信豐縣修復稀土礦區生態的技術措施及效益分析

李茂忠

(信豐縣水土保持局，江西 信豐341600)

(責任編輯 孫占鋒)

1 信豐縣的基本情況及稀土礦區水土流失特點

信豐縣位于江西省南部，居贛江流域桃江河畔，土地總面積2 878 km2，人口70 萬人。全縣16 個鄉鎮中有10 個蘊藏著稀土礦。20 世紀80年代初，迅速崛起和發展的稀土工業成了信豐區域經濟增長的支柱產業之一，但由于采礦工藝落后，致使礦區水土流失十分嚴重。

稀土原礦蘊藏在花崗巖風化土中。原始的采礦工藝必須剝離表土，將1 ～20 m 不等的深層原礦土搬運至選礦池浸洗，采掘面寬，動土量大，植被破壞嚴重。據調查，每生產1 t 混合氧化稀土將產生200 ～3 000 t尾沙和廢土、100 ～1 200 t 廢水，擾動、破壞土地面積0．08 ～0．13 hm2。全縣每年因開挖稀土礦而產生的新的水土流失面積達2 468 hm2，排放尾沙5 438 萬t。大量尾沙廢水不僅使山地土壤退化、水源污染，而且給下游群眾的生產生活帶來了嚴重危害。據調查，每年因尾沙下泄造成286 hm2的農田被淤積、34．6 km 的公路被淹埋沖毀、20 多座山塘被淤滿、3．4 萬m 灌溉渠道被淤塞。如總庫容65．2 萬m3的香山水庫，淤積泥沙量達46．8 萬m3，淤泥厚度達2．5 ～4．0 m，水庫已不能正常發揮作用;龍舌河河床已抬高1 ～2 m，局部河床甚至比農田高出0．5 ～1．0 m。

2 修復稀土礦區生態的技術措施

為修復采礦跡地，在礦區建立良好的生態環境，促進縣域經濟的可持續發展，信豐縣經過多年的探索，基本找到了一條符合礦區開發治理的路子，并先后在嘉定、安西、西牛及虎山等鄉鎮稀土礦區建立了開發治理試驗示范區。據統計，2013年全縣修復稀土礦區面積526 hm2，其中建立臍橙果園346 hm2、枇杷園138 hm2、布朗李果園14 hm2、奈李和三華李果園11 hm2，種草8 hm2、甘蔗9 hm2;修塘壩65 座、攔沙壩893 座、谷坊458 座、擋土墻3．66 萬m、水平竹節溝88．67 萬m，清淤山塘、水庫16 座，清理渠道1．83 萬m。總投入1 939．63萬元，動用土石方126．16 萬m3。

2．1 工程措施

稀土廢渣棄土含沙量高，黏性差，易流失。因此，控制泥沙流動，工程措施是首要條件。應根據不同地形及沖蝕溝的大小，布設排、撇水溝和修筑塘壩、谷坊、攔沙壩等，以形成工程防護體系。

2．1．1 塘 壩

塘壩的修筑應視礦區的地形條件而定。礦點多而分散，治理范圍較大，在區間流域閉合處有“肚大口小”地形條件的區域，可規劃修筑塘壩。如龍舌的桐木稀土礦區，我們在各礦點外圍修筑攔沙壩、谷坊等攔沙設施的同時，又在區間流域閉合處修筑了塘壩，形成了“大壩套小壩，壩中有壩”的工程防護體系。這些工程既能攔截泥沙，又能蓄水灌溉。壩高5 ～10 m，內外坡比1 ∶2。要預留好溢洪道，有條件的地方可用漿砌石襯砌溢洪道。同時，在壩內外坡和壩頂種草或鋪草皮。

2．1．2 攔沙壩

攔沙壩是修建在沖蝕溝中以攔蓄泥沙、控制泥沙下泄為目的的攔沙設施。對地形較開闊、丘陵坡度較平緩的稀土礦點，在尾沙堆放處外圍選擇合適位置修筑攔沙壩，以便泥沙沉積。安西橋下和西牛老山甫礦區修筑的攔沙壩不僅攔截了大量尾沙，而且起到了明顯減緩水流沖刷采礦跡地的作用，取得了較好的效果。攔沙壩分為土壩和漿砌石壩兩種類型。土壩可就地取材，選擇帶黏性的均質土作筑壩材料，施工前先清理好壩址基礎，施工中分層填土、夯實，壩高3 ～10 m、頂寬1．5 ～2 m，上游坡比1 ∶1．25 ～1 ∶1．5，下游坡比1 ∶1～1 ∶2;在壩的一側開挖溢洪道，溢洪道寬0．6 ～1.0 m、深0．6 ～1．5 m。壩體完工后，在坡面上種植百喜草、馬唐等牧草或草皮。漿砌石壩設計壩高3 ～6 m，頂寬1 m，坡比1 ∶1，溢洪道寬0．6 ～1．0 m、深0．6 ～1 m。

2．1．3 谷 坊

谷坊一般建在山坡坡面發生了小沖蝕溝的出口處，以控制沖蝕溝兩側坡面泥沙流失和溝床下切。可就地取土或利用編織袋裝土堆筑，但壩面和內外坡面應鋪草皮。谷坊高1 ～5 m，迎水坡坡比1 ∶1 ～1 ∶2．5，背水坡坡比1 ∶1 ～1 ∶2，溢洪道尺寸視集雨面積而定。

2．2 植物措施

2．2．1 種植果樹

尾沙中含有少量稀土微量元素，可促進果樹生長。實踐表明，在稀土礦區可栽種枇杷、臍橙、奈李、布朗李、三華李、柿子、石榴、梨和桃等果樹。主要做法是:在整治過的高標準梯帶內，按株距3 ～4 m，開挖1 m 見方的大穴，先施基肥，把基肥與相應量的泥土拌勻分3層填入穴內，填土至0．667 m 處，再將拌有枯餅1．5 kg、塘泥1 擔、雞糞1．5 kg、磷肥1．5 kg 的泥土填入穴內，填土高出地面0．2 m。選擇無病蟲害、根系發達的優質大苗，將配制好的營養土裝入營養袋內進行假植，次年5月前帶營養土移栽入園，栽后加強撫育管理，平時保持施用少量石灰或其他有機肥。春播期間(3月)在梯坎、坡面栽種百喜草、馬唐、雀稗、狗尾草等牧草。果樹成林前盡量多在梯帶間栽種印度豇豆、豬屎豆、肥田蘿卜等綠肥，或套種花生、西瓜、豆類等經濟作物，以改良土壤，增加土壤有機質，培肥地力。

2．2．2 栽植甘蔗

旱地甘蔗是較為適宜稀土礦區生長的作物之一。以西牛老山甫等示范區種植的旱地蔗為例，當年栽種的旱地蔗不僅產量達52．5 t/hm2，而且產糖量較其他甘蔗高出4%。其栽種方法是:沿梯帶方向開挖深、寬各0．6 m 的小撩壕淺溝，溝距為1 m。溝內施足基肥，埋入稻草、蘆箕和豬牛欄糞，同時撒上少量石灰，填土比地面低0．1 m。次年2月前，選取優良的甘蔗種平放至溝內，回填土應與地面齊平，覆土以不見甘蔗種為宜。甘蔗發芽出青苗后，應做好田間管理工作，如鋤草、追肥和病蟲害防治。甘蔗生長迅速，葉片大而濃密，可防止雨滴濺擊地表。

2．2．3 播種牧草和栽種灌木

在尾沙區栽種灌草，可迅速恢復地表植被，固定尾沙，防止雨水沖刷。尾沙區經整治后，表層土壤松散，可在次年2 ～4月選取百喜草、馬唐、寬葉雀稗、狗尾草等優良牧草種子，每公頃用種量22．5 ～30 kg，施用鈣鎂磷肥150 ～225 kg、營養土225 ～375 kg。在斜坡面間隔一定距離平行開挖深5 cm、寬20 cm 的淺溝，把拌勻的種子均勻地撒播至溝內，并覆一層薄土，覆土厚度以不見種子為宜。同時，在坡腳、溝邊、路邊和塘邊等地栽種小葉桉和胡枝子等灌木，斜坡面最好栽種百喜草種苗。牧草長出青苗后，每公頃追施37．5 ～75 kg 尿素，待苗長到20 ～30 cm 高時割青一次(年均可割3 ～4次)，青草用來喂魚、鵝、鴨、牛等。年產鮮草2．25 萬～3 萬kg/hm2，當年種植，地表植被覆蓋率可達95%。

3 效益分析

3．1 經濟效益

綜合開發利用526 hm2尾沙地，年均總產值可達1 431．57萬元，凈效益286．37 萬元。嘉定鎮長生稀土礦區開發種植的三華李、柿子、石榴等果樹，套種花生、西瓜、綠肥、牧草等，平均每公頃年產值達1．48 萬元。安西鎮橋下治理區栽種的臍橙，3年始果，4年投產，平均每公頃年產值達3．68 萬元;西牛鎮老山甫礦區引種的甘蔗當年產量達52．5 t/hm2，產值0．92 萬元/hm2;龍舌礦區和周壩礦區的枇杷果園，投產后年產值達4.5 萬元/hm2以上。

3．2 生態效益

稀土礦區的裸露廢棄尾沙地和采礦跡地，植被覆蓋率幾乎為零，生態嚴重惡化。通過建立水土保持綜合防護體系，植被得以恢復，區域生態環境明顯改善。一是當年植被覆蓋率平均新增79 百分點。在嘉定鎮長生礦區種植的馬唐、寬葉雀稗、狗尾草和胡枝子等灌草，當年植被覆蓋率達95%;西牛鎮老山甫礦區經栽種甘蔗后，植被覆蓋率達87%;在種植果木林的礦區，果園梯帶上栽種果苗，套種花生、西瓜、豆類等經濟作物，梯坎坡面播種牧草、綠肥，植被覆蓋率可達50% ～65%。龍舌、周壩枇杷園4年生枇杷樹平均株高2．46 m，樹冠2．14 m;西牛老山甫布朗李園2年生布朗李樹平均株高3．68 m，樹冠3．16 m;桐木枇杷園1年生枇杷樹平均株高0．98 m，樹冠0．93 m;金龍山臍橙園1年生臍橙樹平均株高1．28 m，樹冠1．31 m。二是地表溫度下降，濕度增加，土壤得到改良。據觀察，治理前尾沙地夏天地表最高溫度達42．5 ℃，治理后地表溫度降到32．5 ℃;經人為改良后，土壤中有機質含量由原來的0．11% ～0．24%增加到0．76% ～1．86%，氮、磷、鉀也分別由原來的0．48% ～0．51%、0．11% ～0.13%、3．48% ～4．31% 增 加到0．63% ～0.79%、0.26% ～0.34%、4．93% ～5．68%;土壤的pH 值由原來的5．5 增加到6．2;土壤含水量比原來增長30%以上，土壤微生物增加3 倍多，土壤孔隙度增加25%，完全可以保證植物的正常生長。三是野生動物增多。植被的恢復，為野生動物提供了良好的棲息場所，野兔、山雞等明顯增多。

3．3 社會效益

已治理的尾沙區，工程措施和林草植被發揮作用后，年均可攔蓄泥沙30．38 萬t、蓄水量達68．36 萬m3，土壤侵蝕模數由原來的1．5 萬t/(km2·a)下降到2 890 t/(km2·a)。據實測計算，桐木治理區平均每座塘壩攔蓄泥沙0．46 萬t，每座攔沙壩攔蓄泥沙0．29萬t;每座塘壩平均蓄水0．83 萬m3，2013年持續1 個多月的高溫干旱天氣，基本上每座塘壩都保持在正常蓄水位以上，為果園抗旱保苗和下游農田灌溉提供了充足水源。

礦區植被恢復，泥沙基本得到控制，農田復墾耕作，河床淤積減少，山塘、水庫蓄水能力大大增加，農民的生產和生活條件得到了改善。已復墾改造被尾沙淹埋的農田面積達96 hm2，糧食產量由原來的4 140 kg/hm2提高到6 540 kg/hm2;有9 座山塘經清淤后，增加蓄水10．6 萬m3，增加有效灌溉面積38．6 hm2;龍舌河、安西河等河流的河床高程平均下降了0．35 m，河堤經加高加固后，原來頻繁發生的水旱災害，現已大為減少。礦區果園的開發，為當地農村剩余勞動力和下崗職工提供了再就業機會，同時還帶動了周邊群眾開發利用水土資源、搞好水土保持生態建設的熱情。