湖南省采石場廢棄地林草生態修復技術研究

劉 斌

(湖南中核建設工程有限公司，長沙 410119)

自十八大以來，黨中央國務院加快推進生態文明建設，提出實施生態修復重大工程，分區分類開展受損生態空間的修復。2016年9月25日，財政部原國土資源部原環境保護部聯合印發《關于推進山水林田湖生態保護修復工作的通知》，要求以“山水林田湖是一個生命共同體”的重要理念指導開展工作，部署實施山水林田湖草生態保護修復試點工程，為地方開展生態保護修復提供技術指導[1]。自2016年以來，國家組織實施了三批次25個山水林田湖草生態保護修復重大工程。根據自然資源部辦公廳《關于開展長江經濟帶廢棄露天礦山生態修復工作的通知》(自然資辦發﹝2019﹞33號)的有關要求，結合湖南省實際情況，湖南省自然資源廳組織編制了《長江經濟帶(湖南段)廢棄露天礦山生態修復實施方案(2019—2021年)》，擬通過實施湖南省境內長江干流及主要支流湘江兩岸各10 km范圍內廢棄露天礦山生態修復，筑牢長江經濟帶和祖國中部生態屏障。

1 區域概括

湖南省地處中國南部、長江中游地區，108°47′—114°15′E，24°38′—30°08′N，總面積21.18萬km2，占全國國土面積的2.2%，全省轄13個市1個自治州、122個縣(市、區)。湘江流域占湖南省國土面積的40.3%，流域內大多數非金屬礦均以露天開采為主，占到非金屬礦山總量的90%以上，其中，建筑石料用灰巖占16.6%、建筑用花崗巖占4.1%。

2 采石場廢棄地的分類與特點

采石場廢棄地比較常見的存在形式主要有采石場石壁和采石場跡地兩部分，其中采石場石壁以高陡巖質邊坡為主；采石場跡地以石料開采挖損后形成的土質、巖質及巖土混合質邊坡為主。目前，普遍存在的采石場廢棄地，多存在有土地資源占用破損、地形地貌景觀破壞、水土流失和礦山地質災害等問題，生態修復任務艱巨。

3 采石場廢棄地生態修復技術體系

以生態保護修復體系建設為基礎，對湖南采石場廢棄地各區域類型施行分類施策，因地制宜，優先自然恢復，輔以人工恢復[2]，堅持生物多樣性和環境保護相結合。

針對采石場廢棄地分類、特點等，綜合運用工程防護、植被恢復技術等，堅持利用、治理、開發相結合的原則，對采石場廢棄地進行整體保護、系統修復與統綜合治理[2]。

通過梳理以前的研究成果，結合筆者多年的實踐與探索，歸納總結湖南省五大礦區山水林田湖草生態保護修復重大工程的經驗，提出了采石場廢棄地人工生態修復技術體系。詳見表1。

表1 采石場廢棄地人工生態修復技術體系分部分類分項常用技術截、排水截水措施預制或現澆截水溝、生態截水溝排水措施預制或現澆排水溝、生態排水溝、排水管(孔)集排水技術集蓄水集水措施人工集水面、天然集水面蓄水措施蓄水池表面固土平面網金屬網、土工格柵立體網三維網固土技術水平攔擋隔擋生態棒階臺水平階(臺)、水平溝(槽)植被恢復技術人工修復法自然恢復法播種法植苗法人工撒播人工直播灌草生態墊植生帶、環保椰纖維植被毯、植生袋噴播液壓噴播、三維網噴播、客土噴播、基材噴播綠化栽植直鋪草皮、直鋪草毯、臺階栽植、“V”型種植槽植生帶藤本植物攀附藤本植物栽植 植物誘導法 封禁恢復、封育恢復

4 主要生態修復技術與措施

針對采石場廢棄地分類與特點，綜合運用工程防護、植被恢復技術等，堅持利用、治理、保護相結合的原則，對采石場廢棄地進行整體保護、系統修復與綜合治理。采石場廢棄地生態修復技術措施，詳見表2。

主要生態修復技術特點及適用范圍介紹如下：

1)客土噴播技術。坡度<60°的邊坡宜采用此法。將改良過的客土、種子、土壤改良劑、肥料、纖維、有機質、水等材料混合攪拌均勻制成噴播漿材，并通過客土噴播機械將其噴附到邊坡表面，造就有一定厚度的具有耐雨水、風侵蝕，牢固透氣，與自然表土相類似或更優的多孔穩定土壤結構，使其植物種可以生根、發芽、生長，達到恢復植被、改善景觀、保護環境為目的綜合性邊坡生態植被恢復技術。

2)基材噴播技術。坡度<73°的邊坡宜采用此法。是以基材為主的基底介質材料，經坡面清理并在坡面鋪設加固網加固后，將有機質、緩釋肥、復合肥、粘合劑、保水劑等配置成復合有機基材，與耕植土、植被種子按比例混合均勻，生成高性能團粒土壤結構，采用專用噴播設備將其按照設計厚度均勻噴射到邊坡坡面，重塑與恢復植物根系生長發育所需的土層結構，以達到恢復邊坡植被生態的目的。

3)藤本植物復綠技術。坡度>73°的石壁宜采用此法。利用藤本植物具有吸附、纏繞的特性，通過藤蔓自身的吸盤、氣生根攀附生長或沿坡面設置牽引結構設施牽引藤蔓生長，復綠坡面的方法[2]。

表2 采石場廢棄地生態修復技術措施廢棄地類型生態修復對象及條件工程措施技術措及與生物措施平臺清理、平整、復土、排灌農林種植撫育維護管理噴灌、施肥、補苗、有害生物防治等邊坡表層處治清除危巖、松散堆積體等邊坡整治石壁邊坡截、排水系統據坡面降雨量、集水面積、立地條件、坡面徑流量綜合確定截、排水類型、布置形式及斷面尺寸等植被生態修復客土噴播、基材噴播、藤本植物復綠、強力護坡草毯、“V”型種植槽植生帶撫育維護管理噴灌、施肥、補苗、有害生物防治等緩平地清理、平整、排灌、覆土改良農林種植削坡治理坡度大于1.0∶1.5的邊坡,采取削坡開級,以形成臺地或梯田營造防護林、水土保持林、經濟林等護坡治理坡率法和人工加固護坡法截、排水系統根據邊坡降雨量、匯水面積、地形條件、地表徑流量等,確定截、排水類型、布置形式及斷面尺寸等無水跡地邊坡土壤改良與覆墾地表基質改良、坡面修整以植被為主體的生態修復自然恢復、環保椰纖維植被毯、生態袋植生、帶狀或溝狀造林法和魚鱗坑或穴狀造林法(經果林、混交林、水土保持林和防風固沙林)、人工直播灌草植被誘導封禁恢復、封育恢復撫育維護管理覆蓋、澆灌、施肥、補植、平茬及有害生物防治等

4)強力護坡草毯技術。坡度<60°邊坡宜采用此法，且施工季節限制少、快速綠化形成草坪，并可形成包括有禾本科、豆科、藤本植物及灌木的植物群落。是基材噴播和植被草毯復合技術。

5)“V”型種植槽植生帶技術。專門針對高、陡巖石邊坡快速生態修復的新型綠化技術。目前主要對坡度≥60度的中風化和微風化石質邊坡，是較快修復生態、保持水土和綠化美化環境的最有效、最持久的生態防護措施之一?！癡”型種植槽是預制板式或現澆板式的，以解決垂直且較完整的坡面難以留住基質的問題，能給植物提供良好的立地條件。該技術不能穩定較深層的邊坡結構，同時也因種植槽是依賴邊坡巖石自身的承載力承載，因此，風化程度高、巖石松碎的邊坡不適于該技術。

6)環保椰纖維植被毯護坡技術。采用純天然椰子纖維通過沖壓針刺加工做成供植物生長的基帶，呈長方體網孔狀結構，椰纖維植被毯厚度為8～10 mm，纖維粗細適中、長度范圍合理?？筛鶕枰右苑柿?、營養劑、保水劑和各類草種等，為植物生長提供良好的生長條件，同時達到護坡綠化的效果。

7)生態袋植生技術?？屯吝m用于1∶3～1∶0.75的采石場廢棄地坡面。是采用內附種子層的土工材料袋，通過在袋內裝入植物生長的土壤材料，在坡面或坡腳以不同方式堆碼，起到攔擋防護、防止土壤侵蝕，同時恢復植被的一項生物防護技術。

8)帶狀或溝狀造林法。適用于緩坡坡面的人工跡地邊坡造林植樹(草)。

9)魚鱗坑或穴狀造林法。適用于巖質陡坡、水蝕、風蝕嚴重坡面的人工跡地邊坡造林植樹(草)。

10)人工直播灌草。適用坡度<30°，且質地疏松的緩坡宜采用此法。將適生的灌木和草本種子、復合肥、細砂等按一定比例進行拌勻，并應根據測試的土壤肥力狀況，配以灌草種子萌發和幼苗生長所需營養元素的生態肥，均勻撒到已翻耕平整的土壤表面，種子層上撒1 cm厚的壤土層，覆蓋無紡布養護。

11)封禁恢復或封育恢復。采用植被誘導工程措施，以封禁或封育的方式，以促進植物群落自然演替的植被生態恢復的方法。

5 林草生態修復模式

為探索以林草植被為主體的生態保護與修復技術對采石場廢棄地進行全方位系統的綜合治理修復模式。把調整和優化生態系統結構作為手段，統籌各要素的關鍵點，提出了采石場廢棄地林草生態修復模式，詳見表3。

表3 采石場廢棄地林草生態修復模式修復對象修復條件主要修復方向修復模式土質經果林優先恢復生態經濟樹種,農林(經)復合營建平臺、平地巖質防護林、生態林灌木為主,灌草結合,灌木混交林巖土混合質防護林、生態林喬木為主,喬灌草混交土質(陡坡以上)防護林、生態林灌木為主,灌草結合,灌木混交土質(斜坡)防護林、經濟林灌木為主,喬灌草結合,喬灌混交土質(緩坡)經果林優先恢復梯田,農(經)林復合營建巖質(陡坡以上)生態林草本為主,草藤結合,封育保護,自然演替邊坡巖質(斜坡)水土保持林、生態林草本為主,草灌結合,封育保護,人工促進更新巖質(緩坡)生態林、防護林灌木為主,灌草喬結合,封育保護,灌木混交巖土混合質(陡坡以上)生態林、防護林草本為主,草灌結合,封育保護,灌木混交巖土混合質(斜坡)防護林、生態林灌木為主,喬灌草結合,灌木、喬灌混交巖土混合質(緩坡)防護林、經果林優先保護生態,適度恢復梯田,農林復合營建

6 生態修復的植物選擇

湖南省采石場廢棄地植物選擇原則應以具有良好水土保持功能的當地鄉土物種為主，搭配適宜的經濟林品種，形成以林草植被為主體的植物群落，并應符合下列規定：一是應根據當地的氣候特點，選擇處于同一氣候帶的鄉土植物品種為主；二是所選植物應具有耐寒暑、耐貧瘠、防污染、抗病蟲害、對生長條件不嚴，以及適宜自然生長的特點；三是應優先選擇根系適宜的木本植物，且以灌木為主，喬灌藤草結合；四是應以常綠植物為主，配套落葉量較大或固氮能力較好的植物物種，便于形成功能穩定的植被生態系統。經過資料查驗，實地調查，得到湖南省優選樹種，詳見表4。

表4 湖南優選植物物種植物類別主要樹種喬木大葉女貞、臭椿、刺槐、馬尾松、鹽膚木、無患子、香柚、香櫞、柑橘、枇杷、楊梅、梨樹、桃樹、香樟、山杜英、石楠、法國冬青、烏桕、欒樹、構樹、喜樹、木荷、重陽木、梓樹、柞木、苦櫧、青岡櫟、梓樹、香椿、檫木、馬褂木、醉香含笑、深山含笑、櫟樹、山桐、桑樹、礦山蜜桔、板栗等灌木黃花槐、多花木蘭、胡枝子、雙莢決明、沙棘、胡頹子、紫穗槐、馬棘、車桑子、銀合歡、小葉女貞、山胡椒、金櫻子、馬甲子、石榴、夾竹桃、木槿、紅葉石楠、杜鵑、黃楊、火棘、蚊母樹、枸骨等草本狗牙根、百喜草、高羊茅、黑麥草、假儉草、絲茅草、冬茅草、香根草、佛甲草、紫花苜蓿 、象草、皇竹草等藤本爬山虎、凌霄、金銀花、油麻藤、何首烏、南蛇藤、絡石、薜荔、常春藤、扶芳藤、地枇杷等

7 結語

堅持系統工程的思路，按照生態系統的整體性、系統性及其內在規律[3]，統籌考慮自然生態各要素，將采石場廢棄地的生態修復與山水林田湖草綜合治理統籌規劃，治山與治水相結合，治溝與治坡相結合，生物措施和工程措施相結合。生態修復技術多種多樣，但生態修復往往存在一些基礎性的共性技術，是生態修復的關鍵。水是生命之源、土是生命之基、植物是生命之根，因此，水、土、植物是生態修復的三大要素，圍繞這3大要素的修復技術就是共性技術——地貌重塑、土壤重構和植被恢復。本文基于生態修復共性技術的基礎理論研究，探究湖南省采石場廢棄地林草生態修復技術體系，提出林草生態修復技術模式，對工程實踐具有很好的參考價值，但構建采石場廢棄地的穩定的林草植被生態系統，還需要從加強技術集成創新體系的研究，以及林草植被管理的更新與利用等方面進行深入系統的研究和推廣應用。