礦山邊坡及排土場(chǎng)的生態(tài)修復(fù)研究

趙 罡

(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一〇六地質(zhì)大隊(duì)，貴州 遵義 563000)

0 引 言

露天礦開采過程實(shí)際就是對(duì)原有地形地貌進(jìn)行破壞的過程，在這一過程中必然也會(huì)破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。尤其是在這一過程中形成的邊坡及排土場(chǎng)，極易對(duì)環(huán)境造成不良的影響。其中排土場(chǎng)在對(duì)方的過程中會(huì)導(dǎo)致水體污染、土壤污染和揚(yáng)塵等污染。除此之外，在礦山后期的開采過程中，容易造成水土流失，對(duì)地表植被造成破壞，更為甚者會(huì)影響周邊建筑物的安全。

在全社會(huì)廣泛關(guān)注和重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)的背景下，露天礦山生態(tài)環(huán)境修復(fù)成為一個(gè)值得研究的課題。隨著礦山復(fù)墾理念和技術(shù)的進(jìn)步，將工程措施與生態(tài)措施相結(jié)合，對(duì)土地生態(tài)進(jìn)行修復(fù)成為廣泛運(yùn)用的生態(tài)修復(fù)手段。總體來看，礦山邊坡及排土場(chǎng)生態(tài)修復(fù)主要以植被種植為主要方法，以基質(zhì)改良為目的生態(tài)恢復(fù)過程。該文以西部A礦區(qū)為研究對(duì)象，主要研究了該礦區(qū)適宜種植何類物種的問題，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)與數(shù)值分析相結(jié)合的方法，最終確定了適宜當(dāng)?shù)丨h(huán)境的植物物種，為進(jìn)一步做好該礦區(qū)生態(tài)修復(fù)工作提供了重要依據(jù)。

1 概 況

A礦區(qū)位于西部某省境內(nèi)，該礦區(qū)屬于露天礦，采空區(qū)排土場(chǎng)面積約為72 km2。在對(duì)礦區(qū)邊坡及排土場(chǎng)進(jìn)行修復(fù)的過程中，首先利用工程措施進(jìn)行地貌重塑，為后期植被種植等奠定有利基礎(chǔ)。對(duì)部分較陡邊坡采取灰漿抹面處理，排土場(chǎng)頂層設(shè)置30 cm厚度的黏土隔水層，壓實(shí)度為90 %，設(shè)置4 %左右的排水反坡，適當(dāng)設(shè)置擋風(fēng)墻，防止水土流失和揚(yáng)塵。

由于該地區(qū)為露天礦區(qū)，礦石開采必然使得該礦區(qū)內(nèi)植被受到破壞，自然生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重影響。該區(qū)域水土流失現(xiàn)象比較嚴(yán)重，部分區(qū)域土壤資源嚴(yán)重匱乏。與此同時(shí)，該礦區(qū)排土場(chǎng)在旱季易出現(xiàn)揚(yáng)塵現(xiàn)象，據(jù)測(cè)算，粉塵產(chǎn)生量在旱季可高達(dá)0.1 t/d，即是采取灑水降塵措施，依然會(huì)產(chǎn)生較多的粉塵，對(duì)當(dāng)?shù)卮髿猸h(huán)境造成了比較嚴(yán)重的不良影響。

2 生態(tài)修復(fù)中植被的選擇

礦區(qū)邊坡及排土場(chǎng)生態(tài)修復(fù)的成果主要體現(xiàn)在植被的種植以及成活面積上，因此根據(jù)該礦區(qū)所述的地理位置、氣候條件科學(xué)的選擇植被物種成為一項(xiàng)重要的工作。

2.1 植被選擇的原則

生態(tài)修復(fù)是一個(gè)系統(tǒng)性的工程，植被種植同樣需要考慮整體性、系統(tǒng)性，因此在選擇植被的過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮各種因素。該礦區(qū)所處地區(qū)的土壤類型主要為含鐵量較高的紅黏土，呈微酸性。因此植被的選擇以耐酸性為主，根據(jù)草、灌木、喬木向結(jié)合的搭配模式選擇植被，對(duì)該礦區(qū)邊坡和排土場(chǎng)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。

2.2 生態(tài)修復(fù)植被種類探索及成果

A礦區(qū)生態(tài)修復(fù)工程肇始于2015年，迄今已經(jīng)三年多的時(shí)間，在開展該項(xiàng)目前，主管部門進(jìn)行了大量的調(diào)研，咨詢了相關(guān)領(lǐng)域的專家，最終確定了生態(tài)修復(fù)方案，在方案中，對(duì)于植被種類的選擇做了比較詳盡的說明。

1)喬木植被。主要以云南松為主，云南松作為本地區(qū)森林一類天然生長(zhǎng)植被，喬木蓋度能夠達(dá)到70 %以上，高度在3 m以上，在本地區(qū)生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)良好。對(duì)于改善氣候、優(yōu)化環(huán)境、凈化空氣、保持水土等具有非常好的效果。在種植云南松的基礎(chǔ)上，同時(shí)配種華山松、柏樹等暖溫帶針葉樹種，實(shí)現(xiàn)各類樹種的合理搭配。

2)草類植被。主要以紫莖澤蘭為主，紫莖澤蘭是該地區(qū)主要的草類植物，且在A礦區(qū)分布較廣，已經(jīng)形成了較為良好的優(yōu)勢(shì)種群。因此，將紫莖澤蘭作為礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的主要草類植被。

3)人工植被。為了實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏，生態(tài)修復(fù)方案亦考慮了種植經(jīng)濟(jì)作物的問題。選擇適宜該地區(qū)生長(zhǎng)的玉米、向日葵、核桃、蘋果、土豆等經(jīng)濟(jì)作為，在礦區(qū)進(jìn)行種植，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

截至2018年12月，A礦區(qū)已完成約58 km2的植樹面積，對(duì)全礦區(qū)進(jìn)行了草種播撒。從當(dāng)前的情況來看，該礦區(qū)的生態(tài)修復(fù)工作取得了非常好的效果。計(jì)劃在下一年度繼續(xù)按照方案要求，對(duì)剩余地區(qū)進(jìn)行樹木種植，力爭(zhēng)在年底完成全部生態(tài)修復(fù)任務(wù)。

3 礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)分析

3.1 生態(tài)修復(fù)率及苗木成活率調(diào)查

從相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，該礦區(qū)區(qū)域總面積為72 km2，已完成58 km2的植樹面積，且樹木成活率達(dá)到了88.75 %；在全區(qū)進(jìn)行了草種播撒，草類植物覆蓋率達(dá)到了92 %，從植被恢復(fù)方面來看，實(shí)現(xiàn)了非常好的生態(tài)修復(fù)效果；2018年在全區(qū)開始進(jìn)行經(jīng)濟(jì)作物種植，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，該年度即創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值70余萬元。

3.2 修復(fù)區(qū)植被中污染物濃度檢測(cè)

自2016年至2018年，礦區(qū)連續(xù)三年對(duì)排土場(chǎng)區(qū)域內(nèi)的植物進(jìn)行污染物檢測(cè)，通過檢測(cè)植被中的N、P、As、Pb、Cu等污染物濃度進(jìn)行檢測(cè)和對(duì)比，可以清楚地發(fā)現(xiàn)植物中污染物濃度逐年下降，其中N、P兩種主要污染物的濃度分別下降了43 %和28 %，其它污染物的濃度也分別下降了17 %到8 %不等。對(duì)經(jīng)濟(jì)作物進(jìn)行污染物檢測(cè)，所有指標(biāo)均符合國(guó)家相關(guān)要求。從檢測(cè)結(jié)果來看，通過植被種植，礦區(qū)邊坡及排土場(chǎng)生態(tài)修復(fù)區(qū)的土壤質(zhì)量明顯好轉(zhuǎn)，生態(tài)環(huán)境有了較大的改善。

4 結(jié) 語

1)礦山開發(fā)對(duì)于礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境破壞是巨大的，甚至在某些方面是永久性的、不可恢復(fù)的。將工程修復(fù)與植被修復(fù)相結(jié)合，是實(shí)現(xiàn)露天礦邊坡及排土場(chǎng)生態(tài)修復(fù)的最有效方式之一，通過合理的搭配種植樹木，完全可以在短時(shí)間內(nèi)改

善和恢復(fù)礦山的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展；

2)根據(jù)礦區(qū)的氣候環(huán)境、土壤類型等因素，科學(xué)的選擇植被種類是利用植被恢復(fù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵，在利用植被對(duì)礦區(qū)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)過程中必須充分重視這一問題，做好相關(guān)的工作；

3)通過對(duì)礦區(qū)內(nèi)植被體內(nèi)污染物進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)污染物在較短時(shí)間內(nèi)即有明顯下降，足以證明植被種植在化解礦區(qū)污染方面具有十分重要的作用。與此同時(shí)，通過種植經(jīng)濟(jì)作為，完全可以實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的有機(jī)統(tǒng)一。