曾曉鵬 李義雄 陳友光 李會龍 鄂孜威 梁 沖

(廣東如春生態(tài)集團有限公司 廣東廣州 510530)

石料開采是一個古老的行業(yè)，對經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進步起到了巨大的推動作用。1988年海南建省辦經(jīng)濟特區(qū)至今，隨著經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展，各類基礎(chǔ)建設(shè)也隨之逐步完善，公路建設(shè)、建筑業(yè)等各類基礎(chǔ)建設(shè)迎來高峰期，對石料需求旺盛，采石場開采的數(shù)量和規(guī)模得到迅速擴大。但因露天開采、采剝方式不規(guī)范等歷史原因，對自然生態(tài)環(huán)境造成破壞。主要存在的問題包括：景觀破壞、植被破壞、水土流失、占用土地、地質(zhì)災(zāi)害、生態(tài)功能遭到破壞等。據(jù)統(tǒng)計，目前海南省存在上百個廢棄露天采石場，累計占地和破壞土地面積達上千余畝[1]。

“山”是城市生態(tài)環(huán)境的主要屏障與資源供給，因此山的生態(tài)修復(fù)是海南島創(chuàng)建工作中的重要組成部分。近年來海南省牢固樹立 “綠水青山就是金山銀山”的資源保護理念，扎實推進廢棄采石場生態(tài)修復(fù)工作，三亞、儋州、陵水等各市縣對其管轄范圍內(nèi)的關(guān)閉(廢棄)石場陸續(xù)進行了綜合治理。隨著山體生態(tài)修復(fù)專項行動工作的順利推進，儋州正在以守住綠水青山的方式，打造自己的 “金山銀山”。儋州市南辰農(nóng)場天意順閉坑采石場生態(tài)復(fù)綠項目正是順應(yīng)這樣的時代潮流下實施建設(shè)。該項目通過對裸露山體的生態(tài)恢復(fù)治理，不僅把水土流失控制在允許范圍內(nèi)，起到保持水土的作用，而且能改善城市山體生態(tài)景觀，保護城市的投資環(huán)境，提高城市的綜合競爭力，促進社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

1 項目概況

1.1 項目區(qū)位及相關(guān)背景

天意順閉坑采石場位于儋州市南辰農(nóng)場打白隊，該片區(qū)毗鄰云月湖畔，距儋陽樓及國道G225僅3 km，是在建儋白高速的必經(jīng)之地，也是儋州重要的城市背景山體，區(qū)位條件突出。

天意順閉坑采石場在完成采石功能后未能及時處理，由此引發(fā)生態(tài)破壞等許多問題。因此，天意順閉坑采石場的現(xiàn)狀和該片區(qū)在城市生態(tài)、功能方面承載的職能存在巨大差距。

1.2 項目建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模

天意順為閉坑采石場，總面積約1.13 hm2，已經(jīng)關(guān)閉采石活動數(shù)年，現(xiàn)需對其進行生態(tài)復(fù)綠?？偵鷳B(tài)修復(fù)面積約為1.1萬m2(裸露邊面積)。通過邊坡清危、錨固、設(shè)置灌溉系統(tǒng)，采用客土噴播技術(shù)、“V型”槽技術(shù)、點挖筑穴技術(shù)等復(fù)綠方式(種植綠色植物)對南辰農(nóng)場天意順閉坑采石場進行綠色生態(tài)修復(fù)。

1.3 天意順閉坑采石場自然條件及現(xiàn)狀

天意順閉坑采石場位于儋州市，儋州市屬熱帶季風(fēng)氣候，由于受島內(nèi)中部隆起的五指山脈阻隔，處于背風(fēng)面，又瀕臨北部灣，故有獨特的小氣候。全年接受太陽輻射能量每平方厘米110～130 kcal。各地年降雨量900～2 200 mm，年均1 815 mm。各地年平均風(fēng)速1～4 m/s。該項目基本風(fēng)壓值0.70 Kn/m2，根據(jù)國家地震局2001年8月1日 《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，儋州地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7°，設(shè)計基本地震加速度值為0.10 g。天意順閉坑采石場地下水主要來自大氣降水補給和區(qū)外地下水側(cè)向補給，由西往東排泄。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，地下水位年變幅約為1.50 m。

多年的開采已經(jīng)對山體植被和土壤結(jié)構(gòu)造成毀滅性破壞，坡面凹凸不平，平整高差達到0.6～1.0 m，且有許多松動石塊。主要的土壤類型有山地黃壤、紅壤、赤紅壤、紅色石灰土、黑色石灰土、堿性紫色土、沖積砂土等。山坡表面比較平整順直，四周長滿樹木，屬南亞熱帶植被類型，林木品種繁多，常見植物有橡膠、桃金娘、野牡丹、葛藤、金鐘藤、蕨類等草類，見圖1～2。

2 天意順閉坑采石場生態(tài)復(fù)綠目標(biāo)的確定

圖1 天意順閉坑采石場航拍圖

圖2 天意順閉坑采石場現(xiàn)場圖

生態(tài)復(fù)綠目標(biāo)的確定是廢棄采石場的首要任務(wù)，取決于廢棄地理化性質(zhì)、自然條件和社會需求。理化性質(zhì)基于基本的調(diào)查、取樣和分析，以及地形、地貌和地質(zhì)的穩(wěn)定性；自然條件要考慮氣候、景觀、水資源狀況、植物區(qū)系等；社會需求要考慮廢棄采石場生態(tài)復(fù)綠承擔(dān)主體的要求、環(huán)境保護和經(jīng)濟發(fā)展的需求。最終根據(jù)上述的數(shù)據(jù)確定生態(tài)復(fù)綠的目標(biāo)[2]。天意順閉坑采石場生態(tài)復(fù)綠目的是以合理低造價，多種措施結(jié)合，低成本維護，恢復(fù)和營造一個良好的生態(tài)環(huán)境并取得最佳的生態(tài)效益。最終目標(biāo)是通過3～5年形成一個可自我更新、循環(huán)并演替的高效穩(wěn)定自然生態(tài)景觀群落，見圖3～4。

3 采石場坡面清理

施工前應(yīng)對交驗后的坡面，人工細致整平，清理所有巖石、碎泥塊、垃圾雜物等以免影響草籽的穩(wěn)定生長。對不利于草種生長的坡面要回填客土，并用水濕潤讓坡面自然沉降至穩(wěn)定。

圖3 天意順閉坑采石場植被演替與綠化目標(biāo)間的關(guān)系

4 采石場土壤改良

土壤為萬物生長之本，是采石場生態(tài)恢復(fù)的主要限制因子。采石場毀滅性開采，導(dǎo)致開采面表土損失殆盡，給生態(tài)恢復(fù)造成了極大的困難，為了確保邊坡生態(tài)防護成功，必須確保邊坡防護客土、種植槽內(nèi)回填種植土符合長效、保水保肥等性狀，滿足栽植植物生長所需的水、肥、氣、熱和厚度需求，并添加一定量對植物生長有力的椰糠、草纖維、固氮菌、生物菌、保水劑等。天意順閉坑采石場土壤質(zhì)量理化性質(zhì)：pH4.5～7.2，可溶性鹽0.1%～0.2%，土壤容重0.8～1.3 g/cm3，有機質(zhì)3%～10%，全氮0.15～0.30， 全磷0.18%～0.38%，全鉀1.2%～2.8%，通氣空隙度15%～30%，代換量10～20 cmol(+)/kg。

天意順閉坑采石場除了土壤的質(zhì)量要求外，還需要確保一定的厚度，每平方米覆蓋面積的種植土體積不得少于0.08 m3，最好達到0.1～0.2 m3。平臺(馬道)、水生植物綠化要根據(jù)選用的植物種類來決定種植土層的厚度。各類植物主要根系分布對天意順閉坑采石場土層厚度要求： 草本植物30 cm，小灌木45 cm，大灌木60 cm，淺根小喬80 cm，深根小喬100 cm，水生植物40～80 cm。

5 生態(tài)復(fù)綠技術(shù)的選擇與應(yīng)用

廢棄采石場的植被重建一直是世界性的難題，在過去數(shù)十年里，國內(nèi)外生態(tài)專家和工程技術(shù)人員為采石場復(fù)綠開展了深入的研究和實踐，創(chuàng)造了多種切實有效的生態(tài)恢復(fù)工藝和技術(shù)，為本項目的實施提供了許多借鑒。根據(jù)天意順閉坑采石場立地因子分析、設(shè)計理念與原則、定位等綜合情況，采用植被重建技術(shù)措施如下：

5.1 邊坡清危、錨固，檢修踏步修建，設(shè)置排水溝和急流槽

天意順閉坑采石場生態(tài)復(fù)綠施工前應(yīng)清除坡面危巖及施工過程中出現(xiàn)的懸挑危石、險石，對危石細縫可進行封閉、注漿，對潛在坍塌、滑動區(qū)削坡減載，對于不穩(wěn)定或存在隱患不需清除的松動坡面需進行噴錨加固。上下級平臺每間隔50 m修建檢修維護踏步，方便后期檢修與維護管養(yǎng)，在坡面較大、坡度較陡區(qū)域設(shè)置排水溝和急流槽，減小雨水對防護后坡體沖刷損壞[3]，見圖5。

5.2 掛鍍鋅鐵網(wǎng)隔板 (土工籠)客土噴播技術(shù)

掛鍍鋅鐵網(wǎng)隔板(土工籠)客土噴播技術(shù)是指單獨用植物或植物和非生命的材料與土木工程措施相結(jié)合，以減輕巖石邊坡、高陡土質(zhì)邊坡的不穩(wěn)定性和侵蝕的一種系統(tǒng)生態(tài)護坡綠化技術(shù)，其作用是通過錨桿，復(fù)合材料網(wǎng)，隔板和植被根系的力學(xué)加固地上植被的水文效以達到護坡改善生態(tài)環(huán)境的目的。適用天意順邊坡中≤70°的巖石類、半風(fēng)化、高陡邊坡，見圖6～7。

5.3 板槽技術(shù)

圖5 邊坡清危、錨固，檢修踏步修建，設(shè)置排水溝和急流槽植被重建技術(shù)措施

圖6 天意順閉坑采石場掛鍍鋅鐵網(wǎng)隔板(土工籠)客土噴播技術(shù)應(yīng)用

圖7 天意順閉坑采石場掛鍍鋅鐵網(wǎng)隔板(土工籠)客土噴播技術(shù)噴播3～6個月后效果

本技術(shù)通過在天意順石壁按照預(yù)制鋼筋混凝土隔板，上下隔板間距2.0～1.5 m，與坡面呈45°夾角，然后在槽內(nèi)填種植土基質(zhì)，槽上連接自動滴灌系統(tǒng)，再栽植小喬灌木和藤本類植物，起到生態(tài)恢復(fù)作用。適用于采石場開挖后陡峭的山體，一般坡度在60～90°均可采用本技術(shù)，圖8～10。

5.4 點挖筑穴技術(shù)

在天意順閉坑采石場開采面上凹面四周植筋

圖10 天意順閉坑采石場板槽技術(shù)一年后效果

澆筑或沙磚砌筑種植穴，間隔點綴，回填種植土，創(chuàng)造植物生存環(huán)境，栽植些粗生小灌叢、茅根草，播草籽，有些地段也選用三角梅、野葛藤或其他攀緣植物，利用植物根來固土，控制水土流失，達到生態(tài)恢復(fù)復(fù)綠的措施。

該技術(shù)特別適用于天意順開采面不平的區(qū)域，對坡面平整度要求不高，同時可根據(jù)凹面大小調(diào)整種植穴規(guī)格，在大規(guī)格種植穴內(nèi)可采取堆疊植生袋、蜂巢結(jié)構(gòu)、掛鍍鋅鐵網(wǎng)等形式進行輔助形成拉筋系統(tǒng)，穩(wěn)固植被系統(tǒng)，降低工程圬工成本，減少灌溉系統(tǒng)布管，見圖11。

5.5 植生袋 (生態(tài)袋)技術(shù)

天意順閉坑采石場由 “植生袋+連接扣”通過三角穩(wěn)固堆疊方式構(gòu)成3D水土保持護坡植生綠化系統(tǒng)，生態(tài)袋內(nèi)填充栽植土和草、灌木種子，天意順閉坑采石場個別區(qū)域可堆疊多層達到土層厚度≥60cm，栽植小喬木，再加上后期植物發(fā)達根系互通形成穩(wěn)定邊坡植被系統(tǒng)，可有效防止雨水沖刷。適用于天意順開采面為土石混雜區(qū)域，坡度≤45°區(qū)域和平臺區(qū)域回填土，見圖12。

6 植物種類的選擇

根據(jù)適地適樹的綠化設(shè)計原則和天意順廢棄采石場的現(xiàn)狀要求，參考石場附近植被長勢良好的山體，選擇與當(dāng)?shù)匦夂蚣碍h(huán)境相適應(yīng)，而且生長迅速耐旱防風(fēng)的特點優(yōu)勢植物，具體原則如下：

(1)優(yōu)先選用本土植物，特別是海南原生樹種及一些適應(yīng)本區(qū)域氣候的優(yōu)良外來非侵占性植物，如：白背葉、馬占相思、小葉榕、銀合歡等。

(2)選用具有良好抗逆性(耐旱、耐貧瘠)和本地適應(yīng)性的植物，如：銀合歡、芒、蘆葦?shù)取?/p>

(3)重視植物的生態(tài)效益和多樣性，合理確定主、次要植物種類比例，提高生態(tài)治理的效果和質(zhì)量，為后期自然演替構(gòu)建良好的基礎(chǔ)。

(4)選用適當(dāng)?shù)南蠕h植物并采用恰當(dāng)?shù)墓莛B(yǎng)措施，保證目標(biāo)植物和目標(biāo)群落，促進人工群落向自然群落過渡，并進展演替至穩(wěn)定而高效的頂級群落，如：黃葛榕、小葉榕、大葉榕、三角梅等。

(5)以常綠為主，適當(dāng)搭配部分落葉植物，注重林相結(jié)構(gòu)。

圖11 天意順閉坑采石場點挖筑穴技術(shù)施工1年后的效果

(6)禁止選擇侵占性強的有害植物，如：薇甘菊、金鐘藤類植物。

(7)多種植物混種時，考慮相互間的 “互補”作用，避免 “相克” 如深根淺根結(jié)合、豆科非豆科結(jié)合、速生慢生結(jié)合、藤本與非藤本結(jié)合、常綠與落葉結(jié)合等，如：狗牙根、灰白木豆、豬屎豆等。

(8)選擇的植物不僅要求能迅速構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)，同時，要兼顧景觀，配置不同季相變化、色調(diào)植物等，如三角梅、使君子、夾竹桃等，見圖13。

天意順閉坑采石場坡底存在水塘，可適當(dāng)改造，與周邊景觀協(xié)調(diào)一致，具體措施為在池塘周邊淺水區(qū)域回填種植土，栽植再力花、蘆竹等水生植物，水塘中心區(qū)域設(shè)計浮床，栽植睡蓮等浮水植物點綴，見圖14。

7 栽培養(yǎng)護管理

栽培養(yǎng)護管理是一個相對基本的環(huán)節(jié)，選擇合適的栽培方式和技術(shù)手段，同時要進行灌溉、施肥、病蟲害防治等養(yǎng)護管理措施。

圖14 天意順閉坑采石場坡底水塘綠化1年后的效果

8 展望

天意順閉坑采石場生態(tài)復(fù)綠技術(shù)工程實施后，采石場的生態(tài)環(huán)境得到較大改善，治理區(qū)域的土壤肥力得到了有效的恢復(fù)，破壞的地表植被覆蓋率也顯著提高，達到了良好的生態(tài)效果。采石場土壤改良技術(shù)、生態(tài)復(fù)綠技術(shù)等方面取得較大的實踐效果，天意順閉坑采石場的治理經(jīng)驗為海南廢棄采石場植被恢復(fù)探索了生態(tài)復(fù)綠技術(shù)及治理模式。