高速公路面山砂石采空区生态修复试验研究

苗卫东

(弥勒市林业和草原局，云南 弥勒 652399)

石林至锁龙寺高速公路(简称石锁高速公路)弥勒段沿线石漠化面山由于开采砂土、石料，导致地表表层剥离，局部区域山体裸露、水土流失严重，影响和制约了弥勒市生态文明建设的进程[1]。对该段高速公路面山废弃或关闭的砂石采空区开展生态修复试验，找到生态修复难点区域尽快恢复植被、改善生态环境的有效措施，推进高速公路面山绿化美化进程，是改善和提高弥勒市城市形象的迫切需要。

1 砂石采空区现状

弥勒市石锁高速公路弥勒段沿线地处石漠化地区，东面山有22个砂石采空区，西面山有24个砂石采空区。采空区的主要特点：(1)基本无表土，主要是岩石坡面，且坡度陡、落差高、立面多，治理难度非常大；(2)经人工或机械开采后，大部分采空区砂岩裸露、废料堆积多，干旱季节砂尘成雾、洪水季节山体滑坡、水土流失严重，自然生态条件十分恶劣。

2 试验区选择

在石锁高速公路弥勒段东西面山选取竹园绿水1号、习岗哨1号、习岗哨4号、绿水2-2号4个不同类型和立地条件的砂石采空区进行修复试验，各砂石采空区试验规模和立地因子详见表1。

表1 不同砂石采空区立地条件因子对比

3 修复技术

根据4个砂石采空区的实际情况，结合各地相关成功治理经验[2-4]，分别对坡度较高的采空区绿水1号和习岗哨1号以及坡度相对较低的采空区习岗哨4号和绿水2-2号选取以下4种技术措施进行生态修复对比试验。

3.1 漂板植苗与挂网播喷技术

3.1.1漂板植苗技术

在每平米岩石立面上以65°角引孔打入长1.5 m、直径14 mm的钢筋，外露0.5 m，在外露部分编织钢筋网浇筑混凝土形成三角形种植糟，在糟内按2∶8比例客入有机肥和当地红壤土，种植灌、草植被。

3.1.2挂网喷播技术

在岩石立面间隔40～50 cm垂直引孔打入相同规格的钢筋，外露15 cm，满布两层钢筋网，在两层钢筋网之间满布植生条保土，将灌木种子、花草籽拌入经过有机肥和当地红壤土混合的土壤内，用喷播机喷播在岩面上，喷播土壤厚度为8～12 cm，喷播后全部覆盖无纺布保水，待种子发芽出土后揭开无纺布[5]。

绿水1号采空区采用漂板技术施工，分别在两个采空区坡顶建100 m3的蓄水池配套管网自然滴灌，保障岩面植被对水分的需求(图1)。

图1 绿水1号采用漂板植苗技术修复前后成效对比

习岗哨1号采空区采用挂网喷播 + 漂板技术混合施工修复(图2)。

图2 习岗哨1号采用漂板 + 挂网播喷技术修复前后效果对比

3.2 设台降坡挂网喷播与客土降坡植苗技术

3.2.1设台降坡挂网喷播技术

先用机械将岩面降为15°～25°的边坡，坡脚至坡顶设2～3个平台作为乔木种植区。其次在边坡上每平方米引孔植入直径14 mm、长80 cm的钢筋，外露12 cm，挂两层钢丝网，间隔50 cm布置一根植生条保土，将灌木、花草种子拌入湿润的当地红壤内，用喷播机喷播在坡面上，喷播后全部覆盖无纺布保水，待种子发芽出土后揭开无纺布。

3.2.2客土降坡植苗技术

用机械将采空区坡面作简单地形整理，在坡脚支砌挡墙，其次外借红壤土客土降坡，边坡内设两个平台，边坡混植乔灌木，边坡平台或坡脚种植高大乔木树种，用于遮挡难以修复的立面，最后在林下撒播地被植物种子，增加采空区植被盖度。

习岗哨4号采用降坡设台挂网喷播技术修复(图3)。绿水2-2号采用客土降坡技术修复，依靠人工浇水施肥养护(图4)。

图3 习岗哨4号采用设台降坡挂网喷播技术修复前后成效对比

图4 绿水2-2号采用客土降坡植苗技术修复前后成效对比

3.3 植被种植技术

客土降坡选择黄连木、滇朴、香樟、湿地松等高大乔木树种，按株行距4 m × 4 m在坡脚或边坡平台上种植，一般边坡可用红叶石楠、圣诞树、云南樱花、苦楝树按3 m × 3 m株行距种植；降坡设台用夹竹桃、云南黄馨、大叶黄杨、三角梅等灌木按2 m × 2 m株行距种植；挂网喷播修复选用银合欢、山毛豆、高羊茅、狗牙根、大葛藤、波斯菊等灌木、草本种籽按3∶1∶1∶2∶2∶1的配比进行混土喷播，播种量为0.2～0.3 g/m2；在立面坡顶或坡脚挖槽客土种植油麻藤、爬山虎等地被植物。

4 试验结果

4.1 坡度较大的采空区试验结果

绿水1号采用漂板技术，因岩面风化严重，经过一个雨季的雨水冲刷，漂板会发生坍塌；习岗哨1号采用挂网喷播+漂板植苗修复技术，经雨水考验后挂网或喷播土壤未发生塌陷情况，乔灌木成活率高，植被盖度在95%以上。

4.2 坡度相对较小的采空区试验结果

习岗哨4号采用设台降坡挂网喷播技术，因喷播土层太薄，边坡客土不稳定，滇东南地区干旱少雨，空气干燥，满足不了乔灌木的生长条件，乔灌木成活率相对较低，在65%以下，虽然草籽成活在85%以上，但冬季叶落草枯景观效果较差，且投入成本高；绿水2-2号采用客土降坡植苗技术，边坡土层厚，边坡客土稳定，能满足乔灌木最基本的生长条件，成活率在95%以上，草籽成活达98%以上，见效快且投资相对较低(表2)。

表2 不同修复技术类型造价与成效对比

综上所述，对坡度较大的砂石采空区习岗哨1号采用挂网喷播+漂板植苗修复技术效果较好；对坡度相对较小的采空区绿水2-2号采用客土降坡植苗技术效果较好。

5 试验结果的推广运用

针对石锁高速公路面山砂石采空区的立地条件，对坡度较大的采空区采用挂网喷播+漂板植苗技术，对坡度相对较小的采空区采用客土降坡植苗技术。目前已完成对公路沿线39个砂石采空区的生态修复，修复工程实施面积共计76.293万m2，修建挡墙支砌4 061 m、复合土膜水池825 m3、排水沟和截水沟4 499.5 m，安装喷灌管线15 034.2 m，客土42.7万m3，种植乔木10.8万株，喷播灌木花草种子0.51万kg，种植三角梅、刺槐、夹竹桃、银合欢等灌木6.8万株；在采空区周边延伸修复石漠化面山452.2万m2，种植松类、银合欢、圆柏50万株。目前石锁高速公路石漠化面山裸露山体大部分已恢复植被覆盖，生态环境得到有效修复、改善和提高。

6 结论及讨论

在弥勒市石锁高速公路石漠化面山砂石采空区开展生态修复试验，探索出的修复措施与技术在实践中得到了验证与推广，可为其他地区砂石采空区、石漠化地区陡坡生态修复提供借鉴。建议各地在石漠化地区、砂石开采区生态恢复过程中，对坡度较大的立面型采用挂网喷播+漂板植苗技术，治理效果相对较好；对坡度较为平缓的区域采用客土降坡植苗技术方案，投资成本相对较低，植被恢复速度快，短期内可达到生态修复的目标。

生态修复是生态治理的重要途径。生态修复区域往往情况复杂多样，对石漠化区域、砂石采空区开展生态修复的难度更大。本文依据坡度提出的两种生态修复技术尚有一定的局限性，实际工作中可参考细化方案，根据开展生态修复区域的具体情况制定有针对性的修复方案和技术设计，尽量做到“一地一策”，才能获得更好的修复效果。