依据国家《科学技术研究项目评价通则》

(GB/T22900-2009)标准

绿色矿山科学技术奖

 

贡献专业力量

 

专注于绿色矿山科技领域

  • 回到顶部
  • 400-051-6619
  • QQ客服
  • 微信二维码

绿水青山就是金山银山

矿山生态修复

绿水青山与金山银山同在

以生态修复为基础的矿山景观设计探析

       摘要:为保证矿山景观设计水平提高,在设计过程,要结合实际,通过以生态修复为基础,不断优化设计方案,以实现对于矿山景观的合理设计,作为相关设计工作人员,还应该明确如何运用有效方法,积极完善对于矿山废弃地的改造以及生态修复,力求为人们提供更加优越的居住环境。

 

 

 

 

1、背景
     从上个世纪开始,在“靠山吃山”的观念驱动下,几十年的粗放经济追求,国家大量矿产资源被滥挖滥采,无序之中付出了巨大的环境代价。本文研究的矿山主要指退出或部分退出后的矿山、残留的采矿工作区、排土场、由于污染等一系列原因而无法为人们所使用的土地。
    2、矿山废弃地及生态修复
    2.1矿山废弃地
    在各种弃置不用的土地形式中,矿山特指由采矿活动占用,经破坏或占用后不经治理很难继续使用的土地。通常包括退出或部分退出后的矿山、残留的采矿工作区、排土场、由于污染等一系列原因而无法为人们所使用的土地。
     矿业废弃地的主要特征常常表现为:其一、生态平衡被严重破坏。如采矿活动造成生态本底的毁损,生物多样性降低,生物的迁徙廊道被阻断,大面积的植被群落破碎化,生态系统中原有的物质与能量的交换被切断。其二、环境品质受到影响,形成可见或潜在的污染,无论是植被,还是水体,又或者是土壤,均受到了不同程度的影响,各类污染物以直接方式或间接方式破坏着当地的自然生态环境,严重危害着人类的健康。

 

 

 


      2.2矿区废弃地的改造模式探讨
      在进行改造的过程中,相关职能单位已经摒弃传统的修复技术,转而使用更为科学化全面化的模拟自然方法。通过将各种自然生态,包括地貌形态、地形、水文状态以及自然环境,使用各种技术加以修复还原,不仅提高了原有矿山废地的艺术观赏价值,还能够作为绿化之一进行再造,获得更好的效果。
      同时,各地在进行重新修正的过程中,相关职能单位还充分联络了自身区域的实际情况,将各地的文化特色加以更好的表现,不仅做到了土地的二次还原,还能够最大程度上表现自身的地方特色。
      而从使用技术上来看,职能单位已经摒弃传统的单纯修复方法,而是更还原贴合自然的原有的生态样貌,以求最大程度上还原土地原有的作用。

 

 

 


       2.3关于修复与生态恢复
     “冰冻三尺,非一日之寒”,持续数十年的矿业活动给当地留下了深刻的负面烙印,尤其反映在环境污染方面。空气中含有大量的挥发以及颗粒悬浮物,土地及水体中含有大量的重金属等污染物,而受到污染的水渗透到地下,会污染河流湖泊及更大的区域。由此可见,一切单纯物理性的修复如回填、复绿、复垦并不能等同于生态修复。
      只有进行生态修复,才能促成所谓的生态恢复。一般而言,生态修复指的是,减轻甚至停止人类带给生态系统的干扰,使生态系统能够凭借自我调节功能帮助自己向着规整有序的方向不断演化,或者立足于生态系统所拥有的自我调节功能,从旁施以相应的人工措施(常见的如退耕还林等),从而让当前的生态系统能够循序渐进地回归到正常的运行轨道上来。
       矿业废弃地要恢复生态系统原本的面貌,常常比其它状况要难得多,甚或同样需要数十年时间或者无法根本恢复原貌。因此,在矿业废弃地的生态修复中,我们会寻求一种未来的模样,因势利导地进行修复作业,建立起生态系统新的良性循环。


     3、生态修复规划思路
     对矿山公园进行规划时,不仅要考虑矿山公园的生态恢复问题,同时还应对其他相关问题进行有效治理。另外,应对矿业遗产予以有效保护,在此基础上,以那些遭受破坏的生态环境为对象进行系统恢复和治理,避免二次污染的发生,防范地质灾害的形成,深入贯彻可持续发展的现代规划理念。
     土壤净化采矿活动会给土地带来一定程度的污染(常见的如重金属污染等)。对被污染土地进行替换时,往往需要耗费大量的人力和物力,也难以彻底解决污染物所产生的危害。在消除污染物时,通常采用两种方法,一种生物降解,另一种是就地掩埋。
     水体治理由于采矿及矿产加工会对区域内的水体造成不同程度的污染,因此,重视和做好水体治理工作便显得尤为重要了。对于水体治理而言,其核心目标是让受污染的水质恢复到一定程度,主要应用到两种技术,分别是生物技术以及工程技术。
     所谓的工程技术,即使用天然的雨水以及河水,改善原有的水质情况。随着水道水质的逐步改善,滨水生态系统的恢复重建,形成自然净水系统。不同于其他的土地结构需要使用专门的技术加以修复和还原,部分植物具有强大的自我净化能力。所以在矿山土地的二次修复作业中,要充分使用具有自我净化能力的植物,不仅能够有效降低重建过程中造成的资源成本,还能够进一步提升整个环境的自然形态,获得更好的观赏效果与价值。植被一般应用于先期恢复,不仅有助于生物群落的重建,而且有助于物种多样性的形成,另外还有助于新生态平衡体系的建立,总之,具有相当重大的现实意义。
    

4、基于生态恢复的矿山景观设计
     4.1植物景观规划

 

 

 

 

       植物园林的设计以多元化而著称,我国拥有十分辽阔的疆土,在不同区域的植物形态也有有着较大的区分,在不同区域也进行了不同形态的植物园区再造工程。以点线面全面覆盖的方式,将游览路线与各个林区串联起来。进行山体的全面覆绿。景观在规划的过程中往往需要一定的步骤,包括景观设计、景观落实以及景观塑造三项流程。现阶段以整体上以恢复植被系统为主,保留原有林木,在适地适树的原则下,选用本土优势树种,和富集型植物进行栽植和恢复。

    利用植被可以规划出景色宜人的景观画面,营造良好的自然意境,塑造出层次分明的景观。进行平面布局设计时,应讲究疏密相间,做到错落有致:在立面上,应使天际线保持自然的高低起伏;在季相上,应搭配好常绿、落叶之间的比例,与此同时,做好春花、秋叶之间的协调搭配,一方面要塑造稳定的景观,另一方面还应体现四季景观的过渡,为不同景区确定适宜的、特色鲜明的植物组合,形成独特风景。

 

 

 


     4.2植物设计
     针对矿山废地的重建绿化再塑工作而言,其最为重要的要点即为在植物的选择上。通过选择合适完善的植物,不仅能够更好恢复土地的原有意识结构,还能对环境做出一定的保护处理,防止水土流失、保障土地更好发挥自身的生态价值。下文将具体阐述在植物选择过程中的主要要点:
     ⑴在植物的选择上,首要考虑的问题即为植物的抗性,只有选择对自然环境适应力强的植物,才能更好获得种植效果并降低相关单位的经济财产支出;
     ⑵优先选择当地优良的乡土植物和先锋植物;
     ⑶优先选择具有改良土壤能力的固氮植物;
     ⑷在确保植物发挥应有的作用时,工作人员还要考虑其美观价值。
    在进行水整治的处理作业过程中,相关职能单位的首要任务,即为将治理的水域区域与原有的河水等自然水结构进行区分,做到独立进行处理。其次,在河道的处理过程中,工作单位需要着重做好垃圾的打捞工作,最大程度上还原水体原有的生态样貌。针对沉降区的土壤进行二次清理,力求还原土地原有的作用,为后续的种植植物做好铺垫工作。
    水系按功能类别可分为:水源地、生态水域、排水通道、航运通道、雨洪调蓄、渔业养殖、景观游憩等功能。根据景观规划设计要求,本次水系的功能主要是利用水系快速排泄区域内的雨洪、同时通过部分水面的营造,调蓄部分雨洪用于对区域内的绿化进行喷洒浇灌,并结合部分区域景观营造生态景观水系。

 

 

 


     由于矿区地质渗透系数较大,因此土质保水能力不强,为保障覆绿后植物蒸腾作用和正常生理所需要的用水,需要对覆绿区进行喷灌。
     4.4废物(污染物)处理
     废物处理是整个矿山废地处理过程中难度最大的一环,往往需要处理许多超标重金属或其他污染物。而在进行环境污染相对较小的区域,职能单位可采用工种处理的方法进行清洁和复原。对于部分污染较为严重的区域,则需要采用固化处理的操作方式,使得含有有毒有害物质的土壤被完全移出,在进行全新土地的覆盖,从而更好进行植物的种植作业,完成修复处理作业。
   5、典型案例分析
    5.1加拿大布查特花园(Butchart Gardens)
   布查特花园坐落在加拿大境内的维多利亚市,面积共计12公顷,是以一座废弃矿山(原先主要产出石灰石)为基础加以相应改造而成,自布查特夫人之手,通过规划设计以及生态恢复成为世人所熟知的名园。
   景观类型:巨型矿坑花园
   再生途径:充分利用废弃矿山的地形,通过堆筑山坡、铺设石径、圈起围栏、移栽适宜花木成为矿坑花园。在低洼处布置低地花园,阴暗的山坳里面布置以获类为主的阴生植物园,园区之中面积不大的平地用来规划玫瑰园等。与此同时,其以矿山或一些工业遗迹为对象进行适当改造,如以矿坑遗迹为对象,将其改造成壮观的喷泉;将矿斗、缆车、树木、植被等有机结合,通过造景形成清晰的历史文脉。与此同时,花园内移栽了来自全球不同国家和地区的多种园林植物,其成功经验主要有三点,一是能够因地制宜,二是保证了植物的多样性,三是兼顾了植物造景的丰富性。

 

 


    再生功能:由于奇异的景观效果,成为著名的旅游景点,表现了人类由开始破坏到后来保护的一个积极转变过程,不仅如此,还是一个不可多得的艺术杰作。
    5.2西雅图煤气厂公园
    Gas Works Park的前身是一家瓦斯厂,1956年停止运营之后,部分设施设备(常见的如瓦斯管等)并没有被拆除运走。1975年,某位有环保意识的市政府官员提出将其改建为公园的倡议,且获得成功,并建成了全球首个通过资源回收这一方式而形成的公园,理查德。哈格(Richard Haag)的天才设计,当年就获了美国建筑风景协会的最高奖。这个设计的独特之处,在于保存了原来的工厂设备,给这个公园带来一种独特的美感。
    景观类型:后工业景观(post-industrial landscape)
    再生途径:开创了通过生态净化方式处理工业废弃地的成功先例。煤气厂运营期间给当地土壤带来了大量污染,表层污染尽管可以得到彻底清除,然而处于土壤深层的石油精等难以被有效清除。哈克认为应针对土壤内的污染物进行系统分析,在此基础上,引进可以分解石油的以酵素为代表的相关物质,利用生物结合化学的手段以实现的污染的有效清除。在土壤之中掺加了一定比例的其他物质(如从下水道挖运过来的淤泥等),其核心作用在于增加土壤中某些细菌的数量,进而通过它们来消化五十多年来积累下来的各类化学污染物。
     再生功能:柔软草坪,温暖阳光,成为周边居民休闲娱乐的绝佳去处。有效贯彻生态主义原则,用其指导实际行动,一方面能够获得良好的环境效益,另一方面还有助于改善城市生活。煤气厂公园在功能定位上突破了“凝固的景观”这一定位,其功能还集中体现在,为后期的一系列可能性营造一个良好的平台,为周边人们提供更大的便利。
     6、结论与展望
     矿业开采一直是矿业城市的支柱产业,矿源的衰竭直接导致经济衰退、产业结构失衡。如今,伴随着城市扩张、产业结构调整,人地关系紧张加剧,矿业废弃地作为较大面积的城市发展储备用地,或者规划之中的生态绿地,单纯的表面复绿是不够的。土地之所以是宝贵的财富,我们必须以再生思维去复活土地的生命,方能在合理规划的指引下,运用生态恢复的措施使土地功用可持续,从而对城市发展、环境品质提升及经济发展产生助推力量。

来源:矿山地质环境网