矿山环境治理的景观再生设计研究——以北京龙世源有限责任公司采石场矿山环境治理为例

徐庆勇

（北京市水文地质工程地质大队，北京 100195）

0 前言

矿业经济在为地区经济发展立下汗马功劳的同时，也留下了众多存在地质环境问题的废弃矿山，正成为地区可持续发展的障碍，因此，亟需对废弃矿山进行环境治理。作为生态恢复与景观重建相结合的景观再生设计对退化景观的可持续利用具有现实意义。20世纪90年代以来，尝试用景观再生设计的方法法来处理工业废弃地的设计作品大量出现，比较有影响的项目有：德国Lausitze地区露天矿区生态恢复、美国波士顿海岸水泥总厂及其周边环境改造、韩国金鱼渡公园、中山歧江公园等。因此，采用景观再生设计的手法治理工业废弃地正成为一种趋势[1~4]。

本文以北京龙世源石业有限责任公司采石场矿山环境治理为例，探索采用景观再生设计的手法对其进行治理，以期为其他矿山环境治理项目提供一些新思路和新方法，为使矿山环境治理进入到多学科融合、多种技艺优化组合的广阔空间提供帮助。

1 矿山概况

1.1 矿山自然状况

北京龙世源石业有限责任公司采石场位于门头沟区潭柘寺镇鲁家滩村南约1.8km处，有简易道路与108国道相连，交通较便利。开采矿种为熔剂用灰岩，现为已停产矿山。矿山为太行山脉东延部分，属低山丘陵区，海拔标高132～348m，山体坡度较缓，自然坡度角约15～45°，沟谷发育，第四系坡积、残积物较厚，土壤主要为山地淋溶褐土和耕种褐土，有效土层厚度约在85～160cm之间，适合多种植物生长。目前矿区多为自然生长的灌木和草本，缺少乔木，阳坡植被中，灌木以荆条、酸枣、黄栌、山皂角为主；草本以白草为主；阴坡植被主要由山皂角、蚂蚱腿子等灌木组成，植物种类较少。

1.2 矿山地质条件

矿区位于祁吕构造体系东翼吕梁-恒山褶皱带，褶皱构造为近东西向马鞍山复背斜。据调查，矿区内没有明显的褶皱和断层，地层（由老至新）有昌平组燧石条带灰岩、泥灰岩和豹皮灰岩；毛庄-徐庄组砂质云母页岩为主夹鲕状灰岩。第四系松散堆积物覆盖于山体表面和沟谷内，沟谷内厚度较大约1～2m，坡体表面厚度较小，一般为0.1～0.3m，岩性主要为砾石、砂砾、粘土等，压缩性小、结构较松散。灰岩微风化，锤击较难击碎，有轻微吸水反应，属于硬质岩。由于采矿过程中穿孔、爆破等开采工艺的影响，矿区内岩体次生节理裂隙发育，局部岩体呈碎裂状结构，稳定性较差，在边坡较陡处易形成掉块、崩塌。

由于该区降水集中，下垫面地形起伏较大，坡度较陡，大部分降水沿沟谷自然排泄，仅少部分沿裂隙、溶洞渗入地下聚集在岩层内通道运动，以泉水等形式排泄于沟谷或沿深处节理裂隙渗流向平原运动，补给第四系含水层。

1.3 矿山环境问题

（1）不稳定边坡

经现场勘查，矿山由于矿业生产活动形成1处较长的不稳定边坡，该坡长约50m，坡高20～30m，走向60°，下部边坡坡角一般在45°～60°之间，上部边坡坡角一般大于60°，坡体物质组成主要为松散的碎石土，厚度自0.5～2.5m不等。坡体基岩表面完全裸露，无植被覆盖。在暴雨、振动等外力条件下，坡体上部岩块儿易向下滚落或松散土石向下滑动，因而存在不稳定边坡隐患（照片1）。

照片1 不稳定边坡

（2）地形地貌破坏

矿山开采方式为露天开采，对地形地貌造成极大的破坏，形成了高陡的废石堆、裸露的边坡和大面积的开阔采场，破坏了原始地形地貌的完整性和连续性，使得现状地形地貌与周边形成鲜明对比（照片2）。

照片2 地形地貌破坏

（3）土地资源损毁

矿山生产工艺流程为：穿孔-爆破-运输。这种生产工艺流程必然对土地资源造成损毁。根据实地调查，目前整个矿区内的土地均受到严重损毁，损毁方式主要是挖损，损毁面积占整个矿区面积的18.0%。

（4）生态景观资源损毁

矿山开采对地形地貌和植被的破坏，造成景观资源的损毁。同时由于植被覆盖率的降低减少了地表糙度，增加了地表径流，使土壤抗蚀指数降低，易引发水土流失、土地沙化等生态环境问题，并且由于地表保持水土、涵养水源、防风固沙的植被的减少，又容易造成污染，导致环境质量下降[5~6]。

2 景观再生设计方案

2.1 设计定位

矿山距最近的村庄约1.8km，不具备作为村民休闲散步场所的条件，但矿山作为108国道沿途风景的组成部分，生态性、观赏性是其内在要求。通过对矿山自然条件、环境问题及景观生态特征的分析，确定此次矿山环境治理景观再生设计定位为： 以生态护航，与自然相融，创造具有审美价值的良好户外空间、具有社会、经济和环境效益的绿色斑块，实现自然、生态、艺术等多元内涵的传达。

2.2 设计理念

自然：设计中融入自然理念才能满足人们回归自然、远离喧嚣、休整身心的需要，才能达到人类和自然的灵魂沟通，同时设计出的景观也才能与周边环境协调、融合。

生态：设计中融入生态理念才能保证对场地生态发展过程的尊重、对物质循环利用理念的应用，保证所设计的景观具有持久生命力。融入生态理念，矿山环境治理中植被的恢复不再是单纯的造林复绿，而是更多地引入了生态恢复理论和可持续发展理论，重建已遭到破坏的生态系统，其解决的是本质问题。

艺术：艺术性是景观设计的内在要求。艺术的主题提升了景观质量，提高了环境的视觉价值。

2.3 空间布局设计

整个矿山景观再生设计布局依据一环二带二空间的形式展开（图1）。

一环：即设计的环形道路，将两个空间连接起来，同时也方便后期植被管护。道路以场地原有废石为铺装材料，不仅与周边环境融合，而且演绎着一种材料循环利用的过程，体现着自然和生态的理念。

二带: 即尊重场地特征，对矿山开采过程中形成的两个高度不等的带状平台，采用保留、加工处理方式，经过进一步修整，并结合植物的种植形成台地景观。

二空间：即通过地形的重塑，形成两处自然空间，并通过植物的种植，最终形成自然山林区，较好地融合于周边环境中。

图1 矿区景观再生设计的空间布局

2.4 景观分区设计

依据矿山特征和所营造的景观的不同，整个矿山景观分为生态台地区和自然山林区两个区（图2）。

生态台地区：即结合生态材料的使用塑造台地景观。矿石开采大致形成了两个高度不等、宽窄不一的平台，遵循因地制宜原则，根据场地特征，对现有平台和坡面进一步整理，平整基面，清理掉坡面上的浮石、危石和碎石土，露出稳定的下伏基岩，使平台轮廓清晰，形成台地景观，同时，由于坡面浮石、危石和碎石土的清理，保证了坡面的安全稳定，消除了不稳定边坡地质灾害隐患[7~9]。

自然山林区：采矿过程中在山体前形成了一处面积较大的平地，为与周边高低起伏的自然地形相协调，采取“近自然”的地形塑造方式。“近自然”指在地形整理过程中模仿周边地形地貌，使整理后的地形地貌仿佛是周边自然山体的延伸。此处将原本平坦的场地整理成两处起伏变化的山丘，最高点相对标高分别为2.2m和1.4m，每0.2m一根等高线。

2.5 土地修复设计

在整理后的平台外边缘码放生态袋作围堰，生态袋围堰一方面作为拦挡物，固定覆于平台上的客土，保土保墒，防止雨水对土壤的冲蚀；另一方面生态袋本身也是植被生长的基质。生态袋是可以填充碎石、土壤等多种土工材料、种植材料的无纺布袋，透水、透气，能为植物根系提供良好的生长空间。生态袋具有强度高、无污染、不降解、韧性好等优良特征[7]。而传统的固土护坡大多采用高能耗、高污染的水泥沙石等硬质材料，阻碍了土壤环境系统的能量流动、物质循环、信息传递过程的正常进行，使原本有生命的场地变成了无生命的“死”地，具有生态特征的生态袋很好地避免了上述情况的发生。

因原有场地物质组成主要为大小不等的砂砾石，干燥贫瘠，除在上面覆土外，还在其中掺进腐殖质和草籽，以提高土壤肥力并以此来培植微生物。然后遵循上述生态学原理，按自然式方式配植植物，这样，便形成了两处与周边环境浑然一体的自然山林区。

2.6 植物景观设计

植被恢复是矿山环境治理中恢复、改善环境的重要措施，在按照生态学原理修复植被、保证植被环境效益充分发挥的同时，运用自然和艺术理念设计植物景观，以提高景观价值。

首先遵循植物生长的自然规律，充分考虑矿区环境条件，选择在光照、水分、土壤等方面适合矿区立地条件的乡土物种，以矿区周边自然原生的植物群落为蓝本，在植物品种构成、群落形态等方面与矿区周边的植物群落相近；合理配置乔、灌、草的数量，建造乔灌草相结合的复合稳定的群落结构。

其次按照美学原则，从植物所具有的色、型、味方面选配植物，并从平面和立面两个角度，形成美的构图。植物群落的营建虽以自然界原生的植物群落为蓝本，但不是对自然的简单模拟，而是艺术的再创造。植物平面布置疏密有致，虚实相生，开朗中有封闭，封闭中辟开朗。五棵一组，十棵一群，尽量避免等距种植，形成具有艺术韵味的构图。

根据以上植物景观营造理念，以乡土树种为主，选择抗性强、适应性强、根系发达、具有水土保持功能、固氮能力的植物种类。此处植被选择如下：

乔木：火炬（Rhustyphina Nutt）、黄栌（CotinuscoggygriaScop）山楂（Crataegus pinnatifida Bunge）、柿树（Diospyroskaki）、侧柏（Platycladus orientalis （L.) Franco）、刺槐（Robinia pseudoacacia L）、臭椿（Ailanthus altissima）

灌木：牡荆（Vitex negundo var.cannabifolia）、酸枣（Ziziphus jujuba Mill. var. spinosa (Bunge) Hu ex H. F. Chow）、迎春（Jasminum nudirlorum）、毛叶苕子（V.villosa）、沙打旺（Astragalus adsurgens Pall.）、紫穗槐（AmorphafruticosaL.）、蚂蚱腿子（Myripnois dioica Bunge ）

草本：牵牛花（Pharhiris nil qianniuhua）、狗尾草（Setaria viridis (L.) Beauv.）、苜蓿（Medicago）、紫花地丁（Viola ycdoensis Mak.）

3 结语

随着我国经济结构的转型，今后可能有更多的矿山需要进行环境治理。采取景观再生设计的方式，不仅解决了当前矿山存在的地质环境问题，而且保证了治理效果的长久性和可持续性，并从更高的层面——精神层面满足人们对如诗如画如歌生活环境的心理需求。由此可见，景观再生设计具有多种功能，能够赋予场地多重内涵，是一种有效的矿山环境治理方式，使矿山重新发挥经济、社会、环境效益和美学价值，其从更高的角度、更深的层面为废弃矿山所带来的社会与环境问题找到了出路。

[1]http://www.asla.org/nonmembers/publicrelations/What_is_ASLA.cfm.

[2]http://www.eclas.org/content/about_eclas/goals_origins.php.

[3]王向荣,任京燕. 从工业废弃地到绿色公园——景观设计与工业废弃地的更新[J]. 中国园林，2003,11~18.

[4]俞孔坚.足下的文化与野草之美——中山歧江公园设计[J].新建筑，2001（5）：17~20.

[5]那 伟,刘继生. 2007. 矿业城市人地系统的脆弱性及其评价体系[J].城市问题, (7):43~48.

[6]刘海龙.采矿废弃地的生态恢复与可持续景观设计[J].生态学报，2004（24）：323~329.

[7]李 健. 生态恢复关键技术研究[M]. 2009. 中国林业出版社.

[8]陈芳清，王祥荣. 从植物群落学的角度看生态园林建设——以宝钢为例[J]. 中国园林, 2000，16（5）：35~37.

[9]李贵民，李道强，高祥斌等. 城市景观生态与生态园林设计[J]. 聊城大学学报(自然科学版), 2007，20(4):61~63.