海島破損山體整治與植被恢復(fù)方法研究

王興周，石愛健，周 瑤，朱春雷，孫妮妮

（1.山東長(zhǎng)島國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，山東 煙臺(tái) 265800；2.長(zhǎng)島綜合試驗(yàn)區(qū)北長(zhǎng)山鄉(xiāng)政府,山東 煙臺(tái) 265800）

近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，資源開發(fā)利用類型增加、范圍強(qiáng)度加大，直接或間接導(dǎo)致部分山體破壞受損，不僅影響生態(tài)景觀和當(dāng)?shù)匦蜗螅€使部分森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能下降，產(chǎn)生生態(tài)環(huán)境問題及地質(zhì)災(zāi)害隱患。國(guó)內(nèi)已有生態(tài)修復(fù)治理研究多集中于廢棄露天礦山、裸露邊坡等類型破損山體方面，而對(duì)于海島破損山體治理模式和技術(shù)方法少有報(bào)道。

本文以山東長(zhǎng)島南北長(zhǎng)山島6 處破損山體生態(tài)修復(fù)治理為例，通過親身參與施工規(guī)劃和方案制定、施工過程跟蹤調(diào)查、竣工養(yǎng)護(hù)期內(nèi)多次到現(xiàn)場(chǎng)觀察記錄各種施工方法，并拍照記錄，總結(jié)各種山體治理模式技術(shù)要點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)、施工流程，對(duì)比各種治理方法在破損山體應(yīng)用情況及效果，最后篩選比較理想治理方案，供北方特別是海島地區(qū)破壞山體生態(tài)修復(fù)治理借鑒參考。

1 研究地概況

1.1 地形地貌

長(zhǎng)島系“膠遼隆起”斷陷分離鏈?zhǔn)交鶐r群島，屬膠東隆起北延部分。地層巖性屬上元古界“蓬萊群”變質(zhì)巖。巖石種類為絹云千枚巖、板巖、長(zhǎng)石和石英巖，局部有燕山期花崗斑巖和第四紀(jì)玄武巖。剝蝕丘陵地貌，處于陸地與渤海交接地帶，地形起伏不大，總體態(tài)勢(shì)西高東低，海岸山體大致呈南北向，自然坡度35°左右，研究地一帶海拔高60～155 m，高差95 m 左右。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

根據(jù)山東省大地構(gòu)造分區(qū)圖，長(zhǎng)島位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ）、魯東迭臺(tái)?。á?）、膠北臺(tái)拱（Ⅲ11）、高疃臺(tái)凹（Ⅳ32）。受呂梁運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)影響地質(zhì)構(gòu)造較發(fā)育，以斷裂構(gòu)造為主，主要有北—北東向、北—東向、北—北西向3 組，均有數(shù)條出露，規(guī)模不大，褶皺構(gòu)造以單斜為主。

1.3 地震

研究區(qū)位于郯廬斷裂帶和威海-蓬萊斷裂交匯處地震帶，1969年的渤海地震與1976年的唐山地震（7.8級(jí)）都在本活動(dòng)帶內(nèi)。1969年7月18日渤海大震以后，近年來微震活動(dòng)顯著增加，由每年幾次增加到十幾次和幾十次，微震活動(dòng)集中在蓬萊、龍口、招遠(yuǎn)、萊州。

1.4 氣象

長(zhǎng)島位于東亞暖溫帶季風(fēng)區(qū)，夏半年氣候傾向?yàn)楹Ｑ笮?，冬半年傾向于大陸性，大陸度52.3，受冷暖空氣交替影響，加之海水調(diào)溫作用，夏少酷暑，冬少嚴(yán)寒，年均氣溫11.9℃，年均降水量502 mm，年均暴雨量71 mm、年均暴雨1.5 次。年均大風(fēng)日67.8 d，最大風(fēng)速40 m/s，風(fēng)向多西北或東北。

1.5 水文

山體上部基巖裸露，山體下部基巖表面覆蓋有第四系沉積物，厚度多數(shù)＜1.0 m，巖性以石英巖和千枚巖為主，地表徑流條件較好，第四系沉積物厚度及巖體風(fēng)化帶發(fā)育深度較小，不利于大氣降水入滲，地下水相互連通較差,富水性較弱，山體邊坡坡面干燥，未見出水點(diǎn)或滲水點(diǎn)。

1.6 山體狀況

6 處破損山體多為修筑港口碼頭、公路建設(shè)、民生工程等開山造成的遺留巖質(zhì)邊坡，亂掘和滑坡形成的山體破損、斷崖、缺口等，立地條件惡劣，山體植被稀少，巖石分布廣，土壤貧瘠，水土流失嚴(yán)重，幾乎沒有土地生產(chǎn)力，自然條件下植被很難恢復(fù)，最大坡高＞100 m，總長(zhǎng)5.5 km，面積130676 m2。破壞形式見表1，基本狀況見表2。衛(wèi)星地圖位置見圖1。

圖1 6 處破損山體衛(wèi)星地圖位置

表1 山體破壞形式

表2 破損山體基本狀況

2 整治策略

2.1 思路目標(biāo)

立足破損山體自然區(qū)域特征及決定區(qū)域分異的主導(dǎo)因素，綜合運(yùn)用多學(xué)科交叉的各種先進(jìn)科技成果和傳統(tǒng)實(shí)用技術(shù)，山體護(hù)坡與植物配置、山體整地和邊坡生態(tài)恢復(fù)相結(jié)合，盡可能修復(fù)破損山體，恢復(fù)自然植被，重建生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)揮生態(tài)功能，營(yíng)造多樣性景觀，提升區(qū)域整體品質(zhì)。

2.2 技術(shù)路徑

全面調(diào)查破損山體形成原因、創(chuàng)面類型、形狀大小、地質(zhì)特征，采用恰當(dāng)方式治理地災(zāi)，消除安全隱患。增加或改造蓄排水設(shè)施，完善蓄排水功能，充分利用降水資源用作綠化養(yǎng)護(hù)。山體護(hù)坡土石方工程與植物配置相結(jié)合，對(duì)破損山體實(shí)施防護(hù)和綠化噴播栽植，培育恢復(fù)生態(tài)環(huán)境。

2.3 方法措施

根據(jù)破損山體土壤、坡度、坡比、巖石裂隙、巖石硬度、植物選擇以及立地條件，生物措施和工程措施相互組合配套，運(yùn)用削坡整形（圖1）、邊坡加固、山體基部覆土回填（圖2）、鋼筋混凝土格構(gòu)護(hù)坡、植被綠化護(hù)坡（圖3）、掛網(wǎng)噴播（圖4）、山體開平整理等措施綜合整治（表3）。

表3 6 處破損山體整治方法措施

圖2 削坡整形示意圖

圖3 山體基部覆土回填示意圖

圖4 植被綠化護(hù)坡示意圖

3 治理效果評(píng)析

圖5 掛網(wǎng)噴播示意圖

項(xiàng)目于2018年初施工，2019年底完工，2020年6 通過驗(yàn)收。工作流程：調(diào)查→設(shè)計(jì)→施工→養(yǎng)護(hù)→檢驗(yàn)。施工步驟：地形重塑→固土→安全防護(hù)→集排水→植被修復(fù)→養(yǎng)護(hù)。

2.9 數(shù)字 執(zhí)行GB/T 15835-1995《關(guān)于出版物上數(shù)字用法的規(guī)定》。公歷世紀(jì)、年代、年、月、日、時(shí)刻和計(jì)數(shù)、計(jì)量均用阿拉伯?dāng)?shù)字。表示百分?jǐn)?shù)的范圍和偏差時(shí)，前一個(gè)數(shù)的百分符號(hào)不能省略，如:5% ～95%不要寫成5～95%，50.2% ±0.6%不要寫成50.2±0.6%。附帶尺寸單位的數(shù)值相乘，按下列書寫為4 cm×3 cm×5 cm，而不寫成4×3×5 cm。

3.1 長(zhǎng)園賓館—林海公園破損山體整治方法及效果

西側(cè)邊坡采用削坡整梯形平臺(tái)技術(shù)，每層平臺(tái)寬4—6 m，平臺(tái)間立面高1—2 m，平臺(tái)下至破損面基部采用山體基部覆土回填技術(shù)，坡面邊腳處砌筑毛石擋墻護(hù)坡。南側(cè)松動(dòng)碎石較多，先清理，30 度放緩坡，再覆土回填。中側(cè)立面應(yīng)用掛網(wǎng)客土噴播技術(shù)。林海公園側(cè)破損裸露山體主要采用“垂直綠化”及“植物栽植”方法。

山體整治后整體立面遮擋度較好，種植密度也比較合理，喬、灌、藤、草配置合理，常綠、落葉互相搭配，景觀層次分明，植物品種豐富，季相變化明顯，生態(tài)恢復(fù)效果明顯。該處削坡整形、山體基部覆土、掛網(wǎng)客土噴播整治方法成效較顯著，遮擋效果也比較好，垂直綠化方法受制于立地條件，部分立面尚未完全遮擋（圖6）。

圖6 長(zhǎng)園賓館-林海公園破損山體整治前后對(duì)比

3.2 老虎洞破損山體整治方法及效果

該山體整治以遮擋破損面、穩(wěn)定邊坡、客土復(fù)綠措施為主，坡體削坡理順，廢石滑落坡底，保證原山體坡面無松石、突石、危石、廢石。再用挖掘機(jī)卸載清理坡體滑動(dòng)堆積物，以露出原山體巖層為標(biāo)準(zhǔn)，防止新建擋土墻堆積物下滑。采用錨桿框架梁技術(shù)主動(dòng)護(hù)坡，在網(wǎng)格內(nèi)鋪筑正六邊形預(yù)制塊，對(duì)坡體土層護(hù)坡，預(yù)制塊內(nèi)種植小龍柏、側(cè)柏等，復(fù)綠坡體。

該山體整治方法是錨桿框架梁技術(shù)，這種技術(shù)比較成熟，從景觀生態(tài)效果看苗木成活率比較高，立面遮擋度較好，種植密度非常合理，植物品種豐富，形成的植物群落搭配合理，季相變化明顯，景觀層次也比較強(qiáng)（圖7）。

圖7 老虎洞破損山體整治前后對(duì)比

3.3 仙境源破損山體整治方法及效果

根據(jù)該山體特點(diǎn)，先清理邊坡崩（滑）塌危巖體，再對(duì)坡面放坡、削坡整平，在前緣修建擋土墻，墻內(nèi)回填種植土。石砌墻體內(nèi)砂漿灌縫，墻外水泥勾縫，以整平美觀即可。對(duì)上部裸露坡面采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土格構(gòu)，梁寬高0.3 m×0.5 m，中間回填種植土，最后在菱形格構(gòu)和建好的擋墻平臺(tái)內(nèi)覆土綠化。施工流程：危巖體清理→削坡卸載→放坡排險(xiǎn)→鋼筋混凝土格構(gòu)→擋土壩（墻）修建→截流導(dǎo)水溝→植被綠化護(hù)坡。

該山體整治主要以消除地質(zhì)災(zāi)害為主，采取削坡整形開平臺(tái)、錨桿混凝土菱形格構(gòu)梁、山體基部修建擋土墻覆土回填綠化施工技術(shù)，固坡效果明顯，減少了水土流失，坡體基部栽植小喬木，坡面灌草配置，苗木成活率較高，種植密度一般，品種多樣性一般，遮擋效果一般（圖8）。

圖8 仙境源破損山體整治前后對(duì)比

3.4 老漁砦破損山體整治方法及效果

根據(jù)該山體地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀特征，先消除整治區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境問題，再種植土回填整平，最后對(duì)整治區(qū)植樹植草綠化，改善整治區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境，使整治區(qū)地質(zhì)環(huán)境向良性轉(zhuǎn)化，恢復(fù)原有地形地貌和生態(tài)植被。施工順序：削坡整形→邊坡排險(xiǎn)→坡面清理、順坡整平→開鑿種植穴、種植槽→拱形骨架護(hù)坡→修筑擋土墻→回填種植土→植樹植草綠化。

該山體整治主要采取了削坡整形、營(yíng)造綠化平臺(tái)、坡面清理、順勢(shì)整平、邊坡排險(xiǎn)、拱形骨架護(hù)坡、修筑擋土墻等技術(shù)措施。小規(guī)格苗木成活率較高，種植密度偏低，大規(guī)格苗木較少，草本植物覆蓋度較高，固坡遮擋效果較好，景觀層次、品種多樣性均一般（圖9）。

圖9 老漁砦破損山體整治前后對(duì)比

3.5 信號(hào)山破損山體整治方法及效果

整治方法：先采取危巖體清理、清坡排險(xiǎn)，清除不穩(wěn)定巖石崩塌滾落形成的危害，消除地質(zhì)災(zāi)害隱患；坡體兩側(cè)通過機(jī)械卸載削坡、放坡、修建，將原來邊坡沿40°坡度方向處理形成穩(wěn)定邊坡；中間坡體＞80°，直接在坡腳和坡面平臺(tái)外沿修建毛石擋墻，進(jìn)行護(hù)坡和擋土防護(hù)，回填土內(nèi)種植品種、規(guī)格各異綠化樹種。

該山體采取的是削坡整形、山體基部覆土回填、邊坡加固整治方法，因該處山體破損嚴(yán)重，可供栽植綠化植物的面積較少，種植品種也比較單一，形成的立面遮擋效果不太高，自然栽植密度、景觀層次都不太高，季相變化也不太明顯，整體給人視覺比較自然統(tǒng)一，但相對(duì)這40°-83°左右的邊坡，能達(dá)到這樣整治修復(fù)效果實(shí)屬不易（圖10）。

圖10 信號(hào)山破損山體整治前后對(duì)比

3.6 半月灣南側(cè)破損山體整治方法及效果

以綠化山體、遮擋巖石裸露面、恢復(fù)山體植物原始生態(tài)為整治目標(biāo)，以掛網(wǎng)噴播和局部山體景觀營(yíng)造為主要措施，以種子噴播為主、栽種為輔，多采用鄉(xiāng)土樹種，回歸山體自然生態(tài)。坡面播植苗木為紫穗槐、狗牙根，播種量100 g/m2。噴播基材所用肥料、粘合劑、保水劑、抗蒸騰劑等材料各項(xiàng)理化指標(biāo)須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),強(qiáng)度不低于0.3 mpz，抗120 mm/h 降雨強(qiáng)度沖刷，有效持水量＞40%，噴播厚度15 mm,其中種子層厚度1—2 mm。噴播應(yīng)垂直于坡面，嚴(yán)禁仰噴，凹凸及死角部分不得漏噴，最后達(dá)到灌木覆蓋率≥35%、苗期3—5 株/m2，綠化覆蓋率85%以上。

南側(cè)山體破損面坡度較大，部分破損面坡度接近90°，需整治立面面積較大，這種現(xiàn)狀因前期人工開山取石形成，正是這種不利的現(xiàn)狀也為掛網(wǎng)噴播整治方法提供了較為理想的高難度試驗(yàn)平臺(tái)，如果在這種立地條件噴播成功的話，在坡度小的破損立面整治時(shí)將會(huì)更加理想，從竣工后的實(shí)景效果可以看出，除部分裸石外，噴播種植密度很高，破損面實(shí)現(xiàn)接近100%的無縫遮擋效果，但是由于技術(shù)和環(huán)境條件限制，能用于該處裸露山體的植物品種不多，層次感不強(qiáng)，季相變化也不明顯，掛網(wǎng)期間安全施工成本大，總體來說掛網(wǎng)噴播這種整治方法還是比較適合半月灣南側(cè)山體的（圖11）。

圖11 半月灣南側(cè)破損山體整治前后對(duì)比

4 結(jié)論與討論

通過對(duì)比6 處破損山體整治修復(fù)方法及效果發(fā)現(xiàn)：對(duì)于坡度較大的山體破損面，鋼筋混凝土格構(gòu)梁和掛網(wǎng)客土噴播方法更為適合；坡度較小、破損面海拔較高的破損山體更適合采用基部覆土回填和植被護(hù)坡綠化；破損立面非常大、平面面積也非常大的，適合從破損面頂部削坡開平臺(tái)、山體基部覆土回填、邊坡加固等方法綜合整治；破損立面坡度大、破損平面面積較小，其他方法難以實(shí)施的山體可以選擇掛網(wǎng)噴播技術(shù)措施。在選擇植物種類和配置方法時(shí)，除掛網(wǎng)噴播外，其余整治方法中，都可以在回填土的山根部位栽植一些垂直綠化的植物，比如爬山虎、五葉地錦等藤本植物，能增加遮擋密實(shí)度。無論是哪種整治方法，應(yīng)盡量選擇在春季施工，因?yàn)闊o論是喬木、灌木、草本植物，早春季節(jié)栽植的成活率都要高于其他季節(jié)。

破損山體整治與植被恢復(fù)涉及地質(zhì)、水文、氣象、環(huán)境、礦山、建筑、林業(yè)等學(xué)科，科技含量非常高，在方案設(shè)計(jì)、工程實(shí)施及后期保養(yǎng)管護(hù)應(yīng)多專業(yè)合作完成，使效果更加美觀自然。