周 楊，韓麗源

（1.中國鐵道科學研究院集團有限公司 節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081；2.中國鐵道科學研究院研究生部，北京 100081）

1 概述

鐵路建設項目跨越范圍廣泛，為了配合鐵路建設，需要一定數(shù)量的臨時輔助用地，即臨時用地。在臨時用地中，以取土場、棄土(渣)場對生態(tài)侵占和破壞的程度最大。取土場、棄土(渣)場臨時用地占地類型主要為耕地、林地、荒地等。這類臨時用地占地面積較大，從幾十公頃到幾百公頃不等，尤其是棄土(渣)場，隧道施工產(chǎn)生數(shù)量龐大的廢棄渣土，這些渣土通過設置棄渣場進行渣土堆棄填埋，因而不可避免地造成地表植被破壞和損失、土壤物化性質改變、局部生態(tài)系統(tǒng)擾動等影響。為了防止水土流失及次生生態(tài)破壞，對取土場、棄土(渣)場主要采取防護措施，包括工程措施、植物措施和臨時措施。其中，棄渣場主要工程措施有表土剝離、場地平整、使用攔擋墻進行攔擋、截排水等，植物措施主要是播撒草種及喬灌草不同植被的搭配等，臨時措施主要是表土的臨時苫蓋、擋護等；取土場的工程措施主要為表土剝離，植物措施和臨時措施與棄渣場相同。

國內對于生態(tài)恢復的研究成果豐富，針對于不同行業(yè)、不同地區(qū)也有不同的方法。多數(shù)研究將焦點集中在植被的適應性選擇及生態(tài)恢復的技術方法，魏建方[1]在青藏鐵路格爾木至拉薩段取土場內，通過3年的種植實驗篩選出以垂穗披堿草、老芒麥和達烏里披堿草為主要草種；陳桂琛等[2]利用梭羅草和垂穗披堿草對青藏鐵路工程取土場進行植被恢復；趙燕洲等[3]利用植生袋技術在青藏鐵路退化荒地上進行高寒草原生態(tài)修復實驗，并說明保水劑的使用在植物生長初期提高了植物的成活率，提出植生袋技術在青藏鐵路沿線高寒草原生態(tài)修復工程中的應用可行性。以上學者從植被的實驗選擇、技術的綜合利用方面做出了積極的探索和嘗試，而無論哪種方法或植被都不可能適宜不同區(qū)域的生態(tài)類型。因此，生態(tài)恢復要在以基本的植被成活并不斷擴展為目標的前提下分類進行。劉慎諤[4]總結利用人工植被恢復生態(tài)的原則：一是人工植被的建立必須符合自然規(guī)律，二是研究和建立人工植被必須考慮結構，結構是植物生存競爭的結果，只有摸清了這一相互作用的關系才能建立比較完善的人工植被。同時，他指出自然演替是先有草后有灌木再有喬木，建立人工植被則只要有條件就采取草、灌、喬相結合的方式。

2 取土場、棄土(渣)場使用及恢復分析

2.1 取土場、棄土(渣)場使用分析

根據(jù)不同氣候、地形及生態(tài)環(huán)境等因素，選取了6條鐵路的取土場和棄土(渣)場，通過不同線路的環(huán)評設計文件及實地調查，收集取土場、棄土(渣)場使用及恢復的相關數(shù)據(jù)，并對其使用情況進行了對比分析。鐵路取土場、棄土(渣)場情況如表1所示。

根據(jù)表1的數(shù)據(jù)，從鐵路線路長度及空間分布看，線路從111.34 km至972.62 km。鐵路項目穿越的主要地形地貌區(qū)南北有別，華北多為平原丘陵區(qū)，西北主要是荒漠區(qū)，南方多為山地丘陵。因此，地形的空間分布也決定了不同地區(qū)的取土場和棄土(渣)場的特征。

取土場占地面積從11.83 hm2至1 393.7 hm2，取土量從150.64萬m3至4 492.5萬m3。其中，D鐵路位于西北荒漠風沙區(qū)，其取土場占地面積和取土量最大，分別為1 393.7 hm2和4 492.5萬m3；F鐵路位于東南的低山丘陵區(qū)、濱海平原區(qū)，其取土場占地面積和取土量最小，分別為11.83 hm2和150.64萬m3。從單位長度的取土量看，華北平原區(qū)A鐵路、東北平原區(qū)C鐵路和西北荒漠風沙區(qū)的D鐵路3條線路取土場每公里取土量超過3萬m3，而西南、東南山地丘陵區(qū)的鐵路取土場基本在2.5萬m3以下，取土場占地多為耕地、林地和荒地。

棄土(渣)場占地面積從71.16 hm2至1 341.84 hm2，棄土(渣)量從366.30萬m3至11 856萬m3。其中，西南的E鐵路棄土(渣)場占地面積和棄土(渣)量最大，分別為1 472 hm2和11 856萬m3；東南的F鐵路棄土(渣)場占地面積最小，為71.16 hm2；華北的A鐵路棄土(渣)量最小，為366.30萬m3。從單位長度棄土(渣)量看，穿越山地丘陵區(qū)較多的華中B鐵路、西南E鐵路、東南F鐵路3條鐵路每公里棄土(渣)量都在5萬m3以上，而山地丘陵區(qū)較少的西北、東北、華北鐵路都在5萬m3以下，甚至更小。棄土(渣)場占地多為耕地、林地、草地和荒地。

表1 鐵路取土場、棄土(渣)場情況

不同區(qū)域單位長度的取土量、棄土(渣)量不同，同一區(qū)域單位長度的取土量、棄土(渣)量也不盡相同。由此可見，鐵路取土場設置數(shù)量、取土量及棄土(渣)場土石方量大小、對周圍環(huán)境的影響程度由鐵路穿越主要地區(qū)地形地貌所決定?？傮w而言，北方取土量的需求較多，南方的棄土(渣)量較多。

2.2 取棄土場恢復調查分析

在取土場、棄土(渣)場的恢復過程中，攔擋、排水、場地平整等工程措施基本全部落實，但由于每個地區(qū)土壤、氣候等區(qū)別較大，植被恢復效果參差不齊。根據(jù)以上6條鐵路現(xiàn)場調查情況，通過現(xiàn)場估算取棄土場的植被恢復狀況，并結合取土場、棄土(渣)場所在地區(qū)的土壤類型和全國的年均降雨量分布情況，將取土場、棄土(渣)場的植被恢復效果和難易程度進行了綜合對比，如表2所示。

從降雨條件看，一般我國南部地區(qū)降雨較為豐富，對植被恢復較為有利，在滿足覆土、植被物種合理搭配等設計前提下，并在適宜的季節(jié)播撒或者種植，場地的植被在1年內場可以達到恢復至原貌的效果，甚至在土壤未施用肥料或覆蓋欠佳的條件下，植被長勢依然較好，總體而言，南部地區(qū)植被恢復的成活率較高，生態(tài)恢復效率也相對較高。但是，值得注意的是南部地區(qū)山嶺較多，部分地區(qū)土質疏松且呈碎石狀，易破碎，地形因素可能制約植被恢復的覆蓋程度，且一旦植被恢復不到位，較易發(fā)生水土流失及次生災害。

相比上述地區(qū)，東北地區(qū)降雨量相對較少，但土質相對肥沃，植被生長的基礎條件較好，且地形較緩和，有利于植被的播撒和生長，根據(jù)現(xiàn)場調查，一般在2年左右，場地恢復效果可以達到原貌。相對其他地區(qū)，華北地區(qū)的土質和降雨量都屬于中等條件，地形也較為緩和，在常規(guī)施用養(yǎng)分的前提下，一般2～3年，植被可以恢復至原貌。華北區(qū)鐵路工程棄土場恢復前后對比如圖1所示。

圖1 華北區(qū)鐵路工程棄土場恢復前后對比

與前2個地區(qū)相比，高原地區(qū)及西北荒漠地區(qū)植被恢復的自然條件較為特殊。這兩類地區(qū)氣候條件相對惡劣，早晚溫差較大，土層條件較差，一般為砂質土壤甚至石質顆粒，日照強烈，西北地區(qū)和部分高原地區(qū)降水稀少，植被生長的自然條件較差，通過調查發(fā)現(xiàn)高原部分地區(qū)常出現(xiàn)第一年植被生長良好，場地植被整體恢復效果也較好，而第二年植被出現(xiàn)死亡，有的地區(qū)植被甚至無法越冬成活，導致這一現(xiàn)象的原因是由于土壤養(yǎng)分和水分供給不足。西北地區(qū)植被數(shù)量相對較少，鐵路取土場、棄土(渣)場占地一般選擇原始地表植被稀少或沒有植被生長的荒地和沙地，針對恢復原貌來說，植被恢復需求較小，多以場地平整、渣場擋護等工程措施為主。但是，需要植被恢復的地區(qū)，植被可能極為稀疏，生態(tài)功能單一，人為干擾對生態(tài)環(huán)境的影響更大。

高原部分生態(tài)敏感地區(qū)，常見植被生長在沙粒、巖石上，植被生長的環(huán)境相對惡劣。通過調查發(fā)現(xiàn)。相對于土壤養(yǎng)分，水分則成為植被生長和生態(tài)恢復的第一制約因子，針對此類地區(qū)，植被恢復的重點則是保水。一般連年水分條件較好，植被的恢復情況也較好。但是，如果保水措施不到位，植被恢復則會面臨較大難度。高原地區(qū)鐵路工程棄土場恢復前后對比如圖2所示。

表2 不同氣候及環(huán)境條件下鐵路取土場、棄土(渣)場恢復效果

圖2 高原地區(qū)鐵路工程棄土場恢復前后對比

3 結論

棄土(渣)場與取土場相比較而言，取土場保留了部分原生的土壤，而棄土(渣)場在實際施工過程中，存在表土分離不到位、甚至未進行表土剝離的情況，棄土(渣)場對地面土壤和植被擾動程度較大。取土場可能破壞了部分土壤內的種子庫，而棄土場則將掩藏在土壤內的種子庫深埋。此外，一般棄土(渣)場堆高較高，高出地面2 ～ 5 m，有的甚至高出地面10 m以上，對于整個棄土場的平面和坡面來說，如果植被恢復不到位，極易發(fā)生水土流失。

一般在降雨量充沛的區(qū)域，土壤條件、植被搭配、養(yǎng)分等不是臨時用地恢復的制約因子；在土壤及養(yǎng)分條件相對較好而降雨量不足的地區(qū)，取棄土場用地的恢復可以通過養(yǎng)護等方式促進生態(tài)恢復。而在降雨量、土壤條件不足的地區(qū)，生態(tài)恢復相對困難，但在前期采用養(yǎng)護等前提下，可以通過一定的保水措施來提高植被當年及越冬后的成活率。

此外，通過探索科學、適宜的方法，保證植被恢復效果與降低恢復成本將是今后研究的重點。