矿山废弃地景观规划与设计

李彤，荆福全

（沈阳师范大学美术与设计学院，辽宁沈阳110034）

矿山废弃地景观规划与设计

李彤，荆福全

（沈阳师范大学美术与设计学院，辽宁沈阳110034）

我国矿产资源丰富，矿业开采活动发展迅猛，丰富的矿产资源被开发的同时，也遗留下大量的矿山废弃地。由于处理矿山废弃地不当而成为新的环境污染源和生态破坏因素，严重影响了人们生活品质的提升和生态环境的可持续发展。针对有关问题，积极开展矿山废弃地再利用的设计研究是当务之急，考虑到矿山废弃地对环境影响特点，结合景观设计技术，可以从矿山废弃地景观改造原则、设计理念和设计内容实施方法三方面，提出适于矿山废弃地改造的行之有效的设计方法，为人们今后进行矿山废弃地景观设计以及工业遗产保护等相关理论研究提供借鉴与参考。

矿山废弃地；景观设计；3R原则

矿山废弃地，是一种因人为不当操作而形成的破坏环境资源的地形地貌。它主要是指人们为了获取矿产资源，在人为干扰下逐渐对国土资源进行剧烈的改造和开发使用，如去除地表植被层，爆破、挖掘、填埋、堆放等行为，使土地被破坏和侵占，这些土地在其矿藏资源的开采作业之后，未经有效地治理，因而无法继续使用，形成了矿山废弃地。其类型主要有：废石堆废弃地、开采坑废弃地和尾矿废弃地[1]。在我国，由于市场需求的扩大和局部利益的驱使，私人作业式的开采，低技术高浪费资源模式的挖掘等不科学的矿产资源开发现象比比皆是。这不仅是不可再生性矿产资源的浪费，也导致了大量矿山废弃地的形成，对自然生态和人居环境破坏性极大。这种现象与当今我国经济建设可持续化的总体方针极为不符，并严重影响人们的生活质量和人居环境建设进程。因此，保护环境，高效合理地开发利用国土资源，变废弃用地为良性生态环境的人居乐土，是我国改善国计民生，进行可持续发展的重要议题。为此，笔者面对矿山废弃地大量存在这个事实，利用景观设计技术，借鉴发达国家已有的“工业景观再生设计”等改良方案及设计思想，开展矿山废弃地景观改造工程的可行性研究，探讨变废为宝的设计方法与可行的施工技术。

一、矿山废弃地的生态特征及其影响分析

矿山废弃地是一种比较特殊的人为地貌形式，会对生态环境产生强烈的负面影响，对自然环境具有严重的破坏性。

（一）碎裂化破坏

不论露天开采和地下开采等矿业活动，都会使矿区的地貌变得四分五裂、千疮百孔，因此形成原有的地貌结构碎裂，直接限制了自然及人工环境景观的环境服务功能性。例如，露天开采会改变地表景观，破坏地表的自然植被或者是农业生产的林地和耕地。在采矿作业时，不可避免的挖掘作业使地表面土层剥离，形成地貌破裂；在辅助生产过程中，堆放尾矿、冶炼渣和粉煤灰等行为又对地表环境及景观进行二次破坏。地下开采作业时，矿井坑口形成地貌破裂，采矿机械地表延伸铺设，矿山矿渣堆积，车辆野外交通运输等作业造成地貌碎裂化破坏，而且矿井过度挖掘还容易造成采空区，引发地面的塌陷，从而造成地面植被、道路、桥梁乃至建筑等公共设施遭到严重破坏。

（二）环境污染及污染源扩散

矿业开采活动会污染周边地区的生态环境，而矿山废弃地同样会对周边地区的生态环境造成持久性的污染。其污染范围包括空气、土壤以及水资源等。污染不但威胁矿区作业人员，而且严重影响矿区附近一定范围内的居民生活环境，同时也会形成持续性的污染。

空气污染具体体现在露天堆放的矿产品和矿业废弃物，时至日久使其发生氧化、风化、自燃等现象，容易形成矿物浮尘，或者是挥发性的有毒有害元素。大气运动的作用使有毒害的尘埃颗粒、挥发性元素等在一定范围内、一定浓度下随空气扩散，被人畜吸附，使其健康受到威胁。

水污染包括矿业开采引发的水系枯竭和污染。地表水系枯竭是指开采作业不当会改变局部地质结构中的地下水沉降系统，会使山体、土壤中的水分涵养下降，使地表径流的下渗过程遭到严重破坏，并引发水位下降，使河岸防护林、水生植物群落、河岸的植被绿化带等被破坏，直接影响河流的生态环境。水系污染是指河溪作为水的主要运输载体，矿业废水常会直接排放到溪流中而成为污水排放的直接途径。与此同时，矿业开采过程中排出的矿井废水中含有大量的悬浮物和有毒矿物元素等污染物质，这些废水由于利用率较低，大部分会直接排入自然环境中，导致地下水污染，影响土壤质量。

（三）诱发自然灾害及破坏生物栖息环境

矿业活动打破了生态系统和地质构造之间形成的相对稳定的关系，开采作业使地表植被遭到严重破坏，易造成水土流失和局部沙化现象，而且废弃矿坑矿井紊乱了自然水系环境，地下采空区的形成使水土流失更加严重，促使普通的自然现象引发为极具破坏力的自然灾害发生。例如，矿渣尾矿的堆放，堵塞山谷洼地，使蓄水量增大，植被遭到破坏，极容易引发山洪暴发等洪涝灾害，甚至引发泥石流现象以及山体滑坡等灾害的发生。矿山废弃地污染环境诱发自然灾害，势必严重影响生物栖息生存的环境，矿业活动使周边地区的原生环境遭到破坏，植物群落受到损毁，造成生物迁徙受到阻隔，直接使内部物种的数量和质量受到影响，野生物种的种类和数量遭到削减，严重影响生物的多样性。

二、矿山废弃地景观改造方法

（一）改造原则

矿山废弃地景观改造是一项复杂的系统化工程，主要概括为三方面内容，即矿区污染治理，矿区生态环境重塑，城市人居环境文化景观设计。依据以上内容进行景观改造要遵循自然化、保护性和恢复性的总体设计原则。“自然化”是指模拟植物群落和地貌特征进行设计，将自然景观引入工业景观的重塑、塌陷地的生态恢复等景观规划之中，营造具有自然特色的工业景观；“保护性”体现在将现有的地形地貌保护好，并结合水文学、地质学等方面的技术信息，对其进行科学景观改造；“恢复性”即运用先进的科学技术手段将已遭到破坏的生态环境得以恢复。

具体的矿区整体规划和设计，还可借鉴景观生态设计的“3R”原则，结合矿山废弃地的具体特征进行景观规划设计，“3R”即减量化原则（reduce）、再利用原则（reuse）、再循环原则（recycle）[2]。

减量化原则：是指排除必要的设备、管理用房以外，景观区域不再人为重新建造其他多余的建筑设施，使基地内的能源、水资源、土地等资源的使用降到最低。在矿山废弃地的改建中，减量化设计可理解为减少不必要的且与矿区人文、自然环境不相符的人为建造景观，并将建设任务首先投入到由“生产环境”转为“休闲娱乐环境”的基础设施改造中，注重人们在休闲娱乐中体验其安全、实用、便捷与舒适的功能。遵循减量化原则，对于景观绿化设计和植被种植也应因地制宜，选取适于矿区环境生长的原生地植被体系为主，从而降低建设成本。

再利用原则：在景观设计中，将原有场地的人工设施或自然资源进行新价值的再利用，即废弃地的材料、植被、土壤、砖石、设施等物质进行合理利用，使其具有新的功能属性和价值。例如，矿山废弃地中最显著的地貌特征有矿坑、井道以及矿山机械设施等，应加以改造和利用。在总体规划设计中，挖掘其独有的历史印记和文化价值，形成景观设计的创新点。并且，对原矿区植物、厂房和其他设施，进行合理地设计改造，使其在保留原有时代印象的基础上，成为主题性突出的休闲娱乐场地。这些方法不仅是节约成本，最大发挥矿山废弃地的原有价值的必要做法，而且也是挖掘矿区工业文明的艺术价值，凸显景观设计深层文化主题的重要手段。

再循环原则：是指使矿山废弃地中蕴含的水系资源、土壤资源、植被资源等形成一个有效的循环体系，将矿区的污染和有毒害物质进行隔绝、稀释、降解与吸收转化，形成一个自然的、具有自行清洁污染功效的循环保障体系。循环保障体系包括地表植被、水生植物群、地下井道矿坑封存体系等。其作用体现为地表植被把污染源覆盖、吸收、降解形成清洁循环系统。水生植物群可吸收降解污染物的水循环清洁系统。在景观水系统的设计中，对污染的水源首先要清理污染源，此外，还应在水系循环中将水生植物群落的自然净化与景观设计相结合，从而达到美化和净化的双重功效。地下井道存放、堆积污染物，阻断污染源排放的存储系统的设计，使其成为屏障性设施。系统设施的设计应该在满足循环功能的基础上与场地景观艺术效果相结合，并对场地内后续产生的生活污染物进行消化处理，使整个景观改造运行中实现良性循环的设计，确保水文、土壤、大气等环境的改善，逐渐恢复原有的自然生态体系的良性循环。

（二）设计理念

矿山废弃地景观再生设计的理念是，“将实现矿山废弃地生态恢复与景观重建相结合，在矿区工业遗存的基础上，运用景观设计手段，通过开敞空间环境重塑，使矿山废弃地得以重新利用；同时成为具有一定公共设施、一定规模自然生态基底和人文内涵、秉承矿业景观特色的多重含义的城市公共空间。”[3]结合我国经济建设方针与矿山废弃地改造理念整合，形成新的设计理念，具体体现在以下几方面：第一，景观改造设计以安全为主兼顾实用的理念。矿山废弃地之前作为工业生产场所而建造，其安全措施与人居休闲娱乐场所的安全措施要求不同，所以不论是山区会所建设、工业遗迹场馆建设、深层地质博物馆建设等，都应整体规划和改建新的安全体系和设施，并且排除安全隐患，避免对周边其他人居和自然环境造成污染与破坏。第二，节能、低碳的景观改造设计理念。少改造、多修复，避免在改造过程中对环境和生态系统进行二次污染与破坏，避免在改造中形成不必要的人力物力的浪费而事倍功半，并且采用集约化设计、修复改造设计的方法，采用当地原有的物质资源和建造物设施进行功能化、艺术化的整合。第三，因地制宜的景观设计理念。改造项目应建立在原有地形地貌特征的基础上进行，借用自然环境和人工环境形成新的景观效果，植被的选择要适宜当地的气候环境，应以本地原有自然植被为主要绿化设计手段。第四，主题突出，功能多样的景观设计理念。针对不同矿山废弃地的特点和当地的人文特色，进行主题规划设计，改建目标要避免刻板、僵化，将景观的艺术性与实用价值的技术性相结合。

（三）设计内容具体实施方法

矿山废弃地的景观设计常见的设计对象，包括地表痕迹、废弃矿业设施、矿业生产污染物、植被绿化等。通过设计对象的逐一分析，我们更具体地了解其设计方法与注意事项。

1.地表痕迹，主要有废弃的矿渣、石块的堆积带、交通道路痕迹、井道坑口痕迹等，这些是景观设计改造的主要对象，直接影响景观设计效果。因此，设计师可以依据设计的主题，将矿产地上这些独特的地表痕迹进行保留，选择性保留、选择性覆盖或消除等方式进行处理。针对矿区主题，将地表痕迹作为设计主题的体现，多以保留、选择性保留的设计为主，如建成独具特色的大地艺术等景观效果，而不是单一化的消除和人工掩盖[4]。另外，对于破坏性的或者是存在安全隐患、具有污染性的地表痕迹应加以有效改造，确保安全无害。矿坑是地表痕迹的代表类型，矿坑中多半形成积水，根据其水质可做不同的利用。比如将废水回收，作为特殊化工用水。矿坑可用于复垦造田，通过边坡稳定治理、生态复绿、场地平整等，将废弃矿坑改造成农田用地[5]；或者将矿坑开发，为考古、文化教育、科学研究等提供新途径；也可以开发旅游资源，重新改造矿坑及其周边的自然环境和人文景观，建成人文旅游景区。

2.废弃矿业设施，可以分为地面设施和地下设施，主要包括矿产地中废弃的建筑物、开采设备、仓储设施、道路等，对其改造设计也是影响其景观设计的重要因素。处理这些废弃设施可以采取修复保留、拆除和改造利用三种处理方式，其依据主要是要结合地表痕迹的特征，按照设计整体的规划方案进行。拆除主要是针对有负面影响的设施，排除安全隐患，排除不符合主题效果的设施，同时应将拆除与重建相结合；修复保留主要是指可以保留工业建筑或者是生产设施，将有特征的老建筑或将墙体、基础框架构建保留、修复、重建，形成新的休闲空间，将生产设施修复，形成观摩对象或者改造成具有主题特色的装饰艺术品等；改造利用主要是指将矿业废弃物进行再利用，就地取材，进行加工后再利用。例如，将废弃金属板材热溶后再铸成新设施，将瓦砾砖块或建筑石材粉碎作为混凝土原料等。

3.矿业生产污染物是矿山废弃地环境改造生态恢复的重要处理对象，污染物清除处理应主次分明，突出实效，而且还应对被污染的土壤、水系统进行处理。对于严重污染的土地，需要完全移除受污染的地表土壤和其他有毒有害的矿物；对于污染程度较浅的土地，可以采用换土或覆土，覆土前加一层低活性、粗颗粒物质作为隔离层，以防止重金属因毛细管作用向上迁移导致植物的退化[6]，对于那些在矿业废弃地上能够恢复成新的生态系统，不足以对环境破坏造成影响，或者可以将其作为一种工业遗产时，则可使其自然留存，适当保留。

4.植被绿化是景观设计的重要组成，也是改善矿山废弃地地貌特征，修复生态环境，消除污染的重要因素。矿山废弃地的表面通常会形成极端的生态环境，尤其是矿产的种类等影响会使矿区土地含有较高的金属元素，以及水源的污染和破坏，这些使植物定居和植被恢复十分困难，为景观设计的可实施性增加难度[7]。因此，植被绿化设计显得尤为重要，它可以概括为绿化形式设计以及植被组成和种类的选择，矿山绿化设计的形式应因地制宜，结合功能性与美观性于一体。植被组成的层次应多样丰富，尽量接近本地区自然植被的组成特征，树种的选择不但要选择易于种植的成活率高的本地物种，而且，还可以引进具有一定抗污染性的植物。除此之外，还要在满足景观生态功能的前提下，充分考虑到植被覆盖区域对污染物的阻隔、降解、吸收，起到逐层防护的作用，要兼顾美观性与功能性。

三、结语

综上所述，本文因矿山废弃地大量存在现象，分析其对环境和生态系统造成巨大的负面影响，进而分析研究其景观改造的方法，化害为利，使其成为独具特色的休闲场所。1.对矿山废弃地的生态特征及其影响进行研究，得出三方面的负面影响，即对地形地貌的碎裂化的破坏；对矿区形成严重的环境污染及扩散性的污染源；诱发自然灾害及破坏生物栖息生境。2.结合矿山废弃地的特点，分别从改造原则、设计理念和具体实施方法这三方面阐述了矿山废弃地的设计改造方法。3.针对地表痕迹、废弃矿业设施、矿业生产污染物、植被绿化等四项内容，有针对性的对矿山废弃地景观改造实施的具体方法加以分析。

[1]格默尔R.P.工业废弃地上的植物定居[M].倪彭年，译.北京：科学出版社，1987：46.

[2]Elliott,D.et.al.The waste land[J].Newsweek，1993（26）：10-15.

[3]郭焕成.我国的土地恢复[J].生态学报，1990（1）：24-26.

[4]谷泉.大地艺术[J].美术观察，2011（7）：70-76.

[5]李永庚，蒋高明.矿山废弃地生态重建研究进展[J].生态学报，2004（1）：95-100.

[6]赵娜，李元，祖艳群.金属矿区先锋植物与废弃地的植被恢复[J].云南农业大学学报，2008（3）：392-395.

[7]盛卉.矿山废弃地景观再生设计研究[D].南京：南京林业大学，2009.

Landscape Planning and Design of Mining Wasteland

Li Tong，Jing Fuquan
（Department of Art and Design,Shenyang Normal University,Liaoning Shenyang110034）

China is rich in mineral resources.Mining exploitation activities are developing rapidly.A lot of mineral resources are exploited,while there is still mining wasteland.Because of the improper handling,the mining wasteland becomes a new environmental pollution and ecological damage factors.It seriously affects people's life quality and impedes the sustainable development of ecological environment.In reaction to the phenomenon,the design of the reuse of mining wasteland is studied.The environmental impact of mining wasteland is analyzed.Then landscape transformation principle of mining wasteland is analyzed,the design idea and design content is discussed.Appropriate design method of reconstruction of mining wasteland is put forward.It hopes to provide references for the theory research of mining wasteland landscape design and industrial heritage protection.

mining wasteland；landscape design；3R principle

X 705

A

1674-5450（2016）03-0144-04

2015－11－20

2010年辽宁省社科基金项目（L10BWJ010）；2015年辽宁省社科联与高校联合项目（W201577）

李彤，女，辽宁抚顺人，沈阳师范大学讲师，艺术学硕士，主要从事艺术设计及理论研究；荆福全，男，江苏南京人，沈阳师范大学副教授，艺术学硕士，主要从事环境设计及理论研究。

【责任编辑：王凤娥责任校对：赵伟】