魯中南山區典型破損山體的植被恢復模式研究

張廣啟,劉 新,段正洪

（滕州市林業發展服務中心，山東 滕州277599）

破損山體是指由人為活動導致或者客觀因素導致的對山體原有地形、植被的破壞。常見的人為活動包括礦石開采、道路建設、房地產開發、水利建設等，客觀因素主要是指地震、水土滑坡、崩塌、泥石流等自然災害[1]。其中，人為活動造成的山體破損是破損山體形成的主要原因。山體破損往往導致該區域的生態系統退化、生態功能喪失，甚至還會引發山體滑坡、崩塌或者泥石流等自然災害，對國民經濟及人民安全構成嚴重的威脅。因此，破損山體恢復治理既是出于景觀效果與生態系統的需要，也是經濟與生態環境全面和諧發展的必然要求。

1 研究區概況

研究區域位于滕州市境內，地處山東省南部，微山湖東岸，處于魯中南山區的西南麓延伸地帶，北、東、南三面環山，屬黃淮沖積平原的一部分。氣候屬于溫暖帶季風型大陸性氣候，四季分明，雨熱同期，光照充足。春季少雨、多風、易旱；夏季炎熱、多雨、易澇；秋季多旱；冬季寒冷干燥，雨雪稀少。樹種資源主要以華北植物區系樹種組成，同時還有一定數量的南北方樹種組成，隸屬92 個科186個屬。

2 研究對象與方法

2.1 研究對象

選取滕州市境內3種有代表性破損山體，分別為采石坑、礦山開采形成的邊坡、廢棄采石場，具體情況如下：

（1）界河后棗破損山體，位于位于滕州市靈泉山省級森林公園內，為多年開采遺留的采石坑，區內微地貌多為剝蝕丘陵與采石陡崖，與附近的優美景色形成強烈反差，嚴重影響了當地自然景觀。

（2）魯南中聯水泥廠后礦山，位于中聯水泥廠廠區后山，為礦山開采形成的邊坡，坡面總面積約為10000m2-12000m2，坡度約為40～80°。邊坡巖石多為石灰巖，坡面上有大量礦山爆破余留大塊巖石，邊坡裂隙發達，穩定性一般，部分邊坡存在塌落隱患。

（3）南沙河篤山口破損山體，該區域由于受歷史上采礦活動影響，山體破壞嚴重，山體陡立，局部地段多次發生巖體崩塌等地質災害。加之大量礦渣、建筑垃圾和生活垃圾沿坡腳堆放，生態環境質量極差。

2.2 植被恢復模式

2.2.1 客土回填

對于界河后棗破損山體，采用危巖體清除、客土回填綠化和修建排水溝的綜合治理方案，將工程措施和生物措施相結合，最大限度的減輕采石廢棄地的水土流失，重構土壤，恢復植被，使區域地質環境向良性轉化。

界河后棗破損山體為多年開采后遺留的采石坑，存在較大的地質安全隱患，因此在治理措施上采用工程措施與生物措施相結合的手法。在邊坡地質勘查的基礎上，利用工程爆破的手法清除危巖體，之后，在50～70°坡處設2 級臺階，設計臺階寬5m，臺階高度5m，在采石坑臺階及坡角處進行客土回填，將廢石堆積在臺階上，覆土，并進行壓實，上部0.5m 填三類種植土，表層填0.4m 營養土。

為保證邊坡的穩定性，回填邊坡坡度應控制在35°以下，同時修建排水溝以增加邊坡的穩定性。經過地表徑流計算，設計排水溝高度為1.0 m，坡度采用1:0.5。采用漿砌塊石砌筑，三合土墊層，水泥砂漿抹面，確保排水溝底部和側壁不滲漏。

樹種選擇以管理粗放、生長較快、耐瘠薄的喬、灌木及鄉土樹種為主，僅在重點區域點綴以觀花、觀葉植物。由于界河后棗破損山體地層巖性為斑狀細粒含黑云花崗閃長巖，是一種顯晶質酸性深成巖。因此，樹種選擇上以能適應弱酸性環境的樹木為主，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，峭壁處需種植爬山虎和常春藤等攀緣植物，從而更好地防止水土流失，達到較好的綠化效果。

2.2.2 高次團粒噴播

魯南中聯水泥廠后礦山上部崖壁部分采用直接噴播方式，將噴播基材按實際需要厚度直接噴灌到坡體表面、巖石表面的溝壑、大裂縫、巖層底部等。最終將現狀裸露邊坡建成與周邊環境協調、植被繁茂、配置合理、觀感自然的綠色生態環境。

魯南中聯水泥廠后礦山經過多年開采，山體破損嚴重，裂隙發達，土壤附著較厚粉塵沉積物，自然環境極不利于植物生長。因此，對邊坡進行爆破整形、砌筑排水溝以提高其穩定性，崖壁則采用團粒噴播技術。首先采用爆破、機械或人工的方式，將邊坡的坡度處理到60°以下，清理掉坡面上的危石、浮石和雜物。在部分匯水量較大的位置修筑坡頂截水溝和豎向排水渠，將坡上匯水有組織的導引到坡底，保證邊坡安全和團粒噴播綠化效果。

團粒噴播是青島高次團粒生態技術有限公司自主研發的生態修復與環境生態性防護技術，根據坡面情況，在清理后的坡面上部分敷設特殊的金屬網，并用錨固件固定，在噴播時起到骨架作用，以利于植物生長。之后，在敷設好的金屬網上噴播通過特定的施工工藝制備具有特殊性能的土壤培養基，為植物生長提供條件。這種土壤培養基與傳統土壤基質相比，在土壤結構上有著本質的區別，能夠更有效地抵御水土流失，給植物生長提供養分。

在樹種選擇上選用抗性強。抗旱性、抗病蟲害、耐貧瘠的鄉土樹種，并注重選用先鋒樹種和豆科類先鋒植物樹種，采用喬木、灌木、草本，深根系、淺根系相搭配的原則，使用部分先鋒樹種。因此，確定喬木層為刺槐、臭椿、鹽膚木、火炬樹、苦楝；灌木層為紫穗槐、胡枝子、荊條；草本層為黑麥草、高羊茅。利用木本植物種子繁殖方法，使用專門的噴播機播種造林。

2.2.3 砌臺客土回填

對南沙河篤山口破損山體采用“景治結合”的治理原則，采用爆破等方式清除山體及開采面風化、松動的危巖危石，徹底消除崩塌隱患，整理出3個平臺，在平臺上回填客土、修建擋土墻并栽植大喬木進行固土綠化。

在陡崖上部邊緣修建排水系統，攔截地表徑流，減弱地表水對地表的沖蝕，減少水土流失。在平臺上回填客土、修建擋土墻并栽植大喬木進行固土綠化。為確保綠化效果，對于影響美觀的裸露陡崖，采用在腳坡下設置種植槽，坡頂種植攀巖植物的方法進行綠化，對原有植被注意保護，增加各類林木的種植，高低搭配，達到景致協調一致，形成景觀帶。

樹種選擇上，平臺部位種植桃樹、杏樹、核桃、石榴等經濟樹種，坡底部種植槽選用立面遮擋效果較好的速生樹種，如楊樹、構樹、馬尾松等，坡頂攀緣植物為爬山虎和五葉地錦。

2.3 調查與分析方法

調查研究時間為2017年4月至2019年10月。在對3種破壞山體治理施工過程和竣工期對其進行跟蹤調查的基礎上，對不同植被恢復模式的景觀效果進行實地調查和分析評價；采用對比法，對不同修復模式的施工成本進行分析；綜合分析不同植被恢復模式的優勢和不足。

3 結果與分析

3.1 不同植被恢復模式的景觀分析

3.1.1 客土回填

界河后棗破損山體的區域景觀可以分為界限較為明顯的三部分，坡下較為平緩的區域為灌草結構，除人工栽植的約1.5m 高側柏外，整塊區域被草本植物覆蓋，總覆蓋率基本達到90%以上。客土回填后形成的緩坡為單一刺槐群落，每株間距1.5m，呈“品”字形種植。由于密度較大，群落內幾乎沒有灌木和草本生長。坡上峭壁及崖下區域為自然恢復群落和攀緣植物，喬灌木結構較為合理，主要樹種為刺槐、臭椿和火炬樹，具有較好的景觀效果和季相變化。

3.1.2 高次團粒噴播

魯南中聯水泥廠后礦山坡面較陡，立地條件較差，因此采用高次團粒噴播技術。因此該區域的群落中基本以人工恢復植物為主，植物長勢健壯，整體覆蓋率基本達到100%，但是植物品種單一，高度整齊一致，并未出現明顯的喬灌草結構。雖然就綠化效果而言，該模式植物成活率、生長效果及覆蓋率均為最高，但是由于群落結構過于單一，在景觀效果上略有不足。

3.1.3 砌臺客土回填

南沙河篤山口破損山體治理面積較大，因此采用削坡后三級砌臺回填客土的形式。回填客土后，種植楊樹與果樹等植物，場地內同時遺留有馬尾松-狗尾巴草群落，景觀效果較差。因為楊樹長勢不佳，加之種植的攀緣植物如爬山虎等較為羸弱，因此并沒有起到較好的景觀效果，裸露巖體較多。

3.2 不同修復模式的施工養護成本分析

由表1 可以看出，危石卸載、邊坡加固和植被栽植后的養護管護是3種不同修復模式所共有的。

在界河后棗進行的客土回填植被恢復模式，共治理損毀山體面積5.6 萬m2，回填渣土和種植土6.5萬m3，栽植各類樹木5000 余棵，投入資金310 萬元；南沙河篤山口治理損毀山體面積16.4 萬m2，回填渣土和種植土9.2 萬m3，栽植各類樹木5100 余棵，工程總投資307.2 萬元。

與客土回填模式相比較，在南沙河篤山口開展的高次團粒噴播模式的單位面積客土量、栽植苗木數量相對較小，資金投資額度也較少，且部分裸巖外立面采用遮掩的方式，即在栽植高大喬木和攀援植物遮擋的方式效果不太理想，主要是由于受客土土層厚度的影響高大喬木生長效果不佳，而爬山虎等攀援植物生長速度相對較慢。

魯南中聯水泥廠后礦山由于采用高次團粒噴播的措施，施工成本最高；為保證噴播植物種子的萌芽和正常生長，需要3～4 天澆水一次，加大了養護成本；此外，由于播種密度過大，植被將會發生衰退、群落也會發生演替，為促進向目標植物群落方向發展[2]，需加強管護措施。但總體來看，高次團粒噴播模式綠化最為速度、效果最佳。

表1 不同修復模式所需施工養護措施一覽表

3 討論

綜合來看，客土回填模式可以自行消化坡面整理所產生的渣土和種植土，又可外運表層土調節土壤的肥力，適應的樹種比較多，可持續發展能力比較強，比較適合形成植物群落，在這幾種方法中效果最好。

高次團粒噴播方法見效快，成本高，整體綠化效果好，所使用的特殊土壤基質可持續性能力極高，但是群落結構較為單一。在立地條件極差、施工難度比較大的山體破損面治理中不失為一種很好的選擇。

削坡砌臺施工技術、方法和施工過程復雜。整體來講，這種治理方法投入較高，治理效果一般，適用于破損山體治理面積較大，具備較大施工場地的坡面類型。同時這一方法也需要回填客土，應按照客土回填的要求，加強后續養護管理。

4 結論

通過對魯中南山區3種典型破損山體植被恢復模式調查研究，可以發現不同的治理模式有不同的優勢，同時也存在各自的不足之處。在實際的山體生態修復中，3種治理方法在選擇上有的是只用一種方法，有的是幾種方法綜合運用，調查分析各種治理方法工程施工過程，以及竣工后期對其進行跟蹤調查后，主要得出以下結論：

（1）分析不同模式的景觀效果表明，客土回填模式和高次團粒模式均選擇以刺槐、火炬樹和牡荊作為骨干樹種進行生態恢復。這3種植物均為鄉土植物，長勢良好，且刺槐夏季開白花，火炬樹秋天有紅葉紅果，擁有良好的季相變化。客土回填模式同時營造了立體綠化，利用攀緣植物美化崖壁，遮擋效果較好，但是該模式自然恢復的草本植物較多，生長雜亂，在一定程度上影響了景觀效果。高次團粒噴播模式形成的群落景觀高度一致，遮蔽效果最佳，但在層次性上稍有欠缺。削坡砌臺模式喬木樹種選擇欠妥，成分單調且長勢不佳，部分區域群落退化，呈現負演替現象，形成生態斑塊，景觀異質化程度較高，效果在三者中最差。

（2）3種不同模式的施工成本以客土回填最低，高次團粒噴播最高，削坡砌臺較高。但是，不論用何種治理模式，養護管理都是相當關鍵，尤其是澆水及時。如果基本的養護模式跟不上，再完善的治理方法也得不到良好的效果體現，因此在承包核算時，必須考慮后續的養護管理成本。