北京十三陵林场牛蹄岭废弃矿山生态修复措施探讨

胡东阳

北京地区矿产资源蕴藏丰富，开发利用历史悠久。矿业开发为首都经济发展作出了重要贡献，也给北京的生态环境带来了较大的负面影响。由于前些年非法采矿导致地质环境和生态环境破坏，北京市十三陵林场牛蹄岭Ⅰ、Ⅱ分区11、13、15、32、33 等小班区域面临矿山废弃地危岩、地面塌陷、水土流失、基岩裸露等问题。区域内植被覆盖率下降，严重影响了生态景观，次生灾害日益加剧，社会影响较大。为积极落实废弃矿山生态修复，全力以赴打好首都“蓝天、碧水、净土”三大保卫战，北京自2020 年12 月开始对牛蹄岭废弃矿山进行生态修复。

一、工程概况

基本情况。牛蹄岭生态修复项目区位于昌平区延寿镇，治理范围包括北京市十三陵林场管理处牛蹄岭分区11、13、15、32、33 小班，东高西低，属于低山侵蚀剥蚀山区，海拔高度为121.6 米—250.2米，由人工采石形成高陡裸露边坡、渣堆和平台，主要岩性为白云岩，块状构造，节理裂隙发育，风化强烈。经过现场调查发现，修复区内分布着多处大大小小的采矿坑，矿坑内大多为岩质边坡和料堆，料堆为采矿遗留的细石和碎石；裸露边坡为开采中形成，坡度较大，部分岩体表面破碎。由于早期的无序开采，大量的地表土被剥离，破坏了原生植被，岩质斜坡和岩质平台大面积裸露，矿山区内废渣、碎石土等杂乱堆积压占土地。整个修复区总面积为247.1 亩，包括边岩坡11 处，边坡角度平均在70°左右，最大坡度80°—90°，坡面面积69.21 亩；平台10 余处，平台面积135.83 亩；渣坡、渣堆料堆等共计42.06 亩。

实施修复工程前情况

修复前概况。治理区原本为自然山体，区内采矿方式为露天开采。开采过程中要剥去覆盖层与矿体围岩，即剥去植被与表层土，在区内形成基岩裸露区。如今，黄褐色和青灰色的岩石外露，与周边翠绿色群山形成强烈对比，片片色斑与周围环境极不协调；杂乱堆积的渣堆料堆严重影响区域的整体形象；长期受重力和自然风化的影响，部分岩体随时可能脱离母岩，发生滑移、倾倒、坠落、崩塌，严重威胁边坡下行人和车辆的安全；采矿过程中原始植被遭到破坏，致使水土流失严重；刮大风时，地表土和矿渣也会造成扬尘污染；治理区内粗放采石形成的平台和边坡形状各异，大量石料和废渣堆积致使大量的土地资源损毁、荒芜。

二、修复目标

对治理区进行生态环境修复治理，恢复区内生态植被和景观，并与周边生态系统相融合；有效控制扬尘污染，为野生动物、鸟类等提供良好的生态环境，丰富该区域的生物多样性。

三、修复原则

以人为本，保障安全。坚持以人为本的原则，保障施工安全，消除地质灾害隐患，恢复治理区绿化景观效果，改善当地人居环境，满足人民群众对优美生态环境的需要。

科学规划，生态优先。以植被恢复为中心，按照近自然的施工方法，因地制宜，就地取材，修筑挡墙及平台，科学配置植物结构。坚持适量、适度的原则，合理布局，最大限度地减少土方工程量，节约资源，在经济可行的情况下达到最大的治理效果。以“乡土、长寿、抗逆、食源、美观”为原则，坚持适地适树，以乔木栽植为主，昌平特色乡土树种为骨干，彩色树种做补充，保持苗木规格和组团大小与原有林相协调，生态与景观并重；加大异龄混交的比例及异龄树种的规格，增强景观的融合性，使修复后的生态系统最终演替为顶级群落的森林结构。

生态稳定，效益多元。坚持生物多样性和生态系统稳定性原则，加大资金和技术投入，对治理区实行土壤改良、根系处理、保水成活等措施，保障成活率和种植效果，降低后期管护成本，使之形成长期稳定发挥生态效益的多层次复层混交林。

四、修复技术措施

为保证牛蹄岭生态修复目标的实现，采用了综合治理方式，在充分利用现有地形的基础上，采用清除危岩、放坡、挡墙护坡、高次团粒喷播、生态棒+格构梁绿化等多种技术手段，减轻滑坡等灾害发生，最大限度地回归原有自然状态。

岩坡治理及绿化工程。主要通过坡清理平→锚杆施工→坡面挂网→分层喷播营养基层→喷播种子层→喷播种子覆盖防冲刷层→林木养护的流程，进行坡面整形和坡面清理。使用机械挖填，将坡面修整为坡度不大于50°的斜坡体；人工将坡面上的危石、浮石和杂物等清理干净并找平，坡面的平整度平均为±30厘米，最大不超过±50 厘米。开设根系引导孔：用风钻加工出深50 厘米、直径50 毫米的钻孔，孔内填充营养袋，密度为每平方米1 个孔。坡面铺设固定金属网：在清理后的坡面由上向下铺设金属网，并用锚杆固定，锚杆间用钢筋和铁丝网连接进一步加固。金属网与岩体之间放置生态棒，将金属网抬高，进而起到在附着基质层内释放营养成分的作用。实施高次团粒喷播绿化，利用客土掺混粘结剂和固网技术，使客土物料紧贴石坡坡面，创造草类与灌木生存的良好环境，以恢复石质坡面生态复合功能。喷播厚度约为15厘米，喷播基底厚12厘米—13厘米，表层种子层设计喷播厚度为2 厘米—3 厘米。喷播材料为适当比例的黏土、砂、有机质的基质材料，添加植物生长缓释肥的复合性纤维以及天然植物性油脂的诱导体构成的土壤稳定剂。喷播刺槐、臭椿、胡枝子、荆条、紫穗槐搭配高羊茅、黑麦草、二月兰、紫花苜蓿等混合的乔灌木种子，覆盖椰纤维毯进行防护，同时做好浇水养护，保持土壤湿润。监测喷播层墒情，检查草种发芽、出苗及幼苗生长情况，对缺苗和生长明显不均匀的位置予以补播。项目共计完成边坡清理60827平方米，根系引导孔125054 米、长锚杆7504 米、短锚杆27512 米、生态棒62527 米、U 型钉15632 根，挂网、喷播、植被毯62527 平方米。

地形地貌整治。针对修复区内无绿化条件的区域，通过地形地貌整治绿化工程，为绿化植物创造生长条件。工程遵循挖高填低、分级放坡，提高坡体稳定性的原则，以最短距离进行土石方调配。严格按照治理项目设计平面和设计剖面线，进行施工测量放线和质量控制。将地形修整为平地或者缓坡地，以保证所填废渣及所覆客土的稳定，在覆客土的平台、缓坡临空面修建浆砌石挡墙，在挡墙的基部预埋泄水孔以防洪水对挡墙的破坏。在整治后的区域栽植油松、七叶树、欧洲乔松、国槐、新疆杨、栾树、白皮松、美人松、金叶复叶槭、云杉等乔木和亚乔木，平台缓坡部分裸露岩壁下侧，种植五叶地锦等藤本植物。项目共计完成绿化种植土回填89080立方米，栽植各类乔木和亚乔木4451 株，花灌木2458 株，攀缘植物五叶地锦10000 株，地被植物53315 平方米。

项目区生态修复成效图

防洪设施建设。为避免雨洪冲刷对修复区内的工程影响，根据项目区集雨节水和防洪要求，建设若干蓄水池和排水沟等。根据该区域的降雨量及现场的地势，合理设计排水沟的布局和结构，蓄水池和排水沟形成排水和积雨系统，减少水土流失灾害；邀请专家组实地考察和检测，对岩坡石缝进行安全评估，根据专家组的意见进行保留或修复，避免山体落石等次生灾害。工程施工过程中需要大量石材，清理下来的岩石就地取材，用于排水沟和蓄水池施工，采用干砌或浆砌，同周边环境融为一体。项目共计修建排水沟745.1 米、排水涵管118 米、蓄水池5 座，用于岩坡绿化浇灌和森林防火。

五、取得的成效

本项目充分考虑现场地质情况和环境条件，采取科学的生态修复措施，将工程措施与生物措施相结合，应用多植物多手段进行植被修复，构建树种丰富、结构合理、自然协调、稳定健康的森林生态体系；消除高陡坡地质灾害隐患，实现破损山体复绿；改善区域内的生态环境，共栽植乔木、花灌木、草本等近40 个品种约1.4 万株；增加了鸟食台、饮水池等，为野生动物和鸟类提供了良好的栖息环境，牛蹄岭的生态系统逐步得以修复。据监测，区域内鸟叫声多了起来，也有国家二级保护动物豹猫出没。

六、结语

全面贯彻山水林田湖草系统治理的思想，以尊重自然、顺应自然、保护自然为指导，以科学、生态、节俭绿化为目标，倡导用生态的办法解决生态的问题。该项目的实施，对于突破矿山转型发展的困境，创新矿山生态修复的理念、技术及模式上的转型应用，实现生态效益、经济效益和社会效益的有机统一，具有十分重要的示范作用，对发挥山区整体生态屏障作用和山区水源涵养、保持水土、防风固沙、生物多样性保护等重要生态服务功能，起到积极作用。