常俊杰，劉 樂(lè)

（陜西省國(guó)土整治中心，陜西 西安 710000）

在礦山開(kāi)采過(guò)程中，或多或少會(huì)造成對(duì)山體或地質(zhì)的地貌破壞，對(duì)大量土地因失去利用價(jià)值而成為工礦廢棄地的修復(fù)以及對(duì)在建礦山（如露天采石場(chǎng)、廢石場(chǎng)、尾礦庫(kù)、塌陷區(qū)等）的修復(fù)統(tǒng)稱(chēng)為礦山生態(tài)修復(fù)。礦山生態(tài)修復(fù)主要針對(duì)在礦山開(kāi)采過(guò)程中山坡土體結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，損毀部分無(wú)法通過(guò)自然恢復(fù)進(jìn)行修復(fù)，必須采取相應(yīng)的工程措施輔助才能實(shí)現(xiàn)恢復(fù)礦山生態(tài)環(huán)境。以自然解決方案的礦山生態(tài)修復(fù)是基于自然的解決方案，基于自然修復(fù)為主、人工修復(fù)為輔，采用生物、工程等措施對(duì)礦山開(kāi)發(fā)過(guò)程中導(dǎo)致的區(qū)域環(huán)境破壞問(wèn)題進(jìn)行修復(fù)，其是使礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)到原先狀態(tài)、趨于生態(tài)平衡的過(guò)程，這是一個(gè)長(zhǎng)期的、反復(fù)的過(guò)程，需要不斷地進(jìn)行后期維護(hù)與鞏固。本文對(duì)基于自然解決方案的礦山生態(tài)修復(fù)的工程技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)歸納，并分析了綠化植被的選取辦法。

1 基于自然的解決方案

從21 世紀(jì)初開(kāi)始，基于自然的解決方案才進(jìn)入主流科學(xué)研究范疇，經(jīng)歷了土地管理、礦山治理、水環(huán)境治理等不同學(xué)科的探索與發(fā)展，概念從原來(lái)的廣泛性逐漸精細(xì)到每個(gè)學(xué)科。基于自然的解決方案是動(dòng)態(tài)的、面向未來(lái)且具有很強(qiáng)的可持續(xù)性的解決方案，使生態(tài)建設(shè)成為一項(xiàng)人與自然相互作用的過(guò)程?；谧匀坏慕鉀Q方案并非回歸自然、回歸原始，自然只是一個(gè)既定目標(biāo)，而基于自然的解決方案是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的方法與手段，通過(guò)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及其規(guī)律的認(rèn)知和運(yùn)用，通過(guò)人工技術(shù)的介入，在灰色和綠色間找到理想平衡狀態(tài)。在整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程中，基于自然的解決方案會(huì)采用眾多的高新技術(shù)，為方案的運(yùn)作提供幫助；作為引入自然并讓其做功的新興領(lǐng)域，基于自然的解決方案不僅僅依托傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)的積累，還借助高新工程技術(shù)手段，利用其所具有的特性，服務(wù)于各類(lèi)特定的需求。

在生態(tài)修復(fù)的過(guò)程中，生態(tài)修復(fù)是加大生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的一個(gè)抓手，基于自然的解決方案的生態(tài)修復(fù)是用于提升礦山生態(tài)環(huán)境的重要解決方案，是通過(guò)對(duì)已破壞的礦山生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)、恢復(fù)和可持續(xù)的管理，從而減緩人類(lèi)生產(chǎn)生活給大自然帶來(lái)的破壞。同時(shí)，方案選取合理的生態(tài)修復(fù)工程技術(shù)與適宜的配置植被，便于更好地修復(fù)已損壞的礦山環(huán)境。

目前，我國(guó)礦山生態(tài)修復(fù)工作正處在有序而廣泛的開(kāi)展階段，基于自然的解決方案探尋礦山修復(fù)新的工程技術(shù)方法是本階段的主要任務(wù)，礦山修復(fù)工程由簡(jiǎn)單而純粹的植被恢復(fù)向新興的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變，由純工程方案向基于自然的解決方案轉(zhuǎn)變，已初步形成礦山生態(tài)修復(fù)新格局。在整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程中，基于自然的解決方案會(huì)采用眾多的高新技術(shù)，來(lái)為方案的運(yùn)作提供幫助。

2 陜西省礦山生態(tài)修復(fù)現(xiàn)狀

近幾年，陜西省礦山生態(tài)修復(fù)工作不斷加強(qiáng)，治理礦山數(shù)量逐年增多，主要通過(guò)對(duì)礦山采空區(qū)回填、塌陷區(qū)平整、公路改造、填埋裂隙和治理崩塌、土地復(fù)墾、恢復(fù)植被、群眾搬遷等工程的實(shí)施，消除或減少礦山地質(zhì)災(zāi)害及隱患，使礦山地質(zhì)環(huán)境得到改善。依據(jù)《全國(guó)重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程總體規(guī)劃（2021-2035 年）》，陜西省開(kāi)展對(duì)歷史遺留礦山生態(tài)修復(fù)重大工程的前期調(diào)研與摸底，并制定相應(yīng)修復(fù)的相關(guān)政策。陜西省礦山生態(tài)修復(fù)正全面地從傳統(tǒng)的地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)向礦山生態(tài)修復(fù)轉(zhuǎn)變。

根據(jù)最新調(diào)查數(shù)據(jù)，陜西省待修復(fù)的廢棄礦山主要分布在關(guān)中地區(qū)與陜南地區(qū)，關(guān)中地區(qū)主要涉及廢棄煤礦、建材采石廠(chǎng)等，陜南地區(qū)主要涉及廢棄有色金屬礦、貴金屬礦、黑色金屬礦和各類(lèi)非金屬礦。陜北地區(qū)待修復(fù)廢棄礦山面積最少，但是是在建礦山修復(fù)的重點(diǎn)區(qū)域，主要涉及廢棄煤礦、油礦、天然氣礦、粘土類(lèi)礦產(chǎn)等礦山。

3 工程技術(shù)方法簡(jiǎn)析

現(xiàn)階段，陜西省基于自然的解決方案常采用的礦山生態(tài)修復(fù)工程技術(shù)主要有覆土綠化、邊坡構(gòu)筑綠化、掛網(wǎng)噴播綠化、生態(tài)袋綠化、植生混凝土綠化等。

3.1 覆土綠化

礦山開(kāi)采后形成的占用面積較大、地勢(shì)比較平坦或較為平整的堆料場(chǎng)地，主要分布在關(guān)中平原與渭北黃土臺(tái)塬區(qū)，可通過(guò)拆除不可利用的硬化路面、場(chǎng)地以及小型構(gòu)筑物，清除石塊、枯枝等雜物，開(kāi)挖地面，整平場(chǎng)地，場(chǎng)地挖填，修筑坡坎，客土覆蓋，土地平整，配土施肥等措施開(kāi)展工程修復(fù)；后期綠植配置以鄉(xiāng)土植物為主，喬、灌、草合理搭配，建立穩(wěn)定的植物群落。對(duì)于采石場(chǎng)、磚瓦窯等非土壤污染性廢棄礦場(chǎng)修復(fù)，可采取回填50 cm 以上的種植土，復(fù)墾為耕地、園地等；對(duì)于污染嚴(yán)重的金屬礦、非金屬礦等，需底層覆置隔層土，并回填80 cm 以上的種植土，種植草本、灌木、喬木等綠植[1]；對(duì)于黃土質(zhì)邊坡、軟巖質(zhì)邊坡，回填1 m 的種植土，在護(hù)坎處種植綠植做綠化防護(hù)。該工程技術(shù)僅適用于地勢(shì)平坦的平原、臺(tái)塬區(qū)，坡度范圍小于30°的廢棄礦山，其工程技術(shù)成本低、易操作，覆土后可種植農(nóng)作物、喬灌草等綠化植物，部分可復(fù)墾為耕地，并具有一定的生態(tài)景觀價(jià)值。

3.2 邊坡構(gòu)筑綠化

不管是礦山開(kāi)發(fā)，還是礦山生態(tài)修復(fù)，邊坡都是十分重要的存在。在礦山修復(fù)時(shí)，需優(yōu)先考慮邊坡的治理。邊坡的穩(wěn)定性涉及人員安全以及防洪抗災(zāi)，防止了山體滑坡、坍塌等現(xiàn)象出現(xiàn)。對(duì)礦山開(kāi)采剖面較大、地勢(shì)比較陡、地質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的礦場(chǎng)，可采用混凝土空心磚坡面植被修復(fù)技術(shù)、漿砌石框架坡面植被修復(fù)技術(shù)、邊坡鉆孔綠化技術(shù)等進(jìn)行礦山生態(tài)修復(fù)。

3.2.1 混凝土空心磚坡面植被修復(fù)技術(shù)

對(duì)于礦區(qū)坡度不大于45°的土質(zhì)、土石質(zhì)挖填邊坡，坡前具有回填空間的，可采用混凝土空心磚坡面植被修復(fù)技術(shù)，每級(jí)坡面高度不超過(guò)10 m，坡前修建空心磚擋土墻；邊坡鋪設(shè)宜使用混凝土空心磚，磚內(nèi)客土栽植植物以達(dá)到復(fù)綠效果。修復(fù)技術(shù)簡(jiǎn)單可行，可防水土流失且使用壽命長(zhǎng)，但成本較高，對(duì)渣土回填壓實(shí)度要求較高。

3.2.2 漿砌石框架坡面植被修復(fù)技術(shù)

對(duì)于坡度范圍50°～80°，中軟巖礦山邊坡，可在坡前修建磚砌、漿砌片、毛石混等擋土墻，可以采用礫石、卵石或利用礦山尾礦的廢棄石料形成坡面拱形、矩形、菱形、“人”字形防護(hù)框架，蓄坡后覆種植土，種植草本、灌木，具有保水抗旱的特點(diǎn)。該修復(fù)技術(shù)簡(jiǎn)單，成本較低，使用壽命長(zhǎng)，但對(duì)擋土墻要求較高。

3.2.3 邊坡鉆孔綠化技術(shù)

對(duì)于坡度60°～90°，硬土質(zhì)或風(fēng)化程度較高的石質(zhì)邊坡，選擇性采用大孔、小孔植藤綠化，在坡面上鉆鑿的鉆孔，在孔中填入配制好的營(yíng)養(yǎng)袋與營(yíng)養(yǎng)滴管基后，在每孔種植幾株催芽后爬藤類(lèi)植物或已長(zhǎng)成的成年爬藤類(lèi)植物，并留有后期干預(yù)爬藤覆蓋措施孔或連繩。該修復(fù)技術(shù)適用于高山地區(qū)，雖然技術(shù)簡(jiǎn)單，但施工難度大、綠化率較低、人為后期干預(yù)較多，而且施工時(shí)需特別注意施工人員的安全。

3.3 掛網(wǎng)噴播綠化

掛網(wǎng)噴播主要針對(duì)各種巖石、硬質(zhì)土、砂質(zhì)土等礦山開(kāi)采破壞的地方，坡度范圍30°～70°的巖質(zhì)或土質(zhì)邊坡。在坡體穩(wěn)定的前提下，在山體表面采用鐵絲網(wǎng)結(jié)合錨桿加固，可以有效降低坡體坍塌或大碎石掉落的風(fēng)險(xiǎn)。在本地土壤中加入綠化植物的種子，采用噴播、機(jī)械的方式將土壤種子混合物噴灑到巖面和鐵絲網(wǎng)上，形成比較適于植物生長(zhǎng)的生育基盤(pán)；坡長(zhǎng)大于10 m 時(shí)，應(yīng)進(jìn)行分級(jí)處理，構(gòu)筑分級(jí)巖坎。該修復(fù)技術(shù)適用范圍廣，但技術(shù)復(fù)雜、成本高。雖然灌草結(jié)合可快速實(shí)現(xiàn)綠化效果，且綠化率較高，但是施工難度大，防洪抗災(zāi)能力弱，施工安全性低，無(wú)法種植大型的喬木和灌木，且草本植被成活率低，后期需要大量的水進(jìn)行噴灌以及人工進(jìn)行養(yǎng)護(hù)或維護(hù)。

3.4 生態(tài)袋綠化

生態(tài)袋綠化法是利用可降解的新型塑料袋，將本地土壤裝入袋中的方法，可采用堆疊法和長(zhǎng)條形法構(gòu)筑擋土結(jié)構(gòu)，并通過(guò)錨桿將生態(tài)袋固定在陡坡上，生態(tài)袋之間由抗老化的鋼絲連接，袋子相互間形成整體的生態(tài)柔性擋土結(jié)構(gòu)；在生態(tài)袋上打孔并將綠植種在孔中。在生態(tài)袋內(nèi)外立面采用混播、噴播、壓播、插播方式進(jìn)行綠化，形成整體的生態(tài)柔性擋土結(jié)構(gòu)。植物根系通過(guò)這種新型軟體邊坡自由生長(zhǎng)，進(jìn)入巖土基層，從而達(dá)到綠化效果。施工方法主要為堆疊法和長(zhǎng)條形法。該修復(fù)技術(shù)適用范圍廣，施工技術(shù)簡(jiǎn)單，前期投入成本較低，但后期養(yǎng)護(hù)投入較大。

3.5 植生混凝土綠化

針對(duì)大于60°的高陡巖質(zhì)邊坡進(jìn)行防護(hù)和綠化，陜西主要涉及秦巴山區(qū)，通過(guò)選擇適宜配比的喬木、灌木、草本植物種子、苔蘚科種子，并選擇有機(jī)肥和微生物菌肥等材料，采用特定混凝土和混合植物種子配方的植生混凝土綠化。以特種水泥作為黏結(jié)劑，混合沙壤土、植物種子、肥料和水等組成噴射混合料，使用噴錨機(jī)進(jìn)行噴播。該修復(fù)技術(shù)成本高，機(jī)械化程度高，但修復(fù)后護(hù)坡強(qiáng)度和抗沖刷能力強(qiáng)。

4 綠化植物選取

4.1 植物種類(lèi)選取要多樣化

基于自然解決方案的礦山生態(tài)修復(fù)，要求選取植物類(lèi)型多樣化，綠化植被種植要具有生態(tài)層次感，可增強(qiáng)修復(fù)后區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的植被多樣性，有利于修復(fù)后礦山生態(tài)系統(tǒng)自然恢復(fù)的植被種類(lèi)生長(zhǎng)，有利于區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性恢復(fù)。選取植物類(lèi)型時(shí)，需結(jié)合地方鄉(xiāng)土植物物種，對(duì)喬灌木、草本以及藤本等植物組合選取，組成具有科學(xué)性、生態(tài)性、層次性的穩(wěn)定植被組合，構(gòu)成多樣而穩(wěn)定的植物群落結(jié)構(gòu)[2]，其更有利于工程修復(fù)后自然修復(fù)的穩(wěn)定進(jìn)行。礦山生態(tài)修復(fù)前期，植物種類(lèi)應(yīng)突出選取生長(zhǎng)速度快的鄉(xiāng)土藤本植物、草本植物，有利于礦山修復(fù)的快速綠化覆蓋，改善覆土土壤環(huán)境；修復(fù)后期，選取喬灌木、草本以及藤本植物等具有生態(tài)層次感的鄉(xiāng)土植物，以便長(zhǎng)期穩(wěn)定礦區(qū)植被群落。

4.2 因地制宜選取綠化植物

對(duì)于開(kāi)采后缺乏植物生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)成分的礦山土壤，前期應(yīng)選取豆科植物、灌木（錦雞兒、胡枝子等）、藤本植物（野葛、地錦等）、草本植物（紫花苜蓿、野牛草等）進(jìn)行改良土壤，提高土壤養(yǎng)分，蓄積土壤肥力。對(duì)于礦山邊坡土質(zhì)松散處的綠化植物的選取，應(yīng)選取根系發(fā)達(dá)，固土能力強(qiáng)的植被[3]，如丁香、荊條、酸棗、野葛、紫花苜蓿、結(jié)縷草等。對(duì)于礦山邊坡存在陽(yáng)坡與陰坡的，需在陽(yáng)坡選取喜陽(yáng)植被（構(gòu)樹(shù)、怪柳、檸條、黃刺玫、胡頹子、杠柳等），陰坡選取喜陰植被（桑樹(shù)、胡枝子、紫穗槐、地錦、常春藤、萱草等）。

4.3 選取綠化植物要具有抗逆性

不同植物的生長(zhǎng)適應(yīng)性、抗逆性強(qiáng)弱不同，礦山修復(fù)綠化植被應(yīng)選取更加耐瘠薄、耐干旱、耐鹽堿、抗病蟲(chóng)害的植被，合理配比種植層次性，才能讓其適應(yīng)礦山修復(fù)后區(qū)域惡劣的生長(zhǎng)環(huán)境。因此，在選取綠化鄉(xiāng)土植物種類(lèi)時(shí)，應(yīng)當(dāng)依據(jù)待修復(fù)礦山區(qū)域的氣候、土壤、水文等條件，以綠化植物的存活率高、植被能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定性生長(zhǎng)為前提，確保礦山綠化效果。常見(jiàn)耐瘠薄、耐干旱、耐鹽堿、抗病蟲(chóng)害的綠化植物有側(cè)柏、白榆、白蠟、山桃等喬木，錦雞兒、檸條、紫穗槐、繡線(xiàn)菊、丁香、荊條、枸杞等灌木，野葛、地錦、凌霄、常春藤、杠柳等藤本植物，山野豌豆、紫花苜蓿、結(jié)縷草、堿茅等草本植物。

4.4 經(jīng)濟(jì)性與景觀性

基于自然解決方案的礦山生態(tài)修復(fù)需要考慮經(jīng)濟(jì)性與景觀性，不合理的綠化植物配置不僅不能起到好的綠化效果，而且損耗大量的人力、物力和財(cái)力。綠化植物選取應(yīng)在遵循礦山環(huán)境條件和生態(tài)規(guī)律的基礎(chǔ)上，盡量選取種植成本低、易成活、好養(yǎng)護(hù)的植被。同時(shí)，要綜合考慮植被的景觀性，充分利用植物的色彩、生長(zhǎng)習(xí)性和形態(tài)，提高植物的觀賞價(jià)值。

5 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)在礦山生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域已取得了階段性成果，礦山修復(fù)技術(shù)趨于成熟。礦山修復(fù)技術(shù)涉及巖土力學(xué)、環(huán)境科學(xué)、水利工程和生態(tài)學(xué)等多門(mén)學(xué)科，而基于自然解決方案的礦山生態(tài)修復(fù)更要求基于自然的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)綜合運(yùn)用。雖然基于自然的解決方案對(duì)中國(guó)的礦山生態(tài)修復(fù)有諸多可借鑒的思路，但是中國(guó)區(qū)域自然環(huán)境特征差異很大，由于篇幅有限，本文尚未就陜西省礦山修復(fù)工程技術(shù)與綠化植被的選取進(jìn)行更深入的剖析，因此在今后的研究中，還需要進(jìn)一步研究自然的解決方案與礦山修復(fù)技術(shù)創(chuàng)新，并結(jié)合地方實(shí)際進(jìn)行分析，逐步建立起基于自然解決方案的礦山生態(tài)修復(fù)理論和方法體系。