高速公路面山砂石采空區(qū)生態(tài)修復(fù)試驗研究

苗衛(wèi)東

(彌勒市林業(yè)和草原局，云南 彌勒 652399)

石林至鎖龍寺高速公路(簡稱石鎖高速公路)彌勒段沿線石漠化面山由于開采砂土、石料，導致地表表層剝離，局部區(qū)域山體裸露、水土流失嚴重，影響和制約了彌勒市生態(tài)文明建設(shè)的進程[1]。對該段高速公路面山廢棄或關(guān)閉的砂石采空區(qū)開展生態(tài)修復(fù)試驗，找到生態(tài)修復(fù)難點區(qū)域盡快恢復(fù)植被、改善生態(tài)環(huán)境的有效措施，推進高速公路面山綠化美化進程，是改善和提高彌勒市城市形象的迫切需要。

1 砂石采空區(qū)現(xiàn)狀

彌勒市石鎖高速公路彌勒段沿線地處石漠化地區(qū)，東面山有22個砂石采空區(qū)，西面山有24個砂石采空區(qū)。采空區(qū)的主要特點：(1)基本無表土，主要是巖石坡面，且坡度陡、落差高、立面多，治理難度非常大；(2)經(jīng)人工或機械開采后，大部分采空區(qū)砂巖裸露、廢料堆積多，干旱季節(jié)砂塵成霧、洪水季節(jié)山體滑坡、水土流失嚴重，自然生態(tài)條件十分惡劣。

2 試驗區(qū)選擇

在石鎖高速公路彌勒段東西面山選取竹園綠水1號、習崗哨1號、習崗哨4號、綠水2-2號4個不同類型和立地條件的砂石采空區(qū)進行修復(fù)試驗，各砂石采空區(qū)試驗規(guī)模和立地因子詳見表1。

表1 不同砂石采空區(qū)立地條件因子對比

3 修復(fù)技術(shù)

根據(jù)4個砂石采空區(qū)的實際情況，結(jié)合各地相關(guān)成功治理經(jīng)驗[2-4]，分別對坡度較高的采空區(qū)綠水1號和習崗哨1號以及坡度相對較低的采空區(qū)習崗哨4號和綠水2-2號選取以下4種技術(shù)措施進行生態(tài)修復(fù)對比試驗。

3.1 漂板植苗與掛網(wǎng)播噴技術(shù)

3.1.1漂板植苗技術(shù)

在每平米巖石立面上以65°角引孔打入長1.5 m、直徑14 mm的鋼筋，外露0.5 m，在外露部分編織鋼筋網(wǎng)澆筑混凝土形成三角形種植糟，在糟內(nèi)按2∶8比例客入有機肥和當?shù)丶t壤土，種植灌、草植被。

3.1.2掛網(wǎng)噴播技術(shù)

在巖石立面間隔40～50 cm垂直引孔打入相同規(guī)格的鋼筋，外露15 cm，滿布兩層鋼筋網(wǎng)，在兩層鋼筋網(wǎng)之間滿布植生條保土，將灌木種子、花草籽拌入經(jīng)過有機肥和當?shù)丶t壤土混合的土壤內(nèi)，用噴播機噴播在巖面上，噴播土壤厚度為8～12 cm，噴播后全部覆蓋無紡布保水，待種子發(fā)芽出土后揭開無紡布[5]。

綠水1號采空區(qū)采用漂板技術(shù)施工，分別在兩個采空區(qū)坡頂建100 m3的蓄水池配套管網(wǎng)自然滴灌，保障巖面植被對水分的需求(圖1)。

圖1 綠水1號采用漂板植苗技術(shù)修復(fù)前后成效對比

習崗哨1號采空區(qū)采用掛網(wǎng)噴播 + 漂板技術(shù)混合施工修復(fù)(圖2)。

圖2 習崗哨1號采用漂板 + 掛網(wǎng)播噴技術(shù)修復(fù)前后效果對比

3.2 設(shè)臺降坡掛網(wǎng)噴播與客土降坡植苗技術(shù)

3.2.1設(shè)臺降坡掛網(wǎng)噴播技術(shù)

先用機械將巖面降為15°～25°的邊坡，坡腳至坡頂設(shè)2～3個平臺作為喬木種植區(qū)。其次在邊坡上每平方米引孔植入直徑14 mm、長80 cm的鋼筋，外露12 cm，掛兩層鋼絲網(wǎng)，間隔50 cm布置一根植生條保土，將灌木、花草種子拌入濕潤的當?shù)丶t壤內(nèi)，用噴播機噴播在坡面上，噴播后全部覆蓋無紡布保水，待種子發(fā)芽出土后揭開無紡布。

3.2.2客土降坡植苗技術(shù)

用機械將采空區(qū)坡面作簡單地形整理，在坡腳支砌擋墻，其次外借紅壤土客土降坡，邊坡內(nèi)設(shè)兩個平臺，邊坡混植喬灌木，邊坡平臺或坡腳種植高大喬木樹種，用于遮擋難以修復(fù)的立面，最后在林下撒播地被植物種子，增加采空區(qū)植被蓋度。

習崗哨4號采用降坡設(shè)臺掛網(wǎng)噴播技術(shù)修復(fù)(圖3)。綠水2-2號采用客土降坡技術(shù)修復(fù)，依靠人工澆水施肥養(yǎng)護(圖4)。

圖3 習崗哨4號采用設(shè)臺降坡掛網(wǎng)噴播技術(shù)修復(fù)前后成效對比

圖4 綠水2-2號采用客土降坡植苗技術(shù)修復(fù)前后成效對比

3.3 植被種植技術(shù)

客土降坡選擇黃連木、滇樸、香樟、濕地松等高大喬木樹種，按株行距4 m × 4 m在坡腳或邊坡平臺上種植，一般邊坡可用紅葉石楠、圣誕樹、云南櫻花、苦楝樹按3 m × 3 m株行距種植；降坡設(shè)臺用夾竹桃、云南黃馨、大葉黃楊、三角梅等灌木按2 m × 2 m株行距種植；掛網(wǎng)噴播修復(fù)選用銀合歡、山毛豆、高羊茅、狗牙根、大葛藤、波斯菊等灌木、草本種籽按3∶1∶1∶2∶2∶1的配比進行混土噴播，播種量為0.2～0.3 g/m2；在立面坡頂或坡腳挖槽客土種植油麻藤、爬山虎等地被植物。

4 試驗結(jié)果

4.1 坡度較大的采空區(qū)試驗結(jié)果

綠水1號采用漂板技術(shù)，因巖面風化嚴重，經(jīng)過一個雨季的雨水沖刷，漂板會發(fā)生坍塌；習崗哨1號采用掛網(wǎng)噴播+漂板植苗修復(fù)技術(shù)，經(jīng)雨水考驗后掛網(wǎng)或噴播土壤未發(fā)生塌陷情況，喬灌木成活率高，植被蓋度在95%以上。

4.2 坡度相對較小的采空區(qū)試驗結(jié)果

習崗哨4號采用設(shè)臺降坡掛網(wǎng)噴播技術(shù)，因噴播土層太薄，邊坡客土不穩(wěn)定，滇東南地區(qū)干旱少雨，空氣干燥，滿足不了喬灌木的生長條件，喬灌木成活率相對較低，在65%以下，雖然草籽成活在85%以上，但冬季葉落草枯景觀效果較差，且投入成本高；綠水2-2號采用客土降坡植苗技術(shù)，邊坡土層厚，邊坡客土穩(wěn)定，能滿足喬灌木最基本的生長條件，成活率在95%以上，草籽成活達98%以上，見效快且投資相對較低(表2)。

表2 不同修復(fù)技術(shù)類型造價與成效對比

綜上所述，對坡度較大的砂石采空區(qū)習崗哨1號采用掛網(wǎng)噴播+漂板植苗修復(fù)技術(shù)效果較好；對坡度相對較小的采空區(qū)綠水2-2號采用客土降坡植苗技術(shù)效果較好。

5 試驗結(jié)果的推廣運用

針對石鎖高速公路面山砂石采空區(qū)的立地條件，對坡度較大的采空區(qū)采用掛網(wǎng)噴播+漂板植苗技術(shù)，對坡度相對較小的采空區(qū)采用客土降坡植苗技術(shù)。目前已完成對公路沿線39個砂石采空區(qū)的生態(tài)修復(fù)，修復(fù)工程實施面積共計76.293萬m2，修建擋墻支砌4 061 m、復(fù)合土膜水池825 m3、排水溝和截水溝4 499.5 m，安裝噴灌管線15 034.2 m，客土42.7萬m3，種植喬木10.8萬株，噴播灌木花草種子0.51萬kg，種植三角梅、刺槐、夾竹桃、銀合歡等灌木6.8萬株；在采空區(qū)周邊延伸修復(fù)石漠化面山452.2萬m2，種植松類、銀合歡、圓柏50萬株。目前石鎖高速公路石漠化面山裸露山體大部分已恢復(fù)植被覆蓋，生態(tài)環(huán)境得到有效修復(fù)、改善和提高。

6 結(jié)論及討論

在彌勒市石鎖高速公路石漠化面山砂石采空區(qū)開展生態(tài)修復(fù)試驗，探索出的修復(fù)措施與技術(shù)在實踐中得到了驗證與推廣，可為其他地區(qū)砂石采空區(qū)、石漠化地區(qū)陡坡生態(tài)修復(fù)提供借鑒。建議各地在石漠化地區(qū)、砂石開采區(qū)生態(tài)恢復(fù)過程中，對坡度較大的立面型采用掛網(wǎng)噴播+漂板植苗技術(shù)，治理效果相對較好；對坡度較為平緩的區(qū)域采用客土降坡植苗技術(shù)方案，投資成本相對較低，植被恢復(fù)速度快，短期內(nèi)可達到生態(tài)修復(fù)的目標。

生態(tài)修復(fù)是生態(tài)治理的重要途徑。生態(tài)修復(fù)區(qū)域往往情況復(fù)雜多樣，對石漠化區(qū)域、砂石采空區(qū)開展生態(tài)修復(fù)的難度更大。本文依據(jù)坡度提出的兩種生態(tài)修復(fù)技術(shù)尚有一定的局限性，實際工作中可參考細化方案，根據(jù)開展生態(tài)修復(fù)區(qū)域的具體情況制定有針對性的修復(fù)方案和技術(shù)設(shè)計，盡量做到“一地一策”，才能獲得更好的修復(fù)效果。