森林星球-第2章

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　　假设，杭州旅游西进，而周浦大理石矿山关停后留下大规模高百米的直立致密稳固大理石岩面，如一味复绿将是一块硬骨头，不但需要大量工程，并且投入巨额资金，今后效益并不明显。可以考虑形成旅游休闲等开发性项目，设想这个岩面也是资源，并且是不可多得的雕刻资源（当然这需要相关专家论证）。当地环境优美，地理优越，旅游市场旺。如果我们把矿山凹陷采区建成湖，坡面建成石级台阶，加护栏，适地造半悬式亭台，削直岩壁，形成世界性的磨崖石刻场所，让全世界的雕刻家、企业家、名人竟标雕刻，展示自己。周边加以景观营造，形成新的景点。可能会成为一个新的景区亮点。
　　所以，创造什么样的生态系统，要因地制宜。在选择治理工程措施时需要考虑的因素很多，从气候地理，社会经济，政治法律到生态环境诸方面相互关联，相互制约。这些因素难以用数学模型描述也难以定量化。
　　（三）边坡治理工程
　　1、露采石矿边坡的特点
　　在进行矿山生态环境治理的工程时，矿山边坡治理是“复绿”的基础工作，其中边坡的稳定性治理是生态治理的前提，它直接关系到人身和财产的安全。石矿边坡的特点主要有：
　　1）露天矿边坡一般比较高，从几十米到几百米均有，走向长从几百米到数公里，因而边坡揭露的岩层多；未经治理的石矿，其边坡大，多为陡坡，甚至几乎与地面垂直或呈鹰嘴状。各部分地质条件往往差异大，变化复杂；
　　2）石矿最终边坡是由上而下逐步形成，上部边坡服务年限可达几十年，下部边坡则服务年限较短，底部边坡在采矿结束时即可废止，因此上下部边坡的稳定要求也不相同；
　　3）在未停采的石矿，由于矿场每天频繁的穿孔、爆破作业和车辆行走，使边坡岩体经常受到震动影响；
　　4）边坡是用爆破、机械开挖等手段形成的，暴露岩体一般未加维护，因此边坡岩体较破碎，并易受风化等影响产生次生裂隙，破坏岩体的完整性，降低岩体强度。
　　由于采矿本身是一种对原岩的破坏，采剥作业打破了边坡岩体内的原始应力的平衡状态，出现了次生应力场，在次生应力场和其它因素的影响下，常使边坡岩体发生变形破坏，使岩体失稳，导致崩落、散落、座落、倾倒坍塌和滑动等。
　　2、边坡稳定性治理
　　露采石矿大多位于城市周边，水、陆交通要道旁。基本上也是人们生产、生活频繁出入的区域，因此，矿山关闭前（对于已经废弃的露采石矿，在进行矿山生态环境治理的工程开始之前），应首先进行边坡的安全评估，然后开始治理。一般石矿边坡的治理方法有以下几种：
　　（1）对坡度不符合要求，开采面已过山顶的边坡可以进行削坡减载。对于高度不大的此类边坡，也可填方压坡脚。
　　（2）对富水地区边坡必须进行疏干排水，必要时可钻引水孔排水。
　　（3）对于地质条件易造成滑坡或小范围岩层滑动的岩体，须采用抗滑桩、挡石坝方法治理。
　　（4）对局部受地质构造影响的破碎带，采用锚杆、钢筋网喷砼护面。
　　（5）对深部开裂、体积较大的危岩，宜采用深孔预应力锚索、长锚杆进行加固。
　　（6）对于边坡石质较软，岩石风化严重，易造成小范围塌方的削坡后低处宜用挡土墙支挡，高处可采用框格式拱墙护坡。
　　（7）为防止滚石伤人，坡面要进行严格的检查撬毛工作，然后可结合绿化工程在坡上铺设金属网，或塑料格栅网挡石。
　　（8）对于地势较高的矿山，须检查矿山废碴场（堆）有无可能形成泥石流和坍塌，若不符合安全要求须进行清理或建拦碴坝拦挡。
　　（四）植被恢复
　　植被恢复是重建生物群落的第一步。它以人工手段改良其生境条件满足某些植物的生存需要，促进植被在短时期内得以恢复，缩短自然生态系统的演替过程。
　　在力图恢复矿山生态系统时，由于植物生长立地条件的改变，恢复的植被结构、种类不可能与原植被一样。但这不是说一开始就不可建立最终的冠层植被，而仅是说明其他植物种类也许可在植被恢复初期处于主导地位。随着生境条件的逐步改良，通过鸟、动物、风和水流等传播媒介的作用，一些从周围地区来的亚先锋植物物种侵入形成多层次植被群落。但最初的植物恢复，必须是建立自我持续的植被系统，以便其持续的过程可导致理想的植被群落。
　　矿山破坏了自然生态环境，出现坡面岩石裸露、地面碎石间含土量少、水分难以保持、太阳辐射强烈导致高温、干旱或水涝等极端环境条件。植被复绿必须有与相宜的立地条件，即需创造和解决土壤条件、营养条件、物理条件和植物物种条件等。同时，要恢复植被，首先需了解植物生长和与其密切相关的因素之间的关系。
　　土壤：土壤是植物赖以生存的物质基础，土壤母质、结构、pH值、肥力等与植物生长密切相关。
　　水份：水份是植物生长的关键因子。在光合作用、呼吸作用、有机质的合成与分解过程中都有水分子的参与，水为植物矿质营养吸收和运输的媒介。植物的供水状况会直接或间接影响植物的光合作用，如植物缺水时，根系吸收功能下降，叶子萎蔫，气孔关闭，影响二氧化碳进入，光合作用下降，严重干旱可使植被死亡。水分过多，根系缺氧，抑制根系呼吸作用，厌氧细菌会产生有毒物质，不利于根系生长形成烂根。
　　光照：光为植物光合作用提供能量，是植物赖以生存的必需条件之一。植物对光强的反应不同，可以分为阳性植物、阴性植物、耐荫植物。阳性植物的光补偿点高，要求生长在阳光充足的地方。若缺乏光照，则生长不良；阴性植物光补偿点低，能在较低的光照强度下生长；耐荫植物介于阳性与阴性之间。
　　温度：植物生长过程存在最低温度、最适温度和最高温度，即三基点温度。温度直接影响植物内各种酶的活性，从而影响植物代谢即合成和分解的过程。温度低于最低或高于最高温度时，酶活性受到强烈抑制。同时高温与低温对植物的细胞产生直接的损害，如蛋白质变性，植物致死。
　　地形：海拔、坡度、坡向、地形外貌都影响当地气候、太阳辐射、湿度等因子的变化，从而影响植物生长。对于一个给定的矿山，坡向显得尤其重要。对不同坡向，选择利用具不同光补偿点特性的不同植物进行植被护坡。
　　在选定了植物之后，土（养分）、水条件是植物成活、生长的关键。
　　1、生态复绿治理中土壤条件的创造
　　按矿区不同类型治理设计的要求，结合边坡物理治理工程的手段可对矿山进行以下一种或同时进行数种类型相结合的生态治理：
　　1）喷浆型
　　在大坡度岩面架立体塑料网或平面铁丝、塑料网、锚固，再用压力喷混机逐层喷涂混有土壤、肥料、有机质、疏松材料、保水剂、粘合剂等混合料加水成浆，喷射到岩面上网架内，待下层固化后再喷灌及至要求的厚度，再在上层喷播含草籽的混合料。
　　2）营造台阶型
　　对矿山相对较高坡度大、坡面致密稳定，对放缓边坡复土种植不易和投入较大的，可以营造台阶式，台阶一般要求为10m以下、不高于20m，宽1~2m，台阶上构造种植槽，槽高60cm以上，离槽底5cm设排水沟，槽中回填种植土。
　　3）鱼鳞坑型
　　对坡度60度以下，高度一般不大于60m坡面稳定性好，底质有一定风化性的，清除浮石后交错炸坑或挖鱼鳞坑，坑大不小于1m，坑低边设弧形水泥石块（砖块）围栏，弧口向上向边延伸50～100cm，离坑底5cm设排水洞，坑内填50cm以上含有保水剂的有机基质（营养土）。
　　4）放缓边坡复土型
　　对坡度较大，高度较低，用扩大境界、放缓边坡、覆土绿化。首先向后或上边扒开泥土堆积层，暂存堆放，然后放缓边坡，再在坡面上回覆堆积保存泥土。
　　5）矿碴堆场及开采后岩性地面
　　除开发综合利用外，需植绿的可采取适当平整，并尽可能与周围形状吻合。一般矿渣含泥量大的可以缓慢的恢复自然生态，一般情况可进行适当客土，如上覆5cm~15cm含有机质的表层土，种植植物能起到快速复绿的效果；含土量少或无泥的则必须客土，不少于15cm，用于经济林的则不少于50cm。
　　6）框架复土型
　　含土很少或完全没有，而又坡度偏大的坡面（“石壁”），一般需要削坡处理后进行，也可用水泥在坡面上先构筑框架（或用其它材料做成）或用空心水泥砖砌面，然后将土填入其中，再播植物。此法在草本植物长成前有效好固土效果。
　　7）暗台阶复土型
　　原理同框架复土型，适宜于陡坡状况。就是利用锚网在坡面上搭多级台阶，水泥固化，暗台阶上复有一定粘合剂的土壤，再喷播植绿，前期还要覆无纺布防止雨水冲刷。
　　8）无土生态有机基质（营养土）在矿山复绿中的应用
　　无土生态有机基质由泥炭、腐熟有机废弃物、椰糠、蛭石、珍珠岩、保水剂、pH调节剂、大量元素及微量元素调节剂、生物活性物质等组成。它含有植物生长所需的营养元素，同时能维持良好的植物根系环境条件，满足植物长期生长的需要。无土生态有机基质具有如下特点：
　　（1）营养全面：可针对不同生态环境，不同植物的养分需求特点进行专门配方。
　　（2）效能长：配方中的有机肥、泥炭等具有缓慢释放营养物质、长期提供植物生长需要的特点。
　　（3）重量轻：每方只有0。25~0。3吨，适合于矿山、台阶、种植坑回覆种植，利于操作，减轻劳动强度。
　　（4）透气、保水、保肥性好，护理方便：无土有机基质结构疏松、透气性好，吸水快，持水量大、可达自身重量的3倍。如添加一定量保水剂，持水性更大，可收集截流坡面冲刷之雨水，避免坡面宝贵的水资源流失，保护和提供坡面植物重要的生长因子——水、土、肥。
　　（5）改良土质：在原土壤中掺入有机基质，可增加土壤团粒结构，使土质疏松，持水性增强，增长肥效，调节土壤pH值。
　　在绿化工程中，结合使用无土生态有机基质（营养土），能使植被正常、迅速的生长，加速矿山绿化。
　　2、矿山自然环境生态治理工程中的绿化工艺
　　1）喷播法
　　液压喷播是目前用于护坡草建植的主要方式之一，利用流体力学原理把草种、灌木种子混入装有一定比例的水、木纤维、泥炭、有机肥、粘合剂、保水剂、化肥、土壤等的容器内，利用离心泵把混合料通入软管输送到喷播坪床上，形成均匀的覆盖物保护下的草种层，多余水渗入土中。纤维胶体形成半透明的保湿表层，减少水分蒸发，给种子发芽提供水分、养分和遮荫条件。纤维胶体和土表粘合，使种子遇风、降雨、浇水不会冲失，具有良好的固种保苗作用。
　　2）撒播法
　　在水土条件较好、缓坡及平地可进行人工或机械撒播，然后耙浅表土覆盖种子。
　　3）原生植物移植法
　　是将采完区段的坡面修成可以进行绿化的倾斜度（约40度以下），覆盖外运表土后，选取该地段附近的原生植物，在修筑坡面的同时进行移植。
　　4）野生土种栽植法
　　从矿区周边采集种子和种苗进行播种与栽植。
　　5）外来品种引入法
　　把域外（在本区域）成功的护坡植物，特别是观赏性花卉灌木，移植到矿山中，使其成为景观效应。
　　6）植生袋法
　　用乙烯网袋等将预先配好土、有机基质、种子、肥料等装入袋中，袋的大小厚度随具体情况而定。一般33×16×4cm，也可放大。一般在有一定碴土的坡面使用。使用时沿坡面水平方向开沟，将植生袋吸足水后摆在沟内。摆放时种子袋与地面之间不留空隙，压实后用U形钢筋式带钩竹扦将种子袋固定在坡面上。一周后种子发芽，初期应适时浇水。
　　7）堆土袋法
　　该法是装土的草袋子沿坡面向上堆置，草袋子间撒入草籽及灌木种子，然后覆土并依靠自然飘落的草本类种子繁殖野生植物。
　　8）藤蔓植物攀爬法
　　矿山中常出现岩石裸露的陡坡，不便复土植绿。我们常利用藤蔓植物攀爬、匍匐、垂吊的特性，对山坡、墙面、岩石、坡面绿化或垂直绿化，如爬山虎最初以茎卷须产生吸盘吸附岩体后又产生气生根扎入岩隙附着，向上攀爬，最后以浓密的枝叶覆盖坡面而达到绿化的目的；忍冬、蔓常春藤、云南黄素馨等使其枝叶从上披垂或悬挂而下，达到遮盖坡面的效果。
　　选择藤蔓植物必须注意植物性状（如阳性、阴性、耐荫性，不同坡面朝向选择不同光耐性植物）及攀爬方式，适宜的高度，如使用美国爬山虎及一些缠绕类大藤木需架网式绳子以便攀援物沿着绳子生长。
　　9）高大乔木遮挡法
　　在矿山远处及坡脚复土，栽植速生高大乔木或大树移栽。利用大树树体高大浓荫遮挡裸露坡面，不仅具有较好的视觉效果，同时为耐荫等爬藤植物提供良好的生态环境。
　　另外还有许多方法，诸如铺草皮法、绿篱法、插穗法、埋干法等。
　　3、矿山植物的选取
　　针对我省露采矿山中，关停后，大多环境恶劣，坡面岩石裸露，地面石成堆，干旱、缺水、土壤瘠薄；很难形成自然绿化，我们在矿山调查中和有关资料中查获取得一定资料从中选取部分物种供我省矿山复绿采用、参考（表2）。
　　1）选取原则
　　（1）考虑我省地理气候特点，成土母质特性等。
　　（2）抗性——植物在生态因子的作用下，经过长期的演化和适应，形成某些特殊习性，以适应矿山环境特点。如：耐旱、耐瘠、耐热、抗污染等特性。
　　（3）区域性——尽可能选择与当地环境统一的乡土种。
　　（4）美化——在复绿的同时，在局部需要地段，还应尽量选取园林景观植物，使“复绿”源于自然，而高于自然。
　　（5）易采集——当地资源丰富的、目前已进行商业运行的；外来品种已引种或引进品种经过国内试种性能优异的。
　　（6）长短结合——在短期复绿的同时考虑选择长期有利于生物演替的植物，可采用混播、混种或分期栽植等多种形式。
　　选取植被恢复之用的植物种类，取决于该地区矿山未来的土地使用、土壤条件和气候。如果植被的目的是恢复自然生态，那么可事先确定植物的种类。
　　有些本地植物种类在采矿后，土壤条件发生巨大变化的地区不会成活，而治理的目的是再建立能达到原来地植被功能的自然生态。如果是这种情况，那么就必须引进采矿之外地区的植物种类。与原植物相似，并能在与被绿地的土壤类型、水分状况、朝向和气候相似的地区生长的物种是最合适的。在引进外来植物时务必谨慎，以避免引进可能会导致侵袭周围地区本地植物的或是造成火灾危险，或成为当地农业杂草的植物种类。
　　2）护坡绿化、水土保持植物
　　正确的选择矿山自然生态环境治理所需的植物种类和品种是治理成功与否和治理品位高低的关键。
　　（五）矿山自然生态环境治理方法技术的评价
　　1、喷混播型（喷浆型与喷播法的结合型）
　　该法可在岩石表面粘结基质复合物，并能形成一层具有连续空隙的硬化体。一定程度的硬化物使种植基质免遭雨水冲蚀，而空隙内填有植物种子、肥料、土壤等，提供植物生长空间。但该法也具有固有缺陷，如大面积高坡使用后特别是在粘合剂不当时，