生态复绿工程整体的排水系统以自然散水为主，通过结合设计截洪沟组织排水（图3），以截留自然降雨及减缓缓坡处的地表径流，并作为植物养护用水。同时采用水车结合高压水泵的灌溉系统，以提高节水效率。
3）削坡完成后的生态修复技术，主要对坡面进行挂网喷播，对坡度小于20°的坡脚场地进行乔木、灌木绿化种植，以达到美化改善生态环境的目的。在狮岭镇集贤村石场中，由于岩质土土壤层厚度不足以保证植物生长，通过锚杆挂钢丝网喷混植生法有利于植物根系在坡面上稳固生长。
2.2复绿种植
2.2.1锚杆挂钢丝网喷混植生
液压喷播主要通过液压喷播机将肥料、保水剂、粘合剂、pH调节剂、植物种子纤维等均匀混合后，均匀喷播于坡面上；通过养护使植物生长以覆盖坡面[10～11]。该技术主要应用于土质坡面，而对于岩石面积率较高的坡面，可结合锚杆挂钢丝网喷混植生复绿技术来完成。花都泥石场生态复绿工程主要应用锚杆挂钢丝网喷混植生技术进行坡面复绿。
锚杆挂钢丝网喷混植生的方法主要应用于岩质坡面或弱风化的坡面[11]。本边坡绿化工程通过对坡面的石头、杂草、垃圾等杂物的清除及坡面平整后，应用镀锌钢丝网在坡顶进行延伸，延伸深度为50 cm，并埋入水沟或土中；然后自上而下平铺至坡脚。
铺设镀锌钢丝网的规格及技术要求如下：
1） 网与网之间平搭，网紧贴坡面，无皱褶和悬空（图4）。
2）镀锌钢丝直径（Φ）为2.2～ 3.0 mm；网眼大小为50 mm×50 mm；用直径（Φ）为12 mm的铆钉锚固，锚固长为50 cm；风化层加长至80 cm，外留10 cm。
3）坡顶加木桩固定，木桩间距<100 cm，坡面铆钉间距为100 cm（图5）。
固定镀锌钢丝网后，因喷混机械的不同，分为湿喷和干喷两种。湿喷即采用机械喷泥浆，其要求网包内需充实，网包外喷射厚度为5 cm以上。干噴为应用干土进行回填，即将粉碎的改良种植土抛洒在坡面上，厚度范围10～12 cm，网外回填土厚度为5～7 cm，且回填土经沉降后镀锌钢丝网不外露；因此，洒水量不宜过多，以防回填土流失。喷射有机基质应从正面进行，完工后，镀锌钢丝网上的基质厚度应达2～3 cm；而后喷射含有种子的混合料，喷射厚度为2 cm。喷混植生材料配比如表2所示。
2.2.2乔灌草混合种植
在花都区泥石场坡度较缓的区域内，通过应用乔灌草混合种植，形成更为立体且多样化的植被结构。因5个泥石场的土壤为贫瘠的酸性赤壤土，故多选择耐酸耐贫瘠的植物。综合土壤环境，应用于花都区5个泥石场的乔灌草混合种植组合主要有下列3种。
组合一：簕仔树Mimosa sepiaria、木荷Schima superba、铁冬青Ilex rotunda、榕树Ficus microcarpa、降香黄檀Dalbergia odorifera、油桐Vernicia fordii和山杜英Elaeocarpus sylvestris，按等比例种植。
组合二：蟛蜞菊W edelia chinensis、含羞草Mimosa pudica、五节芒Miscanthus floridulus、狼尾草Pennisetum alopecuroides、香根草V etiveria zizanioides、车桑子（坡柳）Dodonae viscosa和海桐Pittosporum tobira，按4：1：1：1：1：1：1的比例种植。
组合三（成片植）：尾叶桉Eucalyptus urophylla、大叶相思Acacia auriculiformis、簕杜鹃Bougainvillea glabra和喷播地被组合（表2）。
为确保良好的复绿及生态效应，工程完工后的养护至关重要。在花都区5个泥石场复绿工程养护过程中，采用定期喷水、追肥及病虫害防治等措施保证竣工前泥石场生态的复绿。
2.3复绿效果
花都区5个泥石场生态复绿工程竣工后，应用喷播技术对坡度大于20°的坡面进行复绿的植物覆盖率均达到90%以上，无明显的黄土裸露现象；坡度在10°～20°的缓坡上，乔灌草混合种植的区域也逐渐形成立体多样化的植被群落，灌木密度达10株/m2，地被草本植物的密度小于500株/m2（图6～7）。
3花都区泥石场生态复绿工程技术评价
3.1喷混植生技术评价
喷混植生技术是以工程力学和生物学理论为依据，利用客土掺混粘合剂和锚杆加固钢丝网的技术，通过特制混喷机械将土壤、肥料、有机质、保水材料、种子等混合物质在水介质下喷洒到裸露的土面或岩层坡面[12]。喷混植生技术以喷播技术为依托，相承了喷播技术的优点，即：速度快；施工质量高，草籽喷播均匀发芽快、整齐一致；防护效果好，正常情况下，喷播1个月后坡面植物覆盖率可达70%以上，2个月后形成防护、绿化功能；适用性广，国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。同时，可避免草本植物喷播技术中因固土保水能力低，容易形成径流沟和侵蚀；因品种选择不当和混合材料不够，后期容易造成水土流失或冲沟的缺点[13～15]。
花都区泥石场项目的喷混植生技术中除去应用一般的草本地被植物外，还应用灌木植物的种子如金合欢、豆科类植物（木豆）等。草灌搭配喷播种植可以在灌木植物持续生长过程中，减少因草本地被植物退化而使复绿度降低，进而造成水土流失的问题；同时豆科植物的固氮作用可使其在贫瘠坡面土壤中正常生长，其种子还可在坡面上繁衍，从而增加了坡面植被群落的生态多样性。
3.2乔灌草混合种植的生态效益评价
采石场的生态恢复的方法除喷播复绿之外，还有爆破燕窝复绿法[16]、垒砌阶梯复绿法[17]及景观再造法[18～19]。随着社会对开垦山地的黄土或岩石裸露坡地生态恢复的越发重视，单一的地被喷播已不能满足长期持续的生态效益。丰富多样的生态植物群落是废弃泥石场生态复绿工程的表现形式，达到有益于社会及人居环境的生态效益是其最终目标。在国外采石场生态修复实践中，法国Biville采石场将景观与生态恢复相结合，通过台阶状坡地设置，乔灌草混合而有序种植于阶梯坡地及缓坡地上，这样的石墙从生态恢复层面达到良好的景观效果[20]。在国内，深圳丰顺石场和黄竹坑石场通过在坡脚、坡顶、坡面迹地间分别通过种植爬藤、爬藤植生带及乔灌组合（台湾相思、金合欢等），丰富坡面生态群落，明显改善生态景观[19]。同时，郑煜基等在边坡绿化防护中对草灌混播研究表明，草灌混播绿化的坡面在长期的降雨冲刷中未有明显的痕迹[11]；且有相关数据表明在实施草灌混播的坡面能较草被覆盖的坡面发生的塌方率小，几乎安然无恙，如广东东莞部分采石场[14～15]。在一定范围及比例的乔灌草的绿量下，温度和湿度随绿量增加而减少[21]。因此，乔灌草的混合种植在泥石场生态复绿工程中的应用能丰富生态群落多样性，同时能向降低温度、增加湿度的生态环境转变，从而增加泥石场复绿工程生态效益。
4总结与建议
广州市花都区泥石场植被生态修复工程，应用合理的生态复绿技术为植物的生长创造了良好的生存环境，为快速复绿及泥石场自然生态环境的营造奠定基础。在护坡植物的选择上，打破单一草被，科学综合乔灌草的综合运用，以构建立体、多样化的生态植物群落结构；同时有利于边坡的稳定；避免植物在冬季或旱季的黄化而使边坡出现褪绿，保持边坡的常绿景观。
废弃泥石场的生态修复是社会发展的趋势要求，在科学合理应用生态复绿工程技术的同时，应结合当地文化风俗、周围环境的实际需求及景观视觉效果，并可结合适当的硬质景观，应用植物对空间进行点景及分隔。生态修复是一个漫长的过程，复绿只是最基础的一步，植物群落的多样性才是生态复绿的主要指标。因此，在后续的发展过程中，应对泥石场生态复绿植物种类及生态群落多样性进行记录及监测，以更好地为植被生态复绿技术的应用进行经验总结及生态效益评价。因此，在今后同类的工程项目中，应更加重视生态植物群落配置。
参考文献：
[1]陈波，包志毅.国外采石场的生态和景观恢复[J].水土保持学报，2003，17（5）：71-73.
[2]杨冰冰，夏汉平，黄娟，等.采石场石壁生态恢复研究进展[J].生态学杂志，2005，24（2）：181-186.
[3]许杉. 东莞水濂山废弃采石场生态修复与景观重建研究[D]. 武汉：华中农业大学，2012.
[4]王琼. 华东地区采石场自然恢复特征及人工生态恢复研究[D].北京：北京林业大学，2009.
[5]王琼，辜再元，周连碧. 废弃采石场景观设计与植被恢复研究[J]. 中国矿业，2010，19（6）：57-59.
[6] Roman Kunmar Dutta，Madhoolika Agrawal. Restoration of open castcoal mine spoil by planting exotic trees pecies：a case study in drytropical region [J]. Ecological Engineering，2003，2（21）：143-151.[7]高丽霞，孔旭晖，曹震. 广东采石场植被生态恢复技术及存在的问题[J]. 仲恺农业技术学院学报，2005，18（3）：51-53.
[8]广东省政府.关于做好全省采石场整治和复绿工作的通知[EB/OL].[2017-05-09].http：//www.gd.gov.cn/ gov-gazette/zb-in-dex.asp？choose-qino=2003-06/.
[9]章夢涛，付奇峰，吴长文.岩质坡面喷混快速绿化新技术浅析[J]. 水土保持研究，2005，7（3）：65-67.
[10]张俊云，周德培，李绍才.厚层基材喷射护坡试验研究[J] .水土保持通报，2001，21（4）：44-46.
[11]郑煜基，卓慕宁，李定强，等. 草灌混播在边坡绿化防护中的应用[J]. 生态环境，2007，16（1）：149-151.
[12]郭峰. 裸露山体缺口景观影响度及其生态修复技术[J].中国园林，2009，24（11）：63-66.
[13]谭少华，汪益敏. 高速公路边坡生态防护技术研究进展与思考[J]. 水土保持研究，2004，11（3）：81-84.
[14]林建平，梁杰明，陈天富. 华南建设迹地岩土坡的基本形态和生态整治技术探索[J]. 水土保持研究，2004，11（3）：135-139.
[15]卓慕宁，李定强，郑煜基. 高速公路生态护坡技术的水土保持效应研究[J].水土保持学报，2006，20（1）：164-167.
[16]Cullen W R，Wheater C P，Dunleavy P J. Establishment of species rich vegetation on reclaimed limestone quarry faces in Derbyshire，UK. [J]. Biol. Conser，1998，84：25-33.
[17]罗松，郑天媛.采石场遗留石质开采面阶梯整形覆土绿化方法研究[J] .中国水土保持，2001，22（2）：36-38.
[18]夏汉平，蔡锡安.采矿地的生态恢复技术[J]. 应用生态学报，2002，11（11）：1471-1477.
[19]刘碧云，梁素莲. 采石场生态恢复重建方法及案例分析[J]. 防护林科技，2008，25（6）：31-33.
[20]陈波，包志毅.国外采石场的生态和景观恢复[J].水土保持学报，2003，10（17）：71-73.
[21]吴菲，李树华，张丽红，等. 不同比例乔灌草型绿地生态效益差异的研究[C].北京市园林局.抓住2008年奥运会机遇进一步提升北京城市园林绿化水平论文集，2005：8.
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更新时间：2024/12/22 19:02:54