鲁中南山区典型破损山体的植被恢复模式研究

张广启,刘 新,段正洪

（滕州市林业发展服务中心，山东 滕州277599）

破损山体是指由人为活动导致或者客观因素导致的对山体原有地形、植被的破坏。常见的人为活动包括矿石开采、道路建设、房地产开发、水利建设等，客观因素主要是指地震、水土滑坡、崩塌、泥石流等自然灾害[1]。其中，人为活动造成的山体破损是破损山体形成的主要原因。山体破损往往导致该区域的生态系统退化、生态功能丧失，甚至还会引发山体滑坡、崩塌或者泥石流等自然灾害，对国民经济及人民安全构成严重的威胁。因此，破损山体恢复治理既是出于景观效果与生态系统的需要，也是经济与生态环境全面和谐发展的必然要求。

1 研究区概况

研究区域位于滕州市境内，地处山东省南部，微山湖东岸，处于鲁中南山区的西南麓延伸地带，北、东、南三面环山，属黄淮冲积平原的一部分。气候属于温暖带季风型大陆性气候，四季分明，雨热同期，光照充足。春季少雨、多风、易旱；夏季炎热、多雨、易涝；秋季多旱；冬季寒冷干燥，雨雪稀少。树种资源主要以华北植物区系树种组成，同时还有一定数量的南北方树种组成，隶属92 个科186个属。

2 研究对象与方法

2.1 研究对象

选取滕州市境内3种有代表性破损山体，分别为采石坑、矿山开采形成的边坡、废弃采石场，具体情况如下：

（1）界河后枣破损山体，位于位于滕州市灵泉山省级森林公园内，为多年开采遗留的采石坑，区内微地貌多为剥蚀丘陵与采石陡崖，与附近的优美景色形成强烈反差，严重影响了当地自然景观。

（2）鲁南中联水泥厂后矿山，位于中联水泥厂厂区后山，为矿山开采形成的边坡，坡面总面积约为10000m2-12000m2，坡度约为40～80°。边坡岩石多为石灰岩，坡面上有大量矿山爆破余留大块岩石，边坡裂隙发达，稳定性一般，部分边坡存在塌落隐患。

（3）南沙河笃山口破损山体，该区域由于受历史上采矿活动影响，山体破坏严重，山体陡立，局部地段多次发生岩体崩塌等地质灾害。加之大量矿渣、建筑垃圾和生活垃圾沿坡脚堆放，生态环境质量极差。

2.2 植被恢复模式

2.2.1 客土回填

对于界河后枣破损山体，采用危岩体清除、客土回填绿化和修建排水沟的综合治理方案，将工程措施和生物措施相结合，最大限度的减轻采石废弃地的水土流失，重构土壤，恢复植被，使区域地质环境向良性转化。

界河后枣破损山体为多年开采后遗留的采石坑，存在较大的地质安全隐患，因此在治理措施上采用工程措施与生物措施相结合的手法。在边坡地质勘查的基础上，利用工程爆破的手法清除危岩体，之后，在50～70°坡处设2 级台阶，设计台阶宽5m，台阶高度5m，在采石坑台阶及坡角处进行客土回填，将废石堆积在台阶上，覆土，并进行压实，上部0.5m 填三类种植土，表层填0.4m 营养土。

为保证边坡的稳定性，回填边坡坡度应控制在35°以下，同时修建排水沟以增加边坡的稳定性。经过地表径流计算，设计排水沟高度为1.0 m，坡度采用1:0.5。采用浆砌块石砌筑，三合土垫层，水泥砂浆抹面，确保排水沟底部和侧壁不渗漏。

树种选择以管理粗放、生长较快、耐瘠薄的乔、灌木及乡土树种为主，仅在重点区域点缀以观花、观叶植物。由于界河后枣破损山体地层岩性为斑状细粒含黑云花岗闪长岩，是一种显晶质酸性深成岩。因此，树种选择上以能适应弱酸性环境的树木为主，如刺槐、臭椿等。

刺槐按株行距1.5m，品字形栽植；臭椿按株行距1.5m，品字形栽植。另外，峭壁处需种植爬山虎和常春藤等攀缘植物，从而更好地防止水土流失，达到较好的绿化效果。

2.2.2 高次团粒喷播

鲁南中联水泥厂后矿山上部崖壁部分采用直接喷播方式，将喷播基材按实际需要厚度直接喷灌到坡体表面、岩石表面的沟壑、大裂缝、岩层底部等。最终将现状裸露边坡建成与周边环境协调、植被繁茂、配置合理、观感自然的绿色生态环境。

鲁南中联水泥厂后矿山经过多年开采，山体破损严重，裂隙发达，土壤附着较厚粉尘沉积物，自然环境极不利于植物生长。因此，对边坡进行爆破整形、砌筑排水沟以提高其稳定性，崖壁则采用团粒喷播技术。首先采用爆破、机械或人工的方式，将边坡的坡度处理到60°以下，清理掉坡面上的危石、浮石和杂物。在部分汇水量较大的位置修筑坡顶截水沟和竖向排水渠，将坡上汇水有组织的导引到坡底，保证边坡安全和团粒喷播绿化效果。

团粒喷播是青岛高次团粒生态技术有限公司自主研发的生态修复与环境生态性防护技术，根据坡面情况，在清理后的坡面上部分敷设特殊的金属网，并用锚固件固定，在喷播时起到骨架作用，以利于植物生长。之后，在敷设好的金属网上喷播通过特定的施工工艺制备具有特殊性能的土壤培养基，为植物生长提供条件。这种土壤培养基与传统土壤基质相比，在土壤结构上有着本质的区别，能够更有效地抵御水土流失，给植物生长提供养分。

在树种选择上选用抗性强。抗旱性、抗病虫害、耐贫瘠的乡土树种，并注重选用先锋树种和豆科类先锋植物树种，采用乔木、灌木、草本，深根系、浅根系相搭配的原则，使用部分先锋树种。因此，确定乔木层为刺槐、臭椿、盐肤木、火炬树、苦楝；灌木层为紫穗槐、胡枝子、荆条；草本层为黑麦草、高羊茅。利用木本植物种子繁殖方法，使用专门的喷播机播种造林。

2.2.3 砌台客土回填

对南沙河笃山口破损山体采用“景治结合”的治理原则，采用爆破等方式清除山体及开采面风化、松动的危岩危石，彻底消除崩塌隐患，整理出3个平台，在平台上回填客土、修建挡土墙并栽植大乔木进行固土绿化。

在陡崖上部边缘修建排水系统，拦截地表径流，减弱地表水对地表的冲蚀，减少水土流失。在平台上回填客土、修建挡土墙并栽植大乔木进行固土绿化。为确保绿化效果，对于影响美观的裸露陡崖，采用在脚坡下设置种植槽，坡顶种植攀岩植物的方法进行绿化，对原有植被注意保护，增加各类林木的种植，高低搭配，达到景致协调一致，形成景观带。

树种选择上，平台部位种植桃树、杏树、核桃、石榴等经济树种，坡底部种植槽选用立面遮挡效果较好的速生树种，如杨树、构树、马尾松等，坡顶攀缘植物为爬山虎和五叶地锦。

2.3 调查与分析方法

调查研究时间为2017年4月至2019年10月。在对3种破坏山体治理施工过程和竣工期对其进行跟踪调查的基础上，对不同植被恢复模式的景观效果进行实地调查和分析评价；采用对比法，对不同修复模式的施工成本进行分析；综合分析不同植被恢复模式的优势和不足。

3 结果与分析

3.1 不同植被恢复模式的景观分析

3.1.1 客土回填

界河后枣破损山体的区域景观可以分为界限较为明显的三部分，坡下较为平缓的区域为灌草结构，除人工栽植的约1.5m 高侧柏外，整块区域被草本植物覆盖，总覆盖率基本达到90%以上。客土回填后形成的缓坡为单一刺槐群落，每株间距1.5m，呈“品”字形种植。由于密度较大，群落内几乎没有灌木和草本生长。坡上峭壁及崖下区域为自然恢复群落和攀缘植物，乔灌木结构较为合理，主要树种为刺槐、臭椿和火炬树，具有较好的景观效果和季相变化。

3.1.2 高次团粒喷播

鲁南中联水泥厂后矿山坡面较陡，立地条件较差，因此采用高次团粒喷播技术。因此该区域的群落中基本以人工恢复植物为主，植物长势健壮，整体覆盖率基本达到100%，但是植物品种单一，高度整齐一致，并未出现明显的乔灌草结构。虽然就绿化效果而言，该模式植物成活率、生长效果及覆盖率均为最高，但是由于群落结构过于单一，在景观效果上略有不足。

3.1.3 砌台客土回填

南沙河笃山口破损山体治理面积较大，因此采用削坡后三级砌台回填客土的形式。回填客土后，种植杨树与果树等植物，场地内同时遗留有马尾松-狗尾巴草群落，景观效果较差。因为杨树长势不佳，加之种植的攀缘植物如爬山虎等较为羸弱，因此并没有起到较好的景观效果，裸露岩体较多。

3.2 不同修复模式的施工养护成本分析

由表1 可以看出，危石卸载、边坡加固和植被栽植后的养护管护是3种不同修复模式所共有的。

在界河后枣进行的客土回填植被恢复模式，共治理损毁山体面积5.6 万m2，回填渣土和种植土6.5万m3，栽植各类树木5000 余棵，投入资金310 万元；南沙河笃山口治理损毁山体面积16.4 万m2，回填渣土和种植土9.2 万m3，栽植各类树木5100 余棵，工程总投资307.2 万元。

与客土回填模式相比较，在南沙河笃山口开展的高次团粒喷播模式的单位面积客土量、栽植苗木数量相对较小，资金投资额度也较少，且部分裸岩外立面采用遮掩的方式，即在栽植高大乔木和攀援植物遮挡的方式效果不太理想，主要是由于受客土土层厚度的影响高大乔木生长效果不佳，而爬山虎等攀援植物生长速度相对较慢。

鲁南中联水泥厂后矿山由于采用高次团粒喷播的措施，施工成本最高；为保证喷播植物种子的萌芽和正常生长，需要3～4 天浇水一次，加大了养护成本；此外，由于播种密度过大，植被将会发生衰退、群落也会发生演替，为促进向目标植物群落方向发展[2]，需加强管护措施。但总体来看，高次团粒喷播模式绿化最为速度、效果最佳。

表1 不同修复模式所需施工养护措施一览表

3 讨论

综合来看，客土回填模式可以自行消化坡面整理所产生的渣土和种植土，又可外运表层土调节土壤的肥力，适应的树种比较多，可持续发展能力比较强，比较适合形成植物群落，在这几种方法中效果最好。

高次团粒喷播方法见效快，成本高，整体绿化效果好，所使用的特殊土壤基质可持续性能力极高，但是群落结构较为单一。在立地条件极差、施工难度比较大的山体破损面治理中不失为一种很好的选择。

削坡砌台施工技术、方法和施工过程复杂。整体来讲，这种治理方法投入较高，治理效果一般，适用于破损山体治理面积较大，具备较大施工场地的坡面类型。同时这一方法也需要回填客土，应按照客土回填的要求，加强后续养护管理。

4 结论

通过对鲁中南山区3种典型破损山体植被恢复模式调查研究，可以发现不同的治理模式有不同的优势，同时也存在各自的不足之处。在实际的山体生态修复中，3种治理方法在选择上有的是只用一种方法，有的是几种方法综合运用，调查分析各种治理方法工程施工过程，以及竣工后期对其进行跟踪调查后，主要得出以下结论：

（1）分析不同模式的景观效果表明，客土回填模式和高次团粒模式均选择以刺槐、火炬树和牡荆作为骨干树种进行生态恢复。这3种植物均为乡土植物，长势良好，且刺槐夏季开白花，火炬树秋天有红叶红果，拥有良好的季相变化。客土回填模式同时营造了立体绿化，利用攀缘植物美化崖壁，遮挡效果较好，但是该模式自然恢复的草本植物较多，生长杂乱，在一定程度上影响了景观效果。高次团粒喷播模式形成的群落景观高度一致，遮蔽效果最佳，但在层次性上稍有欠缺。削坡砌台模式乔木树种选择欠妥，成分单调且长势不佳，部分区域群落退化，呈现负演替现象，形成生态斑块，景观异质化程度较高，效果在三者中最差。

（2）3种不同模式的施工成本以客土回填最低，高次团粒喷播最高，削坡砌台较高。但是，不论用何种治理模式，养护管理都是相当关键，尤其是浇水及时。如果基本的养护模式跟不上，再完善的治理方法也得不到良好的效果体现，因此在承包核算时，必须考虑后续的养护管理成本。