生态学论文
景观生态学论文研究热点10篇之第六篇：分析山体棕地产生的原因及危害和生态修复方式及技术
摘要：随着我国城市化进程的加快和社会经济的快速增长，城市发展对自然资源的需求量不断增加，人类的过度开采导致越来越多的山体棕地出现。无序的开采不仅造成了大量陡坡岩面裸露，恶化了城市的自然生态环境，而且引发了滑坡、塌方等潜在的安全隐患。随着人们生态保护意识的觉醒以及可持续发展战略的提出，如何对山体棕地进行生态修复已成为城市发展中急需解决的问题之一。介绍了山体棕地的相关概念和分类，分析了山体棕地产生的原因及危害，并列举了山体棕地的主要生态修复方式和技术，以期为山体棕地修复实践做出一定的理论贡献。
关键词：棕地； 山体棕地； 生态修复；
Abstract:
With the acceleration of urbanization and the rapid growth of social economy in China, the demand for natural resources in urban development is increasing. Over-exploitation of human beings has led to more and more brown hills, which has a tremendous impact on urban environmental safety and ecological landscape. Un-orderly mining not only caused a large number of steep slope rock surface exposure and worsened the natural ecological environment of the city, but it also caused potential safety hazards such as landslides and landslides. With the awakening of people's ecological protection consciousness and the proposal of sustainable development strategy, how to restore the mountain brown land ecologically has become one of the urgent problems in urban development. This paper first introduced the related concepts and classification of mountain brown land, analyzed the causes and hazards of mountain brown land, and then listed the main ecological restoration methods and technologies of mountain brown land based on greening measures, so as to provide theoretical basis for the restoration practice of mountain brown land.
Keyword:
Brown land; Mountain brown land; Ecological restoration;
随着我国经济的飞速发展，城市建设与生态保护间的冲突日渐激烈。以前无序的开采行为导致大量山体被挖掘、破坏，到处都是裸露的崖壁和采石坑。在快速城市化的背景下，随着城市规模的逐渐扩大，许多被破坏的山体进入城市规划建设的范围内。此外，由于我国是一个多山国家，高原、丘陵、山地的总面积约占国土面积的60%~70%[1],部分山地城市还因市政建设的原因而出现山地植被破坏、水土流失、景观破碎等其他生态问题。
***总书记在十九大报告中提出的"青山绿水就是金山银山"理念，充分体现了良好生态环境的重要性。山体棕地是生态文明建设过程中不容忽视的重要问题。首先，由于开采留下的受损岩石面缺乏植被覆盖，在风雨侵蚀的作用下，空气中悬浮着大量的灰尘，严重降低了城市的空气质量；其次，随着山体棕地表面原始植被遭到持续的破坏，原本的水土保持功能渐渐消失，植物不能继续生长，不能与城市的整体景观相融合；更重要的是一些山体较陡峭或结构不良的山体，还会带来滑坡、塌方等安全问题，对人民的生命财产安全产生直接的威胁。因此，山体棕地的生态修复已成为城市建设发展中亟待处理的问题之一。
1 相关概念
1.1 棕地
棕地，又称"废弃地",最早出现在1980年美国的《环境应对、赔偿和责任综合法》中，一般是指"废弃及未重新使用的工业用地，或已知、疑似遭受污染的土地".随着经济产业模式的转变，许多地区工业活动逐渐停滞，由此产生了大量被废弃的工业生产地及其相关用地[2].
1.2 山体棕地
山体棕地属于棕地的一类，是大规模工业化建设环境下的产物。狭义上讲，山体棕地主要包括由于开发建设、挖山采石等人类活动而形成的闲置或废弃采石场和取土场、废弃边坡、开挖边坡和坑道等[3];广义上讲，山体棕地还包括滑坡、泥石流等自然灾害对山体产生破坏并因此形成的以裸露边坡为主的山体形式[4].总的来说，山体棕地由3个不可缺少的因素组成：第一，有山体，不包括平地、平地上的建筑物基坑；第二，没有植被，或者只有极少的天然植被；第三，受到人为因素破坏。
2 山体棕地分类
2.1 按形成原因划分
因人为原因造成的山体棕地可分为遗留地和废弃采石场2种[5].①遗留地对山体的自然景观的破坏作用较小，因水库和道路等建设造成山体表面被破坏，坡度较小，边坡较短，裂隙较多，部分有残积土，景观恢复相对容易。②废弃采石场对山体的自然山地景观破坏作用相对较大，由于损坏的地表是人为采石造成的，所以高度一般为20~100 m,岩石表面不规整，坡度大，裂隙少，无土，植被难以恢复。
2.2 按地表特征划分
根据山体地表的土壤与石块的组成比例可分为3类。①土质山体棕地。由于土质较软，控制治理难度较低，土质山体的生态修复相对容易。土层薄、肥力低是此类山体棕地的主要特点，一般可采用植被修复法恢复山体自然景观。②碎石及弃石山体棕地。碎石及弃石山体通常由遗留的泥石堆、乱石堆等组成，大部分地表都是碎裂的，坡底和坡顶覆盖着土壤，可利用客土填充的方法种植灌木和乔木进行恢复。③石质山体棕地。此类山体棕地的主要特征是地表几乎无土，裂缝少，这种情况下植物生长难以控制，修复难度大。一般可以种植垂悬、攀援类植物并结合工程技术措施进行综合治理。
2.3 按山体岩性划分
根据山体岩性划分，山体棕地可分为硬质岩和软质岩2种。废弃采石场属于硬质岩，以花岗岩、大理岩、石灰岩类为主，一般采取工程措施结合绿化措施的修复方法。遗留地则属于软质岩，以风化岩类为主，其修复主要依靠植被[6].
3 山体棕地形成的原因
3.1 城市的迅速扩张
生产力的发展导致城市的迅速扩张，在城市扩张进程中，为满足大量的房地产业和城镇基础建设的需要，城市周边许多山体遭受破坏，造成大量山体陡坡岩面裸露，采石坑遍布。
3.2 传统产业的衰退和产业结构的调整
随着经济转型和产业结构的调整，在第三产业和文化软实力的政策引导下，钢铁、冶金、煤矿、建材等污染企业开始逐步衰落。城市周围留下许多废弃地，山体棕地亦是其中之一。
4 山体棕地的危害
4.1 诱发灾害，侵占土地资源
大规模的人为干扰破坏了土石结构体系，容易造成滑坡、泥石流等自然灾害，甚至加剧了荒漠化的形成。此外，工业垃圾堆积也会造成地表植被破坏。
4.2 污染物扩散
剧烈的工业活动进一步破坏山体表面，地表植被的破坏降低了植物滞留沙尘的能力。工业活动中的有害重金属元素容易与地表水和空气中的氧气发生氧化反应，从而形成有害粉尘和气体。粉尘和其他污染物将会随着季风而扩散，降低空气质量，污染物通过气体沉积扩散，威胁到该地区生态系统的安全。
4.3 景观破碎化严重
工业生产初期，工业活动中的科技含量低，采用粗放的生产管理模式，对生态环境考虑不足，过分追求经济效益，忽视对生态环境的保护。现场污染物一般不经处理直接排放或堆放在场地内。棕地工业活动的频繁发生，使得景观特征从均质化变为异质化。在工业生产过程中，地表景观被破坏，出现大量工业遗址（如尾矿库、矿坑、弃渣场、陡壁、空区等），将场地变得百孔千疮、疮痍满目。
4.4 动植物栖息地遭到破坏，生物多样性降低
工业垃圾的堆积会严重破坏植物的生存环境，土质的下降会影响植物的自然生长。本地植物群落的破坏降低了当地植物自身演替的能力。生态功能的退化伴随着动物生存环境的破损，造成食物短缺，破坏了食物链，加剧了物种数量的减少。周围生态系统的完整性因景观的破碎化而被破坏，阻碍了动物的迁徙，严重影响了它们的生存延续。
5 山体棕地景观生态修复方式与技术
5.1 生态工程修复方式
在当今山体棕地的景观生态修复实践中，相关的生态工程修复方式已经比较成熟，主要有爆破削坡砌台式、台地续坡式、缓坡造林式等。
5.1.1 爆破削坡砌台式。
这是一种通过对山体进行削坡及砌台处理，以达到生态修复目的修复方式。这种方式主要适用于受损地表面较陡、平面腹地较小、顶部无法满足绿化种植条件的山体棕地[7]（图1）。较难恢复的坡度陡峭的山体棕地使用爆破削坡砌台法修复比较适合，但需要爆破和土方搬运。一般来说，它更适合于修复北方的山体棕地。
图1 爆破削坡砌台示意
Fig.1 Blasting slope cutting and masonry platform
5.1.2 台地续坡式。
该方式是利用各类大小形态不同的天然岩石作为挡土组件，利用石体自身的重量围挡山坡土体的一种护坡形式[8].它可适用于各类边坡和各种坡度，这类护坡形式主要适用于土质山体棕地或碎石及弃石边坡山体棕地（图2）。台地续坡式简单稳定、灵活多变，不仅能反映自然山体的特点，而且能有效地节约施工成本。
图2 台地续坡式示意
Fig.2 Continuous slope of platform and land
5.1.3 缓坡造林式。
运用直接造林的方式对于坡度小、以土质山体为主的地区进行生态修复，利用植被恢复促进生态系统的逐步复苏。但是，在以石质山体为主的地区，需要使用回填土和种植土壤将厚度满足植被繁育和生长基本要求的足量土壤覆盖在山脚或地表上。另外，对于坡度较陡的山体，需要构造适当的自然休止角来满足植物种植面的需要，然后利用绿色植物对破损面进行遮挡[9].
在前期对植物种类进行选择时，必须综合考虑场地自身的自然因素，比如工程位置、地表特征、坡度等以及工程资金、工程周期等社会经济因素，尽量选择景观效果好、具有一定经济效益的本土植物，在实现场地快速复绿的同时兼顾景观效果的一致性，并能带来一定的经济效益。
5.2 生态修复技术
比较常见的山体棕地生态修复技术主要包括攀援植被修复技术、挂网喷播技术人工植草技术、框格客上绿化技术、植生带（毯）绿化技术、"高次团粒"喷播技术等。
5.2.1 攀援植被修复技术。
由于受破坏的山体棕地地表破坏程度不均，故常有悬崖或陡坡存在。通常来讲，适用于攀援植被修复技术的山体棕地由于土壤保水保肥力较差的缘故，土质比较贫瘠，不适合植物的生存和生长。攀援植物因其特有的攀援特点，能够依附于坡度较大的攀爬面向上生长，故而可大量应用于陡壁等垂直面上的绿化。在垂直面底部的基线处挖种植孔，使整个受损创面可逐渐被"点-线"布局覆盖。在选择植物时，应选择吸附性攀援植物，并且选取的品种应当有较大的枝叶，以确保良好的绿化效果，如凌霄、薜荔、爬山虎、葛藤等植物，从而实现山体棕地的快速绿化[9].由于单层攀援植物覆盖高度极限在15 m左右，需要采用双层配置方式在中高边坡上攀下披，或采用阶梯式绿化方式，设置多层种植槽，以期达到较好的绿化水平，加速景观生态的恢复。
5.2.2 挂网喷播技术。
挂网喷播技术起源于日本的客土喷播法，是指在边坡人为的挖凿定距的楔形沟后，用三维植被网覆盖在沟内所填充的回填土、养分、土质改良剂等能为草种生长提供良好环境的基质物料之上再进行喷播植草恢复的技术。此方法可以有效解决石质山体棕地的生态修复问题[10].这种修复技术选择的植物材料主要为草本植物，如臭蒿和洋甘菊。该方法更适用于大型土石、砂土、土混合型山体。挂网喷播技术具有应用范围广、长草速度快、覆盖率高、植被茂盛等优点，花期时还能形成独特的景观，具有良好的视觉景观效果。
5.2.3 人工植草技术。
人工植草技术是一种在山体边坡上利用人工手段进行铺草皮、播种草种或植树的传统植物防护技术。该技术以低成本、易施工著称。主要应用于缓坡、低高度、适合草类生长的土质山体的防护。不足之处是这种技术存在植物成活率偏低、施工适应性差等问题。
5.2.4 框格客土绿化技术。
即用混凝土、框砖在山体斜坡上拼铺、砌筑一定的形状，例如正六边形、方格形等，并在框架砖格内放置土袋或种植土等栽植草种，以此来修复山体棕地。框格客土绿化技术的框砖受力结构合理，能有效分散和缓解边坡雨水冲刷的强度和速度，可大规模生产。但该技术施工繁琐，通常用于坡度较陡的土质山体、易风化的岩质山体和填土后的山体恢复，在西南地区山体使用较多。
5.2.5 植生带（毯）绿化技术。
这是一种将植物种子夹在天然纤维垫或多层无纺土工织物上直接粘在山体边坡表面，以达到快速复绿效果的技术。这种技术应用于60°以下的砂土类边坡或土质边坡时效果较好。种植带的三维网络纤维结构具有防止水土流失、有效防止土壤颗粒运动、保持植被种子稳定均匀分布、节约播种量、提高绿化效果等优点[11].目前，这种技术已被广泛应用于华北地区的水土保持、边坡绿化和城市景观绿化，但在华南地区极少应用。
5.2.6 "高次团粒"喷播技术。
"高次团粒"是通过特殊的生产技艺制作而成的土壤材料，通过添加植物种子、使用喷雾和机械操作，生产出最适合植物生长的土质培养基。这种"人造土"为高次团粒结构，持水性强，透气性和透水性较好，植物能够在其中生长，且能够有效抵御风蚀和雨水侵蚀，预防水土流失。该技术的施工程序依次为手工成型作业→清理坡面，清除危石、浮石→打植生孔→压实填土→铺设植生毯→铺设金属网→固定锚件→铺设喷灌系统→喷播施工。"高次团粒"喷播技术具有施工快、抗雨水侵蚀、抗风蚀性强等优点，因此在喷播后受损山体上不需要覆盖无纺布，且能够培育幼苗期极长的木本植物，适合石质和土质山体棕地的生态修复。
6 结语
为了在山体棕地修复过程中取得较好的生态和景观效果，修复方式和技术的选择、植物种类及其配置模式的确定、合理的种植以及后期的维护和管理是修复山体生态环境和营造良好景观的要点。通过对山体位置、类型、受损程度、财务经济条件的综合分析，采用平面绿化遮挡、缓坡造林式等修复方式和人工植草、攀援植物修复等技术进行生态修复。在植被物料的选择中，应遵循安全性原则、适地适树原则、生态性原则、观赏性原则及经济实用性原则[12].在配置模式上，结合不同类型的山体边坡，科学利用适合的植物种类进行遮挡、连接，并结合丰富的搭配层次、季节变化来创造优良的景观。为稳定山地的生态环境，还需要采取长期施肥、浇水、修剪、病虫害防治、再植等养护管理手段，以确保被修复山体景观恢复的长期稳定。
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