賀蘇華,孫云峰,楊 波
(中南勘測設(shè)計研究院,湖南 長沙 410014)
隨著我國一些地區(qū)對于廢棄礦生態(tài)修復(fù)與景觀重建的實踐探索,如何挖掘場地特有的景觀資源,展示場地的歷史痕跡,使廢棄地恢復(fù)生機(jī),成為一個值得研究的課題。
本項目實施區(qū)位于湖南省東南部的資興,湘、粵、贛3省交匯處,屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候,夏不酷熱,冬無嚴(yán)寒,四季分明,年內(nèi)氣溫最高36.6℃,最低-2.5℃,年平均氣溫16.6℃,光照充足,雨量充沛。資興市大腳嶺鉛鋅礦廢棄區(qū),地處資興西南部清江鄉(xiāng)的山口村,為東江湖二級保護(hù)區(qū)范疇。按照國家相關(guān)規(guī)定,此礦在國土、安監(jiān)部門行政許可已到期,現(xiàn)已停止生產(chǎn),自行退出。但是在多年的開采和冶煉過程中,礦山已產(chǎn)生大量的尾礦渣,形成較大的廢渣堆積地,其存在不僅占用了大片土地,還對周邊生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響。去除土壤中的重金屬污染物,防止污染物進(jìn)入食物鏈?zhǔn)悄壳凹毙杞鉀Q的問題。
2013年4月17日,根據(jù)中南大學(xué)、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)、資興城市建設(shè)投資有限公司以及資興市科學(xué)技術(shù)局等單位現(xiàn)場踏查,一起商討,確定了山口村鉛鋅廢棄礦區(qū)為示范工程,分析了實施區(qū)域情況。受上述單位委托,并根據(jù)設(shè)計要求,繪制了示范區(qū)標(biāo)高圖及分區(qū)圖。據(jù)測量及估算,全部示范區(qū)設(shè)計總面積約33 670 m2。
除必要的管理用房外,不再留用其他建筑,減少示范區(qū)內(nèi)能源、土地、水資源的利用,提高使用效率;同時除去枯木雜草,吸收當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)作物,彰顯地方特色。
利用廢棄土地及原有材料、植被、土壤、磚石、擋墻等,賦予新的功能。
改良土壤,恢復(fù)經(jīng)營本土經(jīng)濟(jì)作物,重建被污染的土地,還原大地真實面貌,改善區(qū)域小氣候。
首先清除礦山廢棄地遺留的廢渣,回填本地砂石土,施加有機(jī)肥改良土壤,修整地形,模擬植物群落和地形起伏的形式,將自然引入示范區(qū)環(huán)境之中,恢復(fù)礦山廢渣堆積地、塌陷地的生態(tài),營造具有自然特色的景觀。
考慮當(dāng)?shù)刈匀粭l件與景觀特色,選取適應(yīng)性強(qiáng)的鄉(xiāng)土樹種[1]。
禁止“三通一平”,保護(hù)好原有的地形地貌,對其進(jìn)行合理改造,形成優(yōu)美的生態(tài)景觀。
運(yùn)用科學(xué)技術(shù)手段恢復(fù)已遭嚴(yán)重破壞的自然景觀。
(1)選擇適應(yīng)栽植地段立地條件的植物種類,主要栽植生長快、適應(yīng)性強(qiáng)的樹種。
(2)優(yōu)先選擇具有改良土壤能力的固氮植物。
(3)在滿足生態(tài)功能的前提下,考慮植物的色、香、形等,配置觀葉、觀花樹種,提升景觀效果。
具有礦山廢棄地典型的景觀特征,采取保留和保護(hù)的辦法,減少對歷史景觀的破壞,既表現(xiàn)對場所精神的尊重,又能形成場地新的特色景觀。
(1)梯級景觀修復(fù)。對原有礦山特色的磚砌毛石擋墻進(jìn)行景觀柔化設(shè)計,適當(dāng)配置植物組團(tuán),遮擋與修復(fù)不佳環(huán)境。
(2)緩坡景觀修復(fù)。保持坡度小于45°的原有自然式植生護(hù)坡,人工修整凹凸不平的坡面,種植灌木或草本植物,同時在邊坡底部種植攀援植物,提高綠地率。
在礦區(qū)遺存的基礎(chǔ)上結(jié)合生態(tài)修復(fù)與景觀再造,利用景觀設(shè)計手段對開敞空間進(jìn)行環(huán)境重塑,使該礦山廢棄地得以重新利用。根據(jù)本項目立地條件,將實施示范區(qū)分為3大區(qū)、6分區(qū)、1個特色帶。3大區(qū)分別是:景觀修復(fù)平地區(qū),景觀修復(fù)緩坡區(qū)、景觀修復(fù)平臺區(qū),見圖1。
圖1 資興市鉛鋅廢棄礦示范區(qū)工程生態(tài)修復(fù)與景觀重建平面分區(qū)
5.1.1 一分區(qū) 此區(qū)地寬平整,屬景觀修復(fù)平地特色區(qū),面積為15 480 m2。
修復(fù)方法:對土壤進(jìn)行化學(xué)固化后,施加農(nóng)家肥以及摻入池塘污泥以改良土壤,然后回填當(dāng)?shù)刈匀煌寥?,平整地塊,進(jìn)行土地復(fù)墾。
理由:據(jù)了解,該處尾砂層厚度大,但對環(huán)境的負(fù)面影響較小,適合化學(xué)固化處理,選種耐性強(qiáng)的鄉(xiāng)土植物。
景觀重建設(shè)計:在樣區(qū)表土上覆蓋40 cm的自然土壤,挖穴50 cm×40 cm×40 cm,株行距為:2 m ×2 m,分別加下列改良劑:A.粉煤灰+塘泥;B.農(nóng)業(yè)廢棄物。2次重復(fù)。該區(qū)共設(shè)計5個處理小區(qū),基調(diào)樹種選用具有較強(qiáng)吸收鉛、鋅的經(jīng)濟(jì)作物玉米和觀賞植物菊花,其次每個小區(qū)分別種植大葉女貞、楓楊、構(gòu)樹、水杉、杜英5個樹種,苗木規(guī)格為:地徑5 cm、苗高2.5 m,灌木分別選擇鹽膚木、小葉黃楊、紫穗槐、七里香、紅花檵木5種,苗木規(guī)格為:冠幅50 cm、苗高1.2 m,所有裸露地塊均撒播百喜草種子。
5.1.2 二分區(qū) 此處原為居民菜地,污染相對較輕,現(xiàn)存土壤條件較好,修復(fù)為平地特征區(qū),面積為1 800 m2。
修復(fù)方法:主要施加垃圾堆肥及污泥堆肥,吸收土壤中的鉛鋅殘留物,提高土壤的透氣性和保水性,改善土壤結(jié)構(gòu)。景觀重建設(shè)計:在治理區(qū)表土上覆蓋40 cm的種植土壤,挖穴70 cm×70 cm×80 cm,株行距為2 m×2 m,改良方法見種植坑剖面圖。該區(qū)主要種植觀花果樹:紫葉李、碧桃、花石榴3個樹種,苗木規(guī)格為:冠幅60 cm,苗高1.5 m,所有裸露地塊均撒播百喜草種子。
5.2.1 三分區(qū) 此區(qū)圍繞村民住宅四周,多年開采的礦渣廢棄物通過地表徑流和大氣擴(kuò)散直接污染村民生活環(huán)境,造成村民自留地土壤退化,地面局部塌陷,果樹產(chǎn)量和品質(zhì)大幅度降低。本區(qū)通過治理重建,順著原有地勢修復(fù)為緩坡特色區(qū),面積約3 240 m2。
修復(fù)方法:首先清除遺留的廢渣,覆蓋如稻草或雜草的植物殘體余物,改良土壤的物理特性,同時施加有機(jī)肥改善土壤結(jié)構(gòu),另外將無污染的粉煤灰填充塌陷地。
景觀重建設(shè)計:在治理區(qū)表土上覆蓋本地自然土壤,挖穴50 cm×40 cm×40 cm,株行距為2 m×2 m,該區(qū)遵照原有的果樹特色,繼續(xù)栽植枇杷、柑橘2個產(chǎn)量和品質(zhì)優(yōu)異的樹種,同時種植少量的桂花、茶花增加趣味性,美化居民居住環(huán)境。苗木規(guī)格為:地徑4 cm,冠幅60 cm,苗高1.2 m,所有裸露地塊均撒播百喜草種子。
5.2.2 四分區(qū) 面積為4 330 m2,此區(qū)為開采的礦石碎塊和廢渣堆積而成的山坡,極易發(fā)生崩塌或滑坡;地形凌亂,深坑坳宕散布,植被破壞嚴(yán)重,原有自然景觀蕩然無存,山坡斑駁狀,與周圍環(huán)境極不協(xié)調(diào)。
修復(fù)方法:對廢棄山坡不穩(wěn)定部位砌筑毛石擋墻,并采用清坡卸渣措施使坡體穩(wěn)固。另外對裂縫塌陷處進(jìn)行客土覆蓋(客土來源一:代頭村池塘底泥+生態(tài)攔截挖掘出的泥土和尾砂,來源二:其他地方自然土壤),同時施加有機(jī)肥改良土壤,修整地塊形成穩(wěn)固的種植緩坡。
景觀重建設(shè)計:采用客土苗木造林、漿砌毛石擋墻和攀援植物垂直綠化技術(shù),營造自然景觀,毛石擋墻剖面見圖2。
圖2 毛石擋墻剖面
具體做法:在治理區(qū)表土上覆蓋厚50 cm的種植土壤,挖穴80 cm×80 cm×90 cm,株行距為2 m ×2 m,土壤改良方法詳見種植坑剖面圖。該區(qū)主要種植本地適應(yīng)性強(qiáng)的樹種:火炬松、濕地松、杉木、香樟、欒樹、杜英6個樹種,同時在護(hù)坡下邊緣種植爬山虎、常春藤攀爬植物,苗木規(guī)格為:地徑6 cm,冠幅70 cm,苗高1.5 m,以及地徑2~3 cm,藤長80-100 cm,所有裸露地塊均撒播百喜草種子。
5.3.1 五分區(qū) 面積為2 670 m2,此區(qū)原為居民菜地平臺,主要受礦山開采過程中產(chǎn)生的廢水污染,造成水土流失及淺層滑坡,總體污染較輕,現(xiàn)存土壤條件還較好,能基本滿足栽植需要。
修復(fù)方法:先清理松石、凸面,清除遺留的廢渣,再修整邊坡,恢復(fù)自然式植生護(hù)坡,利用本地土壤修填凹面。
景觀重建設(shè)計:在治理區(qū)表土上覆蓋厚30 cm的種植土壤,挖穴50 cm×40 cm×40 cm,株行距為3 m×3 m。該區(qū)主要種植本地特色果樹柑橘、紫葉李、花石榴3個樹種,植株空隙間種植大豆,利用其固氮作用改善土壤肥力,同時在護(hù)坡邊緣種植迎春、常春藤等攀爬植物,讓藤蔓從上向下垂,既增加綠化覆蓋率,又在功能上起擋土作用。苗木規(guī)格為:地徑5 cm,冠幅70 cm,苗高1.5 m;藤本植物:地徑2~3 cm,藤長80~100 cm,所有裸露地均撒播百喜草種子,自然式植生護(hù)坡剖面見圖3。
圖3 自然式植生護(hù)坡剖面
5.3.2 六分區(qū) 總面積約3 590 m2,其中,廢棄選礦臺區(qū)域面積約1 500 m2,其他為居民柑橘林。
施工順序:廢棄選礦臺區(qū)域土壤鈍化處理后回填本地自然土壤;施加有機(jī)肥改良土壤,修整地形,恢復(fù)原毛石擋墻,形成景觀平臺;居民柑橘林土壤鈍化處理后,繼續(xù)經(jīng)營柑橘。
由于此處選礦臺占據(jù)了主要部分,可造林部分面積難以估算,暫按可造林面積3 590 m2計算。造林?jǐn)M選擇四季桂、香樟、杉樹等小苗木,規(guī)格為:地徑5 cm,冠幅80 cm,苗高1.5 m,同時選擇少量毛竹造林,規(guī)格為:地徑5 cm、苗高2 m;所有樹種密度為2 m×2 m,另外,毛石擋墻的石臺底部種植爬山虎等藤本植物。
此處為東面靠近水系約8 m的荒地,總長約320 m,面積為2 560 m2,地勢平整,土壤條件較好,只需清理碎石雜物、翻耕后既可,該區(qū)設(shè)計為典型模式示范區(qū):設(shè)計①紡織纖維植物示范區(qū)(構(gòu)樹+苧麻),②速生用材示范區(qū)(翅莢木+苧麻),③高檔裝飾材示范區(qū)(楸樹+苧麻),④特色經(jīng)濟(jì)植物示范區(qū)(臘樹+苧麻),⑤景觀植物示范區(qū)(荷花玉蘭+苧麻)。種植喬木挖穴50 cm×40 cm×40 cm,株行距為2 m×2 m,草本植物采用50 cm×50 cm株行距栽植。
采礦地類型多樣,應(yīng)根據(jù)實際問題采取措施。相關(guān)生態(tài)和工程學(xué)科的協(xié)作可以對廢棄地退化景觀進(jìn)行處理,而通過景觀設(shè)計學(xué),可以達(dá)到重新利用和“變廢為寶”的目標(biāo),采用最經(jīng)濟(jì)有效的植物配置,合理布局。并且植物的葉片等可以洗塵、滯塵、吸收有毒物質(zhì),釋放有益健康的殺菌物質(zhì),發(fā)達(dá)的根系還可以固定砂土,減少水土流失,增加土壤的貯水能力,逐漸恢復(fù)涵養(yǎng)水源、保持水土、調(diào)節(jié)氣候和凈化大氣的功能。因此,采礦廢棄地的生態(tài)恢復(fù)與可持續(xù)景觀設(shè)計涉及生態(tài)、工程、美學(xué)、經(jīng)濟(jì)以及社會等多方面的內(nèi)容,具有很強(qiáng)的研究價值和廣泛的現(xiàn)實意義。嘗試以利用場地原有景觀元素為出發(fā)點的生態(tài)修復(fù)與景觀重建方案盡量減少對場地的改變,以實現(xiàn)對原始場地的解讀,為以后類似場地的規(guī)劃設(shè)計提供一定的借鑒意義。
[1]陳有民.園林樹木學(xué)[M].北京:中國林業(yè)出版社,2004.