生态修复-矿山景观恢复案例分析

生态修复--矿山景观恢复案例分析第一页，共65页。

第二页，共65页。1矿山废弃地的概念2矿山废弃地景观再生设计的概念3相关案例分析

3.1上海辰山植物园矿坑花园

3.2上海辰山植物园岩石园

3.3南京幕府山第三页，共65页。矿山废弃地是指因采矿活动所破坏和占用的，未经治理而无法使用的土地。矿山开采过程中，露天采矿场、排土场、尾矿场、塌陷区以及受重金属污染而失去经济利用价值的土地统称为矿山废弃地。依据来源，可以将矿山废弃地划分为废石堆废弃地、开采坑废弃地、尾矿废弃地以及其他废弃地；依据采集类型，可以将矿山废弃地划分为露天采集区和非露天采集区废弃地。第四页，共65页。景观：作为一种实体存在，它是生态系统的载体，与人类生存的土地密切相关，从本质上说，景观设计就是对土地的生态设计。再生设计：在自然系统中，物质和能量流动是一个闭合的循环流，主要由“源－消费中心－汇”构成的（约翰·莱尔）。从这个意义上讲，大自然是没有废物的。矿山废弃地景观再生设计：将实现矿山废弃地生态恢复与景观重建相结合，在矿区工业遗存的基础上，运用景观设计手段，通过开敞空间环境重塑，使矿山废弃地得以重新利用，恢复该地段活力，并使其成为具有一定公共设施、一定规模自然生态基底和人文内涵、秉承矿业景观特色的多重含义的城市公共空间。第五页，共65页。3.1上海辰山植物园矿坑花园

3.1.1矿坑花园概况3.1.2

场地自然条件

3.1.3空间分析3.1.4设计原则

3.1.5分区和景点3.1.6材料和技术3.2上海辰山植物园岩石园3.3南京幕府山

3.3.1幕府山概况

3.3.2幕府山植被恢复技术研究

3.3.3幕府山植被恢复成果展示第六页，共65页。辰山是松江九峰之一，因“位于辰次”（即在“云间九峰”东南方），故名。本名秀林山，唐天宝六年（747年）更名细林山，又传说有神仙寄迹山中，也称神山。明清以来，多称辰山。辰山采石坑属人工采矿遗迹，20世纪始采石至80年代中期止，南坡半座山已被削去。第七页，共65页。为保护矿山遗迹，进行地质路与植物园相连。在辰山植物园整体规划中，矿坑花园定位为：建造一个精致的特色花园，项目主题是修复式花园。通过对现有深潭、坑体、地坪及山崖的改造，形成以个别园景树、低矮灌木和宿根植物为主要造景材料，构造景色精美、色彩丰富、季相分明的沉床花园。北京清华城市规划设计院景观VS设计学中心承接了西矿坑花园设计工作。第八页，共65页。辰山山体东西长约680米，南北长约350米，相对高程约72米，坡度较缓。辰山岩石主要为火山熔岩，地质构造简单。西侧矿坑花园总面积约4.26公顷，由四层级构成：山体、台地、平台和深潭。其中，山体表面风化严重，无明显纹理、凸凹及裂纹，立面有矩形通风口；台地植被茂盛；平台为采石留下的断面，地势较平，边缘有水杉林；深潭面积1公顷左右，与平台层高差约52米，水面在地平面以下20多米，水深20多米。第九页，共65页。作为辰山植物园核心区，矿坑花园独特的空间形态决定了它将成为该区域视觉中心。北侧界面——山体较平整，无层次、纹理与凸凹及裂纹，呈深灰色，一些层岩截断面可加深皴层，形成较好的植物景观。东侧界面——体立壁直接延伸至水底，采石留下的断面较平整，无明显裂、皴纹，上部岩石风化较严重，呈深灰色；下部呈浅灰色，形成对比。靠南水中长着榆树，平添一份生机。西侧界面——断面错位，有前后层次，形态趋近于皴纹，风化较弱，土层较厚，先锋植被繁茂，西侧立面视觉和生态景观较佳。

第十页，共65页。南侧界面——水杉林和香樟林构成主体，形成近似三面封闭、一面向潭区打开的内向空间结构。潭区北界面——西北角平台高起向潭区突出，平台上密被灌木。这里是平台区收尾与潭区压角的转点，也是从南区北望最重要的点。前侧凹的山体又为潭区添加了一个层次。潭区坡道是采矿时卷扬机的工作通道，其形态与整个潭区的衔接并不自然。但有它独特之处，厚度较小，有成山涧景观的可能性，加之其历史价值，予以保存改造。第十一页，共65页。第十二页，共65页。矿坑花园鸟瞰图矿坑花园台地效果图第十三页，共65页。辰山植物园是一个风景区尺度的植物园，矿坑花园是在此背景下的一个园中园，又具有自身强烈的后工业遗址特征。设计具特殊性，有下述原则。第十四页，共65页。采取最小干预原则，提高景观质量。即尽量保持其具有石质质感的自然风貌，采用“减法”设计手段，尽量避免人工痕迹，用锈钢板墙、毛石荒料来表达曾经有过的工业时代气息。第十五页，共65页。设计立意源于中国古代“桃花源”隐逸思想，利用现有山水条件，布置瀑布、天堑、栈道、水帘洞等与自然地形密切结合的内容，深化人对自然的体晤。同时利用山体皴纹，使其具有中国山水画的形态与意境。嘉庆府志载，辰山“十景”：洞口春云、镜湖晴月、金沙夕照、甘白山泉、五友奇石、素翁仙冢、丹井灵源、崇真晓钟、义士古碑和晚香遗址。在设计中，对符合意境的，也有所表达。第十六页，共65页。整个花园做了种植、花境设计。种植设计以空间结构为基础，以精细质感为诉求，植物材料满足植物园展示、科教功能，植物空间层次丰富、结构合理、色彩雅致。花境设计选择Jekyll作参照，园内预计种植l000多种花卉，能分区大类的约600种。第十七页，共65页。第十八页，共65页。（1）平台区以现状水杉林为基础，扩大种植，作为与其它花园之间的分区屏障。主入口处设置点景物（表达工业制造的流水石雕），蛇形墙作为导人空间吸引游人向前。区内以镜湖为中心，作为主要观景、游览空间。望花台位于镜湖南侧，为植物景观空间核心。镜湖深潭区加装游览栈道，但游人容量有限，故在潭区上方平台区增加一个类三角形水池，通过反映周边物体将周边环境与人联系起来，迥异于任意两种不同材质的连接效果。镜湖有足够的吸引力把人们关注点集中到平台区，其倒影增加了各个方向层次和整个平台区的尺度感，一举多得。此处正合“镜湖晴月”之意蕴。第十九页，共65页。第二十页，共65页。（2）潭区它是唯一连接东坑与西坑，做整体设计的关键地段。深潭具有很强的观赏性与游览性，可根据与游人不同空间关系来创造多种体验，故潭区为整个西坑矿中心。潭区与平台区接壤，通过观景平台、丹井灵源、甘白山泉等多个景点，以多种行为方式在人与深潭之间构筑联系。在现状崖壁上开凿山瀑、水潭、山洞、水帘洞，沿深潭崖壁做栈道、一线天、临水平台等设计，使潭区竖向、水平空间呼应、互动，创造了浑然一体的山水景观。第二十一页，共65页。第二十二页，共65页。（3）台地区秘园灵活处理沿台地边缘的挡土墙及现状军事出入口，或做遮掩、或做改造，使其成为一个以锈钢板为母题的序列景观，表达形式变化有节奏。有多个出入口与台区上部空间相通，道路随形就势，在台地上斜对山洞口位置设一水塔，旁置“洞口春云”景石，为该区域空间的核心，与镜湖、望花台呼应，又在东端通过栈道与潭区相连。而水塔设置使得这一区域有了垂直划分，加强了与整个山体形态的关联。由西边上山设弧形蹬道，解决了与高台的竖向交通，并上下分流，窝状的向心空间为人流提供了缓冲空间。岩壁钢栈道第二十三页，共65页。（4）西入口区为辅助性出入口，由入口广场的对景设计（置一“金沙夕照”景石），将游人引向山上，山路在林中蜿蜒跌宕。行至山顶处，由山隙下行，可远眺深潭，总揽全园，随后进入台地区密集的林中。第二十四页，共65页。锈钢板——金属本身具有延展性与光泽，且在受力特征上有着轻薄的倾向，钢板生锈后，原有特征未变，却增加了丰富的色彩表现，与后工业景观气质更为接近。因此，园内多处选用锈钢板。例如，台地边缘锈钢板百叶，通过不断旋转单片的角度，获得在同一界面下光影不断变化的效果；锈钢板百叶旁是整面的锈钢板墙，顺着台地边界趋势转圆角，最终收于“甘白山泉”景点，金属质感清晰地界定了竖向空间；“丹井灵源”景点的钢筒是利用锈钢板的体量感特征，箱体插入山体内，造成一种“危险”的戏剧性场景感；潭区栈道则是充分挖掘了钢板的延展性，不仅是截面采用曲面，在空间中也是曲线体，与山体立壁咬合在一起。第二十五页，共65页。爆破——由于场地地表以下全是岩石，景观营造与种植十分困难，幸有工程兵介入，才使施工得以持续。首先是镜湖，为使台地边缘挡土墙高度与整个场地比例协调，只能向下挖掘，但爆破后湖底坑坑洼洼，必须参照镜湖竖向设计进行变更，使最终水线得以成形，加上镜湖轮廓线为弧线，更增加了施工难度。其次是“一线天”，对采石场遗留坡道进行雷达测试后，发现两条内部裂缝，为保证施工安全及降低难度，选择靠近深潭的一条裂隙进行爆破，营造“一线天”景致。再者，打通山洞及隧道颇费周折，经地质勘测，多次改线才确定隧道走向，又进行多次加固及补救措施。第二十六页，共65页。位于西南部，由废弃的东采石矿坑遗迹改造而成。辰山山体及矿坑区规划定位为：结合山体裸露岩壁的植被恢复进行植物展示，同时建成最具吸引力的精美景区。表现“植物与健康”主题，建造一个植物多样性、景观可赏性、国内有影响的岩石园。核心内容：一是植物造景，二是植物、岩石和其它造园元素完美的配合。岩石园中一个个大小不等、高度错落的岩床，经精心的植物景观设计，表现了裸岩叠翠美景，把握了植物空间节奏与韵律变化，显得鲜活有趣。岩石园分为以下区域：中心主景区、戈壁砾石区、花坡区、丘陵草甸景区、墙垣区、外来植物区。第二十七页，共65页。第二十八页，共65页。堆石依山势而下，最大高差超过l0米。石块围合成大小不一的种植床，称为岩床，整体形成错落有致的阶梯式景观。铺石游园小径蜿蜒其中，落差大的人口和出口分别堆砌规则式石墙。中心区挖一处约l80平方米浅水池，通过循环水形成小瀑布。低处是岩石园核心区域，以瀑布及小池塘为中心，沿着环形小石径，高低分布10几块种植区。该区域为植物景观配置重点，植物层次搭配简洁、明快，又不失多样变化。如红羽毛枫和赤楠，一常绿一落叶，分别种在入口高墙岩床左右两侧，下层皆为低矮地被；瀑布出水口巨石旁，一株苍劲古朴的游龙松弯曲探出，其旁配一棵株形别致的火棘；中心池塘一侧岩床上为矮化的金钱松，另一侧是丛干的黑松；区域中心两条小径交汇处，布置一株华盖如伞、株型优美的小叶垂榆等。第二十九页，共65页。第三十页，共65页。有两处。一处在东人口右侧，环绕大土山脚下，模拟戈壁风光，铺上一层与岩石近似的碎砾石，砾石上稀疏地点缀植物，以低矮的多年生草本为主，有的具匍匐蔓延习性，如千叶兰。这里的植物要求能耐夏季高温时砾石带来的热辐射。另一处在西出口、主景区挡土墙下，为景观重点区域之一。设计以放射状株型、叶片，观赏价值高的种类为基调植物，上层以单子叶植物澳洲朱蕉、金边芦荟、荷兰铁为主，配以高低错落的苏铁，地被层则为金边凤尾兰、金边丝兰、金心丝兰、金边龙舌兰等。还有两小块区域为耐寒仙人掌，点缀针茅、苔草、山营兰、狐尾天门冬等小型植物，土壤上全部铺上砾石，显得十分有趣。第三十一页，共65页。第三十二页，共65页。位于山洞上方，落差较大。主要表现3～20平方米不等的宿根花卉块面搭配，花色丰富，花期交替，主要观赏期4～7月，盛花期5～6月。主要品种有红色系的火炬花、红花萱草，橙色系的黄花菜，黄色系的黄金菊、金鸡菊，白色系的大滨菊、毛地黄、钓钟柳、千鸟花，蓝色系的紫露草，紫色系的柳叶马鞭草、紫花美女樱、松果菊，混色的蜀葵、大花秋葵，双色的二色金鸡菊、南非葵，观叶的赤胫散、黄金艾蒿等。第三十三页，共65页。岩石壁下大面积缓坡上，点缀一组组石头，种植生长强健、自然野趣的观赏草，有常绿、大型草蒲苇、花叶蒲苇；中等高度的芒属4个品种，再配上小型的狼尾草、须芒草等。从晚夏到深冬，观赏草朴素而充满动感的花序，给人以别样的景致。第三十四页，共65页。在几处景观墙与挡土墙的石隙中，种植耐干旱的景天科植物、多肉植物和小型观赏草，为生硬的墙体平添几分生机。第三十五页，共65页。位于香樟林西侧，离主景区较远。以种植外来植物为主，有来自澳洲、欧洲、非洲、美洲等地植物，呈现一派异域风隋，也成为外来植物的试验田。第三十六页，共65页。植物生长适应性：岩石区的草本大多数是宿根植物，夏季炎热、潮湿及冬季湿冷，使得这些宿根草本仅难生存，甚至死亡。因此，必须考虑岩生植物在上海生长的适应性。维持四季景观：大部分植物在春、夏开花，春季园区景观最美；秋季可观赏色叶景观；而冬季寒冷，大部分乔灌木落叶、草本凋零、岩石区岩石裸露，此时如何吸引游客看点尤为重要。石壁修复：石壁生态修复是世界性难题，辰山矿坑石壁面积大、坡面光滑、无任何基质、坡度大，是名副其实的“悬崖峭壁”。而对石壁修复刻不容缓，短期目标要和长期目标相结合，逐步实现辰山东西山体石壁生态修复。岩石园在国外已有300多年发展历史，而在国内植物园中较少见，对岩石园研究还处于起步阶段，辰山植物园岩石园建设将会提供一定的参考价值。第三十七页，共65页。3.3.1幕府山概况3.3.2幕府山植被恢复技术研究3.3.3幕府山植被恢复成果展示第三十八页，共65页。幕燕风貌区地处南京城北，长江之滨，地跨下关、栖霞二区，规划面积为708公顷。由于历史上人为的影响和长期开采矿石，该地区的地质结构和植被受到很大的破坏。幕府山地区分布有9个采矿场(现在均已停止采矿)，采矿区面积为0.6km2，采矿后的山体残缺不全并形成大量的裸露岩石和碎石残渣，疏松的碎石残渣堆积物胶结性差，抗蚀能力弱，风蚀、水蚀交替发生，水土流失严重，目前水土流失面积0.4km2，占采矿区面积的66%，土壤侵蚀模数高的达86193t/(km2·a)。第三十九页，共65页。幕府山地区采矿废弃地主要包括采掘面和废弃物堆场，母岩为石灰岩，地貌类型属于丘陵。幕府山作为南京城北的一道天然屏障及一处极具开发价值的风景佳地，一直受到市委市政府的高度关注，历届市领导多次亲临幕府山视察工作并参与植树活动。从1998年底市政府就正式开始对幕府山实施综合治理，规划把幕府山——燕子矶建成南京市级风景名胜区。第四十页，共65页。根据市委市政府的指示精神，幕燕管理处一直致力于幕府山的植被恢复工作和环境整治工作，充分发扬务实高效的作风，不断吸取成功的经验和失败的教训，用最少的费用，创造最好的效果。第四十一页，共65页。3.3.2.1植被恢复概述3.3.2.2植被恢复技术研究3.3.2.3植被恢复绿化效果第四十二页，共65页。为根本改善风景区的环境质量，加强风景区建设，从1998年开始，幕燕风景区管理处先后组织开展了十期人工绿化工程，种植了几十种乔、灌木，累计种植184多万株，已恢复绿地175多万平方米，形成了一定规模的人工绿化植被。第四十三页，共65页。、第四十四页，共65页。（1）矿区废弃地类型（2）不同类型废弃地的基质处理和整地方法（3）植物配置模式第四十五页，共65页。根据幕府山矿区废弃地的地形特点，将幕府山矿区废弃地分为4种类型:类型A为坡度大于60°裸崖；类型B为坡度40-60°的裸崖;类型C坡度为25-40°的废弃物堆场；类型D为坡度小于25°采矿使用废弃地。第四十六页，共65页。不同类型的矿区废弃地，由于其形成原因、坡度、立地条件不同，因此，在植被恢复时对基质的处理方法也不同，本研究的基质处理和整地方法为:①

A类型废弃地的基质处理和整地方法该类废弃地特点是坡度大于600，崖体稳定，没有土壤，自然条件恶劣，对景观的影响大。为了改善基质，为植物生长创造条件，根据岩体的情况采取三种方法（见图1，图2）：一是先打台阶，再在边缘砌护墙；二是打台阶时，在裸岩上留有护墙；对于坡度很大的陡崖，打鱼鳞坑；然后，在坑内填上土壤，填土深度40-60cm。为确保水分供应，在崖顶部建立水池，以浇灌植物。第四十七页，共65页。第四十八页，共65页。②

B类型废弃地的基质处理和整地方法该类废弃地的特点是坡度为40600之间，裸崖，崖体比较疏松，有采矿废渣，且容易下滑，自然条件恶劣，对景观影响大。根据B型矿区废弃地的特点，先清除疏松滑动部分的采矿废渣，再将废旧轮胎固定在岩壁，通过在轮胎内和轮胎表面，人工填土的方法，改良基质，具体方法见图3-9。在崖体的顶部建立了水池，以提供灌溉用水。第四十九页，共65页。第五十页，共65页。第五十一页，共65页。第五十二页，共65页。③C类型废弃地基质的处理和整地方法该类废弃地的特点是坡度在25400之间，以碎矿石为主，有少量的土壤，基质疏松，水土流失严重，有一定的肥力和保水能力。采用鱼鳞坑整地。④

D类型废弃地基质的处理和整地方法该类废弃地坡度较缓，属采矿过程中使用过的地，土壤板结，透气性差，使用玄武湖隧道工程的余土，进行覆土，覆土厚度40-60cm。然后整地挖穴。第五十三页，共65页。①

A类型废弃地的植物配置模式根据不同的部位进行块状配置植物配置模式，树种以灌木和藤本植物为主，通过上爬、下挂的方式，以加快岩壁覆绿，树种配置模式见表2。第五十四页，共65页。②B类型废弃地的植物配置模式根据废弃地裸崖的特点，对植物进行块状配置，树种以灌木为主，配置模式见表3。第五十五页，共65页。③C类型废弃地的植物配置模式该类型废弃地的植物配置模式采用了两种方法，即火棘和石楠的顺坡行状混交及石楠和香根草的沿等高线行状混交见表4。第五十六页，共65页。冬枯后新发叶的香根草

女贞+香根草（生长在山坡上女贞林下的香根草）香根草的固土功能第五十七页，共65页。④D类型废弃地的植物配置模式纯林种植：1.女贞林；2.雪松林；3.池杉林；4.山麻杆林；5.乌桕林；6.意杨林；7.水杉林；8.池杉林。常绿落叶套种：1.枫香+火棘；2.臭椿+石楠；3.栾