铁路取弃土场生态恢复调查分析

周 杨，韩丽源

（1.中国铁道科学研究院集团有限公司 节能环保劳卫研究所，北京 100081；2.中国铁道科学研究院研究生部，北京 100081）

1 概述

铁路建设项目跨越范围广泛，为了配合铁路建设，需要一定数量的临时辅助用地，即临时用地。在临时用地中，以取土场、弃土(渣)场对生态侵占和破坏的程度最大。取土场、弃土(渣)场临时用地占地类型主要为耕地、林地、荒地等。这类临时用地占地面积较大，从几十公顷到几百公顷不等，尤其是弃土(渣)场，隧道施工产生数量庞大的废弃渣土，这些渣土通过设置弃渣场进行渣土堆弃填埋，因而不可避免地造成地表植被破坏和损失、土壤物化性质改变、局部生态系统扰动等影响。为了防止水土流失及次生生态破坏，对取土场、弃土(渣)场主要采取防护措施，包括工程措施、植物措施和临时措施。其中，弃渣场主要工程措施有表土剥离、场地平整、使用拦挡墙进行拦挡、截排水等，植物措施主要是播撒草种及乔灌草不同植被的搭配等，临时措施主要是表土的临时苫盖、挡护等；取土场的工程措施主要为表土剥离，植物措施和临时措施与弃渣场相同。

国内对于生态恢复的研究成果丰富，针对于不同行业、不同地区也有不同的方法。多数研究将焦点集中在植被的适应性选择及生态恢复的技术方法，魏建方[1]在青藏铁路格尔木至拉萨段取土场内，通过3年的种植实验筛选出以垂穗披碱草、老芒麦和达乌里披碱草为主要草种；陈桂琛等[2]利用梭罗草和垂穗披碱草对青藏铁路工程取土场进行植被恢复；赵燕洲等[3]利用植生袋技术在青藏铁路退化荒地上进行高寒草原生态修复实验，并说明保水剂的使用在植物生长初期提高了植物的成活率，提出植生袋技术在青藏铁路沿线高寒草原生态修复工程中的应用可行性。以上学者从植被的实验选择、技术的综合利用方面做出了积极的探索和尝试，而无论哪种方法或植被都不可能适宜不同区域的生态类型。因此，生态恢复要在以基本的植被成活并不断扩展为目标的前提下分类进行。刘慎谔[4]总结利用人工植被恢复生态的原则：一是人工植被的建立必须符合自然规律，二是研究和建立人工植被必须考虑结构，结构是植物生存竞争的结果，只有摸清了这一相互作用的关系才能建立比较完善的人工植被。同时，他指出自然演替是先有草后有灌木再有乔木，建立人工植被则只要有条件就采取草、灌、乔相结合的方式。

2 取土场、弃土(渣)场使用及恢复分析

2.1 取土场、弃土(渣)场使用分析

根据不同气候、地形及生态环境等因素，选取了6条铁路的取土场和弃土(渣)场，通过不同线路的环评设计文件及实地调查，收集取土场、弃土(渣)场使用及恢复的相关数据，并对其使用情况进行了对比分析。铁路取土场、弃土(渣)场情况如表1所示。

根据表1的数据，从铁路线路长度及空间分布看，线路从111.34 km至972.62 km。铁路项目穿越的主要地形地貌区南北有别，华北多为平原丘陵区，西北主要是荒漠区，南方多为山地丘陵。因此，地形的空间分布也决定了不同地区的取土场和弃土(渣)场的特征。

取土场占地面积从11.83 hm2至1 393.7 hm2，取土量从150.64万m3至4 492.5万m3。其中，D铁路位于西北荒漠风沙区，其取土场占地面积和取土量最大，分别为1 393.7 hm2和4 492.5万m3；F铁路位于东南的低山丘陵区、滨海平原区，其取土场占地面积和取土量最小，分别为11.83 hm2和150.64万m3。从单位长度的取土量看，华北平原区A铁路、东北平原区C铁路和西北荒漠风沙区的D铁路3条线路取土场每公里取土量超过3万m3，而西南、东南山地丘陵区的铁路取土场基本在2.5万m3以下，取土场占地多为耕地、林地和荒地。

弃土(渣)场占地面积从71.16 hm2至1 341.84 hm2，弃土(渣)量从366.30万m3至11 856万m3。其中，西南的E铁路弃土(渣)场占地面积和弃土(渣)量最大，分别为1 472 hm2和11 856万m3；东南的F铁路弃土(渣)场占地面积最小，为71.16 hm2；华北的A铁路弃土(渣)量最小，为366.30万m3。从单位长度弃土(渣)量看，穿越山地丘陵区较多的华中B铁路、西南E铁路、东南F铁路3条铁路每公里弃土(渣)量都在5万m3以上，而山地丘陵区较少的西北、东北、华北铁路都在5万m3以下，甚至更小。弃土(渣)场占地多为耕地、林地、草地和荒地。

表1 铁路取土场、弃土(渣)场情况

不同区域单位长度的取土量、弃土(渣)量不同，同一区域单位长度的取土量、弃土(渣)量也不尽相同。由此可见，铁路取土场设置数量、取土量及弃土(渣)场土石方量大小、对周围环境的影响程度由铁路穿越主要地区地形地貌所决定。总体而言，北方取土量的需求较多，南方的弃土(渣)量较多。

2.2 取弃土场恢复调查分析

在取土场、弃土(渣)场的恢复过程中，拦挡、排水、场地平整等工程措施基本全部落实，但由于每个地区土壤、气候等区别较大，植被恢复效果参差不齐。根据以上6条铁路现场调查情况，通过现场估算取弃土场的植被恢复状况，并结合取土场、弃土(渣)场所在地区的土壤类型和全国的年均降雨量分布情况，将取土场、弃土(渣)场的植被恢复效果和难易程度进行了综合对比，如表2所示。

从降雨条件看，一般我国南部地区降雨较为丰富，对植被恢复较为有利，在满足覆土、植被物种合理搭配等设计前提下，并在适宜的季节播撒或者种植，场地的植被在1年内场可以达到恢复至原貌的效果，甚至在土壤未施用肥料或覆盖欠佳的条件下，植被长势依然较好，总体而言，南部地区植被恢复的成活率较高，生态恢复效率也相对较高。但是，值得注意的是南部地区山岭较多，部分地区土质疏松且呈碎石状，易破碎，地形因素可能制约植被恢复的覆盖程度，且一旦植被恢复不到位，较易发生水土流失及次生灾害。

相比上述地区，东北地区降雨量相对较少，但土质相对肥沃，植被生长的基础条件较好，且地形较缓和，有利于植被的播撒和生长，根据现场调查，一般在2年左右，场地恢复效果可以达到原貌。相对其他地区，华北地区的土质和降雨量都属于中等条件，地形也较为缓和，在常规施用养分的前提下，一般2～3年，植被可以恢复至原貌。华北区铁路工程弃土场恢复前后对比如图1所示。

图1 华北区铁路工程弃土场恢复前后对比

与前2个地区相比，高原地区及西北荒漠地区植被恢复的自然条件较为特殊。这两类地区气候条件相对恶劣，早晚温差较大，土层条件较差，一般为砂质土壤甚至石质颗粒，日照强烈，西北地区和部分高原地区降水稀少，植被生长的自然条件较差，通过调查发现高原部分地区常出现第一年植被生长良好，场地植被整体恢复效果也较好，而第二年植被出现死亡，有的地区植被甚至无法越冬成活，导致这一现象的原因是由于土壤养分和水分供给不足。西北地区植被数量相对较少，铁路取土场、弃土(渣)场占地一般选择原始地表植被稀少或没有植被生长的荒地和沙地，针对恢复原貌来说，植被恢复需求较小，多以场地平整、渣场挡护等工程措施为主。但是，需要植被恢复的地区，植被可能极为稀疏，生态功能单一，人为干扰对生态环境的影响更大。

高原部分生态敏感地区，常见植被生长在沙粒、岩石上，植被生长的环境相对恶劣。通过调查发现。相对于土壤养分，水分则成为植被生长和生态恢复的第一制约因子，针对此类地区，植被恢复的重点则是保水。一般连年水分条件较好，植被的恢复情况也较好。但是，如果保水措施不到位，植被恢复则会面临较大难度。高原地区铁路工程弃土场恢复前后对比如图2所示。

表2 不同气候及环境条件下铁路取土场、弃土(渣)场恢复效果

图2 高原地区铁路工程弃土场恢复前后对比

3 结论

弃土(渣)场与取土场相比较而言，取土场保留了部分原生的土壤，而弃土(渣)场在实际施工过程中，存在表土分离不到位、甚至未进行表土剥离的情况，弃土(渣)场对地面土壤和植被扰动程度较大。取土场可能破坏了部分土壤内的种子库，而弃土场则将掩藏在土壤内的种子库深埋。此外，一般弃土(渣)场堆高较高，高出地面2 ～ 5 m，有的甚至高出地面10 m以上，对于整个弃土场的平面和坡面来说，如果植被恢复不到位，极易发生水土流失。

一般在降雨量充沛的区域，土壤条件、植被搭配、养分等不是临时用地恢复的制约因子；在土壤及养分条件相对较好而降雨量不足的地区，取弃土场用地的恢复可以通过养护等方式促进生态恢复。而在降雨量、土壤条件不足的地区，生态恢复相对困难，但在前期采用养护等前提下，可以通过一定的保水措施来提高植被当年及越冬后的成活率。

此外，通过探索科学、适宜的方法，保证植被恢复效果与降低恢复成本将是今后研究的重点。