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礦山自然生態(tài)環(huán)境治理技術(shù)與治理方案
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簡(jiǎn)介: 自然生態(tài)破壞是我國(guó)當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量惡化的重要原因之一,已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)重障礙。二十世紀(jì)八十年代以來(lái),隨著國(guó)家對(duì)礦產(chǎn)資源需求的迅速增加及礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,因礦山開(kāi)采而造成的生態(tài)環(huán)境破壞問(wèn)題也日趨嚴(yán)重,特別是露天開(kāi)采,不但影響自然景觀、造成污染環(huán)境,而且還會(huì)誘發(fā)山體滑坡,造成水土流失等地質(zhì)災(zāi)害。
關(guān)鍵字:礦山 自然生態(tài)環(huán)境 治理技術(shù) 治理方案
前言
自然生態(tài)破壞是我國(guó)當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量惡化的重要原因之一,已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)重障礙。二十世紀(jì)八十年代以來(lái),隨著國(guó)家對(duì)礦產(chǎn)資源需求的迅速增加及礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,因礦山開(kāi)采而造成的生態(tài)環(huán)境破壞問(wèn)題也日趨嚴(yán)重,特別是露天開(kāi)采,不但影響自然景觀、造成污染環(huán)境,而且還會(huì)誘發(fā)山體滑坡,造成水土流失等地質(zhì)災(zāi)害。
采礦業(yè)是一個(gè)古老的行業(yè),它為人類(lèi)做出了巨大的貢獻(xiàn),但也導(dǎo)致了嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題,威脅著我們的生存。采礦,尤其是露天開(kāi)采礦山,對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞、影響和破壞森林植被與自然景觀,有的礦山位于各類(lèi)自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、旅游度假區(qū)、地質(zhì)遺址保護(hù)區(qū)、歷史文化保護(hù)區(qū)、水源保護(hù)區(qū)、重要基礎(chǔ)工程設(shè)施保護(hù)區(qū)及城鎮(zhèn)周邊等,嚴(yán)重影響自然景觀、旅游資源、文物資源、水資源、森林資源和重要的基礎(chǔ)工程設(shè)施的保護(hù)和城鎮(zhèn)的發(fā)展及環(huán)境的改善。某些采礦業(yè)如對(duì)建筑石料、石灰石、水泥配料和磚瓦用粘土等礦山資源的大量開(kāi)采,與其它資源的開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)之間的矛盾十分突出。礦山固體廢料的不合理遺棄堆放,導(dǎo)致邊坡失穩(wěn),誘發(fā)滑坡崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害;部分重金屬及放射性元素的礦山廢碴,隨雨水沖刷,造成污染轉(zhuǎn)移,危害人們的身體健康。
這些不當(dāng)?shù)牟傻V造成的森林植被和景觀破壞、良田毀壞、水土流失、侵占土地、環(huán)境污染、誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害等,嚴(yán)重影響重要基礎(chǔ)設(shè)施及其它資源的保護(hù)等,也直接威脅和破壞人居環(huán)境、加速生態(tài)環(huán)境的惡化,影響礦區(qū)及其周邊地區(qū)居民環(huán)境質(zhì)量的改善與提高,特別是在城鎮(zhèn)周邊、風(fēng)景名勝區(qū)、交通干道(鐵路、高速公路、國(guó)道、省道和主航道等)兩側(cè)可視范圍內(nèi),嚴(yán)重破壞旅游資源、影響觀瞻,制約了資源效益與環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的統(tǒng)一和協(xié)調(diào)發(fā)展。
在我們生活的空間中,生物與生物之間,生物與非生物之間,存在著相互依賴又互相制約的關(guān)系。在正常情況下它們之間保持著動(dòng)態(tài)平衡,我們稱之謂生態(tài)平衡。但是,就人類(lèi)來(lái)說(shuō),如果因人為因素,人的生活環(huán)境遭到污染,或是自然環(huán)境遭到破壞,人類(lèi)的生活,甚至生存就會(huì)受到威脅。隨著人們生活水平的提高,對(duì)自然生態(tài)環(huán)境了解的加深和自我保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng),采礦業(yè)對(duì)人身和環(huán)境的危害也日益受到關(guān)注。因此,礦山環(huán)境治理和保護(hù)已經(jīng)成為新世紀(jì)重要的課題。
環(huán)境質(zhì)量的好壞,與人類(lèi)生存和人體健康密切相關(guān),而綠化對(duì)改善和維護(hù)環(huán)境質(zhì)量起著極為重要的作用。植物(以及我們?nèi)庋劭床灰?jiàn)的微生物)的生命活動(dòng)對(duì)保護(hù)自然環(huán)境中的生態(tài)平衡,保護(hù)礦山環(huán)境,促進(jìn)人們身心健康具有重要作用。開(kāi)展以植物為主體的礦山生態(tài)環(huán)境治理(植物修復(fù))對(duì)于改善和修復(fù)環(huán)境質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好,促進(jìn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的和諧與可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。
植物修復(fù),即植物治理技術(shù),就是以人工種植的方法形成連續(xù)的植物覆蓋,達(dá)到保持地面的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。這一技術(shù)的一大優(yōu)點(diǎn),是能建立與周?chē)h(huán)境一致的植被景觀或生態(tài)系統(tǒng),并且以其觀賞價(jià)值、生物生產(chǎn)力或自然保護(hù)效果而創(chuàng)造效益,這是其他任何方法都難以做到的。
人們對(duì)綠化功能的認(rèn)識(shí),是隨著科學(xué)的發(fā)展逐步提高的。礦山的綠化是環(huán)境保護(hù)的重要手段之一。對(duì)環(huán)境保護(hù)這個(gè)概念,過(guò)去我們往往理解得比較狹窄,好象就是對(duì)工廠“三廢”治理而言的,實(shí)際上它的內(nèi)容和方法非常廣泛。用植物綠化礦山的方法保持生態(tài)平衡,保護(hù)自然環(huán)境是重要的方法之一。
在自然生態(tài)環(huán)境中,綠色植物是人類(lèi)和生物界賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。綠色植物通過(guò)它的生命活動(dòng)對(duì)生態(tài)平衡功能的調(diào)節(jié)是任何其它物質(zhì)所不能替代的。增加綠化面積,提高植被覆蓋率,綠化礦山是改善人們的生存環(huán)境,提高環(huán)境質(zhì)量最積極、穩(wěn)定、長(zhǎng)效和經(jīng)濟(jì)的手段。
采用植物綠化礦山可以植物的巨大防護(hù)作用,諸如防止水土流失、涵養(yǎng)水分、加固殘坡積物、增強(qiáng)終邊邊幫的穩(wěn)定性起到防止和減少滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的作用等。同時(shí)礦山綠化后,空氣質(zhì)量改善。植物有吸滯煙灰、粉塵的功能,植物能有效的吸收有害氣體,放氧,從而凈化環(huán)境。某些特殊的植物能吸收、分解或固定有毒物質(zhì),凈化有害廢棄物或防止有毒物質(zhì)擴(kuò)散污染。
礦山綠化植被,對(duì)改善小氣候的功能也是顯著的。在城市周邊,建筑物密集地段熱空氣不斷上升,綠地中較冷空氣隨之向市區(qū)補(bǔ)充,形成氣流,起到調(diào)節(jié)氣溫的作用。嚴(yán)冬時(shí),則可減緩風(fēng)速,減弱寒風(fēng)侵襲,起到屏障作用。綠化還可以吸收噪聲,起到消聲器的作用。
通過(guò)礦山綠化不僅改善和修復(fù)自然環(huán)境質(zhì)量,還可以直接或間接的改善地方的發(fā)展環(huán)境質(zhì)量,有力的推動(dòng)和促進(jìn)地方產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)良性生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)共同繁榮。如礦山綠化可以有力的促進(jìn)旅游業(yè)的發(fā)展,反過(guò)來(lái),旅游業(yè)的發(fā)展也對(duì)綠化提出了更高的要求。對(duì)開(kāi)采礦山進(jìn)行植物修復(fù),不但恢復(fù)了生態(tài)環(huán)境,而且對(duì)特殊環(huán)境進(jìn)行的綠化(如陡坡的垂直綠化等)還可以產(chǎn)生新的景觀,開(kāi)辟新的旅游資源。
隨著生產(chǎn)力水平的提高,人們的生活方式、消費(fèi)結(jié)構(gòu)正在發(fā)生深刻的變化。旅游業(yè)已成為一個(gè)新興的方興未艾的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)。據(jù)聯(lián)合國(guó)有關(guān)人士估算,早在20世紀(jì)70年代后期,旅游業(yè)已超過(guò)鋼鐵工業(yè),成為比鋼鐵工業(yè)更大的產(chǎn)業(yè)。有專(zhuān)家預(yù)測(cè)旅游業(yè)將成為世界各行業(yè)中最大的經(jīng)濟(jì)部門(mén)。而且發(fā)展旅游業(yè)可以帶動(dòng)另外一些行業(yè)的發(fā)展,還可解決一大批就業(yè)問(wèn)題。
礦山環(huán)境的治理與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展密切相關(guān)。由于對(duì)礦山的掠奪式經(jīng)營(yíng)或不良經(jīng)營(yíng),給礦山及其周邊的環(huán)境造成了巨大的危害。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,礦山的環(huán)境治理也得到了發(fā)展,從原始的未加任何治理,到以物理性治理(如石砌等)為主,發(fā)展到現(xiàn)在的生態(tài)治理,即結(jié)合當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)自然環(huán)境和長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃把受破壞的自然景觀,建設(shè)成以綠色(植被)為主的生態(tài)景觀,因地制宜地把礦區(qū)建設(shè)成森林公園、風(fēng)景勝地等;對(duì)有毒廢棄物,采用植物修復(fù)的辦法,清除毒物(如重金屬等)??傊?,采用植物綠化環(huán)境、治理礦山、美化生態(tài)環(huán)境、改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,從社會(huì)——經(jīng)濟(jì)——自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),突出人地關(guān)系,追求整體協(xié)調(diào)、共生協(xié)調(diào)和發(fā)展協(xié)調(diào),從礦區(qū)的社會(huì)形態(tài)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)布局、價(jià)值倫理等進(jìn)行區(qū)域綜合規(guī)劃、評(píng)價(jià)、整治和管理,已成為共識(shí)。
一、國(guó)內(nèi)外露天開(kāi)采礦山自然生態(tài)環(huán)境治理進(jìn)展
露采礦山開(kāi)采所致的主要問(wèn)題有,耗費(fèi)過(guò)量的土地資源;被破壞的土地尚難被有效利用,既破壞了原有的自然生態(tài)系統(tǒng),又難以直接成為進(jìn)一步服務(wù)于某種社會(huì)、經(jīng)濟(jì)目的用地;礦山邊坡失穩(wěn)易造成地質(zhì)災(zāi)害;礦山廢棄物堆置占用土地,又造成周?chē)h(huán)境的嚴(yán)重污染源等。當(dāng)?shù)V山位于城市、各類(lèi)保護(hù)區(qū)、河流或交通干線附近時(shí),采礦土地的破壞,成為干擾區(qū)域經(jīng)濟(jì)規(guī)劃和實(shí)施的障礙、妨礙可持續(xù)發(fā)展、影響人類(lèi)生存的重大問(wèn)題。
隨著全球或區(qū)域經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng),人類(lèi)面臨著越來(lái)越尖銳的發(fā)展與環(huán)境的矛盾。環(huán)境污染及其惡化、資源枯竭、溫室效應(yīng)、森林與植被減少、土壤退化和土地荒漠化、生物多樣性的破壞等一系列影響人類(lèi)生存與發(fā)展的重大問(wèn)題已擺在了我們的面前。為此,1972年6月聯(lián)合國(guó)在斯德哥爾摩召開(kāi)了人類(lèi)環(huán)境大會(huì),將全球環(huán)境問(wèn)題列入世界發(fā)展的議事日程。1987年聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)在提交的環(huán)境發(fā)展報(bào)告中明確提出了“可持續(xù)發(fā)展(Sustainable development)”的概念。1992年6月聯(lián)合國(guó)在巴西舉行了環(huán)境與發(fā)展大會(huì),大會(huì)通過(guò)了以全球持續(xù)發(fā)展中心議題的“21世紀(jì)議程”,其核心是強(qiáng)調(diào)環(huán)境與發(fā)展的可持續(xù)性,即在保護(hù)環(huán)境和生態(tài)不受破壞、資源可持續(xù)利用的前提下發(fā)展經(jīng)濟(jì)。這次大會(huì)的召開(kāi)標(biāo)志著人類(lèi)進(jìn)入一個(gè)環(huán)境和發(fā)展的新時(shí)代。1997年1月27日英國(guó)金融時(shí)報(bào)發(fā)表題為“聯(lián)合國(guó)就世界資源使用情況發(fā)出警告”的報(bào)道,指出世界對(duì)自然資源的消耗速度已超過(guò)自然資源再生產(chǎn)的速度,呼吁懸崖勒馬扭轉(zhuǎn)環(huán)境惡化。保護(hù)生態(tài)環(huán)境和維持可持續(xù)發(fā)展已成為21世紀(jì)全人類(lèi)共同的中心問(wèn)題。其中,植物在維護(hù)生態(tài)環(huán)境中的重要作用已為人類(lèi)所共識(shí),并受到了廣泛的重視。
(一)法律法規(guī)的建立、健全
1、礦山環(huán)境生態(tài)治理的觀念
最初,治理礦山土地主要是使它賦予使用價(jià)值,所以過(guò)去一段時(shí)期內(nèi)各國(guó)都曾使用“復(fù)墾”一詞。如我國(guó)的1989年1月1日起施行《土地復(fù)墾規(guī)定》。據(jù)初步統(tǒng)計(jì),1988~1989年全國(guó)開(kāi)發(fā)復(fù)墾耕地近7000km2,超過(guò)同期非農(nóng)業(yè)建設(shè)占地面積??梢哉f(shuō),全國(guó)耕地大幅度凈減少的勢(shì)頭已得到控制。第二種提法就是國(guó)外大多采用“Recl- amation”這一術(shù)語(yǔ),雖然其涵義既包括“復(fù)墾”又可含其它的社會(huì)經(jīng)濟(jì)目的,但它也是單純以人類(lèi)利益為出發(fā)點(diǎn)的。
從真正持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)看,即從維護(hù)生態(tài)持續(xù)能力的觀點(diǎn)看,采礦土地的治理,應(yīng)服務(wù)于包括人類(lèi)在內(nèi)的整個(gè)自然界。因此,上面提到的僅側(cè)重于人類(lèi)直接利益的兩種提法——“復(fù)墾”和“Reclamation”都實(shí)為片面。于是采礦土地的治理應(yīng)當(dāng)有兩類(lèi)目標(biāo)選擇:在條件許可的情況下建設(shè)一個(gè)與當(dāng)?shù)刈匀唤缦嗪椭C的人類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)(如農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)等);或建立一個(gè)自然生態(tài)系統(tǒng)(它可以是被破壞的生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù),也可以是一個(gè)新的自然生態(tài)系統(tǒng)的創(chuàng)造),以彌補(bǔ)、充實(shí)和豐富這一地區(qū)原有的自然生態(tài)系統(tǒng)。不論是哪一類(lèi)選擇,整個(gè)治理本質(zhì)上都是生態(tài)學(xué)的,而且都應(yīng)在生態(tài)系統(tǒng)水平上進(jìn)行。鑒于此,我們將采礦土地的治理概括為“生態(tài)治理(Ecological Management)”,并以此替代“復(fù)墾”和“Reclamation”的提法。
2、國(guó)內(nèi)外關(guān)于礦山治理法律法規(guī)的建立、健全
隨著人們對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)和為了保障礦山生態(tài)環(huán)境治理的順利開(kāi)展,采礦業(yè)已逐漸被納入在相關(guān)的法律法規(guī)的監(jiān)督和指導(dǎo)下開(kāi)展工作。國(guó)外,特別是發(fā)達(dá)國(guó)家,礦山環(huán)境治理工作起步較早,在19世紀(jì)末就意識(shí)到采礦業(yè)對(duì)環(huán)境的影響和危害。20世紀(jì)初著手進(jìn)行環(huán)境治理的科學(xué)探索。20世紀(jì)中葉,很多發(fā)達(dá)國(guó)家制訂了某些環(huán)境控制的法規(guī)。像瑞典在1969年采礦和重工業(yè)項(xiàng)目就已被環(huán)境法嚴(yán)格控制。在日本,50~60年代保護(hù)自然環(huán)境呼聲很高,并進(jìn)行治理實(shí)施研究。對(duì)關(guān)東足尾山礦山,1956年開(kāi)始投入大量人力、物力、財(cái)力進(jìn)行治山工程,到1990年共治理廢山706km2,投資62億多日元;1971年確定了保護(hù)自然環(huán)境方針,1972年制訂了保護(hù)自然環(huán)境條例。在澳大利亞,1980年對(duì)開(kāi)采礦區(qū)進(jìn)行大規(guī)模的復(fù)墾,1997年形成“最佳實(shí)用采礦環(huán)境管理”完整系統(tǒng),出版了系列小冊(cè)子用于指導(dǎo)礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)、復(fù)墾和管理;政府有關(guān)部門(mén)為各采礦企業(yè)提供培訓(xùn)、參與研究、提供技術(shù)資料和幫助等一系列活動(dòng)。在美國(guó)于1997年出臺(tái)了《露天采礦管理與復(fù)墾法》,規(guī)定在頒發(fā)新的許可證或辦理許可證延期手續(xù)之前,要求有關(guān)公司收集、匯總和解釋水文、地質(zhì)、安全、復(fù)墾等詳細(xì)資料;各州也相應(yīng)訂立法規(guī),如《西弗吉尼亞州露天采礦復(fù)墾條例》,對(duì)礦山生產(chǎn)和擬建礦山提出了很高的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。1980年通過(guò)《環(huán)境擾動(dòng)、賠償與責(zé)任綜合法》(又稱“超級(jí)基金”),它是一部回溯性法律,要求有關(guān)責(zé)任者提供專(zhuān)項(xiàng)資金,用于治理以往(歷史)遺留下來(lái)的污染源。在英國(guó),1981年《城鄉(xiāng)規(guī)劃法》明確規(guī)定在礦山土地復(fù)墾后在規(guī)定期間內(nèi),應(yīng)對(duì)再種植物進(jìn)行管理與維護(hù)。
我國(guó)雖然起步稍晚,但近20年來(lái)相繼出臺(tái)了《中華人民共和國(guó)礦產(chǎn)資源法》、《中華人民共和國(guó)水土保持法》、《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國(guó)水法》、《中華人民共和國(guó)森林法》及《全國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)綱要》、《全國(guó)“十五”國(guó)土資源生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》等相關(guān)法律法規(guī)。我省也編制了《浙江省礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃》、《浙江省生態(tài)環(huán)境建設(shè)規(guī)劃》、《浙江省環(huán)境保護(hù)“十五”計(jì)劃》、《浙江省礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與治理規(guī)劃》等法規(guī),以保障我省礦山生態(tài)環(huán)境治理的順利執(zhí)行和實(shí)施。
(二)國(guó)內(nèi)外礦山生態(tài)環(huán)境治理技術(shù)措施進(jìn)展
由于先期強(qiáng)調(diào)“復(fù)墾”,使大多數(shù)研究和實(shí)踐主要針對(duì)礦山地面、礦碴堆場(chǎng),即使是在坡面上也大多采用放緩邊坡30度下復(fù)墾種植,在這方面各國(guó)都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。主要方法有充填式和非充填式復(fù)墾。充填式復(fù)墾又包括堆墊地貌的復(fù)墾利用和礦山固體廢棄物回填低洼地的復(fù)墾利用。非充填式復(fù)墾主要有土地平整式、梯田式、疏排法復(fù)墾等形式及挖深墊淺式復(fù)墾。這些方式都是在比較容易復(fù)墾的礦山地面使用。總的來(lái)說(shuō),方法單一,手段簡(jiǎn)單。這一時(shí)期對(duì)土壤的保護(hù)利用和植物種源選擇上做了大量有益的探索,取得巨大的成就。
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,高等級(jí)公路、鐵路的建設(shè),以及景區(qū)、保護(hù)區(qū)建設(shè)等,人們已經(jīng)不能滿足于僅僅對(duì)礦山的“復(fù)墾”利用。開(kāi)展了包括裸石坡面在內(nèi)的礦山“生態(tài)環(huán)境治理”這一恢復(fù)“自然生態(tài)”與“人工生態(tài)”的更高境界的治理活動(dòng)。該項(xiàng)治理主要包括邊坡穩(wěn)定性治理和自然生態(tài)環(huán)境治理(“復(fù)綠”),邊坡穩(wěn)定性治理目前已取得比較成熟的經(jīng)驗(yàn)和方法。如何“復(fù)綠”上研究起步稍晚,國(guó)外也不過(guò)半個(gè)世紀(jì)。國(guó)內(nèi)剛剛起步,還沒(méi)有形成統(tǒng)一的固定模式,或最佳方案。目前采用的方式主要有:
1)噴漿噴播型:可有錨網(wǎng)固定和非錨網(wǎng)固定二類(lèi)型。此技術(shù)在國(guó)內(nèi)已引進(jìn)使用。如日本,在交通干線兩側(cè)大坡度巖面,錨網(wǎng)固定噴漿,然后噴播含種籽(主要是草籽及小量耐旱先鋒灌木種籽)及保水劑、高效能肥料、膠著劑等材料,形成植被。
2)放緩邊坡覆土型:如澳大利亞、美國(guó)等礦山大多把邊坡開(kāi)成30度坡角以下,并擴(kuò)大境界,與周邊形成緩坡,覆土然后復(fù)綠。
3)臺(tái)階型:把礦山邊坡或廢料堆坡面開(kāi)挖成1~5米高,0.5~1米寬的護(hù)坡道或臺(tái)階,在臺(tái)階上復(fù)土植草植樹(shù)。
4)植生袋、植生盤(pán)型:如日本在含有一定土壤的碴土堆坡面上進(jìn)行階梯狀水平開(kāi)溝,放置含草籽和各種基質(zhì)的網(wǎng)袋或放置經(jīng)過(guò)加工壓縮的植生基質(zhì)盤(pán)。
5)堆土袋型:用袋土草袋治坡堆砌,再在草袋間撒種籽蓋土。
6)其它:還有框架法、直升飛機(jī)噴播法、原生植物移植法、以及復(fù)草皮法、抗侵蝕被、網(wǎng)席法等多種形式。國(guó)內(nèi),還有四旁綠化法、藤本攀緣法、暗臺(tái)階復(fù)土法等。
二、 露采礦山自然生態(tài)環(huán)境治理原理與技術(shù)
(一)治理原則
生態(tài)治理的目的是使自然——社會(huì)——經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的綜合效益最大化。礦山開(kāi)采必須遵循最小量化原則、無(wú)害化原則、資源化原則、生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建原則、立法原則(這里暫不討論資源化和立法原則等問(wèn)題),最終達(dá)到地形、植被在視覺(jué)和環(huán)境上與周?chē)膮^(qū)域生態(tài)融為一體。同時(shí),復(fù)綠后的坡地要經(jīng)受雨季和干旱的考驗(yàn)。
自然生態(tài)系統(tǒng)的形成和演替是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。比如在陸地生態(tài)系統(tǒng)中,從裸露巖石開(kāi)始的演替稱之為旱生演替。其演替順序一般是:
這種演替過(guò)程是很長(zhǎng)的,可達(dá)百萬(wàn)年。即使從草本群落階段開(kāi)始,也需幾個(gè)世紀(jì)的歷史。表1是美國(guó)東部丘陵區(qū)次生演替過(guò)程。在自然條件下,這種次生演替需要經(jīng)幾十年至數(shù)百年才能發(fā)展到頂級(jí)群落。
表1 美國(guó)東部丘陵區(qū)次生演替過(guò)程
主要植物
矮草
草
草+灌
松林
櫟+山核桃
演替年齡
1~2
2~3
15~20~25
35~36
150~200
因此在礦山環(huán)境中,如果不通過(guò)人工建造一個(gè)新的生態(tài)系統(tǒng),演替是相當(dāng)漫長(zhǎng)的,所以利用人為介入是必要的。但我國(guó)經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后,國(guó)土面積大,礦山數(shù)量多,采用大量投入的方法一開(kāi)始就想建成一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)是不可能的,也是不合理的。因此,應(yīng)本著盡量采取適量的人工投入,使人工生態(tài)系統(tǒng)本著由低級(jí)向高級(jí)階段過(guò)渡的辦法,就是模擬自然生態(tài)系統(tǒng)形成演替規(guī)律,人工壓縮演替周期的辦法,進(jìn)行礦山生態(tài)環(huán)境修復(fù)??梢愿鶕?jù)礦區(qū)干旱、貧瘠等環(huán)境資源狀況,結(jié)合小量工程手段以抗性較強(qiáng)的先鋒樹(shù)種、草種和抗旱灌木等,建成人工生態(tài)系統(tǒng),利用生物對(duì)環(huán)境的改良作用,提高當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)位。然后再進(jìn)行第二期生態(tài)恢復(fù)工程。如一開(kāi)始用旱生植物,這種做法雖然慢了一些,但總體卻是穩(wěn)妥而高效的。
(二)礦山生態(tài)治理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
礦山生態(tài)環(huán)境治理,已被視為一項(xiàng)有著高度經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)環(huán)境效益的事業(yè)。一切需要恢復(fù)的采礦土地,最終將成為建設(shè)用地(用于工業(yè)或居住目的)、農(nóng)業(yè)用地、娛樂(lè)、休閑用地(公園式體育運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地)和保護(hù)用地(野生動(dòng)物、地質(zhì)遺跡、重要基礎(chǔ)設(shè)施)等恢復(fù)自然植被等。據(jù)此采礦土地生態(tài)治理的設(shè)計(jì)應(yīng)具有相應(yīng)結(jié)構(gòu)和功能的生態(tài)系統(tǒng)。
在采礦土地上重建哪一類(lèi)生態(tài)系統(tǒng),不僅取決于需要,而且取決于可能。如,根據(jù)開(kāi)采后的礦山景觀特征,人們順勢(shì)利用采礦活動(dòng)形成的新的景觀特點(diǎn),設(shè)計(jì)成象紹興東湖建成旅游勝地;慈溪旦山石礦,把原先凹陷開(kāi)采的礦境改造成湖,周邊進(jìn)行景觀綠化、建廣場(chǎng)、涼亭、雕塑、植大樹(shù)及園林小品等,形成了一個(gè)市民觀光、休閑的好去處。
假設(shè),杭州旅游西進(jìn),而周浦大理石礦山關(guān)停后留下大規(guī)模高百米的直立致密穩(wěn)固大理石巖面,如一味復(fù)綠將是一塊硬骨頭,不但需要大量工程,并且投入巨額資金,今后效益并不明顯??梢钥紤]形成旅游休閑等開(kāi)發(fā)性項(xiàng)目,設(shè)想這個(gè)巖面也是資源,并且是不可多得的雕刻資源(當(dāng)然這需要相關(guān)專(zhuān)家論證)。當(dāng)?shù)丨h(huán)境優(yōu)美,地理優(yōu)越,旅游市場(chǎng)旺。如果我們把礦山凹陷采區(qū)建成湖,坡面建成石級(jí)臺(tái)階,加護(hù)欄,適地造半懸式亭臺(tái),削直巖壁,形成世界性的磨崖石刻場(chǎng)所,讓全世界的雕刻家、企業(yè)家、名人竟標(biāo)雕刻,展示自己。周邊加以景觀營(yíng)造,形成新的景點(diǎn)??赡軙?huì)成為一個(gè)新的景區(qū)亮點(diǎn)。
所以,創(chuàng)造什么樣的生態(tài)系統(tǒng),要因地制宜。在選擇治理工程措施時(shí)需要考慮的因素很多,從氣候地理,社會(huì)經(jīng)濟(jì),政治法律到生態(tài)環(huán)境諸方面相互關(guān)聯(lián),相互制約。這些因素難以用數(shù)學(xué)模型描述也難以定量化。
(三)邊坡治理工程
1、露采石礦邊坡的特點(diǎn)
在進(jìn)行礦山生態(tài)環(huán)境治理的工程時(shí),礦山邊坡治理是“復(fù)綠”的基礎(chǔ)工作,其中邊坡的穩(wěn)定性治理是生態(tài)治理的前提,它直接關(guān)系到人身和財(cái)產(chǎn)的安全。石礦邊坡的特點(diǎn)主要有:
1)露天礦邊坡一般比較高,從幾十米到幾百米均有,走向長(zhǎng)從幾百米到數(shù)公里,因而邊坡揭露的巖層多;未經(jīng)治理的石礦,其邊坡大,多為陡坡,甚至幾乎與地面垂直或呈鷹嘴狀。各部分地質(zhì)條件往往差異大,變化復(fù)雜;
2)石礦最終邊坡是由上而下逐步形成,上部邊坡服務(wù)年限可達(dá)幾十年,下部邊坡則服務(wù)年限較短,底部邊坡在采礦結(jié)束時(shí)即可廢止,因此上下部邊坡的穩(wěn)定要求也不相同;
3)在未停采的石礦,由于礦場(chǎng)每天頻繁的穿孔、爆破作業(yè)和車(chē)輛行走,使邊坡巖體經(jīng)常受到震動(dòng)影響;
4)邊坡是用爆破、機(jī)械開(kāi)挖等手段形成的,暴露巖體一般未加維護(hù),因此邊坡巖體較破碎,并易受風(fēng)化等影響產(chǎn)生次生裂隙,破壞巖體的完整性,降低巖體強(qiáng)度。
由于采礦本身是一種對(duì)原巖的破壞,采剝作業(yè)打破了邊坡巖體內(nèi)的原始應(yīng)力的平衡狀態(tài),出現(xiàn)了次生應(yīng)力場(chǎng),在次生應(yīng)力場(chǎng)和其它因素的影響下,常使邊坡巖體發(fā)生變形破壞,使巖體失穩(wěn),導(dǎo)致崩落、散落、座落、傾倒坍塌和滑動(dòng)等。
2、邊坡穩(wěn)定性治理
露采石礦大多位于城市周邊,水、陸交通要道旁?;旧弦彩侨藗兩a(chǎn)、生活頻繁出入的區(qū)域,因此,礦山關(guān)閉前(對(duì)于已經(jīng)廢棄的露采石礦,在進(jìn)行礦山生態(tài)環(huán)境治理的工程開(kāi)始之前),應(yīng)首先進(jìn)行邊坡的安全評(píng)估,然后開(kāi)始治理。一般石礦邊坡的治理方法有以下幾種:
(1) 對(duì)坡度不符合要求,開(kāi)采面已過(guò)山頂?shù)倪吰驴梢赃M(jìn)行削坡減載。對(duì)于高度不大的此類(lèi)邊坡,也可填方壓坡腳。
(2) 對(duì)富水地區(qū)邊坡必須進(jìn)行疏干排水,必要時(shí)可鉆引水孔排水。
(3) 對(duì)于地質(zhì)條件易造成滑坡或小范圍巖層滑動(dòng)的巖體,須采用抗滑樁、擋石壩方法治理。
(4) 對(duì)局部受地質(zhì)構(gòu)造影響的破碎帶,采用錨桿、鋼筋網(wǎng)噴砼護(hù)面。
(5) 對(duì)深部開(kāi)裂、體積較大的危巖,宜采用深孔預(yù)應(yīng)力錨索、長(zhǎng)錨桿進(jìn)行加固。
(6) 對(duì)于邊坡石質(zhì)較軟,巖石風(fēng)化嚴(yán)重,易造成小范圍塌方的削坡后低處宜用擋土墻支擋,高處可采用框格式拱墻護(hù)坡。
(7) 為防止?jié)L石傷人,坡面要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查撬毛工作,然后可結(jié)合綠化工程在坡上鋪設(shè)金屬網(wǎng),或塑料格柵網(wǎng)擋石。
(8) 對(duì)于地勢(shì)較高的礦山,須檢查礦山廢碴場(chǎng)(堆)有無(wú)可能形成泥石流和坍塌,若不符合安全要求須進(jìn)行清理或建攔碴壩攔擋。
(四)植被恢復(fù)
植被恢復(fù)是重建生物群落的第一步。它以人工手段改良其生境條件滿足某些植物的生存需要,促進(jìn)植被在短時(shí)期內(nèi)得以恢復(fù),縮短自然生態(tài)系統(tǒng)的演替過(guò)程。
在力圖恢復(fù)礦山生態(tài)系統(tǒng)時(shí),由于植物生長(zhǎng)立地條件的改變,恢復(fù)的植被結(jié)構(gòu)、種類(lèi)不可能與原植被一樣。但這不是說(shuō)一開(kāi)始就不可建立最終的冠層植被,而僅是說(shuō)明其他植物種類(lèi)也許可在植被恢復(fù)初期處于主導(dǎo)地位。隨著生境條件的逐步改良,通過(guò)鳥(niǎo)、動(dòng)物、風(fēng)和水流等傳播媒介的作用,一些從周?chē)貐^(qū)來(lái)的亞先鋒植物物種侵入形成多層次植被群落。但最初的植物恢復(fù),必須是建立自我持續(xù)的植被系統(tǒng),以便其持續(xù)的過(guò)程可導(dǎo)致理想的植被群落。
礦山破壞了自然生態(tài)環(huán)境,出現(xiàn)坡面巖石裸露、地面碎石間含土量少、水分難以保持、太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈導(dǎo)致高溫、干旱或水澇等極端環(huán)境條件。植被復(fù)綠必須有與相宜的立地條件,即需創(chuàng)造和解決土壤條件、營(yíng)養(yǎng)條件、物理?xiàng)l件和植物物種條件等。同時(shí),要恢復(fù)植被,首先需了解植物生長(zhǎng)和與其密切相關(guān)的因素之間的關(guān)系。
土壤:土壤是植物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ),土壤母質(zhì)、結(jié)構(gòu)、pH值、肥力等與植物生長(zhǎng)密切相關(guān)。
水份:水份是植物生長(zhǎng)的關(guān)鍵因子。在光合作用、呼吸作用、有機(jī)質(zhì)的合成與分解過(guò)程中都有水分子的參與,水為植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)吸收和運(yùn)輸?shù)拿浇?。植物的供水狀況會(huì)直接或間接影響植物的光合作用,如植物缺水時(shí),根系吸收功能下降,葉子萎蔫,氣孔關(guān)閉,影響二氧化碳進(jìn)入,光合作用下降,嚴(yán)重干旱可使植被死亡。水分過(guò)多,根系缺氧,抑制根系呼吸作用,厭氧細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì),不利于根系生長(zhǎng)形成爛根。
光照:光為植物光合作用提供能量,是植物賴以生存的必需條件之一。植物對(duì)光強(qiáng)的反應(yīng)不同,可以分為陽(yáng)性植物、陰性植物、耐蔭植物。陽(yáng)性植物的光補(bǔ)償點(diǎn)高,要求生長(zhǎng)在陽(yáng)光充足的地方。若缺乏光照,則生長(zhǎng)不良;陰性植物光補(bǔ)償點(diǎn)低,能在較低的光照強(qiáng)度下生長(zhǎng);耐蔭植物介于陽(yáng)性與陰性之間。
溫度:植物生長(zhǎng)過(guò)程存在最低溫度、最適溫度和最高溫度,即三基點(diǎn)溫度。溫度直接影響植物內(nèi)各種酶的活性,從而影響植物代謝即合成和分解的過(guò)程。溫度低于最低或高于最高溫度時(shí),酶活性受到強(qiáng)烈抑制。同時(shí)高溫與低溫對(duì)植物的細(xì)胞產(chǎn)生直接的損害,如蛋白質(zhì)變性,植物致死。
地形:海拔、坡度、坡向、地形外貌都影響當(dāng)?shù)貧夂?、太?yáng)輻射、濕度等因子的變化,從而影響植物生長(zhǎng)。對(duì)于一個(gè)給定的礦山,坡向顯得尤其重要。對(duì)不同坡向,選擇利用具不同光補(bǔ)償點(diǎn)特性的不同植物進(jìn)行植被護(hù)坡。
在選定了植物之后,土(養(yǎng)分)、水條件是植物成活、生長(zhǎng)的關(guān)鍵。
1、生態(tài)復(fù)綠治理中土壤條件的創(chuàng)造
按礦區(qū)不同類(lèi)型治理設(shè)計(jì)的要求,結(jié)合邊坡物理治理工程的手段可對(duì)礦山進(jìn)行以下一種或同時(shí)進(jìn)行數(shù)種類(lèi)型相結(jié)合的生態(tài)治理:
1)噴漿型
在大坡度巖面架立體塑料網(wǎng)或平面鐵絲、塑料網(wǎng)、錨固,再用壓力噴混機(jī)逐層噴涂混有土壤、肥料、有機(jī)質(zhì)、疏松材料、保水劑、粘合劑等混合料加水成漿,噴射到巖面上網(wǎng)架內(nèi),待下層固化后再噴灌及至要求的厚度,再在上層噴播含草籽的混合料。
2)營(yíng)造臺(tái)階型
對(duì)礦山相對(duì)較高坡度大、坡面致密穩(wěn)定,對(duì)放緩邊坡復(fù)土種植不易和投入較大的,可以營(yíng)造臺(tái)階式,臺(tái)階一般要求為10m以下、不高于20m,寬1~2 m ,臺(tái)階上構(gòu)造種植槽,槽高60cm以上,離槽底5cm設(shè)排水溝,槽中回填種植土。
3)魚(yú)鱗坑型
對(duì)坡度60度以下,高度一般不大于60m坡面穩(wěn)定性好,底質(zhì)有一定風(fēng)化性的,清除浮石后交錯(cuò)炸坑或挖魚(yú)鱗坑,坑大不小于1m,坑低邊設(shè)弧形水泥石塊(磚塊)圍欄,弧口向上向邊延伸50~100cm,離坑底5cm設(shè)排水洞,坑內(nèi)填50cm以上含有保水劑的有機(jī)基質(zhì)(營(yíng)養(yǎng)土)。
4)放緩邊坡復(fù)土型
對(duì)坡度較大,高度較低,用擴(kuò)大境界、放緩邊坡、覆土綠化。首先向后或上邊扒開(kāi)泥土堆積層,暫存堆放,然后放緩邊坡,再在坡面上回覆堆積保存泥土。
5)礦碴堆場(chǎng)及開(kāi)采后巖性地面
除開(kāi)發(fā)綜合利用外,需植綠的可采取適當(dāng)平整,并盡可能與周?chē)螤钗呛?。一般礦渣含泥量大的可以緩慢的恢復(fù)自然生態(tài),一般情況可進(jìn)行適當(dāng)客土,如上覆5cm~15cm含有機(jī)質(zhì)的表層土,種植植物能起到快速?gòu)?fù)綠的效果;含土量少或無(wú)泥的則必須客土,不少于15cm,用于經(jīng)濟(jì)林的則不少于50cm。
6)框架復(fù)土型
含土很少或完全沒(méi)有,而又坡度偏大的坡面(“石壁”),一般需要削坡處理后進(jìn)行,也可用水泥在坡面上先構(gòu)筑框架(或用其它材料做成)或用空心水泥磚砌面,然后將土填入其中,再播植物。此法在草本植物長(zhǎng)成前有效好固土效果。
7)暗臺(tái)階復(fù)土型
原理同框架復(fù)土型,適宜于陡坡?tīng)顩r。就是利用錨網(wǎng)在坡面上搭多級(jí)臺(tái)階,水泥固化,暗臺(tái)階上復(fù)有一定粘合劑的土壤,再噴播植綠,前期還要覆無(wú)紡布防止雨水沖刷。
8)無(wú)土生態(tài)有機(jī)基質(zhì)(營(yíng)養(yǎng)土)在礦山復(fù)綠中的應(yīng)用
無(wú)土生態(tài)有機(jī)基質(zhì)由泥炭、腐熟有機(jī)廢棄物、椰糠、蛭石、珍珠巖、保水劑、pH調(diào)節(jié)劑、大量元素及微量元素調(diào)節(jié)劑、生物活性物質(zhì)等組成。它含有植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)元素,同時(shí)能維持良好的植物根系環(huán)境條件,滿足植物長(zhǎng)期生長(zhǎng)的需要。無(wú)土生態(tài)有機(jī)基質(zhì)具有如下特點(diǎn):
(1)營(yíng)養(yǎng)全面:可針對(duì)不同生態(tài)環(huán)境,不同植物的養(yǎng)分需求特點(diǎn)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)配方。
(2)效能長(zhǎng):配方中的有機(jī)肥、泥炭等具有緩慢釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、長(zhǎng)期提供植物生長(zhǎng)需要的特點(diǎn)。
(3)重量輕:每方只有0.25~0.3噸,適合于礦山、臺(tái)階、種植坑回覆種植,利于操作,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。
(4)透氣、保水、保肥性好,護(hù)理方便:無(wú)土有機(jī)基質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松、透氣性好,吸水快,持水量大、可達(dá)自身重量的3倍。如添加一定量保水劑,持水性更大,可收集截流坡面沖刷之雨水,避免坡面寶貴的水資源流失,保護(hù)和提供坡面植物重要的生長(zhǎng)因子——水、土、肥。
(5)改良土質(zhì):在原土壤中摻入有機(jī)基質(zhì),可增加土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu),使土質(zhì)疏松,持水性增強(qiáng),增長(zhǎng)肥效,調(diào)節(jié)土壤pH值。
在綠化工程中,結(jié)合使用無(wú)土生態(tài)有機(jī)基質(zhì)(營(yíng)養(yǎng)土),能使植被正常、迅速的生長(zhǎng),加速礦山綠化。
2、礦山自然環(huán)境生態(tài)治理工程中的綠化工藝
1)噴播法
液壓噴播是目前用于護(hù)坡草建植的主要方式之一,利用流體力學(xué)原理把草種、灌木種子混入裝有一定比例的水、木纖維、泥炭、有機(jī)肥、粘合劑、保水劑、化肥、土壤等的容器內(nèi),利用離心泵把混合料通入軟管輸送到噴播坪床上,形成均勻的覆蓋物保護(hù)下的草種層,多余水滲入土中。纖維膠體形成半透明的保濕表層,減少水分蒸發(fā),給種子發(fā)芽提供水分、養(yǎng)分和遮蔭條件。纖維膠體和土表粘合,使種子遇風(fēng)、降雨、澆水不會(huì)沖失,具有良好的固種保苗作用。
2)撒播法
在水土條件較好、緩坡及平地可進(jìn)行人工或機(jī)械撒播,然后耙淺表土覆蓋種子。
3)原生植物移植法
是將采完區(qū)段的坡面修成可以進(jìn)行綠化的傾斜度(約40度以下),覆蓋外運(yùn)表土后,選取該地段附近的原生植物,在修筑坡面的同時(shí)進(jìn)行移植。
4)野生土種栽植法
從礦區(qū)周邊采集種子和種苗進(jìn)行播種與栽植。
5)外來(lái)品種引入法
把域外(在本區(qū)域)成功的護(hù)坡植物,特別是觀賞性花卉灌木,移植到礦山中,使其成為景觀效應(yīng)。
6)植生袋法
用乙烯網(wǎng)袋等將預(yù)先配好土、有機(jī)基質(zhì)、種子、肥料等裝入袋中,袋的大小厚度隨具體情況而定。一般33×16×4cm,也可放大。一般在有一定碴土的坡面使用。使用時(shí)沿坡面水平方向開(kāi)溝,將植生袋吸足水后擺在溝內(nèi)。擺放時(shí)種子袋與地面之間不留空隙,壓實(shí)后用U形鋼筋式帶鉤竹扦將種子袋固定在坡面上。一周后種子發(fā)芽,初期應(yīng)適時(shí)澆水。
7)堆土袋法
該法是裝土的草袋子沿坡面向上堆置,草袋子間撒入草籽及灌木種子,然后覆土并依靠自然飄落的草本類(lèi)種子繁殖野生植物。
8)藤蔓植物攀爬法
礦山中常出現(xiàn)巖石裸露的陡坡,不便復(fù)土植綠。我們常利用藤蔓植物攀爬、匍匐、垂吊的特性,對(duì)山坡、墻面、巖石、坡面綠化或垂直綠化,如爬山虎最初以莖卷須產(chǎn)生吸盤(pán)吸附巖體后又產(chǎn)生氣生根扎入巖隙附著,向上攀爬,最后以濃密的枝葉覆蓋坡面而達(dá)到綠化的目的;忍冬、蔓常春藤、云南黃素馨等使其枝葉從上披垂或懸掛而下,達(dá)到遮蓋坡面的效果。
選擇藤蔓植物必須注意植物性狀(如陽(yáng)性、陰性、耐蔭性,不同坡面朝向選擇不同光耐性植物)及攀爬方式,適宜的高度,如使用美國(guó)爬山虎及一些纏繞類(lèi)大藤木需架網(wǎng)式繩子以便攀援物沿著繩子生長(zhǎng)。
9)高大喬木遮擋法
在礦山遠(yuǎn)處及坡腳復(fù)土,栽植速生高大喬木或大樹(shù)移栽。利用大樹(shù)樹(shù)體高大濃蔭遮擋裸露坡面,不僅具有較好的視覺(jué)效果,同時(shí)為耐蔭等爬藤植物提供良好的生態(tài)環(huán)境。
另外還有許多方法,諸如鋪草皮法、綠籬法、插穗法、埋干法等。
3、礦山植物的選取
針對(duì)我省露采礦山中,關(guān)停后,大多環(huán)境惡劣,坡面巖石裸露,地面石成堆,干旱、缺水、土壤瘠薄,很難形成自然綠化,我們?cè)诘V山調(diào)查中和有關(guān)資料中查獲取得一定資料從中選取部分物種供我省礦山復(fù)綠采用、參考(表2)。
1)選取原則
(1)考慮我省地理氣候特點(diǎn),成土母質(zhì)特性等。
(2)抗性——植物在生態(tài)因子的作用下,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的演化和適應(yīng),形成某些特殊習(xí)性,以適應(yīng)礦山環(huán)境特點(diǎn)。如:耐旱、耐瘠、耐熱、抗污染等特性。
(3)區(qū)域性——盡可能選擇與當(dāng)?shù)丨h(huán)境統(tǒng)一的鄉(xiāng)土種。
(4)美化——在復(fù)綠的同時(shí),在局部需要地段,還應(yīng)盡量選取園林景觀植物,使“復(fù)綠”源于自然,而高于自然。
(5)易采集——當(dāng)?shù)刭Y源豐富的、目前已進(jìn)行商業(yè)運(yùn)行的,外來(lái)品種已引種或引進(jìn)品種經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)試種性能優(yōu)異的。
(6)長(zhǎng)短結(jié)合——在短期復(fù)綠的同時(shí)考慮選擇長(zhǎng)期有利于生物演替的植物,可采用混播、混種或分期栽植等多種形式。
選取植被恢復(fù)之用的植物種類(lèi),取決于該地區(qū)礦山未來(lái)的土地使用、土壤條件和氣候。如果植被的目的是恢復(fù)自然生態(tài),那么可事先確定植物的種類(lèi)。
有些本地植物種類(lèi)在采礦后,土壤條件發(fā)生巨大變化的地區(qū)不會(huì)成活,而治理的目的是再建立能達(dá)到原來(lái)地植被功能的自然生態(tài)。如果是這種情況,那么就必須引進(jìn)采礦之外地區(qū)的植物種類(lèi)。與原植物相似,并能在與被綠地的土壤類(lèi)型、水分狀況、朝向和氣候相似的地區(qū)生長(zhǎng)的物種是最合適的。在引進(jìn)外來(lái)植物時(shí)務(wù)必謹(jǐn)慎,以避免引進(jìn)可能會(huì)導(dǎo)致侵襲周?chē)貐^(qū)本地植物的或是造成火災(zāi)危險(xiǎn),或成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)雜草的植物種類(lèi)。
2)護(hù)坡綠化、水土保持植物
正確的選擇礦山自然生態(tài)環(huán)境治理所需的植物種類(lèi)和品種是治理成功與否和治理品位高低的關(guān)鍵。
(五)礦山自然生態(tài)環(huán)境治理方法技術(shù)的評(píng)價(jià)
1、噴混播型(噴漿型與噴播法的結(jié)合型)
該法可在巖石表面粘結(jié)基質(zhì)復(fù)合物,并能形成一層具有連續(xù)空隙的硬化體。一定程度的硬化物使種植基質(zhì)免遭雨水沖蝕,而空隙內(nèi)填有植物種子、肥料、土壤等,提供植物生長(zhǎng)空間。但該法也具有固有缺陷,如大面積高坡使用后特別是在粘合劑不當(dāng)時(shí),或造成雨水入滲減少(粘合劑過(guò)多),地表徑流增大,沖刷下坡植被,引起倒塌及失水造成巖面植被干旱,或粘合劑過(guò)少引起基質(zhì)流失;植被形式單一,因噴播機(jī)易阻塞,只能使用草籽及小量灌木籽,形成坡面單一模式。造價(jià)高,一般50~100元/m2,用于大面積的礦山復(fù)綠投資過(guò)大,財(cái)力尚顯不足。此外,長(zhǎng)期養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用高,但見(jiàn)效快。
2、放緩邊坡型
其優(yōu)點(diǎn)是使坡面安全穩(wěn)定,植被養(yǎng)護(hù)容易,能與周邊環(huán)境形成銜接,形成自然生態(tài)系統(tǒng)。其缺點(diǎn)是必須擴(kuò)大境界,破壞了礦區(qū)周邊的植被,工程量大。還受到區(qū)域條件限制,如,礦山坡頂已經(jīng)開(kāi)采到或過(guò)山頂;坡頂土層深厚,放坡后便于覆土利用等。其投資量受坡角的大小,坡頂?shù)母叨龋寥篮癖〕潭鹊认拗?,只能在采礦時(shí)結(jié)合削坡才較為可行。
3、臺(tái)階型
一般用于陡高坡,常采用坡跟栽喬木遮擋及爬藤。下臺(tái)階種灌木遮擋及爬藤;上臺(tái)階種植懸吊植物及灌木,植綠效果確定、方法簡(jiǎn)單、投資適中,但施工難度大,土石方工程量大,植綠效果稍慢。也可使用掛錨網(wǎng)噴混播,綠化速度快,但投資大,非一般急需綠化項(xiàng)目盡可能不用。
4、魚(yú)鱗坑型(或稱筑壩攔水型)
可用于緩坡、碎裂巖性、常結(jié)合四旁綠化,植綠效果稍慢,投資適中。此法要求交錯(cuò)挖坑,建弧形擋墻,攔截收集雨水(“筑壩攔水”),減少地面徑流。此法對(duì)回填基質(zhì)要求高,最好添加保水劑。工程量稍大。
5、植生袋、盤(pán)法
可用于含有一定土壤的高坡,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,植綠效果確定。但投資偏大,目前還沒(méi)有專(zhuān)業(yè)提供植生袋的企業(yè)。日本足尾礦山大面積使用,效果明顯,尤其能促進(jìn)長(zhǎng)期環(huán)境的改良。
6、框架法
可用于60度坡角以下的坡面,水土保持較好,綠化速度快。但該法工程量大,造價(jià)高,投資大??招拇u型,單個(gè)框架內(nèi)體積小,集雨面積小,易使植物干旱。
7、堆土袋法
可用于巖面矮坡,并有豐富的土資源。該法簡(jiǎn)單,工程量大,投資適中,植綠效果較好。
8、四旁綠化法
包括基部高大喬木遮擋,攀援植物攀爬。頂部懸藤植物懸吊,兩旁藤蔓蔓延。此法工程量少,方法簡(jiǎn)單,投資少。但綠化周期長(zhǎng),一般2~5年。如要取得較好效果,要有一定量的種植基質(zhì),保證水肥供給。
9、堆土植樹(shù)法
局部平緩地帶,若功能景觀需要,可采用配置園林景觀植物,一次形成,見(jiàn)效快,但投資大。
表2 常用礦山自然生態(tài)環(huán)境治理植物
植物名稱
分類(lèi)(科)
類(lèi)型
光敏性
花期(月份)
特性
用途
爬山虎
葡萄科
落葉
耐蔭
5~6
大型木質(zhì)藤本,莖長(zhǎng)可達(dá)30m,以吸盤(pán),氣生根吸附生長(zhǎng),生長(zhǎng)快。耐寒、耐旱,亦耐高溫,對(duì)土壤、氣候適應(yīng)性強(qiáng)。喜蔭、耐光,生長(zhǎng)快,抗SO2及Cl污染。
攀附背蔭巖石、墻面,陽(yáng)面要樹(shù)木適當(dāng)遮蔭。
絡(luò)石
夾竹
桃科
常綠
耐蔭
4~7
藤莖可達(dá)10m,氣生根吸附攀爬,喜溫暖濕潤(rùn)氣候,對(duì)土壤要求不嚴(yán),酸性、中性土生長(zhǎng)強(qiáng)健,抗風(fēng)。喜光、耐蔭、耐干旱、忌水淹。
攀附巖石
扶芳藤
衛(wèi)矛科
常綠
耐蔭
4~7
藤木可達(dá)10m,莖匍匐或附著他物,氣生根吸附攀緣。喜溫暖,耐寒,喜蔭濕,耐干旱,瘠薄,對(duì)土壤要求不嚴(yán),性強(qiáng)健,抗性強(qiáng),生長(zhǎng)快。
攀附山石、陡坡
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