摘要：在分析岩质边坡生态恢复工程特点和当前我国在岩质边坡绿化工程中存在问题的基础上，运用恢复生态学理论，结合建材化工厂采石场生态修复工程，探讨了岩质边坡绿化工程的设计思路与施工方法，提出了岩质边坡绿化工程的有效对策措施。

关键词：水土保持；岩质边坡；生态恢复

中图分类号：X171．4 文献标识码：A 文章编号：1673—2464 (2009)05—0l15—03

APPLICATIoN oF REHABILITATIoN ECoLoGICAL THEoRY IN LANDSCAPE ENGINEERING IN RoCKY SLoPES

LIU Hai—sheng．TU Xiao-fang

(Beijing Geological Minerals Exploration and Development Ltd．，Beijing 100055，China)

Abstract：This paper，based on the ecological rehabilitation engineering at rocky slopes and the issues of landscape engineering，applies the rehabilitation ecological theory to discuss the design and practice method，combined with a case study on the ecological rehabilitation on a chemical plant’S quarry，and presents some effective approaches to the landscape engineering．

Key words：water and soil preservation；rocky slope；rehabilitation

随着国民经济的迅速发展和可持续发展战略的实施，国家加大了水利、公路、铁路等基础工程建设的投入。伴随着基础工程的建设，出现了大量的施工开挖，造成了大量的裸露土坡和岩质边坡，使原有的生态系统遭到破坏，导致了严重的水土流失和生态环境失衡问题。一些工程使边坡的生态环境完全破坏，靠自然演替恢复到原来的状态往往需要较长时间。近几年来，一些科研单位陆续开发了针对岩质边坡的绿化技术和方法，取得了较好的绿化效果、生态效果和社会效应。本文运用恢复生态学基本理论，通过建材化工厂采石场生态修复工程的设计与施工，对岩质边坡生态修复进行分析和探讨。

1 岩质边坡的生态特点

1．1 缺少植物生长所必需的条件

缺少植被生长所必需的土壤条件及养分条件的岩质边坡不具备植被生长所必需的土壤环境，无法直接进行种子撒播或植生带绿化，即使采用目前国内广泛应用的水力喷播技术，其防护效果也很不理想，其原因是喷浆与岩体坡面的黏结力很小。另外，岩体保水功能差，含有的活化养分少，植被根系很难从边坡岩层中吸收足够的水分及养分供其生长发育。

1．2 边坡坡度大

公路、铁路工程及矿山的岩质边坡一般设计坡度都在1：0．75以上，有的可达1：0．3，甚至直立。坡面雨水径流速度大，在高降雨地区极易形成冲刷侵蚀；坡面自然风化的土壤颗粒及风运带来的土壤颗粒在坡面很难留存并受水力和重力作用堆积于坡脚，加之降雨又不能滞留在坡面上，致使植被难以生存。

1．3 坡面自然生态条件恶劣

岩质边坡无-k壤层覆盖且水分匮乏，在阳光的直射下裸露岩石表面温度过高，即使有风运或动物搬运的种子嵌入岩石缝隙中，也会因温度过高而难以发芽和生存。

2 目前我国岩质边坡绿化工程存在的问题

目前我国岩质边坡绿化工程存在如下问题：

1) 对草种混播品种及比例缺乏研究。仅凭经验甚至盲目施～[，而不是在科学选种的基础上按适宜的混播比例来进行实施，没有充分考虑不同地域、不同气候条件的影响。

2) 边坡绿化中主要采用草。很少考虑花、灌木、乔木种子的加入，致使绿化景观单一，没有垂直层次，缺乏景观多样性。

3) 本地物种应用较少。目前边坡绿化主要采用外来品种，外来物种对本地物种可能带来毁灭性的灾害。另外，本地物种的抗逆性和适应性一般比任何外来品种都强，用本地物种进行边坡绿化有着深远的意义。本地藤本植物的应用亦较少，在边坡绿化中，草本植物和灌术的抗逆性是有限的，如果增加了本地藤本植物，将有助于提高边坡的景观效果及稳定性。

4)对边坡土壤肥力的变化和营养循环、水分循环等方面缺乏研究。土壤肥力水平直接影响到边坡绿化的后期效果。

5)播种密度大。播种密度大常造成发芽生长后的植株个体光照不足，致使植株的有机营养不足，根系和地上部的生长同时受到阻碍，单株次根数和根系生物量减少，根系活力下降。同时使植株之间的生态位竞争加剧，对植物后期的生长极为不利。

3 恢复生态工程基本理论

3．1 限制因子原理

生态因子是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境因素，如温度、湿度、食物、氧气、二氧化碳和其他相关生物等。生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制生物生存和繁殖的关键性因子就是限制因子。任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受范围，就会成为这种生物的限制因子。系统的生态限制因子强烈地制约着系统的发展，在系统的发展过程中，往往同时有多个因子起限制作用，并且因子之问也存在相互作用。当一个生态系统被破坏之后，要进行恢复会遇到许多因子的制约，如水分、土壤、温度、光照等，恢复生态工程就是从多方面进行生态环境和生物种群的设计与改造。因此，在进行生态恢复时，必须找出该系统的关键因子，找准切入点，才能进行恢复工作。

3．2 生态系统结构理论

生态系统足由生物组分与环境组分组合而成的结构有序的系统，生态系统结构是指生态系统中的组成成分及其在时间、空间上的分布和各组分间能量、物质、信息流的方式与特点。具体来说，生态系统结构包括物种结构、时空结构和营养结构3个方面。建立合理的生态系统结构，有利于提高系统的功能。合理的生态结构体现在生物群体与环境资源组合之间的相互适应，能充分发挥资源的优势，并保护资源的持续利用。时空结构应能充分利用光、热、水、土资源，提高光能的利用率。营养结构应实现生物物质和能量的多极利用和转化，形成一个高效的、无废物的系统。物种结构提倡物种多样性，以利于系统的稳定和持续发展。依据此结构理论，生态恢复工程中，应采用多种生物物种，实现物种之间的能量、物质和信息的流动。

3．3 生态适应性原则

在与环境的长期协同进化过程中，生物对生态环境产生了生态上的依赖，其生长发育对环境就有所要求，即产生了对光、热、温、水、土等方面的依赖性，如果生态环境发生明显变化，生物就不能较好地长。因此，种植植物必须考虑其生态适应性，让最适宜的植物生长在最适宜的环境中。在恢复生态工程设计中，要先调查恢复区的自然生长条件，如土壤性状、光照特性、温度等，然后，根据生态环境因子，选择适合的生物种类，使生物种类与环境生态条件相适宜。

3．4 生物群落演替理论

自然条件下，原有植物群落遭到破坏后，还是能够恢复的，尽管恢复的时间有长有短。先是先锋植物入遭到破坏的地方并定居和繁殖。先锋植物改善了被破坏地的生态环境后，随着其他更适宜物种的生存和繁衍，先锋植物逐步被取代。如此渐进，直到群落恢复到原来的面貌和物种成分为止。在遭到破坏的群落地点所发生的这一系列变化就是演替。演替有原生演替和次生演替2种基本类型，发生哪一种类型的演替由演替过程开始时的土壤条件所决定。无论是原生演替还是次生演替，都可以通过人为手段加以调控，从而改变演替速度或方向。恢复生态工程是在生态建设服从于自然规律和社会需求的前提下，在群落演替理论指导下，通过物理、化学、生物的技术手段，控制待恢复生态系统的演替过程和发展方向，恢复或重建生态系统的结构和功能，并使系统达到自维持状态。

3．5 生物多样性原理

生物多样性是指生命形式的多样化，各种生命形式之间及其与环境之间的多种相互作用，以及各种生物群落、生态系统及其生境与生态过程的复杂性。一般来讲，生物多样性包括遗传多样性、物种多样性、生态系统与景观多样性。恢复生态工程应最大限度地采取技术措施，如种植先锋植物、进行肥水管理等，还要引进新的物种，配置好初始种类组成，以加快恢复与地带性生态系统相似的生态系统。

4 建材化工厂采石场岩质边坡绿化设计思路及施工方法边

坡绿化设计及施工方法很多，如液压喷播、植被混凝土护坡绿化、三维植被网喷播植草、厚层基材喷射植被护坡、边坡TBS植被护坡绿化等。就岩质边坡生态特点而言，经过实践检验，没有最适宜岩质边坡的绿化方法，而是根据岩质边坡的特点不同，区域不同，治理效果不同，采用不同的一种方法或几种方法综合运用。现以建材化工厂采石场生态修复212程为例，对岩质边坡绿化设计及施工方法作简要介绍。

4．1 设计采用的生态修复方法

建材化工厂采石场212程以石质峭壁为主，因开采留下较多不稳定的坡体结构(危岩体13处、变形体3处、溶洞6处，溶坑1处以及大量滚石等)。针对建材化工厂采石场岩质边坡的实际情况，采用适宜的32程措施实现高边坡的长期稳定，并为下一步生态修复工程提供良好的复绿条件。

1)边坡治理主要采用人工削坡、清坡、平台修复及局部加固支挡等工程措施，并在坡面开凿种植槽。

2)生态修复主要以客土为基础，采用针阔、乔灌、灌草混交的方式，形成复层林结构，最终达到70％以上的绿化覆盖率，构建稳定的生物群落，以达到涵养水源、保持水土的目的。

3)配管水利措施包括坡面截排水沟系统和给水灌溉系统。

4)项目完成后，不仅要消除高切坡目前存在的地质灾害安全隐患，而且要使治理区的生态环境将得到明显改善。通过营造多树种混交林，形成优美的森林景观，使矿区的水土流失、扬沙浮尘现象得到全面控制。

4．2 具体的施工方法

岩质边坡绿化施工技术是集岩石工程力学、土力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学和恢复生态学等学科于一体的综合环保技术。

根据山体自身的特点，采用人工与机械相结合的施工方法。人工清理危岩，为工人刻凿种植槽、平台，机械施工做好安全保障。为了施工安全、保障施工进度，在山体南侧修建了一条连通各平台之间的马道。由于现场条件极为复杂，有危岩体、变形体、断、褶皱等地质构造，内部是坚硬的白云质灰岩，使得平台贯通、危岩体的清除等极为艰巨。施工时采用大型破碎炮、液压风动式钻机钻孔加无声破碎剂等多种方式相结合。

在施工设计图中，岩质坡面上刻凿间隔为4 m宽，条带型的种植槽，坡度为45。～75。，局部达到90。，岩石坚硬，而且呈中、薄层结构。在人工刻凿种植槽的过程中，为了不破坏岩石整体的稳定性，产生次生灾害，保证苗木的成活率，增加绿化效果，因地制宜的采用刻凿与砌筑相结合的方式进行施工(图1与图2)。

图1 坡面种植槽施工后

图2 坡面种植槽绿化后

在机械削除危岩体的过程中，由于山体表层岩体比较破碎，局部破碎深度在15 ITI以上。在施工设计图中，为保证山体的稳定，运用削坡与锚杆施工相结合的方法，并且要搭设80 m高的脚手架打锚杆。为了保证施工安全，最终达到山体稳定，在施工过程中，根据现场的施工条件，通过改变施工方法，加大削坡力度，把不稳定岩体消除，达到削坡减荷的作用，使岩体稳定，锚杆施工取消。

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作者简介：刘海生(1975一)，男，硕士、工程师，主要从事矿山环境生态治理研究。