汉中市建筑用石灰岩矿山植被恢复方案

郑雅娴

(汉中市汉台区林业工作中心，陕西 汉中 723000)

石灰岩矿是人类最常用、需求量最大的建筑材料，矿产资源的开发促进了我国经济的增长，但也引起了一系列生态环境问题，不利于社会经济的可持续发展[1]。矿山的开采占用大量耕地资源，破坏地表森林等植被，加剧水土流失，导致河床升高、河道淤积；采矿地表易发生沉降、塌陷、崩塌，引发滑坡、泥石流等次生地质灾害；采矿活动中产生的粉尘、废气会造成大气污染；大规模矿产开采破坏生态系统结构，导致区域生态服务功能下降，破坏生物多样性；可视范围内的露天采空区与周围景观极不协调，影响视觉美感[2-3]。矿山开采引起的生态环境问题已引起政府和社会各界的广泛重视，矿山迹地植被的恢复治理迫在眉睫。

陕西省汉中市徐家坡福利矿石加工厂五郎建筑用石灰岩矿始建于2009年，在多年开采利用中，提供了大量原材料，带动地区经济发展，但也引发了一系列环境地质问题。矿区内地形地貌景观及生态环境美观破坏严重，采矿活动累计破坏占用林地面积约3.31 hm2，存在多处滑坡、泥石流等地质灾害隐患，危及周边村庄及居民的生命财产安全，加速周边土壤的退化。为了消除矿区地质灾害隐患，改善矿区生态环境，使当地环境和经济走上良性发展道路，美化汉中市城市形象，对该矿区植被恢复方案进行了初步探讨。

1 矿区自然条件

采石场地处秦岭南麓，汉中盆地北缘低山区，距离汉中城区27 km。矿区内地形陡峻，北高南低，海拔700～800 m，坡面40°～60°。矿区气候属北亚热带季风气候，温暖湿润，四季分明，年平均气温11.5～14.8 ℃，年均降水量921.6 mm。为高覆盖度植被区(>60%)，乔木植物以马尾松为主，杂生少量栓皮栎，或镶嵌生长少量其他阔叶树，灌木植物以酸鱼草、马桑、悬钩子为主，多分布在山体中坡以上坡位，下坡位多以黄荆灌丛为主，草本植物多为野青茅、艾蒿、拟金茅等常见草本。

矿石主要类型为块状细粒结晶灰岩，岩石呈深灰色，主要矿物为方解石，约占93.6%，次为白云石及少量粘土矿物，矿区地质结构简单，无次级褶皱和断层。由于长期无序开山采石，矿区内地质环境破坏严重，大面积岩石开采面和裸露岩石较多，地形凌乱破碎、坡高壁陡，景观效果差。

2 植被恢复设计方案

五郎建筑用石灰岩矿区温暖湿润，具有良好的气候生态条件，有利于植物成活、生长繁育。但是地形特殊，坡面陡峭，表层结构脆弱，且石灰岩矿土壤呈酸性，土层浅薄，石砾含量高，养分缺乏，土壤立地条件差，植被很难自然恢复[2]。因此，矿山植被恢复的关键是根据矿区不同部位的立地特征，通过人工手段创造植物生长所需环境，改善土壤条件，选择合适的植物，重建植物群落[1,4]。

根据矿区的地质条件、破坏程度及周边环境等因素，本设计方案主要包括三部分：开采立面的台阶式爆破削坡，开采区域内的全面植被恢复，弃渣场新建排水设施。

2.1 植被恢复

2.1.1 根据立地条件，选择适宜的植物配置模式 根据植被演替、生态位等理论，结合采石场立地条件和植物生态学特性，人工恢复植被应注意不同植物种类之间的科学配置[5]。根据不同的立地条件选择合适的配置模式，开采高陡立面，坡度陡、土壤条件差，应以藤、草搭配模式为主，同时注意上攀下垂种类的搭配[1]；开采平台、弃渣场、工业场地区等坡度较缓、土壤相对较好区域，可采用乔、灌、草结合模式，种植宜以灌木为主，辅以浅根系乔木和草本植物[1,6]。乔—灌—草结合模式，既能使各个体具有充分生长发育的条件，又能最大限度地利用营养空间，获取更多的物质和能量，以实现涵养水源、保持水土、维持和提高地力等功能[2]。在不影响树木正常生长的条件下，应适当密植，以便尽早形成森林景观，发挥森林的生态功能。

2.1.2 适应土壤贫瘠现状，选用抗逆性强的植物种类 矿山的土壤大多源自被剥离的表面土壤、废矿石等，土壤贫瘠、养分不均衡， N、P、K和有机质等养分含量低，因此恢复植被宜以小乔木、灌木为主，选择种群稳定、数量多、适应性强、抗逆性好、耐干旱，具有改良土壤、保持水土、防风固沙作用的乡土树种，如刺槐、侧柏、胡枝子、紫穗槐、楸树、枣皮等[2,7]。同时应对边坡土壤进行适当改良，将不利于植物生长的土质成分剔除，分析土壤的酸碱度、肥力等，通过客土、施加营养肥料、改变土壤酸碱度等方式对营养成分较差的土壤进行改造[7]。

2.1.3 根据栽植条件和苗木状况，分类栽植 裸苗栽植要苗正根舒，适当深栽，分层复土，压实；带土团栽植应保护土团，栽植时从侧方填土，使新土与土团紧密结合；藤本应尽可能选用营养杯中培养的带杯苗木，现场栽植时，轻轻去掉营养杯，然后将其栽到合适的位置，从侧方填土压紧[1]；撒播草籽时，要注意条带均匀撒播，草种撒好后，要立即覆土，厚度约1 cm，并进行滚压，大面积撒播时，可用细齿耙，往返拉松表土面使草籽被土覆盖。

2.2 开采立面

开采立面原有一台阶崩塌，边坡角75°～80°，坡面陡峭、高度近85 m，距离坡顶后边缘6～7 m处有一条宽约2～3 m、长约100 m的断层破碎带，周围岩石裂隙发育。开采立面几乎没有土壤，难以保水，植物定居条件极差，对其绿化十分困难。对于坡度大、土层薄、稳定性差的破损山体，进行植被恢复前先要进行降坡处理[8]。现有的高陡立面植被恢复技术主要有以下几种：边坡坡度在60°～80°的采石场陡峭岩壁，采用种植槽爆破开槽——填土——苗木移栽植技术；边坡坡度大于80°的采矿点陡峭岩壁，采用CBS混凝土喷播绿化技术；边坡坡度介于60°～90°，创面高度低于15 m，采用藤本植物攀援治理恢复[4]。

综合考虑立面条件、植被恢复效果、可操作性、施工成本等因素，本方案针对开采立面设计台阶式爆破削坡，形成多级台阶后进行植被恢复。具体方案为：在上述裂缝范围内进行爆破排险、危岩体清理，清除坡面杂物及松动石块，对坡面转角处及坡顶部的棱角进行修整，使之成弧状，消除开采面坡顶及坡面的崩塌、滑坡等地质灾害隐患，保障施工安全；从上到下设置3级台阶，下面台阶向上堆土，上面台阶向下堆土，坡顶掘进9 m，一级台阶100 m × 9 m × 20 m(长×宽×高)，二级台阶100 m × 3 m × 20 m(长×宽×高)，三级台阶100 m × 3 m × 20 m(长×宽×高)，共需爆破开挖土石方量36 543 m3，爆破矿石回填坡脚，最终边坡角不大于65°。

待分台阶形成后，对各个台阶进行平整，植被恢复采用乔、灌、草结合模式，沿坡走向挖种植坑，栽植刺槐、侧柏等稳定性好、抗病虫害能力强的乡土树种，地表撒播结缕草、狼尾草等草种。平台上的土壤多为采矿后残结的母质、母岩和表土混合物，砾石含量高，养分匮乏，结构紧实，植物难以扎根，同时土层厚度、土壤酸碱度等条件也不能较好满足植物正常生长需要，可进行带状整地，客土厚0.5 m以上，改善土壤酸碱度，并适当掺入肥料，保证土壤养分[2,9]。客土土源首先选择就近的排土场，其次为迹地周围的表土、有林地内表土和浮土，取土深度不超过20 cm[10]。

对于边坡坡度大于60°，创面高度约20 m的坡面，可采用双层配置法进行植被恢复，在坡面基部与顶部同时种植藤本，藤本攀援和垂悬绿化相结合，上挂下铺，攀援植物如爬山虎、常青藤等，垂悬植物可选择葛藤[11-12]。

2.3 弃渣场

采矿过程中产生的剥离风化层及矿渣堆放于采场西侧，方量约6100 m3，面积约1.02 hm2，由于方量不大，且下方无居民居住，危害程度较轻，危险性较小。本方案设计将弃渣全部回填坡脚形成最下方台阶，台阶宽约6～8 m。回填时注意分类，先将碎石、粒径较大的砾石回填，最后将有利于植物生长的砂土粘土覆上，直接在上面植树种草。弃渣回填后，适当平整弃渣场，客土绿化采用乔、灌、草结合模式，具体操作与开采平台相同。

工业场地区、运矿道路区及其他裸露区域地势平缓、边坡坡度小于30°，个别地段进行稳定化处理后利用原有土壤或客土绿化，采用乔、灌、草结合模式进行植被恢复。

2.4 防水排水设施

采石场的地表形态已完全改变，水系较紊乱，理顺水系是维系采石场稳定和防止水土流失的重要措施[1,13]。针对弃渣场增设排水设施，新修365 m排水沟，设计断面为梯形，底宽2 m，砌护沟深2 m，开口4 m，设计沟道纵向比降1/(500～800)，侧墙采用M7.5浆砌石砌护，侧墙顶宽0.5 m，底宽0.8 m，沟道内侧砌护坡比1∶0.5，沟底采用C20砼现浇，宽度2 m，开挖富裕断面用弃土回填夯实。

3 结语

矿山植被恢复需要科学合理规划，积极推进乔灌草套种混播、积极探索人工促进与封育相结合模式，并在后期加强维护和监管[14]。随着时间的推移，自然恢复与人工恢复相结合，天然植被与人工植被相结合，以期实现矿山植被恢复的稳定与自然协调。通过对废弃矿山的植被恢复治理，能消除矿山地质灾害隐患，改善矿区生态环境，使破损山地和废弃地重新绿意盎然，山体自然风貌得以再现，有效恢复山地资源，发挥更大的社会经济效益，为市民提供宜居的生产生活环境。