泉州市洛江废弃采石场的生态恢复与重建

第２７卷第１０期Ｎｏ．１０Ｖｏｌ．２７内江师范学院学报ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＮＥＩＪＩＡＮＧ　ＮＯＲＭＡＬ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ泉州市洛江废弃采石场的生态恢复与重建李建成，　陈大涌，　丁琳霞，　况代智，　康伟锋＊（泉州师范学院资源环境研究所，　福建　泉州　３６２０００） 摘　要：以泉州市洛江十八坎废弃采石场生态恢复工程为例，探索区域废弃采石场生态恢复与重建的新方法．在分析该采石场现状及其所处区域自然地理环境的基础上，运用景观生态学和系统工程学原理，遵循地域性、可行性和生态性原则，规划设计了该采石场生态恢复与重建方案，对该方案实施的实际效果进行分析总结，并提出了采石场生态恢复与重建的建议．关键词：废弃采石场；生态恢复；重建；泉州市中图分类号：Ｘ１７１．４文献标志码：Ａ文章编号：１６７１－１７８５（２０１２）１０－００５３－０４０　引言采石业在推动城市经济、社会发展发挥积极作用的同时，其废弃采石场也造成自然山水景观的破坏，并常常引发水土流失、地质灾害等一系列严峻的生态环境问题，从而引起社会的高度关注．维护城市良好的生态环境，治理并恢复废弃采石场的“疮疤”，是当前城市生态环境建设的重要内容之一［１］．废弃采石场的生态恢复和重建是一个复杂的系统工程．近年来，国内外废弃采石场生态恢复和重建的一些研究和探索性实践相继出现［２－４］．在固化裸露边坡，防止地质灾害和水土流失的治理技术日趋成熟，但生态恢复和重建的技术研究尚待深入．泉州市花岗石资源得天独厚，因开山采石所造成的生态环境问题也较为严重．近几年来，该市借鉴国内外采石场生态恢复技术，对部分采石场进行生态恢复，但由于对区域自然地理要素的影响论证不足，整体效果欠佳．文章针对该市生态恢复实践中出现的问题，以洛江十八坎废弃采石场为例，运用景观生态学等原理，在遵循其生态性原则的同时，强调采石场生态恢复与重建的地域性和可行性原则，即把成熟的生态恢复技术与当地自然地理环境和采石场自身特点有机结合，因地制宜地设计并实施了该采石场的生态恢复实验．通过实验，寻求解决该自然地理区域背景下废弃采石场生态恢复中的引种植物生长条件，提高区域废弃采石场生态恢复实效，以期为不同自然地理区域下废弃采石场生态恢复和重建研究提供素材．１　区域自然地理及采石场概况１．１　区域自然地理极其影响泉州市地处福建省东南部，西依戴云山脉，东临台湾海峡．地形地貌以低山、丘陵为主，各类花岗岩和火山岩广泛分布．其中，花岗出露面积约占全市总面积的２６％．这些花岗岩是采石业发展的资源基础，但其质地致密坚硬造成了开采后期采石场生态恢复的困难．泉州市属于亚热带海洋性季风气候，年平均气温１９．５～２１℃，年平均降水量为１０４８～１７６３ｍｍ，全年降水量分配不均，春夏降雨较为集中，夏秋受过境台风影响，多台风雨．每年３～８次台风暴雨的最大降水量极值常常在１６０～２７０ｍｍ，形成集中的径流并对地表产生强烈冲刷，是本区采石场生态恢复和重建至关重要的影响因素之一．在亚热带湿热气候条件下，花岗岩分布区常发育厚薄不一的风化残－坡积层．颗粒分析资料表明，该层沙粒·３５·　收稿日期：２０１２－０９－０６　基金项目：泉州市科技计划重点项目（２０１１Ｚ１８）　作者简介：李建成（１９６１－），男，福建泉州人，泉州师范学院教授．研究方向：自然地理环境内江师范学院学报第２７卷第１０期组（１０～２ｍｍ）含量较大，多在２０～３０％．开山采石后，表层风化残－坡积层和植被遭受破坏，水土流失加剧，冲刷和淅离出来的石英沙粒组常堆积于采石场附近，加大了其生态恢复的难度．１．２　采石场地理位置和现状洛江十八坎废弃采石场位于泉州市洛江区万虹公路２８㎞处附近的十八坎山．该采石场始采于２０世纪７０年代，２００５年停采闭坑．由于多年来粗放的开采活动，十八坎山山体植被遭受破坏，岩石直接裸露，山体千疮百孔、断壁突兀，形成与周边生态环境极不协调的视觉反差．该采石场开采岩石的岩性为燕山晚期的中酸性二长花岗岩．停采闭坑后的废弃采石场，长约５０ｍ，宽２０～３０ｍ，面积约１２５０ｍ２．采石场立面边坡为中等坡度的岩石崖壁，该崖壁呈南北走向，长约４５ｍ，高度一般在１０～１５ｍ，向西形成一个近５０°的倾斜面．由于采石场停采关闭前，多采用人工爆破露天开采，关闭后的岩石崖壁面上形成三个不规则的阶梯面．崖壁岩石构造、爆破裂隙发育，表面突兀．上方覆盖有３０～６０ｃｍ不等的风化残－坡积层，地表植被均受不同程度的破坏（图１）．采石场平面迹地约７００ｍ２，多为碎石和废渣所据，地势和缓．图１　生态恢复前的边坡现状２　采石场生态恢复与重建原则和目标２．１　生态恢复与重建原则采石场生态恢复与重建应以景观生态学和系统工程学理论为基础．指导思想主要包括可持续发展、资源保护优先、人与自然和谐、生态环境多样性和生态文明等［５］．在综合分析洛江十八坎废弃采石场所处的区域自然地理因素影响和采石场现状的基础上，笔者认为，该采石场的生态恢复与重建应遵循以下三个原则．２．１．１　地域性原则不同的区域具有不同的自然地理条件，而不同的自然地理条件特别是气候、地貌、水文、土壤和植被等对所在区域采石场的生态恢复与重建存在着不同程度的影响．这种地理条件和生态环境的地域性和特殊性，是废弃采石场生态恢复与重建应当把握的主要原则．显然，因地制宜，充分分析和论证区域自然条件对生态恢复工程的利与弊，制定科学、合理的治理措施是采石场生态恢复与重建的重要环节．如在设计排水沟时，要充分考虑台风暴雨时的地表径流量等．２．１．２　可行性原则在考虑区域自然地理条件对采石场生态恢复与重建影响的同时，应重点对具体采石场包括其立面岩石崖壁坡度、破坏程度、水文地质条件和平面的地形、地貌、水文等基本状况进行分析研究，充分论证选取的生态恢复与重建方案的可行性．主要包括环境的可接受性和技术的可操作性两个方面［６］．前者重点考虑引种植物对区域环境中生态因子的适应性，后者则主要考虑工程技术、生物技术以及经济的可行性．２．１．３　生态性原则开山采石的人类行为给采石场原址生境带来了巨大的干扰，影响了林地斑块作为跳板的功能发挥，使原来稳定的区域生态系统受到了破坏［７］．因此，采石场生态恢复与重建所必须要考虑的另一个原则是生态性，即采石场治理的生态效益．主要是通过植物重建使之成为一个具有一定结构和一定生产力水平，能维持相对稳定的生态平衡，且与周边景观相协调的生态系统．２．２　生态恢复与重建目标矿山开采对原有生态系统具有很大的破坏作用，因而造成生态系统的不平衡、不连续性以及不可逆转性，在自然状态下不可能恢复到原来状态．因此，采石场生态恢复与重建的主要目标是通过人工辅助治理手段，达到恢复矿山生态环境的目的．针对洛江十八坎废弃采石场，以地域性、可行性和生态性为原则确定其生态恢复与重建的目标是：首先通过地表水系的梳理和危石的清理，降低采石场东侧岩石边坡发生崩塌、滑坡等地质灾害风险．在此前提下，采用适当的工程技术措施为立面崖壁和平面迹地的引种植物生长创造适合的条件，经过２～３年初步取得治理的生态效益．３　采石场生态恢复与重建设计基于上述采石场生态恢复与重建原则和目标，·４５·２０１２年１０月李建成，陈大涌，丁琳霞，等：泉州市洛江废弃采石场的生态恢复与重建结合洛江十八坎废弃采石场的现状，确定了采石场生态恢复与重建的整体方案．该方案的设计思路是：通过岩石崖壁危石的清理和外围排水沟的布设，增加边坡稳定性．在此前提下，借鉴垒砌阶梯复绿法和客土法等技术，同时结合区域自然地理特点和采石场状况，对采石场内部的排水沟、沉沙池和挡土墙进行必要的改进，以求取得生态恢复与重建实效．３．１　立面崖壁生态恢复与重建设计根据采石场立面崖壁现状和特点，为减少坡上地表径流对崖壁的直接冲刷和渗透，增加崖壁的稳定性，首先在岩石崖壁外围坡上设计排水沟，排水沟截面为４０×４０ｃｍ．岩石崖壁的处理采用垒砌阶梯复绿法［８］，并对其进行因地改造．即在崖壁遗留的采石台阶进行砌体并回填客土，为台阶引种植物的生长创造条件．考虑到区域常年受台风暴雨影响且风化残－坡积盖层沙粒含量高的特点，一是适当加大台阶内侧横向排水沟的尺寸，二是在台阶内、外侧垒砌挡土墙（图２）．此外，在崖壁坡脚一侧设计一个深度为８０ｃｍ，直径为１００ｃｍ的沉沙池．每个台阶的横向排水沟和沉沙池均由一条纵向沟渠相连通，构成三横一纵一池的采石场内部的排水、排沙系统．图２　边坡生态恢复设计剖面图崖壁台阶引种植物的设计，在遵循生态性原则的前提下，选择适合本地花岗岩丘陵区生长的速生乔木、灌木和草本植物等．由于小叶榕（Ｆｉｃｕｓ　ｍｉｃｒｏ－ｃａｒｐａ　ｖａｒ．ｐｕｓｉｌｌｉｆｏｌｉａ）是一种扦插易生根的常绿乔木，也是本地区常见的风景园林首选树种．该树种在裂隙发育的岩石崖壁容易植长，而且培育时间短，成活率高．因此，在本次台阶复绿工程中将小叶榕作为首选乔木，并可预见较好的生态恢复与重建效果．３．２　平面迹地生态恢复与重建设计采石场平面迹地的治理是沿豁口设计一道挡土墙，然后采用客土法［９］回填平整迹地，回填的客土厚度一般不小于５０ｃｍ．植物的选取以巨尾桉为主．巨尾桉（Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ　ｇｒａｎｄｉｓ　ｘ　Ｅ．ｕｒｏｐｈｙｌｌａ）是世界著名的三大速生树种之一，且非常适合本地区亚热带季风气候下生长．它具有适应性强，生长快，速生丰产性能好，产量高，周期短的特点，同时也是一种极具价值的经济林和生态林．这种树木种植后３～５个月可以使青山绿化．因此，本次采石场平面迹地的生态恢复主要选择该树种．为充分利用桉树喜爱侧光的生长特性，采用宽行窄株的方式配置株行距，一般采用１×１．５ｍ排列的植穴为宜．４　采石场生态恢复工程的实施和效果４．１　工程处理洛江十八坎废弃采石场的工程处理，主要采取危石清理、排水沟、沉沙池和挡土墙的开挖垒砌以及客土回填等方法，对废弃采石场的立面边坡和平面迹地进行地形、水系改造．立面边坡崖壁是生态恢复与重建的重点和难点，所采取的工程措施必须以保证边坡的稳定性为前提，同时营造引种植物生长的良好环境．根据生态恢复与重建的设计方案，首先在清除坡上危石的同时，在边坡崖壁外围坡上开挖排水沟，隔离坡上地表径流的冲刷和入透，降低边坡崖壁的负荷，使其稳定性得到增强．然后根据边坡遗留的三个开采台阶特点，垒砌挡土墙并回填客土．在台阶内侧留存横向排水沟，在采石场边坡边缘垒砌一条纵向排水沟并使之与三个横向排水沟和坡脚的沉沙池相连通，形成采石场内部的排水、排沙系统，以此来削弱坡面径流和泥沙对台阶挡土墙及引种植物生长的干扰和破坏．而采石场的平面迹地比较简单，主要通过豁口挡土墙的垒砌和客土的回填平整来实现．为节约治理成本，所有排水沟、挡土墙均以就地选取的碎石、角石为材料，用水泥砂浆砌体．４．２　植被恢复采石场生态恢复与重建的关键在于植被恢复．经过前期工程处理后，在综合考虑采石场边坡台阶和迹地等植物恢复地段的物理条件、回填客土养分状况、植物生长水分条件的前提下，边坡台阶选用的引种植物以小叶榕为主；迹地的引种植物则以巨尾桉为主．两种植物均为耐旱、耐脊薄、叶片吸附力强、养护管理粗放的乡土速生树种．为提高引种植物的成活率，主要选取株高８０～１００ｃｍ的树苗．植物的种植栽培技术因种植地段和树种而异．由于边坡台阶宽度的限制，小叶榕只能单行种植，株距为８０ｃｍ；而迹地地段较为开阔，采用“品”字型行列排列种植，考虑到树苗的成活率，实际种植行株距为１·５５·内江师范学院学报第２７卷第１０期×１ｍ．图３为采石场生态恢复初期经工程处理和植物种植后的立面边坡．图３　生态恢复初期的边坡４．３　养护管理养护管理是采石场生态恢复与重建后期的一个非常重要环节．主要包括浇水、虫害防治、幼林抚育、追肥和补种等内容．这个过程主要是聘请当地有经验的护林员进行定期养护和管理，项目组２～３个月进行一次巡查，发现问题及时处理，尤其是对枯死的树苗及时补种，最大程度地保持林带景观的整体协调性．经过近两年的采石场生态恢复工程的实验，该采石场的引种植物经历了多次台风暴雨的袭击，以比较高的存活率和生长率构成采石场新的生态景观主体，其生态恢复与重建初步达到预期效果（图４）．但由于二级台阶自然宽度较窄，引种植物的成活率较低，复绿效果没能完全显现．图４　生态恢复后期的边坡５　结论和建议废弃采石场生态恢复与重建是一项涉及多学科、多领域的复杂系统工程．近几年来，国内外对废弃采石场的生态恢复与重建的研究与实践越来越多，但实践过程中采用工程措施和生物措施相结合的方法，对废弃采石场内裸露岩石崖壁景观进行生态恢复与重建的项目还很少．通过对泉州市洛江十八坎废弃采石场生态恢复与重建工程的实证研究，笔者认为：５．１　采石场生态恢复与重建应充分考虑采石场所在区域自然地理因素的影响，特别是对引种植物生长影响较大的气候、水文和土壤等自然条件的影响，“因地制宜”规划适合本土生长的植物种类，设计合理的采石场排水、排沙系统．５．２　采石场生态恢复与重建应重点考虑采石场本身的自然条件的影响．特别是对采石场生态恢复难点的立面岩石崖壁坡度、破坏程度、水文地质条件等进行重点分析研究．根据立面岩石崖壁的坡度大小和破坏程度，“因场制宜”选择和设计切实可行的生态恢复与重建技术措施．５．３　采石场生态恢复与重建还应特别注重辅助工程和引种植物的管理和养护．由于采石场生态恢复过程中存在植物种植土壤贫瘠、缺水、时间跨度大等一系列特殊性问题，强化生态恢复工程的后期养护管理，不仅可以提高引种植物的成活率，还可以减少返工的次数，节约治理成本．养护管理还要坚持建管并举，防止“重建轻管”，从根本上改变采石场“治而不理”的现象．参考文献：［１］索赟，苗慧，崔金龙，等．鞍山地区废弃采石场环境治理技术措施探讨［Ｊ］．现代矿业，２０１０，４９３（５）：１０７－１０９．［２］方华，林建平，莫江明．采石场生态重建的有关问题［Ｊ］．生态环境，２００６，１５（３）：６５４－６５８．［３］陈芳孝．北京市矿山生态治理主要技术与典型模式［Ｊ］．中国水土保持，２００７（７）：２５－２６．［４］郭宏峰，李瑛．废弃采石场的生态恢复与景观重建———以浙江省乐清市东山公园为例［Ｊ］．华中建筑，２００８，２６（３）：１４８－１５１．［５］杨利琴，雷昌伟，黄毅，等．采石场生态恢复与综合开发研究［Ｊ］．生态经济，２０１１（１２）：１７５－１７８．［６］王立伟．“２０１４年青岛世园会”百果山园区岩壁景观的生态恢复与重建［Ｊ］．中国农学通报，２０１１，２７（２５）：３０７－３１１．［７］王雅云，马锦义，薛亮．废弃采石场生态修复背景下的休闲农业园规划探讨［Ｊ］．江苏农业科学，２０１０（１）：１７４－１７７．［８］刘碧云，梁素莲．采石场生态恢复重建方法及案例分析［Ｊ］．防护林科技，２００８，８７（６）：３１－３３．［９］吕嘉．干旱地区盐渍地客土造林技术［Ｊ］．黑龙江农业科学，２０１１（９）：１６３－１６４．（下转第８１页）·６５·２０１２年１０月刘　畅：以网络职业规划引导网络成瘾大学生之探析Ｇｕｉｄａｎｃｅ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ－ａｄｄｉｃｔｅｄ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ＳｔｕｄｅｎｔｓＴｈｒｏｕｇｈ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｏｃｃｕｐａｔｉｏｎａｌ　ＰｌａｎｎｉｎｇＬＩＵ　Ｃｈａｎｇ（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｊｏｕｒｎａｌｉｓｍ　ａｎｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ　６１００６８，Ｃｈｉｎａ） 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