礦山自然生態環境治理技術與治理方案
前言
自然生態破壞是我國當前環境質量惡化的重要原因之一，已成為我國經濟、社會可持續發展的嚴重障礙。二十世紀八十年代以來，隨著國家對礦產資源需求的迅速增加及礦業經濟的迅猛發展，因礦山開採而造成的生態環境破壞問題也日趨嚴重，特別是露天開採，不但影響自然景觀、造成污染環境，而且還會誘發山體滑坡，造成水土流失等地質災害。
採礦業是一個古老的行業，它為人類做出了巨大的貢獻，但也導致了嚴峻的環境問題，威脅著我們的生存。採礦,尤其是露天開採礦山，對生態環境的破壞、影響和破壞森林植被與自然景觀，有的礦山位於各類自然保護區、風景名勝區、旅遊度假區、地質遺址保護區、歷史文化保護區、水源保護區、重要基礎工程設施保護區及城鎮周邊等，嚴重影響自然景觀、旅遊資源、文物資源、水資源、森林資源和重要的基礎工程設施的保護和城鎮的發展及環境的改善。某些採礦業如對建築石料、石灰石、水泥配料和磚瓦用粘土等礦山資源的大量開採，與其它資源的開發利用與保護之間的矛盾十分突出。礦山固體廢料的不合理遺棄堆放，導致邊坡失穩，誘發滑坡崩塌、泥石流等地質災害；部分重金屬及放射性元素的礦山廢碴，隨雨水沖刷，造成污染轉移，危害人們的身體健康。
這些不當的採礦造成的森林植被和景觀破壞、良田毀壞、水土流失、侵佔土地、環境污染、誘發地質災害等，嚴重影響重要基礎設施及其它資源的保護等，也直接威脅和破壞人居環境、加速生態環境的惡化，影響礦區及其周邊地區居民環境質量的改善與提高，特別是在城鎮周邊、風景名勝區、交通幹道（鐵路、高速公路、國道、省道和主航道等）兩側可視範圍內，嚴重破壞旅遊資源、影響觀瞻，制約了資源效益與環境、經濟、社會效益的統一和協調發展。
在我們生活的空間中，生物與生物之間，生物與非生物之間，存在著相互依賴又互相制約的關係。在正常情況下它們之間保持著動態平衡，我們稱之謂生態平衡。但是，就人類來說，如果因人為因素，人的生活環境遭到污染，或是自然環境遭到破壞，人類的生活，甚至生存就會受到威脅。隨著人們生活水平的提高，對自然生態環境瞭解的加深和自我保護意識的加強，採礦業對人身和環境的危害也日益受到關注。因此，礦山環境治理和保護已經成為新世紀重要的課題。
環境質量的好壞，與人類生存和人體健康密切相關，而綠化對改善和維護環境質量起著極為重要的作用。植物（以及我們肉眼看不見的微生物）的生命活動對保護自然環境中的生態平衡，保護礦山環境，促進人們身心健康具有重要作用。開展以植物為主體的礦山生態環境治理（植物修復）對於改善和修復環境質量，實現環境友好，促進環境與經濟、社會發展的和諧與可持續發展具有重大意義。
植物修復，即植物治理技術，就是以人工種植的方法形成連續的植物覆蓋，達到保持地面的長期穩定性。這一技術的一大優點，是能建立與周圍環境一致的植被景觀或生態系統，並且以其觀賞價值、生物生產力或自然保護效果而創造效益，這是其他任何方法都難以做到的。
人們對綠化功能的認識，是隨著科學的發展逐步提高的。礦山的綠化是環境保護的重要手段之一。對環境保護這個概念，過去我們往往理解得比較狹窄，好像就是對工廠「三廢」治理而言的，實際上它的內容和方法非常廣泛。用植物綠化礦山的方法保持生態平衡，保護自然環境是重要的方法之一。
在自然生態環境中，綠色植物是人類和生物界賴以生存的物質基礎。綠色植物通過它的生命活動對生態平衡功能的調節是任何其它物質所不能替代的。增加綠化面積，提高植被覆蓋率，綠化礦山是改善人們的生存環境，提高環境質量最積極、穩定、長效和經濟的手段。
採用植物綠化礦山可以植物的巨大防護作用，諸如防止水土流失、涵養水分、加固殘坡積物、增強終邊邊幫的穩定性起到防止和減少滑坡、崩塌、泥石流等地質災害的作用等。同時礦山綠化後，空氣質量改善。植物有吸滯煙灰、粉塵的功能，植物能有效的吸收有害氣體，放氧，從而淨化環境。某些特殊的植物能吸收、分解或固定有毒物質，淨化有害廢棄物或防止有毒物質擴散污染。
礦山綠化植被，對改善小氣候的功能也是顯著的。在城市周邊，建築物密集地段熱空氣不斷上升，綠地中較冷空氣隨之向市區補充，形成氣流，起到調節氣溫的作用。嚴冬時，則可減緩風速，減弱寒風侵襲，起到屏障作用。綠化還可以吸收噪聲，起到消聲器的作用。
通過礦山綠化不僅改善和修復自然環境質量，還可以直接或間接的改善地方的發展環境質量，有力的推動和促進地方產業的發展，實現良性生態環境和經濟、社會共同繁榮。如礦山綠化可以有力的促進旅遊業的發展，反過來，旅遊業的發展也對綠化提出了更高的要求。對開採礦山進行植物修復，不但恢復了生態環境，而且對特殊環境進行的綠化（如陡坡的垂直綠化等）還可以產生新的景觀，開闢新的旅遊資源。
隨著生產力水平的提高，人們的生活方式、消費結構正在發生深刻的變化。旅遊業已成為一個新興的方興未艾的經濟產業。據聯合國有關人士估算，早在20世紀70年代後期，旅遊業已超過鋼鐵工業，成為比鋼鐵工業更大的產業。有專家預測旅遊業將成為世界各行業中最大的經濟部門。而且發展旅遊業可以帶動另外一些行業的發展，還可解決一大批就業問題。
礦山環境的治理與社會經濟的發展密切相關。由於對礦山的掠奪式經營或不良經營，給礦山及其周邊的環境造成了巨大的危害。隨著社會經濟的發展，礦山的環境治理也得到了發展，從原始的未加任何治理，到以物理性治理（如石砌等）為主，發展到現在的生態治理，即結合當地的社會自然環境和長遠規劃把受破壞的自然景觀，建設成以綠色（植被）為主的生態景觀，因地制宜地把礦區建設成森林公園、風景勝地等；對有毒廢棄物，採用植物修復的辦法，清除毒物（如重金屬等）。總之，採用植物綠化環境、治理礦山、美化生態環境、改善礦區生態環境質量，從社會－－經濟－－自然復合生態系統的觀點出發，突出人地關係，追求整體協調、共生協調和發展協調，從礦區的社會形態、經濟結構、產業佈局、價值倫理等進行區域綜合規劃、評價、整治和管理，已成為共識。
一、國內外露天開採礦山自然生態環境治理進展
露採礦山開採所致的主要問題有，耗費過量的土地資源；被破壞的土地尚難被有效利用，既破壞了原有的自然生態系統，又難以直接成為進一步服務於某種社會、經濟目的用地；礦山邊坡失穩易造成地質災害；礦山廢棄物堆置佔用土地，又造成周圍環境的嚴重污染源等。當礦山位於城市、各類保護區、河流或交通幹線附近時，採礦土地的破壞，成為干擾區域經濟規劃和實施的障礙、妨礙可持續發展、影響人類生存的重大問題。
隨著全球或區域經濟的迅速增長，人類面臨著越來越尖銳的發展與環境的矛盾。環境污染及其惡化、資源枯竭、溫室效應、森林與植被減少、土壤退化和土地荒漠化、生物多樣性的破壞等一系列影響人類生存與發展的重大問題已擺在了我們的面前。為此，1972年6月聯合國在斯德哥爾摩召開了人類環境大會，將全球環境問題列入世界發展的議事日程。1987年聯合國環境與發展委員會在提交的環境發展報告中明確提出了「可持續發展（sustainabledevelopment）」的概念。1992年6月聯合國在巴西舉行了環境與發展大會，大會通過了以全球持續發展中心議題的「21世紀議程」，其核心是強調環境與發展的可持續性，即在保護環境和生態不受破壞、資源可持續利用的前提下發展經濟。這次大會的召開標誌著人類進入一個環境和發展的新時代。1997年1月27日英國金融時報發表題為「聯合國就世界資源使用情況發出警告」的報道，指出世界對自然資源的消耗速度已超過自然資源再生產的速度，呼籲懸崖勒馬扭轉環境惡化。保護生態環境和維持可持續發展已成為21世紀全人類共同的中心問題。其中，植物在維護生態環境中的重要作用已為人類所共識，並受到了廣泛的重視。
（一）礦山環境生態治理的觀念
最初，治理礦山土地主要是使它賦予使用價值，所以過去一段時期內各國都曾使用「復墾」一詞。如我國的1989年1月1日起施行《土地復墾規定》。據初步統計，1988~1989年全國開發復墾耕地近7000km2，超過同期非農業建設佔地面積。可以說，全國耕地大幅度淨減少的勢頭已得到控制。第二種提法就是國外大多採用「recl－amation」這一術語，雖然其涵義既包括「復墾」又可含其它的社會經濟目的，但它也是單純以人類利益為出發點的。
從真正持續發展的觀點看，即從維護生態持續能力的觀點看，採礦土地的治理，應服務於包括人類在內的整個自然界。因此，上面提到的僅側重於人類直接利益的兩種提法－－「復墾」和「reclamation」都實為片面。於是採礦土地的治理應當有兩類目標選擇：在條件許可的情況下建設一個與當地自然界相和諧的人類生態系統（如農業生態系統、城市生態系統等）；或建立一個自然生態系統（它可以是被破壞的生態系統的恢復，也可以是一個新的自然生態系統的創造），以彌補、充實和豐富這一地區原有的自然生態系統。不論是哪一類選擇，整個治理本質上都是生態學的，而且都應在生態系統水平上進行。鑒於此，我們將採礦土地的治理概括為「生態治理（ecologicalmanagement）」，並以此替代「復墾」和「reclamation」的提法。
（二）國內外礦山生態環境治理技術措施進展
由於先期強調「復墾」，使大多數研究和實踐主要針對礦山地面、礦碴堆場，即使是在坡面上也大多採用放緩邊坡30度下復墾種植，在這方面各國都取得了長足的進展。主要方法有充填式和非充填式復墾。充填式復墾又包括堆墊地貌的復墾利用和礦山固體廢棄物回填低窪地的復墾利用。非充填式復墾主要有土地平整式、梯田式、疏排法復墾等形式及挖深墊淺式復墾。這些方式都是在比較容易復墾的礦山地面使用。總的來說，方法單一，手段簡單。這一時期對土壤的保護利用和植物種源選擇上做了大量有益的探索，取得巨大的成就。
隨著社會經濟的發展，高等級公路、鐵路的建設，以及景區、保護區建設等，人們已經不能滿足於僅僅對礦山的「復墾」利用。開展了包括裸石坡面在內的礦山「生態環境治理」這一恢復「自然生態」與「人工生態」的更高境界的治理活動。該項治理主要包括邊坡穩定性治理和自然生態環境治理（「復綠」），邊坡穩定性治理目前已取得比較成熟的經驗和方法。如何「復綠」上研究起步稍晚，國外也不過半個世紀。國內剛剛起步，還沒有形成統一的固定模式，或最佳方案。目前採用的方式主要有：
1）噴漿噴播型：可有錨網固定和非錨網固定二類型。此技術在國內已引進使用。如日本，在交通幹線兩側大坡度巖面，錨網固定噴漿，然後噴播含種籽（主要是草籽及小量耐旱先鋒灌木種籽）及保水劑、高效能肥料、膠著劑等材料，形成植被。
2）放緩邊坡覆土型：如澳大利亞、美國等礦山大多把邊坡開成30度坡角以下，並擴大境界，與周邊形成緩坡，覆土然後復綠。
3）台階型：把礦山邊坡或廢料堆坡面開挖成1~5米高，0.5~1米寬的護坡道或台階，在台階上復土植草植樹。
4）植生袋、植生盤型：如日本在含有一定土壤的碴土堆坡面上進行階梯狀水平開溝，放置含草籽和各種基質的網袋或放置經過加工壓縮的植生基質盤。
5）堆土袋型：用袋土草袋治坡堆砌，再在草袋間撒種籽蓋土。
6）其它：還有框架法、直升飛機噴播法、原生植物移植法、以及復草皮法、抗侵蝕被、網席法等多種形式。國內，還有四旁綠化法、籐本攀緣法、暗台階復土法等。
二、露採礦山自然生態環境治理原理與技術
（一）治理原則
生態治理的目的是使自然－－社會－－經濟系統的綜合效益最大化。礦山開採必須遵循最小量化原則、無害化原則、資源化原則、生態系統的恢復和重建原則、立法原則（這裡暫不討論資源化和立法原則等問題），最終達到地形、植被在視覺和環境上與周圍的區域生態融為一體。同時，復綠後的坡地要經受雨季和乾旱的考驗。
自然生態系統的形成和演替是一個漫長的過程。比如在陸地生態系統中，從裸露岩石開始的演替稱之為旱生演替。其演替順序一般是：
這種演替過程是很長的，可達百萬年。即使從草本群落階段開始，也需幾個世紀的歷史。表1是美國東部丘陵區次生演替過程。在自然條件下，這種次生演替需要經幾十年至數百年才能發展到頂級群落。
表1美國東部丘陵區次生演替過程
主要植物
矮草
草
草+灌
松林
櫟+山核桃
演替年齡
1~2
2~3
15~20~25
35~36
150~200
因此在礦山環境中，如果不通過人工建造一個新的生態系統，演替是相當漫長的，所以利用人為介入是必要的。但我國經濟相對落後，國土面積大，礦山數量多，採用大量投入的方法一開始就想建成一個完整的生態系統是不可能的，也是不合理的。因此，應本著盡量採取適量的人工投入，使人工生態系統本著由低級向高級階段過渡的辦法，就是模擬自然生態系統形成演替規律，人工壓縮演替週期的辦法，進行礦山生態環境修復。可以根據礦區乾旱、貧瘠等環境資源狀況，結合小量工程手段以抗性較強的先鋒樹種、草種和抗旱灌木等，建成人工生態系統，利用生物對環境的改良作用，提高當地的生態位。然後再進行第二期生態恢復工程。如一開始用旱生植物，這種做法雖然慢了一些，但總體卻是穩妥而高效的。
（二）礦山生態治理系統設計
礦山生態環境治理，已被視為一項有著高度經濟、社會、生態環境效益的事業。一切需要恢復的採礦土地，最終將成為建設用地（用於工業或居住目的）、農業用地、娛樂、休閒用地（公園式體育運動場地）和保護用地（野生動物、地質遺跡、重要基礎設施）等恢復自然植被等。據此採礦土地生態治理的設計應具有相應結構和功能的生態系統。
在採礦土地上重建哪一類生態系統，不僅取決於需要，而且取決於可能。如，根據開採後的礦山景觀特徵，人們順勢利用採礦活動形成的新的景觀特點，設計成象紹興東湖建成旅遊勝地；慈溪旦山石礦，把原先凹陷開採的礦境改造成湖，周邊進行景觀綠化、建廣場、涼亭、雕塑、植大樹及園林小品等，形成了一個市民觀光、休閒的好去處。
假設，杭州旅遊西進，而周浦大理石礦山關停後留下大規模高百米的直立緻密穩固大理石巖面，如一味復綠將是一塊硬骨頭，不但需要大量工程，並且投入巨額資金，今後效益並不明顯。可以考慮形成旅遊休閒等開發性項目，設想這個巖面也是資源，並且是不可多得的雕刻資源（當然這需要相關專家論證）。當地環境優美，地理優越，旅遊市場旺。如果我們把礦山凹陷采區建成湖，坡面建成石級台階，加護欄，適地造半懸式亭台，削直巖壁，形成世界性的磨崖石刻場所，讓全世界的雕刻家、企業家、名人竟標雕刻，展示自己。周邊加以景觀營造，形成新的景點。可能會成為一個新的景區亮點。
所以，創造什麼樣的生態系統，要因地制宜。在選擇治理工程措施時需要考慮的因素很多，從氣候地理，社會經濟，政治法律到生態環境諸方面相互關聯，相互制約。這些因素難以用數學模型描述也難以定量化。
（三）邊坡治理工程
1、露採石礦邊坡的特點
在進行礦山生態環境治理的工程時，礦山邊坡治理是「復綠」的基礎工作，其中邊坡的穩定性治理是生態治理的前提，它直接關係到人身和財產的安全。石礦邊坡的特點主要有：
1）露天礦邊坡一般比較高，從幾十米到幾百米均有，走向長從幾百米到數公里，因而邊坡揭露的岩層多；未經治理的石礦，其邊坡大，多為陡坡，甚至幾乎與地面垂直或呈鷹嘴狀。各部分地質條件往往差異大，變化複雜；
2）石礦最終邊坡是由上而下逐步形成，上部邊坡服務年限可達幾十年，下部邊坡則服務年限較短，底部邊坡在採礦結束時即可廢止，因此上下部邊坡的穩定要求也不相同；
3）在未停采的石礦，由於礦場每天頻繁的穿孔、爆破作業和車輛行走，使邊坡巖體經常受到震動影響；
4）邊坡是用爆破、機械開挖等手段形成的，暴露巖體一般未加維護，因此邊坡巖體較破碎，並易受風化等影響產生次生裂隙，破壞巖體的完整性，降低巖體強度。
由於採礦本身是一種對原巖的破壞，采剝作業打破了邊坡巖體內的原始應力的平衡狀態，出現了次生應力場，在次生應力場和其它因素的影響下，常使邊坡巖體發生變形破壞，使巖體失穩，導致崩落、散落、座落、傾倒坍塌和滑動等。
2、邊坡穩定性治理
露採石礦大多位於城市周邊，水、陸交通要道旁。基本上也是人們生產、生活頻繁出入的區域，因此，礦山關閉前（對於已經廢棄的露採石礦，在進行礦山生態環境治理的工程開始之前），應首先進行邊坡的安全評估，然後開始治理。一般石礦邊坡的治理方法有以下幾種：
(1)對坡度不符合要求，開採面已過山頂的邊坡可以進行削坡減載。對於高度不大的此類邊坡，也可填方壓坡腳。
(2)對富水地區邊坡必須進行疏干排水，必要時可鑽引水孔排水。
(3)對於地質條件易造成滑坡或小範圍岩層滑動的巖體，須採用抗滑樁、擋石壩方法治理。
(4)對局部受地質構造影響的破碎帶，採用錨桿、鋼筋網噴砼護面。
(5)對深部開裂、體積較大的危巖，宜採用深孔預應力錨索、長錨桿進行加固。
(6)對於邊坡石質較軟，岩石風化嚴重，易造成小範圍塌方的削坡後低處宜用擋土牆支擋，高處可採用框格式拱牆護坡。
(7)為防止滾石傷人，坡面要進行嚴格的檢查撬毛工作，然後可結合綠化工程在坡上鋪設金屬網，或塑料格柵網擋石。
(8)對於地勢較高的礦山，須檢查礦山廢碴場(堆)有無可能形成泥石流和坍塌，若不符合安全要求須進行清理或建攔碴壩攔擋。
（四）植被恢復
植被恢復是重建生物群落的第一步。它以人工手段改良其生境條件滿足某些植物的生存需要，促進植被在短時期內得以恢復，縮短自然生態系統的演替過程。
在力圖恢復礦山生態系統時，由於植物生長立地條件的改變，恢復的植被結構、種類不可能與原植被一樣。但這不是說一開始就不可建立最終的冠層植被，而僅是說明其他植物種類也許可在植被恢復初期處於主導地位。隨著生境條件的逐步改良，通過鳥、動物、風和水流等傳播媒介的作用，一些從周圍地區來的亞先鋒植物物種侵入形成多層次植被群落。但最初的植物恢復，必須是建立自我持續的植被系統，以便其持續的過程可導致理想的植被群落。
礦山破壞了自然生態環境，出現坡面岩石裸露、地面碎石間含土量少、水分難以保持、太陽輻射強烈導致高溫、乾旱或水澇等極端環境條件。植被復綠必須有與相宜的立地條件，即需創造和解決土壤條件、營養條件、物理條件和植物物種條件等。同時，要恢復植被，首先需瞭解植物生長和與其密切相關的因素之間的關係。
土壤：土壤是植物賴以生存的物質基礎，土壤母質、結構、ph值、肥力等與植物生長密切相關。
水份：水份是植物生長的關鍵因子。在光合作用、呼吸作用、有機質的合成與分解過程中都有水分子的參與，水為植物礦質營養吸收和運輸的媒介。植物的供水狀況會直接或間接影響植物的光合作用，如植物缺水時，根系吸收功能下降，葉子萎蔫，氣孔關閉，影響二氧化碳進入，光合作用下降，嚴重乾旱可使植被死亡。水分過多，根系缺氧，抑制根系呼吸作用，厭氧細菌會產生有毒物質，不利於根系生長形成爛根。
光照：光為植物光合作用提供能量，是植物賴以生存的必需條件之一。植物對光強的反應不同，可以分為陽性植物、陰性植物、耐蔭植物。陽性植物的光補償點高，要求生長在陽光充足的地方。若缺乏光照，則生長不良；陰性植物光補償點低，能在較低的光照強度下生長；耐蔭植物介於陽性與陰性之間。
溫度：植物生長過程存在最低溫度、最適溫度和最高溫度，即三基點溫度。溫度直接影響植物內各種酶的活性，從而影響植物代謝即合成和分解的過程。溫度低於最低或高於最高溫度時，酶活性受到強烈抑制。同時高溫與低溫對植物的細胞產生直接的損害，如蛋白質變性，植物致死。
地形：海拔、坡度、坡向、地形外貌都影響當地氣候、太陽輻射、濕度等因子的變化，從而影響植物生長。對於一個給定的礦山，坡向顯得尤其重要。對不同坡向，選擇利用具不同光補償點特性的不同植物進行植被護坡。
在選定了植物之後，土（養分）、水條件是植物成活、生長的關鍵。
1、生態復綠治理中土壤條件的創造
按礦區不同類型治理設計的要求，結合邊坡物理治理工程的手段可對礦山進行以下一種或同時進行數種類型相結合的生態治理：
1）噴漿型
在大坡度巖面架立體塑料網或平面鐵絲、塑料網、錨固，再用壓力噴混機逐層噴塗混有土壤、肥料、有機質、疏鬆材料、保水劑、粘合劑等混合料加水成漿，噴射到巖面上網架內，待下層固化後再噴灌及至要求的厚度，再在上層噴播含草籽的混合料。
2）營造台階型
對礦山相對較高坡度大、坡面緻密穩定，對放緩邊坡復土種植不易和投入較大的，可以營造台階式，台階一般要求為10m以下、不高於20m，寬1~2m，台階上構造種植槽，槽高60cm以上，離槽底5cm設排水溝，槽中回填種植土。
3）魚鱗坑型
對坡度60度以下，高度一般不大於60m坡面穩定性好，底質有一定風化性的，清除浮石後交錯炸坑或挖魚鱗坑，坑大不小於1m，坑低邊設弧形水泥石塊（磚塊）圍欄，弧口向上向邊延伸50∼100cm，離坑底5cm設排水洞，坑內填50cm以上含有保水劑的有機基質（營養土）。
4）放緩邊坡復土型
對坡度較大，高度較低，用擴大境界、放緩邊坡、覆土綠化。首先向後或上邊扒開泥土堆積層，暫存堆放，然後放緩邊坡，再在坡面上回覆堆積保存泥土。
5）礦碴堆場及開採後巖性地面
除開發綜合利用外，需植綠的可採取適當平整，並盡可能與周圍形狀吻合。一般礦渣含泥量大的可以緩慢的恢復自然生態，一般情況可進行適當客土，如上覆5cm~15cm含有機質的表層土，種植植物能起到快速復綠的效果；含土量少或無泥的則必須客土，不少於15cm，用於經濟林的則不少於50cm。
6）框架復土型
含土很少或完全沒有，而又坡度偏大的坡面（「石壁」），一般需要削坡處理後進行，也可用水泥在坡面上先構築框架（或用其它材料做成）或用空心水泥磚砌面，然後將土填入其中，再播植物。此法在草本植物長成前有效好固土效果。
7）暗台階復土型
原理同框架復土型，適宜於陡坡狀況。就是利用錨網在坡面上搭多級台階，水泥固化，暗台階上復有一定粘合劑的土壤，再噴播植綠，前期還要覆無紡佈防止雨水沖刷。
8）無土生態有機基質（營養土）在礦山復綠中的應用
無土生態有機基質由泥炭、腐熟有機廢棄物、椰糠、蛭石、珍珠巖、保水劑、ph調節劑、大量元素及微量元素調節劑、生物活性物質等組成。它含有植物生長所需的營養元素，同時能維持良好的植物根系環境條件，滿足植物長期生長的需要。無土生態有機基質具有如下特點：
（1）營養全面：可針對不同生態環境，不同植物的養分需求特點進行專門配方。
（2）效能長：配方中的有機肥、泥炭等具有緩慢釋放營養物質、長期提供植物生長需要的特點。
（3）重量輕：每方只有0.25~0.3噸，適合於礦山、台階、種植坑回覆種植，利於操作，減輕勞動強度。
（4）透氣、保水、保肥性好，護理方便：無土有機基質結構疏鬆、透氣性好，吸水快，持水量大、可達自身重量的3倍。如添加一定量保水劑，持水性更大，可收集截流坡面沖刷之雨水，避免坡面寶貴的水資源流失，保護和提供坡面植物重要的生長因子－－水、土、肥。
（5）改良土質：在原土壤中摻入有機基質，可增加土壤團粒結構，使土質疏鬆，持水性增強，增長肥效，調節土壤ph值。
在綠化工程中，結合使用無土生態有機基質（營養土），能使植被正常、迅速的生長，加速礦山綠化。
2、礦山自然環境生態治理工程中的綠化工藝
1）噴播法
液壓噴播是目前用於護坡草建植的主要方式之一，利用流體力學原理把草種、灌木種子混入裝有一定比例的水、木纖維、泥炭、有機肥、粘合劑、保水劑、化肥、土壤等的容器內，利用離心泵把混合料通入軟管輸送到噴播坪床上，形成均勻的覆蓋物保護下的草種層，多餘水滲入土中。纖維膠體形成半透明的保濕表層，減少水分蒸發，給種子發芽提供水分、養分和遮蔭條件。纖維膠體和土表粘合，使種子遇風、降雨、澆水不會沖失，具有良好的固種保苗作用。
2）撒播法
在水土條件較好、緩坡及平地可進行人工或機械撒播，然後耙淺表土覆蓋種子。
3）原生植物移植法
是將採完區段的坡面修成可以進行綠化的傾斜度（約40度以下），覆蓋外運表土後，選取該地段附近的原生植物，在修築坡面的同時進行移植。
4）野生土種栽植法
從礦區周邊採集種子和種苗進行播種與栽植。
5）外來品種引入法
把域外（在本區域）成功的護坡植物，特別是觀賞性花卉灌木，移植到礦山中，使其成為景觀效應。
6）植生袋法
用乙烯網袋等將預先配好土、有機基質、種子、肥料等裝入袋中，袋的大小厚度隨具體情況而定。一般33x16x4cm，也可放大。一般在有一定碴土的坡面使用。使用時沿坡面水平方向開溝，將植生袋吸足水後擺在溝內。擺放時種子袋與地面之間不留空隙，壓實後用u形鋼筋式帶鉤竹扦將種子袋固定在坡面上。一周後種子發芽，初期應適時澆水。
7）堆土袋法
該法是裝土的草袋子沿坡面向上堆置，草袋子間撒入草籽及灌木種子，然後覆土並依靠自然飄落的草本類種子繁殖野生植物。
8）籐蔓植物攀爬法
礦山中常出現岩石裸露的陡坡，不便復土植綠。我們常利用籐蔓植物攀爬、匍匐、垂吊的特性，對山坡、牆面、岩石、坡面綠化或垂直綠化，如爬山虎最初以莖捲鬚產生吸盤吸附巖體後又產生氣生根扎入巖隙附著，向上攀爬，最後以濃密的枝葉覆蓋坡面而達到綠化的目的；忍冬、蔓常春籐、雲南黃素馨等使其枝葉從上披垂或懸掛而下，達到遮蓋坡面的效果。
選擇籐蔓植物必須注意植物性狀（如陽性、陰性、耐蔭性，不同坡面朝向選擇不同光耐性植物）及攀爬方式，適宜的高度，如使用美國爬山虎及一些纏繞類大籐木需架網式繩子以便攀援物沿著繩子生長。
9）高大喬木遮擋法
在礦山遠處及坡腳復土，栽植速生高大喬木或大樹移栽。利用大樹樹體高大濃蔭遮擋裸露坡面，不僅具有較好的視覺效果，同時為耐蔭等爬籐植物提供良好的生態環境。
另外還有許多方法，諸如鋪草皮法、綠籬法、插穗法、埋干法等。
3、礦山植物的選取
針對我省露採礦山中，關停後，大多環境惡劣，坡面岩石裸露，地面石成堆，乾旱、缺水、土壤瘠薄,很難形成自然綠化，我們在礦山調查中和有關資料中查獲取得一定資料從中選取部分物種供我省礦山復綠採用、參考（表2）。
1）選取原則
（1）考慮我省地理氣候特點，成土母質特性等。
（2）抗性－－植物在生態因子的作用下，經過長期的演化和適應，形成某些特殊習性，以適應礦山環境特點。如：耐旱、耐瘠、耐熱、抗污染等特性。
（3）區域性－－盡可能選擇與當地環境統一的鄉土種。
（4）美化－－在復綠的同時，在局部需要地段，還應盡量選取園林景觀植物，使「復綠」源於自然，而高於自然。
（5）易採集－－當地資源豐富的、目前已進行商業運行的,外來品種已引種或引進品種經過國內試種性能優異的。
（6）長短結合－－在短期復綠的同時考慮選擇長期有利於生物演替的植物，可採用混播、混種或分期栽植等多種形式。
選取植被恢復之用的植物種類，取決於該地區礦山未來的土地使用、土壤條件和氣候。如果植被的目的是恢復自然生態，那麼可事先確定植物的種類。
有些本地植物種類在採礦後，土壤條件發生巨大變化的地區不會成活，而治理的目的是再建立能達到原來地植被功能的自然生態。如果是這種情況，那麼就必須引進採礦之外地區的植物種類。與原植物相似，並能在與被綠地的土壤類型、水分狀況、朝向和氣候相似的地區生長的物種是最合適的。在引進外來植物時務必謹慎，以避免引進可能會導致侵襲周圍地區本地植物的或是造成火災危險，或成為當地農業雜草的植物種類。
2）護坡綠化、水土保持植物
正確的選擇礦山自然生態環境治理所需的植物種類和品種是治理成功與否和治理品位高低的關鍵。
（五）礦山自然生態環境治理方法技術的評價
1、噴混播型（噴漿型與噴播法的結合型）
該法可在岩石表面粘結基質複合物，並能形成一層具有連續空隙的硬化體。一定程度的硬化物使種植基質免遭雨水沖蝕，而空隙內填有植物種子、肥料、土壤等，提供植物生長空間。但該法也具有固有缺陷，如大面積高坡使用後特別是在粘合劑不當時，或造成雨水入滲減少（粘合劑過多），地表徑流增大，沖刷下坡植被，引起倒塌及失水造成巖面植被乾旱，或粘合劑過少引起基質流失；植被形式單一，因噴播機易阻塞，只能使用草籽及小量灌木籽，形成坡面單一模式。造價高，一般50~100元/m2，用於大面積的礦山復綠投資過大，財力尚顯不足。此外，長期養護的費用高，但見效快。
2、放緩邊坡型
其優點是使坡面安全穩定，植被養護容易，能與周邊環境形成銜接，形成自然生態系統。其缺點是必須擴大境界，破壞了礦區周邊的植被，工程量大。還受到區域條件限制，如，礦山坡頂已經開採到或過山頂；坡頂土層深厚，放坡後便於覆土利用等。其投資量受坡角的大小，坡頂的高度，土壤厚薄程度等限制，只能在採礦時結合削坡才較為可行。
3、台階型
一般用於陡高坡，常採用坡跟栽喬木遮擋及爬籐。下台階種灌木遮擋及爬籐；上台階種植懸吊植物及灌木，植綠效果確定、方法簡單、投資適中，但施工難度大，土石方工程量大，植綠效果稍慢。也可使用掛錨網噴混播，綠化速度快，但投資大，非一般急需綠化項目盡可能不用。
4、魚鱗坑型（或稱築壩攔水型）
可用於緩坡、碎裂巖性、常結合四旁綠化，植綠效果稍慢，投資適中。此法要求交錯挖坑，建弧形擋牆，攔截收集雨水（「築壩攔水」），減少地面徑流。此法對回填基質要求高，最好添加保水劑。工程量稍大。
5、植生袋、盤法
可用於含有一定土壤的高坡，降低勞動強度，植綠效果確定。但投資偏大，目前還沒有專業提供植生袋的企業。日本足尾礦山大面積使用，效果明顯，尤其能促進長期環境的改良。
6、框架法
可用於60度坡角以下的坡面，水土保持較好，綠化速度快。但該法工程量大，造價高，投資大。空心磚型，單個框架內體積小，集雨面積小，易使植物乾旱。
7、堆土袋法
可用於巖面矮坡，並有豐富的土資源。該法簡單，工程量大，投資適中，植綠效果較好。
8、四旁綠化法
包括基部高大喬木遮擋，攀援植物攀爬。頂部懸籐植物懸吊，兩旁籐蔓蔓延。此法工程量少，方法簡單，投資少。但綠化週期長，一般2~5年。如要取得較好效果，要有一定量的種植基質，保證水肥供給。
9、堆土植樹法
局部平緩地帶，若功能景觀需要，可採用配置園林景觀植物，一次形成，見效快，但投資大。
表2常用礦山自然生態環境治理植物
植物名稱
分類（科）
類型
光敏性
花期(月份)
特性
用途
爬山虎
葡萄科
落葉
耐蔭
5~6
大型木質籐本，莖長可達30m，以吸盤，氣生根吸附生長，生長快。耐寒、耐旱，亦耐高溫，對土壤、氣候適應性強。喜蔭、耐光，生長快，抗so2及cl污染。
攀附背蔭岩石、牆面，陽面要樹木適當遮蔭。
絡石
夾竹
桃科
常綠
耐蔭
4~7
籐莖可達10m，氣生根吸附攀爬，喜溫暖濕潤氣候，對土壤要求不嚴，酸性、中性土生長強健，抗風。喜光、耐蔭、耐乾旱、忌水淹。
攀附岩石
扶芳籐
衛矛科
常綠
耐蔭
4~7
籐木可達10m，莖匍匐或附著他物，氣生根吸附攀緣。喜溫暖，耐寒，喜蔭濕，耐乾旱，瘠薄，對土壤要求不嚴，性強健，抗性強，生長快。
攀附山石、陡坡
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