礦山土地復墾生態重建涵義及技術措施

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摘要:礦山是我國經濟建設的重要基礎及各項事業發展的支柱，挖礦及礦物開采后極易引發生態環境問題，若不及時復墾，會造成更大的后果和經濟損失。鑒于礦山土地復墾、生態重建對生態環境治理起到的積極作用，本文簡要介紹了國內外礦山土地復墾的研究進展，初步探討了礦山土地復墾與生態重建的涵義、復墾工藝選擇的影響因素及相關技術措施，以期為建立健全土地復墾法規、制定更加合理的政策措施，開展更加深入的科學技術研究提供理論依據。

關鍵詞:礦山;土地復墾;生態重建;礦區

礦業是我國國民經濟建設的重要支柱產業，采礦和礦業生產為我國經濟社會發展、工農業生產和人民生活提供了豐富的原材料和能源。然而，礦山經前期無序大規模開采后，采礦廢物堆積如山、雜亂不堪，部分有害物質還可通過雨水淋溶至地下，嚴重破壞了礦區周邊的生態環境，擾亂了礦區的生態平衡。因此，對礦區土地進行修復，制定科學合理的土地復墾和生態重建規劃具有重要意義，同時也是可持續發展采礦業和避免生態破壞發生的必然選擇。近年來，我國礦山土地復墾及生態重建工作雖取得一定進展，但也暴露出許多問題，如土地復墾法律法規尚不完善、土地復墾技術水平相對薄弱、投入資金相對較低、企業復墾土地的積極性不高等，這就要求國家制定更加科學的政策加以引導，用機制去約束，同時還要擴大宣傳，提高公眾對土地復墾工作的認知，讓百姓自覺主動地參與到土地復墾的監督工作中來。

1國內外土地復墾的研究進展

早在19世紀末20世紀初，美國、荷蘭、德國和澳大利亞等國家就相繼開展了礦山土地的復墾工作，且在礦區土地修復和礦山廢棄物填充等方面取得了顯著進展。關于礦區土地復墾理論及應用技術研究可追溯到20世紀80年代末—90年代，在此期間，在現場施工、土壤修復、政策法規及技術研發等諸多方面均積累了寶貴經驗，形成了體系龐大且完整有序的技術產業。上述發達國家不僅在礦山開采后的生態重建中有著豐富經驗，而且在采礦對土地生態環境的影響機制、地理信息系統與遙感在土地復墾中的應用、礦山土地污染的植物修復等多個方面也取得了卓越成效。相比之下，我國礦區土地復墾工作起步較晚，始于20世紀70年代末，當時政策不完善且技術落后，導致相關領域的研發滯后，礦區生態重建工作更是表現為零星分散、規模小且水平低的特點。1988年，我國第一部與礦山土地復墾相關的規范性文件《土地復墾規定》，使我國礦區土地復墾工作正式步入法制化［1］。至此，我國土地復墾工作迎來了新的發展機遇，從原來自發性、零星單一、無組織、無法可依的階段過渡到現在自覺性、有計劃、多形式、有組織、有法可據的復墾階段。盡管如此，我國擁有廣闊的領土且地理環境差異極大，不同礦種與礦區之間存在較大差異。通常，鉛鋅礦、煤礦和鐵礦的土地恢復率較高，但小型礦山對土地破壞較重且不易恢復。從土地復墾的效果來看，煤礦復墾效果最好，甚至可以實現地貌重塑、土壤重構、耕地總量占補平衡的效果，其次是非金屬礦，金屬礦最差。現階段，我國礦區土地復墾、土壤重構工作正朝著生態修復的方向發展，陸續出現微生物改良法、植物修復法、重構土壤剖面及植被恢復技術［2］，對修復后土壤肥力的各項指標也做出了明確的量化要求，這足以證明，我國礦區廢棄地復墾工作已逐步規范和系統。

2礦山土地復墾與生態重建的涵義

采礦過程中因破壞和剝離土壤原有剖面，易造成土地生產力下降，而土地復墾就是將采礦后的土地修復為符合生態效益要求，與周邊環境保持協調的行為活動。土地復墾研究的基礎在于適宜性評價，這主要依賴于地理信息系統(GIS)和人工神經網絡(ANN)兩大重要技術支撐。此外，聯合國糧農組織(FAO)的土地適宜性評價方法還能測算土地復墾的潛力。生態重建是指借助人工支持和誘導，對采礦導致的土地結構缺損、功能退化的生態系統進行前瞻性地謀劃，重建并使之成為一個符合國際需求和價值取向的可持續發展的生態系統。在生態重建原理中，最重要的當屬生態演替原理，即一種生態系統有序地被另一種生態系統所取代。在礦山生態重建過程中，還要注意生物之間的相互制約原理，實現新生態系統中物質和能量的守恒。生態重建在某種意義上講也是植被重建，在采礦之前有必要對土壤質量及原有植被生長情況進行全方位調研，以選擇適生的植物，同時要考慮到礦區水土保持現狀以及適生植物在當地的生態適應能力。如，在一些干旱和半干旱的氣候地區，要重點選擇耐旱的灌木或禾本科草種，如果有造林條件，應預先設計造林密度，確保在生態重建的同時獲得預期的收益。此外，還要考慮到植物種類，在選擇上應遵循:所選植物為超富集植物，其易于從土壤中吸收重金屬以實現土壤的植物修復;在復墾區收獲的糧食作物必須經過檢測，合格后方可流入市場;所選植物種類要合理、合法［3］。如果土地復墾強調的是礦區土地可利用能力的恢復，那么生態重建就是在此基礎上建立一個協調環境、穩定生物群落的人工生態系統。土地復墾是生態重建的基礎，而生態重建則是土地復墾的目標，這句話能夠準確描述兩者間的關系。

3復墾工藝選擇的影響因素

礦區的土地復墾要充分考慮礦區的屬性，不同的礦區具有不同的屬性。要做好前期調研，對礦區地形、地貌、水系和植被等地表特征、采礦前后環境污染變化及氣候氣象條件差異、礦區地表土壤肥力、pH和鹽漬度等理化特性、采礦手段、廢石及尾礦填充方法、采礦與復墾設備的通用性、復墾區植被種植及綜合利用的可能性、復墾周期與復墾后的經濟效益等影響因素做綜合分析。由于各礦床的賦存條件不同，因此采用的復墾工藝也不同，應根據礦體的賦存情況及開采方法制定周密的復墾計劃，并力爭做到邊開采邊復墾。在復墾時充分利用現有的采礦設備，能夠提高設備的使用效率、降低復墾成本、縮短復墾周期。以東衡村礦區水田復墾項目為例，為節約資金，用回收市政河道淤泥填充，利用現有設備在表土運輸過程中一車表土“來”，一車礦渣“走”，隨時平整場地，力爭不跑空車，取得了較好復墾效果［4］。

4礦山土地復墾及生態重建的技術措施

目前，我國礦區最常見的土地復墾方式依然是農業復墾和林業復墾［5］。眾所周知，我國人口眾多、人均耕地面積不足，新的土地管理法更是加大了耕地保護力度，并規定復墾土地應優先在農業和林業領域使用，更側重于復墾土地補充農耕地。農業復墾通過種植農作物或綠色植物，以植被恢復的手段來穩固土壤、抑制水土流失，充分發揮植被涵養水源的作用，不斷提升礦區土壤肥力。傳統的土地復墾技術有工程復墾和生物復墾，工程復墾是對因采礦造成破壞的礦區土地進行回填和平整，一般用粉煤灰或矸石填充，重塑礦區地形地貌，必要時做好防洪排澇工作，核心在于造地，為后者奠定基礎;生物復墾主要是在復墾土地上種植合適的植物，以增加綠化面積并逐步恢復生態平衡，施工過程要全程實現環保，保障資源的合理規劃和使用。與傳統復墾技術相比，復墾新技術主要包括充填技術、礦山尾礦的多層覆蓋技術以及人造表土技術。利用礦區尾礦、尾砂及其它廢棄物進行回填復墾，不僅減少了尾砂排放，而且有效控制了地面沉降、礦坑塌陷等地質災害。為了避免填充物層間的交叉污染，可以在各層之間設置隔離濾網加以阻隔，此后再進行客土回填。客土回填前要對客來的土壤(或淤泥)理化性質進行系統檢測，尤其是重金屬及有機污染物等各項指標的背景值，否則一旦盲目填充將付出更大修復成本;多層覆蓋技術是在礦山廢棄物上加3層覆蓋材料，由上而下分別是厚土壤、石塊覆蓋層以及有機材料，層間夾隔地質濾網，該技術可有效控制尾礦酸化和污染遷移。礦區土壤通常肥力貧瘠，缺少熟化的表土，在草炭等各類基質中加入營養物質和礦物質(膨潤土、珍珠巖和沸石等)制備人造土壤，可作為自然表土的改良劑或直接作為表土使用，其不僅可用于已破壞土地的復墾，也可作為復墾表土的改良劑。在礦區土壤修復中，微生物復墾技術也是國內外研究的熱點，利用叢枝菌根活化土壤潛在養分，充分挖掘土壤潛能，實現低耗資下的快速恢復土壤肥力的技術手段。綜上，為了更好地開展礦山土地復墾和生態重建，有必要加強各種新技術的研究開發，合理運用高科技手段提高土地復墾施工的質量和效率，制定復墾技術標準，加強監督管理，建立更完善的土地復墾監督管理體系，有效開展土地復墾工作［6］。

參考文獻

［1］郭啟明．礦山廢棄土地復墾研究現狀及生態重建構想［J］．南方農機，2019，50(13):85，87．

［2］杜建平，邵景安，譚少軍，等．煤礦區土地復墾研究:前景與進展［J］．重慶師范大學學報(自然科學版)，2018，35(01):131－140．

［3］張冰杰．金屬礦山復墾及生態恢復重建模式的實驗研究［J］．節能與環保，2020(05):64－65．

［4］吳家龍，蘇夢園，蘇少青．礦區土地復墾的新模式探析———以浙江省德清縣洛舍鎮東衡村實踐為例［J］．廣東土地科學，2019，18(04):40－43．

［5］曾小星，廖翔．礦山土地復墾和生態重建工作探析［J］．科技資訊，2019，17(28):59－60．

［6］朱巖．我國礦山土地復墾現狀及對策研究［J］．國土資源，2019(06):48－49．

作者：楊輝 李春陽 楊德亮 單位：吉林省水利水電勘測設計研究院