楊 浩
(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心湖南總隊,湖南 株洲 412011)
2018年10月1日,自然資源部實施煤炭、非金屬、有色、黃金、陸上石油天然氣、水泥、冶金、化工、砂石9大行業(yè)綠色礦山建設(shè)規(guī)范,這對中國礦山邊坡復綠建設(shè)具有重要的示范引領(lǐng)和里程碑意義。依據(jù)國家九大行業(yè)綠色礦山建設(shè)規(guī)范準要求,礦區(qū)綠化應與周邊自然環(huán)境和景觀相協(xié)調(diào),綠化植物搭配合理,礦區(qū)工業(yè)場地、辦公生活區(qū)、礦山邊坡、排土場(含臨時)等進行及時復墾及綠化,礦區(qū)可綠化區(qū)域綠化覆蓋率應達到100%??梢?,礦山邊坡復墾、復綠是綠色礦山建設(shè)工作中的重中之重,也是礦山建設(shè)中主要的資金投入工程之一,礦山邊坡生態(tài)環(huán)境恢復效果直接影響到整個礦山的建設(shè)形象[1]。
礦山邊坡綠化是指在礦山最終邊坡、零星開挖邊坡和棄土場邊坡種植有生命力的植物種子和種苗,以保護邊坡穩(wěn)定,綠化、美化礦區(qū)環(huán)境。目前,我國邊坡綠化技術(shù)種類繁多。為了更好地開展邊坡再綠化技術(shù)及其效果的調(diào)查與評價方法,在充分調(diào)研國內(nèi)邊坡再綠化技術(shù)的基礎(chǔ)上[2-5],結(jié)合我國邊坡的特點,按工程形式可將邊坡綠化技術(shù)分為9種:覆土種植法、噴播法、袋(毯)法、種植槽(坑)法、洞穴法、臺段法、懸掛法、藤蔓法和復合法。
覆土種植法是在坡面上直接覆土種植植被的一種方法,可播種草種或樹種,也可以直接種植成苗[6],該方法多用于礦山平緩邊坡或邊坡間平臺復綠,參見圖1。覆土厚度根據(jù)種植植被類型而定。
圖1 覆土種植法復綠示意圖
噴播技術(shù)是利用噴射機將混合料噴播到邊坡上的一種再綠化方法[7],參見圖2。根據(jù)施工工藝的不同,可劃分為掛網(wǎng)噴射法、普通噴射法、液壓噴射法和厚基料噴射法[8]。但無論名稱如何,該技術(shù)的核心是基質(zhì)配置,不同巖性和植被基質(zhì)組成的基質(zhì)配置是不同的[9]。
圖2 噴播法復綠示意圖
該技術(shù)是將種子和土壤基質(zhì)按一定比例撒播在袋子、無紡布、網(wǎng)眼等中間,形成一種特殊的產(chǎn)品方法。根據(jù)施工工藝,還包括生態(tài)袋、種植袋、生態(tài)毯、立體植被網(wǎng)等[10]。其中,生態(tài)袋法是最常用的復綠方法,參見圖3。其方法是利用填土生態(tài)袋形成支護結(jié)構(gòu),用錨桿錨固在陡坡上,生態(tài)袋之間用抗老化連接袋連接成整體柔性結(jié)構(gòu)。在生態(tài)袋的內(nèi)外側(cè)采用混播、噴播、壓播、插播等方式進行綠化,形成一個完整的生態(tài)柔性支護結(jié)構(gòu)[11]。植物根系通過新建的軟質(zhì)邊坡自由生長,進入巖土基層,達到綠化效果。
圖3 生態(tài)袋法復綠示意圖[12]
該技術(shù)是利用較大邊坡原有的微地形或人工爆破、開槽等方式,為植物在邊坡上生長創(chuàng)造生長空間,參見圖4。根據(jù)施工工藝,分為魚鱗坑法、鳥巢法、溝槽復綠技術(shù)和種植溝槽法[13]。
圖4 種植坑法復綠示意圖
這種方法是利用坡隙或鉆孔來創(chuàng)造植物生長空間,并填充基質(zhì)或覆土來種植植物,如圖5所示。
圖5 洞穴復綠法示意圖
該方法是通過調(diào)節(jié)、控制坡率或采取爆破等措施改造坡形,再覆土種植的綠化方法,參見圖6。按施工工藝又分為續(xù)坡法和梯級臺階法[14]。
圖6 臺段法復綠示意圖
這種方法是利用支架或鋼籠來創(chuàng)造植物生長空間。外表面用固化纖維土包裹,內(nèi)部覆土種植,使植物懸掛在坡面上[15],看似植物懸浮在邊坡上。人們根據(jù)不同的環(huán)境條件及審美需求,設(shè)計出造型各異、高低錯落有致的坡面造型,經(jīng)過精心設(shè)計和培植,使植物形成密度大、高度分散的立體群落層次結(jié)構(gòu),促進復綠邊坡生態(tài)機制和生物多樣性的改善。該方法目前多搭配滴灌系統(tǒng)一同使用于礦山高陡邊坡復綠中,如圖7所示。
圖7 懸掛法與藤蔓法復綠示意圖
藤蔓法又稱垂直綠化法,是指利用攀緣或懸掛的植物生長習性以遮蓋巖(土)體邊坡裸露面,從而達到美化環(huán)境的綠化效果,參見圖7。藤蔓植物沿著坡面匍匐生長,具有根系發(fā)達,攀附能力強,生長速度快,植物擴張性強,綠化速度快,適應土壤范圍廣以及抗逆性強,固坡保土能力強等一系列獨特的優(yōu)勢,這是其它植物類型無法比擬的。此外,藤蔓植物還具有抗性廣、養(yǎng)護費用低的特點,有的藤蔓植物還具有較好的美化效果。
所述方法是指將上述至少兩種復綠技術(shù)相結(jié)合的方法,如圖8所示。目前,礦山邊坡生態(tài)修復中常用的、經(jīng)濟的復合復綠方法是臺階面外側(cè)碼放生態(tài)袋或格賓墻,平臺覆土種植復綠,邊坡藤蔓復綠,參見圖9。其主要工作步驟如下:危巖清理、加固→掛柔性牽引鋼絲網(wǎng)→平臺外側(cè)生態(tài)袋穩(wěn)固→平臺基面覆土種植→內(nèi)側(cè)坡腳種植爬藤綠化(下攀中掛上垂)。
圖8 復合法示意圖
圖9 復合法施工示意圖
下面通過列表形式,分別對九種復綠方法從適用條件、優(yōu)缺點、綠化效果等多方面對各復綠技術(shù)的優(yōu)勢進行分析,詳見表1。
隨著用礦需求增加和科學技術(shù)進步,礦業(yè)活動強度日益激烈,廣度日趨擴大,礦區(qū)環(huán)境每況愈下,裸露的礦山邊坡巖土體屢見不鮮。在礦產(chǎn)資源開發(fā)的全過程中,實行科學有序開采,將礦區(qū)擾動及對周邊生態(tài)環(huán)境破壞控制在可控范圍內(nèi),使礦產(chǎn)資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護相協(xié)調(diào),礦山生態(tài)環(huán)境修復是大勢所趨。礦山邊坡復綠能有效地減輕或避免礦區(qū)水土流失、穩(wěn)固巖土體、修復礦區(qū)生態(tài)環(huán)境、減少視覺污染等作用。本文旨在探討目前國內(nèi)礦山邊坡常用的邊坡復綠技術(shù)及技術(shù)的優(yōu)劣勢條件,為其他從事綠色礦山建設(shè)與礦山邊坡生態(tài)修復工作者參考。