海岛破损山体整治与植被恢复方法研究
王兴周，石爱健，周 瑶，朱春雷，孙妮妮
（1.山东长岛国家级自然保护区，山东 烟台 265800；
2.长岛综合试验区北长山乡政府,山东 烟台 265800）
近年来，随着我国经济社会快速发展，资源开发利用类型增加、范围强度加大，直接或间接导致部分山体破坏受损，不仅影响生态景观和当地形象，还使部分森林生态系统服务功能下降，产生生态环境问题及地质灾害隐患。国内已有生态修复治理研究多集中于废弃露天矿山、裸露边坡等类型破损山体方面，而对于海岛破损山体治理模式和技术方法少有报道。
本文以山东长岛南北长山岛6 处破损山体生态修复治理为例，通过亲身参与施工规划和方案制定、施工过程跟踪调查、竣工养护期内多次到现场观察记录各种施工方法，并拍照记录，总结各种山体治理模式技术要点、关键技术环节、施工流程，对比各种治理方法在破损山体应用情况及效果，最后筛选比较理想治理方案，供北方特别是海岛地区破坏山体生态修复治理借鉴参考。
1.1 地形地貌
长岛系“胶辽隆起”断陷分离链式基岩群岛，属胶东隆起北延部分。地层岩性属上元古界“蓬莱群”变质岩。岩石种类为绢云千枚岩、板岩、长石和石英岩，局部有燕山期花岗斑岩和第四纪玄武岩。剥蚀丘陵地貌，处于陆地与渤海交接地带，地形起伏不大，总体态势西高东低，海岸山体大致呈南北向，自然坡度35°左右，研究地一带海拔高60～155 m，高差95 m 左右。
1.2 地质构造
根据山东省大地构造分区图，长岛位于中朝准地台（Ⅰ）、鲁东迭台隆（Ⅱ3）、胶北台拱（Ⅲ11）、高疃台凹（Ⅳ32）。受吕梁运动、燕山运动和喜马拉雅运动影响地质构造较发育，以断裂构造为主，主要有北—北东向、北—东向、北—北西向3 组，均有数条出露，规模不大，褶皱构造以单斜为主。
1.3 地震
研究区位于郯庐断裂带和威海-蓬莱断裂交汇处地震带，1969年的渤海地震与1976年的唐山地震（7.8级）都在本活动带内。1969年7月18日渤海大震以后，近年来微震活动显著增加，由每年几次增加到十几次和几十次，微震活动集中在蓬莱、龙口、招远、莱州。
1.4 气象
长岛位于东亚暖温带季风区，夏半年气候倾向为海洋性，冬半年倾向于大陆性，大陆度52.3，受冷暖空气交替影响，加之海水调温作用，夏少酷暑，冬少严寒，年均气温11.9℃，年均降水量502 mm，年均暴雨量71 mm、年均暴雨1.5 次。年均大风日67.8 d，最大风速40 m/s，风向多西北或东北。
1.5 水文
山体上部基岩裸露，山体下部基岩表面覆盖有第四系沉积物，厚度多数＜1.0 m，岩性以石英岩和千枚岩为主，地表径流条件较好，第四系沉积物厚度及岩体风化带发育深度较小，不利于大气降水入渗，地下水相互连通较差,富水性较弱，山体边坡坡面干燥，未见出水点或渗水点。
1.6 山体状况
6 处破损山体多为修筑港口码头、公路建设、民生工程等开山造成的遗留岩质边坡，乱掘和滑坡形成的山体破损、断崖、缺口等，立地条件恶劣，山体植被稀少，岩石分布广，土壤贫瘠，水土流失严重，几乎没有土地生产力，自然条件下植被很难恢复，最大坡高＞100 m，总长5.5 km，面积130676 m2。破坏形式见表1，基本状况见表2。卫星地图位置见图1。
图1 6 处破损山体卫星地图位置
表1 山体破坏形式
表2 破损山体基本状况
2.1 思路目标
立足破损山体自然区域特征及决定区域分异的主导因素，综合运用多学科交叉的各种先进科技成果和传统实用技术，山体护坡与植物配置、山体整地和边坡生态恢复相结合，尽可能修复破损山体，恢复自然植被，重建生态系统，发挥生态功能，营造多样性景观，提升区域整体品质。
2.2 技术路径
全面调查破损山体形成原因、创面类型、形状大小、地质特征，采用恰当方式治理地灾，消除安全隐患。增加或改造蓄排水设施，完善蓄排水功能，充分利用降水资源用作绿化养护。山体护坡土石方工程与植物配置相结合，对破损山体实施防护和绿化喷播栽植，培育恢复生态环境。
2.3 方法措施
根据破损山体土壤、坡度、坡比、岩石裂隙、岩石硬度、植物选择以及立地条件，生物措施和工程措施相互组合配套，运用削坡整形（图1）、边坡加固、山体基部覆土回填（图2）、钢筋混凝土格构护坡、植被绿化护坡（图3）、挂网喷播（图4）、山体开平整理等措施综合整治（表3）。
表3 6 处破损山体整治方法措施
图2 削坡整形示意图
图3 山体基部覆土回填示意图
图4 植被绿化护坡示意图
图5 挂网喷播示意图
项目于2018年初施工，2019年底完工，2020年6 通过验收。工作流程：调查→设计→施工→养护→检验。施工步骤：地形重塑→固土→安全防护→集排水→植被修复→养护。
2.9 数字 执行GB/T 15835-1995《关于出版物上数字用法的规定》。公历世纪、年代、年、月、日、时刻和计数、计量均用阿拉伯数字。表示百分数的范围和偏差时，前一个数的百分符号不能省略，如:5% ～95%不要写成5～95%，50.2% ±0.6%不要写成50.2±0.6%。附带尺寸单位的数值相乘，按下列书写为4 cm×3 cm×5 cm，而不写成4×3×5 cm。
3.1 长园宾馆—林海公园破损山体整治方法及效果
西侧边坡采用削坡整梯形平台技术，每层平台宽4—6 m，平台间立面高1—2 m，平台下至破损面基部采用山体基部覆土回填技术，坡面边脚处砌筑毛石挡墙护坡。南侧松动碎石较多，先清理，30 度放缓坡，再覆土回填。中侧立面应用挂网客土喷播技术。林海公园侧破损裸露山体主要采用“垂直绿化”及“植物栽植”方法。
山体整治后整体立面遮挡度较好，种植密度也比较合理，乔、灌、藤、草配置合理，常绿、落叶互相搭配，景观层次分明，植物品种丰富，季相变化明显，生态恢复效果明显。该处削坡整形、山体基部覆土、挂网客土喷播整治方法成效较显著，遮挡效果也比较好，垂直绿化方法受制于立地条件，部分立面尚未完全遮挡（图6）。
图6 长园宾馆-林海公园破损山体整治前后对比
3.2 老虎洞破损山体整治方法及效果
该山体整治以遮挡破损面、稳定边坡、客土复绿措施为主，坡体削坡理顺，废石滑落坡底，保证原山体坡面无松石、突石、危石、废石。再用挖掘机卸载清理坡体滑动堆积物，以露出原山体岩层为标准，防止新建挡土墙堆积物下滑。采用锚杆框架梁技术主动护坡，在网格内铺筑正六边形预制块，对坡体土层护坡，预制块内种植小龙柏、侧柏等，复绿坡体。
该山体整治方法是锚杆框架梁技术，这种技术比较成熟，从景观生态效果看苗木成活率比较高，立面遮挡度较好，种植密度非常合理，植物品种丰富，形成的植物群落搭配合理，季相变化明显，景观层次也比较强（图7）。
图7 老虎洞破损山体整治前后对比
3.3 仙境源破损山体整治方法及效果
根据该山体特点，先清理边坡崩（滑）塌危岩体，再对坡面放坡、削坡整平，在前缘修建挡土墙，墙内回填种植土。石砌墙体内砂浆灌缝，墙外水泥勾缝，以整平美观即可。对上部裸露坡面采用现浇钢筋混凝土格构，梁宽高0.3 m×0.5 m，中间回填种植土，最后在菱形格构和建好的挡墙平台内覆土绿化。施工流程：危岩体清理→削坡卸载→放坡排险→钢筋混凝土格构→挡土坝（墙）修建→截流导水沟→植被绿化护坡。
该山体整治主要以消除地质灾害为主，采取削坡整形开平台、锚杆混凝土菱形格构梁、山体基部修建挡土墙覆土回填绿化施工技术，固坡效果明显，减少了水土流失，坡体基部栽植小乔木，坡面灌草配置，苗木成活率较高，种植密度一般，品种多样性一般，遮挡效果一般（图8）。
图8 仙境源破损山体整治前后对比
3.4 老渔砦破损山体整治方法及效果
根据该山体地质环境现状特征，先消除整治区内地质环境问题，再种植土回填整平，最后对整治区植树植草绿化，改善整治区内地质环境，使整治区地质环境向良性转化，恢复原有地形地貌和生态植被。施工顺序：削坡整形→边坡排险→坡面清理、顺坡整平→开凿种植穴、种植槽→拱形骨架护坡→修筑挡土墙→回填种植土→植树植草绿化。
该山体整治主要采取了削坡整形、营造绿化平台、坡面清理、顺势整平、边坡排险、拱形骨架护坡、修筑挡土墙等技术措施。小规格苗木成活率较高，种植密度偏低，大规格苗木较少，草本植物覆盖度较高，固坡遮挡效果较好，景观层次、品种多样性均一般（图9）。
图9 老渔砦破损山体整治前后对比
3.5 信号山破损山体整治方法及效果
整治方法：先采取危岩体清理、清坡排险，清除不稳定岩石崩塌滚落形成的危害，消除地质灾害隐患；
坡体两侧通过机械卸载削坡、放坡、修建，将原来边坡沿40°坡度方向处理形成稳定边坡；
中间坡体＞80°，直接在坡脚和坡面平台外沿修建毛石挡墙，进行护坡和挡土防护，回填土内种植品种、规格各异绿化树种。
该山体采取的是削坡整形、山体基部覆土回填、边坡加固整治方法，因该处山体破损严重，可供栽植绿化植物的面积较少，种植品种也比较单一，形成的立面遮挡效果不太高，自然栽植密度、景观层次都不太高，季相变化也不太明显，整体给人视觉比较自然统一，但相对这40°-83°左右的边坡，能达到这样整治修复效果实属不易（图10）。
图10 信号山破损山体整治前后对比
3.6 半月湾南侧破损山体整治方法及效果
以绿化山体、遮挡岩石裸露面、恢复山体植物原始生态为整治目标，以挂网喷播和局部山体景观营造为主要措施，以种子喷播为主、栽种为辅，多采用乡土树种，回归山体自然生态。坡面播植苗木为紫穗槐、狗牙根，播种量100 g/m2。喷播基材所用肥料、粘合剂、保水剂、抗蒸腾剂等材料各项理化指标须符合国家标准,强度不低于0.3 mpz，抗120 mm/h 降雨强度冲刷，有效持水量＞40%，喷播厚度15 mm,其中种子层厚度1—2 mm。喷播应垂直于坡面，严禁仰喷，凹凸及死角部分不得漏喷，最后达到灌木覆盖率≥35%、苗期3—5 株/m2，绿化覆盖率85%以上。
南侧山体破损面坡度较大，部分破损面坡度接近90°，需整治立面面积较大，这种现状因前期人工开山取石形成，正是这种不利的现状也为挂网喷播整治方法提供了较为理想的高难度试验平台，如果在这种立地条件喷播成功的话，在坡度小的破损立面整治时将会更加理想，从竣工后的实景效果可以看出，除部分裸石外，喷播种植密度很高，破损面实现接近100%的无缝遮挡效果，但是由于技术和环境条件限制，能用于该处裸露山体的植物品种不多，层次感不强，季相变化也不明显，挂网期间安全施工成本大，总体来说挂网喷播这种整治方法还是比较适合半月湾南侧山体的（图11）。
图11 半月湾南侧破损山体整治前后对比
通过对比6 处破损山体整治修复方法及效果发现：对于坡度较大的山体破损面，钢筋混凝土格构梁和挂网客土喷播方法更为适合；
坡度较小、破损面海拔较高的破损山体更适合采用基部覆土回填和植被护坡绿化；
破损立面非常大、平面面积也非常大的，适合从破损面顶部削坡开平台、山体基部覆土回填、边坡加固等方法综合整治；
破损立面坡度大、破损平面面积较小，其他方法难以实施的山体可以选择挂网喷播技术措施。在选择植物种类和配置方法时，除挂网喷播外，其余整治方法中，都可以在回填土的山根部位栽植一些垂直绿化的植物，比如爬山虎、五叶地锦等藤本植物，能增加遮挡密实度。无论是哪种整治方法，应尽量选择在春季施工，因为无论是乔木、灌木、草本植物，早春季节栽植的成活率都要高于其他季节。
破损山体整治与植被恢复涉及地质、水文、气象、环境、矿山、建筑、林业等学科，科技含量非常高，在方案设计、工程实施及后期保养管护应多专业合作完成，使效果更加美观自然。
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