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石矿迹地生态重建技术研究现状与发展趋势

2019-11-27王超

智富时代 2019年9期
关键词:生态修复

王超

【摘 要】综合分析国内外石矿迹地的生态修复发展过程,可知,露天石矿的生态修复早期主要是在原有的地质条件基础上进行简单的绿化,随着景观学与生态学的逐渐发展,露天石矿生态修复的景观重构技术得到快速发展,使石矿迹地的生态修复具有了更多的使用价值;对于石矿迹地在生态修复中的难点岩质边坡的生态覆绿问题,主要借鉴于成熟的公路边坡覆绿技术。

【关键词】石矿迹地;景观重构;生态修复

随着全球经济结构的改变,第三产业逐渐成为经济活动的主要导向,传统的采石业受到了严重的冲击,大量的矿山废弃地也随之产生。其中矿山作为主要的废弃地之一,由于多年的采矿活动,导致矿山环境与矿区周围环境形成了极为鲜明的反差[1]。矿山废弃地生态结构非常脆弱,在人为因素和自然发展的复合影响下,生态系统功能退化更加严重。同时,没有植被覆盖的矿山容易发生边坡坍塌和泥石流等灾害,严重的威胁了人民的安全。因此,矿山生态景观重构受到了广泛的重视,成为当前矿山生态研究的重要课题之一。众多学者对不同类型的矿山生态重构进行了理论和实践研究,主要设计理论基础和实践成果等。总结国内外优秀矿山废弃地的改造案例,总结其中的经验与方法,深入分析石矿迹地的生态重构,探讨其中的修复手段和具体的改造方法以及运用的最新技术方法,有利于指导矿山废弃地的生态景观重构,提高生态价值和经济价值,并将生态重构与人工景观规划结合,赋予矿山废弃地更多的文化和经济价值,这对我国矿山生态修复具有重要意义。

一、采矿迹地生态修复国内外研究现状

露天开采的石矿迹地生态破坏极为严重,地表土被完全剥离,造成矿区内的植被、动物及微生物含量极为稀少,生物之间的相互作用较低,并且在矿区开采结束后,由于土壤、地质条件及水文条件等因素的改变,导致矿区内很难形成自我恢复能力,自然生态演替速度极为缓慢,对当地的局部性气候也会造成一定的影响。对采石场进行生态修复设计,主要问题是植被重建,重建石矿迹地的生态环境,减少区域内的地质灾害,并增加矿区的水土保持能力,视觉上增添绿化景观,将采矿迹地的废弃土地充分利用。

(一)国外采矿迹地生态修复与景观重构研究概况

采矿活动对环境的破坏极为严重,受到各国重视,发达国家对矿山生态修复起步较早,美国最早于1939年就颁布了相关法律。发达国家对采矿废弃地的植被重建及景观重构的研究较为深入,而且发展迅速。国际上对于矿山遗存生态重构开始于上世纪70年代。最初是以工业考古为起点,世界各国开始了有关工业废弃地重构的研究。随着专门的矿业生态重建成立,许多国家已经开始了对废弃矿山的专项整治。由于传统工业的衰落,人们的环保意识增强,旧矿山的生态恢复与重建得到了关注。同时,矿山的生态重构也得到了重视,景观的理论研究和设计手法也有了长足的发展。国外的学者开始尝试使用景观设计的方式将废弃的矿山改造成为生态经济项目。一般的设计师根据原有的存留状况,对其进行最大程度的改造和利用。矿山遗留的景观经过部分保留和重建,一些富有特色的建筑改造成为博物馆或其他场馆,一些改造成为公园、娱乐项目和旅游景点。废弃的矿山不仅可以保留原始的历史风貌,还可以具有新的使用价值,给城市周边带来新的活力,更给废弃矿山带来景观美感。

通过国外的典型案例分析,总结国外对矿山生态重构的实践成果。生态重构理论的发展,为矿山恢复生机带来了新的契机。矿山的不断开采,带来了经济发展的同时也引起了环境破坏,破坏的环境也引起了景观重构的需求[2]。在矿山景观重构的建设中,设计师从恢复生态学、景观生态学等角度出发,运用景观设计的方式解决矿山生态的问题,改善荒废的状态,将原有的历史景观与新的设计元素融合。

(二)国内案例分析

相较于国外的研究而言,我国的采矿迹地生态景观重建设计研究开始较晚,重视程度还不够,景观设计方面还处于初级阶段。我国自1949年来,工业发展迅速,矿产资源的开发力度也在增大,许多矿业城市环境因此受到了破坏,但现在来看,之前的盲目发展的恶果需要利用生态恢复的方式进行改造和重构。直到我国1979年改革开放,与发达国家的交流日益增加,国外对于矿山废弃地的生态恢复重视程度让我们对环境问题造成的后果引起了深思。我国逐渐开始对于矿山开采后的废弃地进行生态恢复的研究,理论基础匮乏,实践经验更是少之又少。而在此后的研究过程中,单一保守的治理方法使得研究突破较小,并没有吸纳发达国家的先进案例,大部分项目仅仅停留在森林公园和湿地公园,极少借鉴国外成熟先进的景观重构改造模式。

二、岩质边坡生态修复国内外研究现状

采矿迹地自然的生态恢复速度极为缓慢,而石矿迹地在自然生态修复过程中,陡峭的岩质边坡在自然恢复过程最为缓慢,由于采矿活动的影响,石矿迹地的地貌特征和地质结构都产生了显著的变化,陡峭的岩质边坡不易固定土壤,很难形成植物生长的适宜环境。对石矿迹地陡峭岩壁进行生态恢复需要采取必要的改良措施,在保证边坡岩体的物理稳定性的前提下,对陡峭岩壁采取人工开凿或爆破等手段将其放缓,对边坡表面进行整理,排除松动岩石、滑石等危险因素,构筑阶级平台,创造一个稳定的、适宜的植物生长环境。

我国国内矿山,铁矿和煤矿等资源矿山大多采用露天开采,并且在近几年内,露天矿山的数量不会产生显著变化,其中石灰石等建材矿山,初期采用露天开采,而后期转为地下开采或停止开采,其导致的原有生态的破坏及裸露的岩质边坡,并不能够得到完善解决。露天开采形成的陡峭岩质边坡,很难形成植物生长环境,因此对露天矿山进行生态修复的主要问题是裸露的岩质边坡。而我国对露天矿山岩质边坡的治理,到目前为止,绝大部分都没有得到生态恢复与重建。

当前,露天矿裸露岩质边坡植被恢复大多借鉴较为成熟的公路边坡植被恢复技术,如客土喷播技术、植被混凝土防护技术、三维植被网喷播技术、飘台法、植生袋法、厚层基材喷播技术、爆破燕窝生态重建技术、藤本护坡技术等。

陈飞等[3]采用数值模拟的方法,针对离子型稀土边坡的特点,对边坡的稳定性进行了分析,发现生态护坡结构可显著增加边坡的稳定性。

三、结论与展望

石礦迹地的生态修复研究从早期的简单覆绿,逐渐加入文化、艺术、历史等因素,从景观学、生态学等多角度分析生态覆绿,使之具有了更多的使用价值;石矿迹地岩质边坡的生态修复问题,主要借鉴于成熟的公路边坡覆绿,并在基材配比和植物根系加固边坡方面进行了充分研究。

对于石矿迹地的生态修复研究,要完善岩质边坡的生态覆绿,在工艺上简便、廉价,效果优异,能够护坡防灾,使之能够融入石矿迹地景观重构设计中;在景观重构方面需要考虑矿山的可持续发展性,因地制宜,从艺术、历史、文化等多层面因素设计,使修复后的石矿迹地能够充分发挥社会、经济和环境效益。

【参考文献】

[1]姚文彦. 采矿废弃山地的生态恢复—以武汉市硃山采石场为例[J]. 现代园艺, 2015(20):162.

[2]杨祺.矿山公园生态恢复与景观重塑的模式探究[J].现代园艺, 2018(16):167.

[3]陈飞, 郭顺, 邵害, 等.生态护坡结构在稀土矿山滑坡防治中的应用研究[J].矿业研究与开发, 2019, 39(5):44-47.

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