礦山環境治理的景觀再生設計研究——以北京龍世源有限責任公司采石場礦山環境治理為例

徐慶勇

（北京市水文地質工程地質大隊，北京 100195）

0 前言

礦業經濟在為地區經濟發展立下汗馬功勞的同時，也留下了眾多存在地質環境問題的廢棄礦山，正成為地區可持續發展的障礙，因此，亟需對廢棄礦山進行環境治理。作為生態恢復與景觀重建相結合的景觀再生設計對退化景觀的可持續利用具有現實意義。20世紀90年代以來，嘗試用景觀再生設計的方法法來處理工業廢棄地的設計作品大量出現，比較有影響的項目有：德國Lausitze地區露天礦區生態恢復、美國波士頓海岸水泥總廠及其周邊環境改造、韓國金魚渡公園、中山歧江公園等。因此，采用景觀再生設計的手法治理工業廢棄地正成為一種趨勢[1~4]。

本文以北京龍世源石業有限責任公司采石場礦山環境治理為例，探索采用景觀再生設計的手法對其進行治理，以期為其他礦山環境治理項目提供一些新思路和新方法，為使礦山環境治理進入到多學科融合、多種技藝優化組合的廣闊空間提供幫助。

1 礦山概況

1.1 礦山自然狀況

北京龍世源石業有限責任公司采石場位于門頭溝區潭柘寺鎮魯家灘村南約1.8km處，有簡易道路與108國道相連，交通較便利。開采礦種為熔劑用灰巖，現為已停產礦山。礦山為太行山脈東延部分，屬低山丘陵區，海拔標高132～348m，山體坡度較緩，自然坡度角約15～45°，溝谷發育，第四系坡積、殘積物較厚，土壤主要為山地淋溶褐土和耕種褐土，有效土層厚度約在85～160cm之間，適合多種植物生長。目前礦區多為自然生長的灌木和草本，缺少喬木，陽坡植被中，灌木以荊條、酸棗、黃櫨、山皂角為主；草本以白草為主；陰坡植被主要由山皂角、螞蚱腿子等灌木組成，植物種類較少。

1.2 礦山地質條件

礦區位于祁呂構造體系東翼呂梁-恒山褶皺帶，褶皺構造為近東西向馬鞍山復背斜。據調查，礦區內沒有明顯的褶皺和斷層，地層（由老至新）有昌平組燧石條帶灰巖、泥灰巖和豹皮灰巖；毛莊-徐莊組砂質云母頁巖為主夾鮞狀灰巖。第四系松散堆積物覆蓋于山體表面和溝谷內，溝谷內厚度較大約1～2m，坡體表面厚度較小，一般為0.1～0.3m，巖性主要為礫石、砂礫、粘土等，壓縮性小、結構較松散。灰巖微風化，錘擊較難擊碎，有輕微吸水反應，屬于硬質巖。由于采礦過程中穿孔、爆破等開采工藝的影響，礦區內巖體次生節理裂隙發育，局部巖體呈碎裂狀結構，穩定性較差，在邊坡較陡處易形成掉塊、崩塌。

由于該區降水集中，下墊面地形起伏較大，坡度較陡，大部分降水沿溝谷自然排泄，僅少部分沿裂隙、溶洞滲入地下聚集在巖層內通道運動，以泉水等形式排泄于溝谷或沿深處節理裂隙滲流向平原運動，補給第四系含水層。

1.3 礦山環境問題

（1）不穩定邊坡

經現場勘查，礦山由于礦業生產活動形成1處較長的不穩定邊坡，該坡長約50m，坡高20～30m，走向60°，下部邊坡坡角一般在45°～60°之間，上部邊坡坡角一般大于60°，坡體物質組成主要為松散的碎石土，厚度自0.5～2.5m不等。坡體基巖表面完全裸露，無植被覆蓋。在暴雨、振動等外力條件下，坡體上部巖塊兒易向下滾落或松散土石向下滑動，因而存在不穩定邊坡隱患（照片1）。

照片1 不穩定邊坡

（2）地形地貌破壞

礦山開采方式為露天開采，對地形地貌造成極大的破壞，形成了高陡的廢石堆、裸露的邊坡和大面積的開闊采場，破壞了原始地形地貌的完整性和連續性，使得現狀地形地貌與周邊形成鮮明對比（照片2）。

照片2 地形地貌破壞

（3）土地資源損毀

礦山生產工藝流程為：穿孔-爆破-運輸。這種生產工藝流程必然對土地資源造成損毀。根據實地調查，目前整個礦區內的土地均受到嚴重損毀，損毀方式主要是挖損，損毀面積占整個礦區面積的18.0%。

（4）生態景觀資源損毀

礦山開采對地形地貌和植被的破壞，造成景觀資源的損毀。同時由于植被覆蓋率的降低減少了地表糙度，增加了地表徑流，使土壤抗蝕指數降低，易引發水土流失、土地沙化等生態環境問題，并且由于地表保持水土、涵養水源、防風固沙的植被的減少，又容易造成污染，導致環境質量下降[5~6]。

2 景觀再生設計方案

2.1 設計定位

礦山距最近的村莊約1.8km，不具備作為村民休閑散步場所的條件，但礦山作為108國道沿途風景的組成部分，生態性、觀賞性是其內在要求。通過對礦山自然條件、環境問題及景觀生態特征的分析，確定此次礦山環境治理景觀再生設計定位為： 以生態護航，與自然相融，創造具有審美價值的良好戶外空間、具有社會、經濟和環境效益的綠色斑塊，實現自然、生態、藝術等多元內涵的傳達。

2.2 設計理念

自然：設計中融入自然理念才能滿足人們回歸自然、遠離喧囂、休整身心的需要，才能達到人類和自然的靈魂溝通，同時設計出的景觀也才能與周邊環境協調、融合。

生態：設計中融入生態理念才能保證對場地生態發展過程的尊重、對物質循環利用理念的應用，保證所設計的景觀具有持久生命力。融入生態理念，礦山環境治理中植被的恢復不再是單純的造林復綠，而是更多地引入了生態恢復理論和可持續發展理論，重建已遭到破壞的生態系統，其解決的是本質問題。

藝術：藝術性是景觀設計的內在要求。藝術的主題提升了景觀質量，提高了環境的視覺價值。

2.3 空間布局設計

整個礦山景觀再生設計布局依據一環二帶二空間的形式展開（圖1）。

一環：即設計的環形道路，將兩個空間連接起來，同時也方便后期植被管護。道路以場地原有廢石為鋪裝材料，不僅與周邊環境融合，而且演繹著一種材料循環利用的過程，體現著自然和生態的理念。

二帶: 即尊重場地特征，對礦山開采過程中形成的兩個高度不等的帶狀平臺，采用保留、加工處理方式，經過進一步修整，并結合植物的種植形成臺地景觀。

二空間：即通過地形的重塑，形成兩處自然空間，并通過植物的種植，最終形成自然山林區，較好地融合于周邊環境中。

圖1 礦區景觀再生設計的空間布局

2.4 景觀分區設計

依據礦山特征和所營造的景觀的不同，整個礦山景觀分為生態臺地區和自然山林區兩個區（圖2）。

生態臺地區：即結合生態材料的使用塑造臺地景觀。礦石開采大致形成了兩個高度不等、寬窄不一的平臺，遵循因地制宜原則，根據場地特征，對現有平臺和坡面進一步整理，平整基面，清理掉坡面上的浮石、危石和碎石土，露出穩定的下伏基巖，使平臺輪廓清晰，形成臺地景觀，同時，由于坡面浮石、危石和碎石土的清理，保證了坡面的安全穩定，消除了不穩定邊坡地質災害隱患[7~9]。

自然山林區：采礦過程中在山體前形成了一處面積較大的平地，為與周邊高低起伏的自然地形相協調，采取“近自然”的地形塑造方式。“近自然”指在地形整理過程中模仿周邊地形地貌，使整理后的地形地貌仿佛是周邊自然山體的延伸。此處將原本平坦的場地整理成兩處起伏變化的山丘，最高點相對標高分別為2.2m和1.4m，每0.2m一根等高線。

2.5 土地修復設計

在整理后的平臺外邊緣碼放生態袋作圍堰，生態袋圍堰一方面作為攔擋物，固定覆于平臺上的客土，保土保墑，防止雨水對土壤的沖蝕；另一方面生態袋本身也是植被生長的基質。生態袋是可以填充碎石、土壤等多種土工材料、種植材料的無紡布袋，透水、透氣，能為植物根系提供良好的生長空間。生態袋具有強度高、無污染、不降解、韌性好等優良特征[7]。而傳統的固土護坡大多采用高能耗、高污染的水泥沙石等硬質材料，阻礙了土壤環境系統的能量流動、物質循環、信息傳遞過程的正常進行，使原本有生命的場地變成了無生命的“死”地，具有生態特征的生態袋很好地避免了上述情況的發生。

因原有場地物質組成主要為大小不等的砂礫石，干燥貧瘠，除在上面覆土外，還在其中摻進腐殖質和草籽，以提高土壤肥力并以此來培植微生物。然后遵循上述生態學原理，按自然式方式配植植物，這樣，便形成了兩處與周邊環境渾然一體的自然山林區。

2.6 植物景觀設計

植被恢復是礦山環境治理中恢復、改善環境的重要措施，在按照生態學原理修復植被、保證植被環境效益充分發揮的同時，運用自然和藝術理念設計植物景觀，以提高景觀價值。

首先遵循植物生長的自然規律，充分考慮礦區環境條件，選擇在光照、水分、土壤等方面適合礦區立地條件的鄉土物種，以礦區周邊自然原生的植物群落為藍本，在植物品種構成、群落形態等方面與礦區周邊的植物群落相近；合理配置喬、灌、草的數量，建造喬灌草相結合的復合穩定的群落結構。

其次按照美學原則，從植物所具有的色、型、味方面選配植物，并從平面和立面兩個角度，形成美的構圖。植物群落的營建雖以自然界原生的植物群落為藍本，但不是對自然的簡單模擬，而是藝術的再創造。植物平面布置疏密有致，虛實相生，開朗中有封閉，封閉中辟開朗。五棵一組，十棵一群，盡量避免等距種植，形成具有藝術韻味的構圖。

根據以上植物景觀營造理念，以鄉土樹種為主，選擇抗性強、適應性強、根系發達、具有水土保持功能、固氮能力的植物種類。此處植被選擇如下：

喬木：火炬（Rhustyphina Nutt）、黃櫨（CotinuscoggygriaScop）山楂（Crataegus pinnatifida Bunge）、柿樹（Diospyroskaki）、側柏（Platycladus orientalis （L.) Franco）、刺槐（Robinia pseudoacacia L）、臭椿（Ailanthus altissima）

灌木：牡荊（Vitex negundo var.cannabifolia）、酸棗（Ziziphus jujuba Mill. var. spinosa (Bunge) Hu ex H. F. Chow）、迎春（Jasminum nudirlorum）、毛葉苕子（V.villosa）、沙打旺（Astragalus adsurgens Pall.）、紫穗槐（AmorphafruticosaL.）、螞蚱腿子（Myripnois dioica Bunge ）

草本：牽牛花（Pharhiris nil qianniuhua）、狗尾草（Setaria viridis (L.) Beauv.）、苜蓿（Medicago）、紫花地丁（Viola ycdoensis Mak.）

3 結語

隨著我國經濟結構的轉型，今后可能有更多的礦山需要進行環境治理。采取景觀再生設計的方式，不僅解決了當前礦山存在的地質環境問題，而且保證了治理效果的長久性和可持續性，并從更高的層面——精神層面滿足人們對如詩如畫如歌生活環境的心理需求。由此可見，景觀再生設計具有多種功能，能夠賦予場地多重內涵，是一種有效的礦山環境治理方式，使礦山重新發揮經濟、社會、環境效益和美學價值，其從更高的角度、更深的層面為廢棄礦山所帶來的社會與環境問題找到了出路。

[1]http://www.asla.org/nonmembers/publicrelations/What_is_ASLA.cfm.

[2]http://www.eclas.org/content/about_eclas/goals_origins.php.

[3]王向榮,任京燕. 從工業廢棄地到綠色公園——景觀設計與工業廢棄地的更新[J]. 中國園林，2003,11~18.

[4]俞孔堅.足下的文化與野草之美——中山歧江公園設計[J].新建筑，2001（5）：17~20.

[5]那 偉,劉繼生. 2007. 礦業城市人地系統的脆弱性及其評價體系[J].城市問題, (7):43~48.

[6]劉海龍.采礦廢棄地的生態恢復與可持續景觀設計[J].生態學報，2004（24）：323~329.

[7]李 健. 生態恢復關鍵技術研究[M]. 2009. 中國林業出版社.

[8]陳芳清，王祥榮. 從植物群落學的角度看生態園林建設——以寶鋼為例[J]. 中國園林, 2000，16（5）：35~37.

[9]李貴民，李道強，高祥斌等. 城市景觀生態與生態園林設計[J]. 聊城大學學報(自然科學版), 2007，20(4):61~63.