赵金召，李予红,，席 正，张万河,，席明硕

(1.河北省地矿局国土资源勘查中心，河北 石家庄 050081;2.河北省地质环境监测院,河北 石家庄 050000;3.河北省水文工程地质勘查院，河北 石家庄 050000)

1 引言

露天矿开采在促进社会经济发展的同时，也形成了大量裸露的高陡岩质边坡。由此造成了许多矿山地质环境问题[1]，如矿山地质灾害、占用破坏土地资源、地貌景观破坏、含水层破坏、水土流失等一系列生态环境问题，在一定程度上影响并制约着社会经济的可持续发展[2，3]，尤其是“三区两线”附近的矿山地质环境问题更为突出。为践行 “绿水青山就是金山银山”的理念，河北省政府部门对此高度重视，露天高陡岩质边坡的生态修复工作势在必行。

高陡岩质边坡是一类极端的生境，由于其坡度陡、坡面长、坡面力学性质不稳定、坡面温差昼夜变化幅度大，且同一个边坡由于其坡向、坡面形态不尽相同，所以高陡岩质边坡的生态修复始终都是难以实现长久的复绿效果。例如三河市区石灰岩矿山开采形成的采坑、孤山、残丘及无序堆放的废弃渣石等对矿区内生态环境造成了严重破坏，尤其是高陡岩质边坡远望犹如“白茬山”，严重破坏了地形地貌景观，使之与周边环境极不协调[4，5]。而且有的坡面裂隙发育，有的光滑，有的向阳，有的向阴，这些都给高陡岩质边坡的生态修复工作带来极大的不利。近年来高陡岩质边坡复绿技术一直都是采用高速公路和高速铁路沿线的边坡复绿技术[6～10]，对于高陡岩质边坡应在岩性、构造、气象、土壤、生物、开采现状调查的基础上，充分考虑坡高、坡向、坡长、坡面风化程度等综合因子对生态修复技术选取的影响。本文归纳总结了常用的高陡岩质边坡的复绿技术，旨在为正在兴起的矿山生态环境治理工作提供一定的参考依据。

2 国内研究现状

张杨等[11]通过对裂隙岩体边坡植物生态需水量的计算，分析了高陡边坡复绿植物生态需水状况；吴帆等[12]提出了4种养护办法：自动浸灌、自灌式植草、自渗水植生带和活木桩-生态袋；周华健等[13]通过对高陡岩壁复绿植被的成活率、地上生长量以及根系形状结构的调查，探究了高陡岩质边坡生态恢复物种的环境适应特征，为其他复绿技术的物种选择提供参考；李冰美等[14]基于正交实验和盆栽实验研究了矿山边坡生态恢复和重建的绿化基质；李坤龙等[15]研究了高陡岩壁生态修复中的几种工程措施的优势与不足。

3 高陡岩质边坡生态修复技术

生态修复是以植被恢复为前提，因此植被演替理论作为矿山废弃地植被恢复重建的重要基本理论,一直以来都是高陡岩质边坡生态修复过程中众多学者研究的焦点问题之一[16，17]。高陡岩质边坡生态修复技术的核心问题就是如何为复绿植被长期提供充足的水分、肥分和植物根系的生长空间，为植被营造一个长期适合生长的“水土肥”的生境。

3.1 放坡留台复绿技术

对高陡边坡进行放坡留台处理,结合挡土墙、种植槽、截排水沟、攀援网等工程方法。在种植槽内种植生根系发达、耐干旱、抗寒冷、耐瘠薄、抗病虫害强的乔、灌、藤、草乡土植物，通过攀援类植物的上爬下垂，解决垂直绿化问题[18]。由于国家目前对炸药管控比较严格，且为了防止爆破过程中产生大量的扬尘、PM10和PM2.5，造成大气污染，洪林[19]、张福宝[20]研究了液态二氧化碳爆破技术，节约了成本、降低了施工风险，取得了良好的经济、社会和环境效益。该复绿技术的优点：可以充分利用残余资源的收益对矿山进行治理，国家和社会投资较少。缺点：后期养护困难，种植槽内覆土厚度小，难以满足植物根部的持续生长空间，而且随着雨水的冲刷，土肥流失严重，需要人工定期巡视。

3.2 喷砼飘台复绿技术

用电锤在坡面选择完整的岩石钻孔后，灌入水泥浆，插入钢筋锚杆，飘台基础支模不低于C25砼浇筑后，安装侧面网片。飘台基础上安装波形模板，然后进行不低于C25喷砼施工[21]。槽内置营养丰富的生长基质，种植耐旱、根系发达、固土能力强的草本植物以及攀援藤本植物等[22]。该复绿技术的优点：可快速达到垂直复绿效果，使之与周边自然环境和谐有序地融为一体；缺点：后期维护和管理成本较高，很难达到长期复绿的效果。郑思光等[22]应用该方法针对河北省滦县榛子镇文喜采石场废弃矿区坡度大、石壁陡峭的裸露边坡开展植被生态修复工作，取得了良好的效果。

3.3 植生孔复绿技术

在高陡边坡的坡面上打设倾角45°，孔径150 mm，孔深500 mm的孔洞。孔内回填配有肥料、保水剂、土壤的客土，在孔内种植本地的攀援藤本植物。该复绿技术的优点：无须削坡，施工简易，绿化速度快，逐渐受到重视；缺点：因为根域限制程度对植物的生长造成必然的影响，随着根域限制程度的增大，藤本植物的株高、径粗、叶片数、叶面积、根系生长量及光合特性参数均明显降低[23]。

3.4 高次团粒客土喷播复绿技术

高次团粒客土喷播技术是用特定的客土喷播机[24]，由工作人员在高陡裸露岩质边坡上，霎时制造出具备最优异功能的“土壤培养基”，使边坡迅速构成理想的植物群落。该复绿技术的优点：不但适应范围广、施工简单高效、污染度低、成本低，而且防止水土流失；缺点：由于部分植物难于播种繁殖以及生长习性的限制, 常绿植物的应用被局限。

3.5 多孔植被混凝土复绿技术

多孔植被混凝土[25]由粗骨料、胶结材、水和外加剂拌和浇筑而成，是由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆后彼此相互黏结而构成孔隙匀称散步的一种蜂窝状结构。植被生长所需的土壤、肥料、保水剂等基材可以填充在这些空隙中，复绿效果在施工后的前期比较显著，但是随着土壤中营养物质的消耗，后期绿化效果不太理想，同时陡坡的浇筑和基材防雨水冲刷仍然是技术难点。

3.6 藤本植物生态复绿技术

藤本植物生态修复技术是针对高陡岩质边坡的立地条件而开发的一种疾速修复新技术。它是将藤本植物的生长基质置于边坡坡脚与分级平台上建造的种植槽内，在坡面上布置一定高度的攀援网，便于藤本植物初期的垂直生长和防止藤本植物被风吹落，该复绿技术的优点：可在短期内形成绿化植物屏障，绿化面积大，后期攀援类植物可直接沿岩壁向上生长，便于粗放型养护管理[26～28]。

3.7 自渗水植生槽复绿技术

自渗水植生槽复绿技术是将植生槽固定在高陡岩壁的坡面上，在岩壁顶部的修建高位蓄水池，种植槽用混凝土隔板分为上下两部分，下部为储水池，且安装有沿岩石边坡的进水管和出水管；上部由下往上依次铺设渗水层、覆土层和防蒸发层；在覆土层中种植乔、灌、草、藤植物的种子。该复绿技术可解决了植被缺水问题，提高植物成活率，降低后期养护成本，同时高效利用水分。

3.8 三维植被网复绿技术

三维植被网是以热塑性树脂为原料，应用科学配方，经挤出、拉伸焊接、收缩等一系列工艺制成的2层或多层表面呈凸凹不平网袋状的层状结构孔网，无腐蚀性、耐酸碱。三维植被网复绿技术的初始功能是有利于植被生长，随着植被的形成，它的首要功能是协助草根系统加强其抵抗水土流失的能力。不仅可以改善植物立地条件，而且可以稳定边三维植被网恢复高陡岩壁的自然植被，同时美化了环境，保护了自然生态平衡。

4 存在的问题

高陡岩质边坡生态修复现存的主要问题为工程竣工后初期的绿化效果较好，植物生长旺盛，水土保持好，但随着时间的推移，后期景观效果自然维持的时间太短。同时由于工程造价高、后期养护困难、复绿植物种类较单一、死亡快，很难形成与周边环境相协调的稳定植物群落。分析其原因主要有以下几点：一是缺乏对植物地境的研究，难以给植物提供一种长期稳定的地境；二是植物生长的基质和坡面难以长期的结合，随着时间的推移，雨水的冲刷，烈日的暴晒等恶劣气候条件，基质无法与坡面长期结合；三是植被的选择上对乔、藤、草合理的组合搭配考虑不周，有的甚至出现单一物种现象，植物群落缺多样性；四是后期养护困难，成本较高，需要定期的人工养护。

5 建议

高陡岩质边坡生态修复是我国正在兴起的矿山生态环境治理工作，随着人们对生态环境的逐渐重视，近年来专家学者们将恢复生态学、高分子新材料和肥料学等新技术引进该领域。但是我国有关高陡岩质边坡的复绿技术目前仍然处于起步阶段。现针对目前存在的问题提出几点建议，以供参考。

5.1 重塑植被地境

充分利用高陡岩壁坡面的裂隙,并结合植生孔, 通过重塑植被地境，在高陡岩质边坡条件下为植被营造生存所需的基本地境条件。岩体裂隙可以为土壤和水分提供储存空间,同时也是植物根部的生长场所,岩体内部的温度和湿度能保证相对适宜的植被地境。

5.2 优化植被组合

根据植被群落在高度、成活率、生物量、覆盖度、基础呼吸等指标中的综合表现，控制草本植被的喷播比例，选择初期根部生长缓慢的草本植物，利用草、灌、藤、乔植物类型在时空上逐步实现稳定和合理的发展格局，有效提高高陡岩壁的抗冲刷能力。

5.3 后期养护技术

在边坡顶部修建蓄水池，结合自渗水技术充分利用雨水、重力作用，对高陡岩壁上的复绿植物进行灌溉，充分利用雨水与重力，节约养护成本。