內蒙古露天煤礦土地復墾中的常見問題研究

于明達，張學慶，張 渝

（中國礦業大學（北京）地球科學與測繪工程學院，北京 100083）

內蒙古露天煤礦土地復墾中的常見問題研究

于明達，張學慶，張 渝

（中國礦業大學（北京）地球科學與測繪工程學院，北京 100083）

內蒙古草原是我國露天煤礦的集中地，露天煤礦因其開采的方式對土地資源造成了大規模的破壞，為了協調資源開發與環境保護之間的矛盾，露天煤礦土地復墾工作成為重中之重。本文以位于內蒙古境內的霍林河露天煤礦、準格爾露天煤礦、元寶山露天煤礦和神東馬家塔露天煤礦的復墾工程為例，對草原地區露天煤礦土地復墾工作中存在的問題進行研究，吸取經驗，總結不足，以便更好的指導今后草原地區的露天煤礦復墾工作。

草原露天煤礦；土地復墾；經驗總結

1 引言

煤炭產業是我國國民經濟的基礎產業，2013年，我國的煤炭產量突破37億噸，一次能源生產和消費中煤炭所占比例達70%以上［1]。在煤炭產業繁榮的背后，與之對應的是大量礦山的開發帶來的環境問題。特別是在新興的煤炭主產地內蒙古，由于當地煤炭資源的賦存狀態，露天開采成為重要的開采形式。露天煤礦開采對土地的主要破壞形式為挖損和壓占，據不完全統計，我國平均每露天開采萬噸煤破壞土地0.24ha，其中采場挖損破壞為0.08ha，外排土場壓占土地0.16ha［2]。中國五大露天煤礦中伊敏河露天煤礦（內蒙古呼倫貝爾市）、霍林河露天煤礦（內蒙古通遼市霍林郭勒）、準格爾露天煤礦（內蒙古鄂爾多斯市）和元寶山露天煤礦（內蒙古赤峰市）四大露天礦坐落在內蒙古，大規模的礦山開采導致礦山廢棄物數量的激增，大量的土地因此遭到破壞和占用，嚴重擾動了當地脆弱的自然生態系統，由此引發的生態系統退化需要經過相當長的時間才可能恢復，因此必須通過人工干預，進行廢棄礦區復墾來加快其恢復進程。

我國露天采煤量較小，僅占總產量的5%左右，我國于1989年才頒布第一部與復墾相關的規范要求——《土地復墾規定》，開始要求把露天煤礦土地復墾納入礦山工程設計中，因此我國露天煤礦的復墾工作在計劃和組織方面還有很大的不足，有必要通過完成的復墾工程來找出問題總結經驗，以便指導今后露天煤礦的復墾工作。

2 草原露天煤礦土地復墾實例

2.1 神東礦區馬家塔露天煤礦復墾

神府東勝馬家塔露天礦位于內蒙古自治區鄂爾多斯市伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮，井田面積4.94 km2。該露天礦是神府東勝煤田1986年第1個建成投產的煤礦，設計露采規模60萬t/a，2005年的實際開采量已達到300萬t/a。露采區呈不規則梯形狀，走向與烏蘭木倫河平行，南北長3 530m，北端寬南端窄，最寬處481m，平均寬度413.5m，露采區面積146hm2，煤層平均厚度4m，覆蓋層為烏蘭木倫河沖積物，厚度10m～12m，成分主要是沙礫石，采剝比2：1～3：1。［3]

馬家塔露天礦土地復墾對象為回填的采空區，即煤炭采完后形成的采空區成為下一個采區剝離土的回填區，土地復墾就是從回填開始的。為了節約開支，采取最為原始的混和回填的方法：就是在剝離時不分表土和底土，也不分巖土成分和粒徑，同時剝離，混和回填。有些地段甚至將煤矸石和建筑垃圾也作為回填物質倒入采坑。所以，復墾區的土地基本上沒有成熟的表土，沒有土壤層次。

復墾區喬灌草造林綠化地共76.3hm2（其中喬灌造林38.6hm2、飼草地33.9hm2、育苗地3.8hm2），種植前將復墾區內1cm～60cm土層中1.5cm以上矸石全部清理出來，平整、修垅。喬木造林樹種主要選擇油松和雜交楊，后來又陸續增加了側柏、檜柏等針葉樹；飼草主要播種了沙打旺與2年生草木樨。

除綠化造林地，復墾區還設農業種植地2.5hm2，分為露地大田栽培和大棚保護地2種，種植前1cm～30cm土層內大于0.3cm石粒清理干凈。露地大田種植農作物品種是糜子、蕎麥、玉米、豇豆、葵花、馬鈴薯、大白菜、豆角；加溫大棚保護地種植蔬菜品種有番茄、黃瓜、茄子、青椒。

復墾工程完成后，成立管理所進行專門管理。但管理運營一段時間之后發現，總體上各種作物生長狀況均不甚理想。在去除管理措施、灌溉和氣候因素帶來的影響后發現，這樣整體性的生長異常應該另有原因。經細致的調查分析后認為，復墾土與原狀土在土壤養分上的差異是最主要的原因。為驗證分析結果，選取了當地典型原狀土壤與復墾區土壤進行養分對比試驗，結果如下：

表1 馬家溝露天煤礦原狀土與復墾土養分狀況對比

由對比結果可知，復墾土與原狀土相比，在各項土壤養分上都存在明顯差異。聯系復墾工程初期回填土的處理方式推測，這是由于混和回填土壤肥力低下且難以熟化、才使得所栽植的各種植物的生長狀況都不理想。

2.2 霍林河一號露天煤礦復墾

霍林河一號露天礦區地處科爾沁草原深處，位于內蒙古自治區通遼市西北部霍林郭勒市扎魯特旗境內。煤區包括南露天煤礦、北露天煤礦，排土場設計占地總面積20.7km2，現占地面積12.3km2。自20世紀70年代以來，煤礦生產對礦區土地資源、生態環境和植被資源產生嚴重的影響，為此，礦區1993—2006年陸續開展了排土場平臺及邊坡的植被恢復工作。排土場排棄物主要為表土、泥巖、高灰分劣質煤、煤矸石和砂巖的混合物，不適宜植物生長，而本區表土多為黃土、沙土和黑色腐植土，厚度1～12m不等，土壤營養豐富，植物生長茂盛，因此在復墾中采用了將表土覆蓋在排土場上部的方法，創造了較好的土壤條件。在參照了其他地區的復墾工程中成功栽植的復墾植物后，排土場移栽的樟子松、落葉松、沙棘、山杏、小葉錦雞兒、金露梅、丁香、黃刺玫等植物，栽植當年整體存活率達80%以上，但后續生長表現不一，其中以平臺上沙棘長勢最為良好，5年內即形成了一定覆蓋度的人工群落，平均高度65cm，地莖11cm，而且地表還形成了較大面積的枯枝落葉層斑塊，大部分可達20-30cm厚，使得腐殖質含量大大提升。剩余的植物中，山杏和丁香也有較好的表現，覆蓋度達到了25%。但是樟子松、落葉松和黃刺玫等植物，雖然當年成活率在90%以上，但因其先天的耐旱性較差，后期存活甚少。

霍林河一號露天礦所選取的復墾植物都是從其他復墾工程中表現優異的植物中選取的，但就復墾中的實際表現而言，只有沙棘、山杏、丁香等表現較為滿意，其他栽植的植物都表現出了對環境極大的不適應。

2.3 準格爾（黑岱溝）露天煤礦復墾

黑岱溝露天煤礦位于內蒙古鄂爾多斯市準格爾旗東部，地處黃河西岸，黑岱溝與龍王溝之間，礦區面積達55km2。根據規劃黑岱溝露天煤礦總占地5124hm2，其中外排土場占地629hm2，內排土場和采場4236hm2，工業廣場259hm2。由于礦區開發建設，大量土地被征用，導致原生地表地形地貌被破壞，自然生態被破壞殆盡，加劇了生態環境的惡化，如果不及時治理，逆向演變的惡性循環就會很快發生。因此，黑岱溝礦區土地復墾與生態重建就成為一項十分重要的任務。

露天礦從1992年開始就積極進行土地復墾。北排土場1995年開始復墾，到2001年底累計完成復墾面積78.67hm2；東排土場1998年開始復墾，到2001年底累計完成復墾29.97hm2。

就黑岱溝露天礦的實際情況來看，上覆土層土源充足，剝離堆積到排土場使得復墾區覆土資源豐富，但是這些土壤堅實、滲透性差、質地差，有效水分和有機質含量極低，對植物的生長極其不利，因此，礦區根據這樣的實際情況，在復墾區首先通過種植豆科牧草的方法來改良土壤狀況，最初種植有固氮作用的紫花苜蓿，草木棲，沙打旺，沙棘，紅豆草等豆科灌木或牧草，然后以綠肥壓青、秸稈還田等方式將有機物歸還土壤，增加土壤的有效含氮量和有機質含量，加速土壤熟化和土壤改良速度，初步滿足繼續栽植其他復墾植物的要求。

土壤改良完成后，礦區根據多年實驗研究和其他地區的土地復墾經驗，選擇出60余種不同植物進行載植，但其中能較好生長的只有紅豆草、紫花苜蓿、沙打旺、草木樨、甘草、冰草、無芒雀麥、披堿草、檸條、沙棘、黃刺玫、連翹、榆葉梅、油松、刺槐、新疆楊、云杉、山杏、蘋果等15種。

2.4 元寶山露天煤礦復墾

元寶山露天煤礦位于內蒙古自治區赤峰市境內，年設計生產能力500萬t原煤，年剝離巖土1000萬m3左右。就礦區的地質情況來看，上覆表土層厚2—3m，大部分剝離物為河卵石。按照礦區規劃，把復墾過程規劃分為三個階段：初期階段，種植豆科植物沙打旺、草木樨、細化苜蓿、紅豆草固氮，用綠肥壓青、秸稈還田等方法將植物中的有機物歸還給土地，實現土壤改良，加速土壤熟化，防止水土流失，再配合沙棘、檸條等速生植物為主迅速恢復植被覆蓋度，這一階段以牧草和灌木為主要復墾植物，待其發生退化后再進一步實施計劃；中期階段，種植具有持續改善生態環境的永久植被，根據土壤元素組成及肥力狀況，選擇了刺槐、旱柳、小葉楊、油松等易適應脆弱環境生長，抗性強，抗旱，抗寒，抗瘠薄，抗病蟲害，耐受性較強的樹種；后期階段，著眼礦區環境綜合治理和土地開發的綜合利用。

目前，整個復墾工程已經進行到中期階段，采用了草、灌、喬混交的模式，如野牛草——檸條——小葉楊的種植模式，就其垂直分布來看，小葉楊高2.45m，牧草高0.8m，灌木叢高1.1m，分為三個層次；其次就其根系入土深度來看，灌木入土深為1.5m左右，小葉楊根系入土深度為1m，牧草根系入土深度0.15m，也是分為三個層次，有效的保護地表各層土壤。值得注意的是，采用混交模式的林塊的生長速度較純林塊增加2%—6%。

3 草原露天煤礦土地復墾建議

內蒙古草原作為我國露天煤礦的重要集中地，礦區復墾工作必將越來越受到重視，因此針對本地區的環境特點，提出適用的復墾建議是極為必要的。通過以上草原地區露天煤礦土地復墾的實例，總結各個礦區在復墾過程中的優點和不足，對草原露天煤礦土地復墾規劃做出如下建議。

3.1 土壤改良

土壤是整個生態系統的基質與生物多樣性的載體，重構土壤質量的高低是土地復墾成功與否的關鍵所在［4]。露天煤礦的復墾區多針對的是排土場，因此來說復墾區的土壤絕大部分是原采區表土與心土的混合物，其性質與原有或周圍未經破壞的土壤性質有較大的差別，存在著許多限制植物生長的因素，如PH值、營養元素、有機質等。所以，在復墾過程中首要工作就是將礦區內已經不適合植物生長的土壤改良為可為植物生長所用的土壤。土壤改良目前主要有兩種方式。一是覆土法，即將適宜栽種的土壤覆蓋在表面，初期作物或樹木易于成活，環境能較快得到改善，但由于各個礦區的地質狀況差異較大，綜合來看這種方法的費用較高。另一種是原地土壤改造法，包括PH值改良和土壤肥力改良，目前多數復墾工程都是采用這種方法。

3.1.1 PH改良

采礦剝離產生的固體廢棄物常會影響土壤的PH值，PH值過高或過低（堿性或酸性）的土壤不僅會影響植物的生長還會影響土壤中養分的活性。對于酸性土壤可采用生石灰、熟石灰和石灰石等材料再加上綠肥共用的方法（如不施加綠肥增加有機質，土壤反而會變黃變瘦），拌入土壤以中和土壤酸性；對于堿性土壤，可施入腐熟的糞肥、泥炭、鋸木屑、食用用酸性肥料來改善土壤狀況。

3.1.2 土壤肥力改良

土壤的肥力決定了可提供給植物生長養分的多少。土壤肥力的改良可從施肥改良和生物改良兩方面進行。施肥改良就是將天然的或人造的物質加到土壤中以提供植物生長所需的養分，此法可有效增加土壤中的速效養分（如速效磷、速效鉀等），作為復墾這樣的大規模土地培肥，可使用有機肥和雜費以便控制成本，如城市污泥、河溝泥、生活污泥、泥炭、秸桿、木屑等；生物改良是通過種植綠肥來增加土壤的有機質和有效肥分，同時綠肥還可以為昆蟲、微生物等生物提供生存環境和餌料，通過益向引導逐步恢復復墾區的土壤肥力。此外還可以在土壤中培養和引進微生物，達到菌肥的效果。

3.2 植物選擇

幾乎所有的自然生態系統的恢復總是以植被的恢復為前提，因此植被恢復是露天煤礦生態系統恢復的關鍵。為了加快植被的恢復速度，栽植植物種類的選擇尤為關鍵。復墾區栽植植物的選擇建議遵循以下幾條基本原則［5]：

3.2.1 生態學穩定

生態學穩定是指栽植后成活率高，生長速度快。這需要選擇具有較強的適應能力的植物，對干旱、潮濕、瘠薄、鹽堿、酸害、病蟲害等不良立地因子有較強的忍耐能力。

3.2.2 優先選擇鄉土植物

天然地分布在當地的植物，是經過長期與當地環境相適應的產物，一般地說成活率高，成功的把握性大，其生長迅速且適應性強。

3.2.3 選擇耐貧瘠的肥料樹種

礦山的復墾區土地往往比較貧瘠，肥力低下，由于復墾費用的缺少，想通過后期人工施肥的途徑來顯著提高土地的肥力是很難行得通的，因此選擇耐貧瘠的植物，特別是注意選擇那些本身就具有固氮能力的豆科植物，可在種植期間，持續的改善土壤狀況，如北方常見的刺槐、紫穗槐、胡枝子等（此外有些非豆科植物也具有出色的固氮能力，如沙棘、愷木等）。這些植物不僅自身具有極強的生存能力，同時還兼顧了對土壤的改良作用，可謂一舉兩得。

3.2.4 較高的效益

復墾區植被恢復除了追求涵養水源、固土護坡、攔截泥沙等環境效益之外，也要追求速生、豐產、優質的經濟效益，在滿足主要的條件之外，可選擇一些經濟附加值較好的植物栽種。

由此可見，在確定栽植方案之前，最好先進行細致的調查研究，必要時還須進行植物篩選試驗，以便切實掌握立地條件與各種植物生長的相互關系，這樣方可提出栽植方案，以保證復墾過程的順利。

3.3 植物配置

復墾區所栽植的植物除了追求高成活率之外，更應該考慮其效用的長短。從現在可知的復墾經驗中可知，草本植物在復墾初期對侵蝕的控制是非常有效的，但由于草原氣候干旱等原因，一般情況下，草本植物1～3年后就會發生退化；灌木和喬木對地表的保護能夠提供一個長期或永久性的作用，但其栽植密度較牧草低，會使得部分土地閑置，降低了對侵蝕的控制力度，而且灌木和喬木對土壤肥力的要求也要高于牧草，對于復墾土地壓力較大。因此，建議草原露天煤礦復墾區植物配置選擇草、灌、喬混合的模式，在初期種植牧草控制侵蝕，恢復土壤肥力，之后再種植喬灌木以求長期的保護，形成草、灌、喬混交的模式，喬灌木持久保護土壤，牧草持續改善土壤的肥力，形成良性循環。

4 結語

近年來，內蒙古地區煤炭開發產業發展迅速，帶來顯著經濟效益的同時，也付出了沉重的環境代價，頻發的沙塵天氣嚴重影響了京津地區生態環境質量，草場大量被破壞限制了畜牧業發展，影響了當地人民的生活。煤礦開發及工程建設活動引發的土地破壞問題，已不單純是一個生態環境問題，而是關系到一個區域經濟發展和人類生存的根本性問題，因此，土地復墾工作顯得尤為重要。

內蒙古地區生態環境脆弱，氣候干旱，實施土地復墾的過程中困難較多，通過研究區內現有礦區復墾案例對比研究，得出一套較為適宜當地的復墾模式，希望對復墾工作有一定的指導意義，爭取把對生態環境的破壞降到最低。但是露天礦區土地復墾是一項長期性工作，本文所采集的各種數據僅僅是幾個較為有代表性的復墾區初期復墾結果，因此還需要進行長期觀測，不斷地總結、分析、驗證復墾技術。

［1]胡振琪，魏忠義．煤礦區采動與復墾土壤存在的問題與對策［J]．能源環境保護，2003，17（3）：3-7，10．

［2]礦區生態破壞防治技術.北京：煤炭工業出版社

［3.]康世永.馬家塔露天礦土地復墾方式的探討［J].露天采煤技術，1998，（02）：48-49.

［4]伊克昭盟土壤普查辦公室.伊克昭盟土壤［M].呼和浩特：內蒙古人民出版社，1989.

［5]范軍服.露天煤礦土地復墾理論與方法研究［D].

Research on comm on p rob lem s in open-pit coal mine land reclam ation in Inner Mongo lia

Yu mingda，Zhang Xueq ing，Zhang Yu
（China University of min ing＆Techno logy，Beijing，100083）

Inner Mongolia grassland is centrally of open-pit coal mine in our country，open-pit coal mine because of its mining way caused massive destruction of land resources，in order to coordinate the contradiction between resource development and environment protection，open-pit coal mine land reclamation work become a top priority.Based in Inner Mongolia inHuolinhe opencast coal mine，ZhunGeEr open-pit coal mine，Yuan baoshan open-pit coal mine and shendong open-pit coal mine reclamation engineering as an example，open-pit coal mine in grassland area to study the problems of land reclamation work，learn，summarizes the insuff ciency，in order to better guide the grassland area of opencast mine reclamation work in the future.

grassland open-pit coal mine；Land reclamation；experience