大连市裸露山体生态修复技术研究与应用效果

王迎春　李翔宇　付晓燕

大连市裸露山体生态修复技术研究与应用效果

王迎春1李翔宇2付晓燕1

（1.辽宁省大连生态环境监测中心辽宁大连116023；2.大连市生态环境事务服务中心辽宁大连116023）

裸露山体不仅会导致自然灾害、生态破坏，还会制约社会发展。文章通过对大连市裸露山体现状、形成原因进行分析，明确了修复与景观和谐、林草结合、优先考虑乡土植物兼顾生物多样性、生态修复与周边区域统筹发展等原则，提出了将削坡、排水、客土、复绿等主要技术应用于矿山和裸地生态修复，同时结合气候条件筛选出适宜大连的18种生态修复植物，并在典型矿山进行应用。修复后土壤状况适宜植被生长，植被生长状况良好，以期为大连市裸露山体生态修复提供技术参考。

裸露山体；生态修复；应用效果；大连市

裸露山体不仅会造成水土流失、自然灾害和生物多样性下降，危害人类生命财产安全，还会破坏城市的生态环境，造成扬尘等多种生态环境问题，影响城市景观，制约城市的发展。我国高度重视生态环境保护，裸露山体生态修复技术得到广泛的研究和实践，但是由于裸露山体种类多、分布广、情况复杂，需要建立地方裸露山体生态修复技术，有效保护生物多样性，维护生态平衡。这对于促进自然景观可持续发展的意义重大，是牢固树立山水林田湖草沙综合治理理念，统筹人与自然、经济与自然关系的具体实践[1]。城市生态环境建设是优化投资环境的重要条件及迫切需求，也是实现生态环境大幅改善的战略举措和落实党中央、国务院决策部署的重要支撑。

1 大连市裸露山体现状

2020年大连市裸露山体总面积约59.716 km2，占大连市总面积的0.45％。其中，矿山、裸地面积比例分别为76.3％、23.7％。矿山的特点是连片分布，单个斑块面积大；裸地的特点是斑块破碎，单个斑块面积小。裸露山体主要分布在陆地涉农县区，如中山区、西岗区、沙河口区等老城区，在由岛屿构成的长海县鲜有分布，金普新区、甘井子区裸露山体面积较大，以17.5％的土地承载了全市44.2％的裸露山体，其也是大连市发展最迅速的地区。矿山分布呈现出显著的地理特征，主要分布在瓦房店市、长兴岛经济区、普兰店区、金普新区、甘井子区、旅顺口区沿渤海一侧，以及普兰店中北部和庄河市中部；裸地在各个县区均有分布，多分布在城乡接合部或农用地与林草地交界地带。2020年大连市各区市县裸露山体面积对比见图1，2020年大连市裸露山体类型对比见图2。

图1　2020年大连市各区市县裸露山体面积对比

图2　2020年大连市裸露山体类型对比

2 裸露山体形成原因

自然因素和人为破坏均可形成裸露山体。其中，人为造成大连市裸露山体的主要原因是采矿、采石、采砂等露天开采范围不断扩大，农业种植区范围扩大，居民小区或工业区建设占用周边山地，建设风力发电设备等能源设施或铺设输电线路时占用山区土地，道路建设破坏沿线山体表面，拆除相关人工设施或部分区域违章建筑等人类活动。

3 生态修复原则

生态修复是在生态学原理的指导下，以生物修复为基础，结合各种物理修复、化学修复以及工程技术措施，通过优化组合，使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合的修复受污染环境的方法[2]。对裸露山体进行生态修复应遵循以下原则。

3.1 修复与景观和谐原则

以生态修复为治理目标，考虑景观效果，将景观与生态结合在一起，设计和营造生态景观。

3.2 因地制宜原则

根据裸露山体类型、立地条件、地形地貌和生态修复状况分类施策，宜林则林，宜草则草，林草结合，采取不同的技术方法进行生态修复[3]。

3.3 适应环境能力原则

生态修复植物应具备较强的应对脆弱条件的能力，在干旱、风害、严寒等恶劣环境下，具备较好适应能力，对病虫害、空气污染等条件也具备较好的抵御能力；同时栽种方法简单，成活率高，生长速度不宜过慢，根部能够固持土壤，能减少地表径流、涵养水源、阻挡水土流失[4]。

3.4 乡土植物优先原则

乡土植物对当地的气候、土壤环境的适应能力较强，且生长发育较稳定，可与附近的天然景物相融合，容易建立稳固的种群基础，并维持种群自我演替的顺利进行，所以进行生态修复优先考虑能自由定居，适应山坡面等极端条件的乡土植物[5]。

3.5 生物多样性原则

生态修复需考虑植物品种的生物多样性，以恢复生态环境为目的，实现乔、灌、草的多物种综合配置，以形成综合稳定的复合植物生态系统[6]。

3.6 效益最佳原则

要综合考虑区域的经济发展、生态效益，实现裸露山体生态修复与周边区域发展统筹协调，促进生态修复与土地开发利用有效融合，生态效益优先，兼顾社会和经济效益。

4 生态修复技术

裸露山体生态修复技术一般具体包括整形、造地、植绿、养护、排水等。在岩质边坡以外的开采迹地和废弃渣堆积场所，应在理顺水系、建立完善排水系统的基础上，采用传统的绿化技术，直接或回填客土后种植速生乔灌木和草本、藤本植物。在传统方法无法绿化的岩质边坡上，采用人工修复技术绿化。同一区域乔木、灌木和草本植物合理搭配，形成多层次立体的生态结构。

4.1 矿山修复

矿山开采会造成大规模的土地破坏和植被破坏，易发生水土流失、山体滑坡等地质灾害。矿区废弃地一般地形破碎，土壤贫瘠、重金属含量过高、干旱等，不利于植物生长，修复步骤如下：

（1）坡面护理：对悬石、危岩块进行清理，对破碎较严重、稳定性差的部位采用水泥等进行封堵。根据边坡标高、形状以及岩石构造等进行大平台形削坡、小平台阶梯状削坡、折线状削坡、直线形削坡，削坡后边坡稳固，符合进行植被修复工程的条件要求。坡度30°以上，采用爆破方式或机械凿岩的方式依地势平整土地，使其形成阶梯式台地，实现降坡，增强边坡稳定性，边坡一般低于35°。对现场条件不允许、大型削坡施工时容易引起二次生态损伤或大角度稳定岩质边坡表面，采用局部削坡或不削坡，并采用人工栽植乔、灌树种与挂网喷播、植株攀爬、高大乔木遮盖等特殊绿化方法进行修复[7]。

（2）排水：在治理的地块设置排水系统，以满足灌溉要求。在进行大平台或阶梯形削边坡时，当土质边坡上和坡下有农田等，台阶的台面微向内倾，沿内边缘设置排水系统。

（3）树种选择：矿山修复具体树种选择应根据当地地貌特征、气候特征和土壤特征确定。宜林则林，宜草则草，优先选用适应性强的乡土树种[8]，比如旱柳、火炬树、刺槐等乔木，胡枝子、丁香等灌木以及五叶地锦等草本植物。根据大连的气候条件，可筛选出18种植物作为大连裸露山体生态修复植物，包括长白落叶松、白榆、火炬树、刺槐、槭类、蒙古栎、旱柳、杨树、白桦、树柳、地锦、胡枝子、杞柳、酸枣、丁香、紫穗槐、山杏、野谷草。

（4）客土：当土壤厚度、理化指标等条件不能满足植物的正常生长需求时，应先进行客土，使土壤条件尽量达到适合植被生长的要求。土源一般为矿区剥离的地表土，植被恢复需满足乔木的覆土厚度≥50 cm，灌木覆土厚度≥30 cm，种草覆土厚度≥10 cm，土壤pH值范围在5.5～8.5之间，含盐量小于0.3％，其他指标满足植被生长条件。如果土壤流失严重，可以采用植被混凝土护坡绿化技术进行土壤基质改良，即通过将按合理比例调制的植被混凝土层喷射在岩石表面，并覆以锚杆、铁丝网及织物将其固定[9]。形成土壤层后，再加入有机质和长效肥，给植物提供营养，有利于其生长。

（5）整地：乔木和灌木采取穴状栽植坑整地，乔木整地规格为50 cm×50 cm，灌木整地规格为30 cm×30 cm。种草采取条播整地，条间距20 cm～30 cm。

（6）复绿：选择较易生长，适应当地气候、土壤的乡土植物，构建稳固的复合植物生态系统。一般选在春季、夏初，雨水充足时节种植。乔木株行距2.0 m×2.0 m，灌木株行距1.5 m×2.0 m。

（7）管护：栽植后需进行浇水，第一次浇水应浇透，以后浇水次数可根据土地的干旱情况、天气变化情况而定，灌水量可根据气候、季节情况酌情减少或增加。修复植物栽植成活达到郁闭后，要及时进行间伐调整，同时在其生长过程中要及时修剪，清理老枝、病枝、倒伏枝和枯死枝，补植种类相近、规格相似的新苗木。新补栽的树种也应当根据实际情况进行加强性保护，一般在晚秋或冬季进行间伐调整，包括冬季修剪和生长期修剪等。并适时防治病虫鼠害，开展生物防治。在幼林期可采取全面封育措施，防止牛羊啃食。

4.2 裸地修复

裸地表层为土壤，或表层为岩石、石砾，可以直接客土和复绿，修复步骤如下：

（1）客土：原土层结构未被破坏的，整地后可以直接绿化；没有土层的，先进行土地整平，后覆客土，地表土厚度自然沉实后不小于50 cm。

（2）树种选择：选择的树种要适应当地的立地条件，尤其是气候和土壤条件。一般树种要具有根系发达、固持土壤能力强的特点，并根据预期目标和植物种间关系对所选植物进行科学合理的搭配，常用的品种有丁香、地锦、连翘、迎春、紫穗槐、荆条、紫花苜蓿等。

（3）整地和复绿：对乔木以及大部分灌木采用栽植的方式。恢复林地的，采取穴状整地，乔木地规格为50 cm×50 cm，灌木整地规格为30 cm×30 cm。恢复草地的，采取条播整地。原土地利用类型为耕地的，深翻后复耕。播种和栽植两种建植方式有机结合，有利于灌木层的顺利形成、植被自然恢复和目标群落的实现。对公路两旁裸露陡坡，可以通过栽植爬山虎、五叶地锦等藤本植物或喷播草种、铺植草坪等进行复绿。

（4）管护：根据修复植物生长情况适时补水、补种、施肥、间伐修剪及防治病虫害等，保证成活率，管护期一般为3年。

5 修复技术应用效果分析

以大连市典型矿山作为试验地，通过平整客土、栽植灌木、撒播草种、设置绿化带等措施，绿化了大量被破坏的土地。栽植榆树约2 818株，火炬约48 839株，刺槐约1 036株，果树约2 856株，五叶地锦约5.93万株，撒播草木樨约10 hm2，成活率达到85％以上；浇水464.36 m3，使废弃地形成大片植被。如表1，通过生态修复，矿山和裸地地形坡度均小于5°，土层厚度达到50 cm。地表为岩土混合物，土源保证率矿山为40％～60％，裸地为60％～80％。

表1试验区生态修复后土壤状况

评价指标矿山裸地 地形坡度/°＜5＜5 地表物质组成岩土混合物岩土混合物 土源保证率/％40～6060～80

种植的大量灌木起到了很好的防风、降尘、涵养水源和保持水土的作用，空气质量大幅改善。植被覆盖率提高，有效遏制了环境恶化，提高了植物生态系统的多样性与稳定性，生物多样性得到了提升。生态环境污染等问题减少，使得当地农民能够扩大生产，增加收入。种植的刺槐和火炬树应用领域十分广阔，可获较高的经济收益。

6 结论

本文在对大连市裸露山体展开调查的基础上提出修复与景观和谐、因地制宜、乡土植物优先兼顾生物多样性、生态效益优先兼顾社会和经济效益的生态修复原则，按照矿山和裸地提出以削坡、排水、整地、复绿、养护为主要过程的生态修复技术。基于乔木、灌木、藤本植物和草本植物等不同植被类型，结合大连市气候条件，筛选出具备适应性强、生长快速、根系发达、耐旱、播种栽培较容易、成活率高等特点的18种生态修复植物。以大连市典型矿山为研究对象开展了生态修复技术应用分析，试验地修复后植被生长状况良好，种植的大量灌木起到了很好的防风、降尘、涵养水源和保持水土的作用，达到环境、经济、社会效益多方共赢的目标，以期为大连市裸露山体生态修复技术方法选择提供参考。

[1]石岳,赵霞,朱江玲,等.“山水林田湖草沙”的形成､功能及保护[J].自然杂志,44(1):1-18.

[2]周启星,魏树和,张倩茹.生态修复[M].北京:中国环境科学出版社,2006.

[3]辽宁省国土资源厅.辽宁省青山工程矿山工程破损山体植被恢复指导意见[EB/OL].(2016-02-08)[2022-04-20].http://www.doc88.com/p-9751504806747.html.

[4]戴金水,刘灼华,张强.裸露山体治理与水土保持[M].郑州:黄河水利出版社,2010.

[5]吴长文,章梦涛,等.裸露山体缺口生态治理持[M].北京:科学出版社,2007.

[6]侯阳.我国公路边坡绿化建设分析[J].沈阳农业大学学报(社会科学版),2017(2):231-236.

[7]杨爱党.彰武县矿山废弃地发展现状分析及治理对策[J].农民致富之友,2016(23):116.

[8]赵芳莹,赵廷宁,等.边坡绿化与生态防护技术[M].北京:中国林业出版社,2009.

[9]张怀生.裸露山体生态修复技术研究[J].山西水土保持科技,2012(3):21-23.

10.3969/j.issn.2095-1205.2022.04.10

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2095-1205(2022)04-30-03

王迎春（1980- ），女，汉族，辽宁大连人，硕士，高级工程师，研究方向为环境监测。