礦區(qū)土地復墾與生態(tài)恢復技術研究

吳建軍 木里藏族自治縣自然資源局

一、礦山環(huán)境問題

礦業(yè)的開發(fā)與利用能夠為經(jīng)濟的快速發(fā)展提供充沛的動力，但無秩序且缺乏管理的礦山，在開采過程中對環(huán)境也造成了較為嚴重的影響，對環(huán)境的破壞輕則會產(chǎn)生多種方面的污染，嚴重的可能破壞生態(tài)平衡，甚至危及居民的生活安全。概括而言，目前礦山對環(huán)境造成的影響主要表現(xiàn)為水污染，空氣污染以及土地污染。

對于我國四川的稀土礦源開發(fā)，其中廢石廢渣中可能存在大量的重金屬元素，在雨水的沖蝕下可能匯入河流，甚至污染整個區(qū)域的地下水源，這將使得部分河道的整個區(qū)域，水源均受到破壞，無法供給人們的日常生活飲用需求，甚至危及工農(nóng)業(yè)用水的安全。再者，大型露天礦場的開采不可避免的會產(chǎn)生較多PM小于2.5的粉末及有害有毒氣體，細小的飛沫隨空氣漂浮，使人們呼吸道受到感染或破壞。并且可能與雨水結合在一起形成新的顆粒水溶液進一步侵蝕建筑。此外，在礦山開發(fā)時也會使山體周邊的植被和動物的棲息環(huán)境受到重創(chuàng)，從而打破使整個區(qū)域的植被生態(tài)平衡，使土壤荒漠化，沙塵化，甚至出現(xiàn)地表塌陷以及地面下沉等惡劣現(xiàn)象。

二、礦區(qū)土地復墾與生態(tài)恢復關鍵技術

（一）地貌重塑

礦山開采對礦區(qū)地形地貌的破壞程度嚴重，往往容易產(chǎn)生地面沉陷、滑坡和泥石流等地質(zhì)災害，造成重大損失。地貌重塑即針對礦山原有地形地貌地特點，采取相應的措施對其進行整治，最大程度地消除和緩解對植被恢復有影響的限制性因素，使其生產(chǎn)力達到農(nóng)業(yè)可利用的水平。地貌重塑主要包括充填復墾和非充填復墾兩大類。充填復墾是利用河湖淤泥、建筑垃圾等礦山廢渣作為充填材料，對塌陷地進行填充。這一技術在防止地面塌陷的同時，有效解決了廢棄物大量堆積占用土地的問題，促進了資源的重復利用，并減少了對周圍環(huán)境的危害。非充填復墾主要包括疏排法、挖深墊淺法、土地平整法、修筑梯田法、直接利用法等。其中挖深墊淺法是最常用的方法，適用于沉陷較深，有積水的中、高潛水位地區(qū)。土地平整法和修筑梯田法主要適用于不積水沉陷區(qū)、低潛水位或已采取排澇降漬措施的中、高潛水位地區(qū)。對于損毀程度低、危害程度小的土地，可因地制宜地直接加以利用。

（二）生物多樣性重組與保護

生物多樣性是生物及其與環(huán)境形成的復合體，以及與此相關的各種生態(tài)過程的總和，包括遺傳、物種、生態(tài)系統(tǒng)和景觀4個層次。生物多樣性為人類提供了豐富的生活資源和必要的生存環(huán)境，是地球生命支持系統(tǒng)的核心組成部分，也是生態(tài)系統(tǒng)服務功能的基礎。土地是生物多樣性的載體，礦山開采嚴重破壞了地表結構和原有的生物棲息地，形成了惡劣的環(huán)境條件，生物多樣性破壞嚴重，自我恢復難度很大。礦區(qū)生物多樣性的重組和保護主要有兩條途徑，一是從遺傳和物種多樣性的角度出發(fā)進行微觀的生境再造，這其中涉及相應的地貌重塑、土壤重構和植被重建等。二是從景觀格局的角度進行宏觀的格局優(yōu)化，通過人為優(yōu)化景觀要素對生物多樣性帶來積極的影響和作用。總的來說，生物多樣性的重組與保護貫穿于地貌重塑、土壤重構、植被重建、景觀重現(xiàn)等生態(tài)恢復建設過程中，借助人工調(diào)控和誘導，再現(xiàn)豐富的生物多樣性，促進生態(tài)服務效益的持續(xù)產(chǎn)出。

（三）植被恢復技術

1.液壓噴射播種法，這種方法主要可以適用于有一定角度的斜坡地質(zhì)，其液壓噴射力強可以將草種以及植被種子呈均勻彌散狀分散，并且其效率高，普遍適用于大區(qū)域范圍內(nèi)的植被恢復處理。由于整個噴射過程均屬于機械自動化，在確保土壤適宜，并且種子具有較高活性的前提下進行播種，能夠在較短時間內(nèi)建成大面積的綠化草坪，從而大力促進礦山生態(tài)建設。

2.多孔混凝土種植法，混凝土上長草技術在天津外河改造工程中開展了野外大面積實驗，目前綠草長勢良好。混凝土上長草技術是在無沙大孔混凝土中摻加部分酸性聚合物及聚丙烯纖維等高分子材料預制砌塊，同時在砌塊孔隙中充填腐殖土、種子、緩釋肥料、保水劑等混合材料，并在混凝土表層采用植物纖維覆蓋，從而創(chuàng)造出植物易于生長的環(huán)境，并且能夠加固礦山地質(zhì)的穩(wěn)定，避免滑坡水土流失等現(xiàn)象的發(fā)生。

3.混合噴漿種植法。植被混凝土是根據(jù)邊坡地理位置、邊坡角度、巖石性質(zhì)、綠化要求等來確定水泥、沙壤土、腐殖質(zhì)、保水劑、長效肥、混凝土綠化添加劑、混合植綠種子和水組成比例的，混合植綠種子是根據(jù)生物生長特性混合優(yōu)選而成，其植物能四季常青、自然繁殖，技術核心中最關鍵的技術是混凝土綠化添加劑可以增強護坡強度和抗沖刷能力，而且使植被混凝土層不龜裂，同時可以改善植被混凝土物理、化學特性，營造較好的植物生長環(huán)境。

（四）土壤重構

土壤基質(zhì)的重構是礦區(qū)土地復墾與生態(tài)恢復的核心問題，重構后土壤質(zhì)量的高低是決定土地復墾是否成功的關鍵所在。土壤重構技術以恢復和提高土壤生產(chǎn)力，修復受損的土壤生態(tài)系統(tǒng)為目的，通過應用物理、化學、生物等改良措施，重新構造適宜的土壤剖面和土壤肥力條件，消除和緩解對植被恢復和土地生產(chǎn)力提高有影響的不利因素。物理改良法主要通過排土、換土、客土與深耕翻土等方式降低礦區(qū)土壤密度，改善土壤結構，提高土壤孔隙度。大部分礦區(qū)廢棄地土壤貧瘠，可以采用綠肥法和施肥法增加其氮、磷、鉀和有機質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量，促進土壤熟化，增加土壤肥力。生物改良法通過將土壤動物和土壤微生物引入礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復中，利用其生命活動及代謝產(chǎn)物加速改良土壤理化性質(zhì)，同時對受污染土壤中的有害物質(zhì)進行降解和吸收，大大縮短生態(tài)恢復周期。

（五）景觀重現(xiàn)

礦區(qū)的過度開采會破壞景觀生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能，導致景觀的異質(zhì)性減少，抗干擾能力降低。當破壞程度超過了景觀生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)和恢復能力，這時就需要采取人為措施，重建新的與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)的生態(tài)系統(tǒng)，逐步改善和恢復受損壞的生態(tài)系統(tǒng)功能，提高景觀生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和穩(wěn)定性，最終達到地區(qū)生態(tài)平衡、物質(zhì)循環(huán)再生的目的。礦區(qū)的景觀重現(xiàn)，是對礦區(qū)復墾土地質(zhì)量的改善和提升。根據(jù)礦區(qū)的實際環(huán)境情況和特點，以及周邊環(huán)境的空間配置和格局，應用景觀生態(tài)學的原理，在景觀層次上進行規(guī)劃和設計，因地制宜地規(guī)劃為農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、漁業(yè)、林業(yè)以及旅游業(yè)等，然后采取工程措施，建立起一個結構完善、功能健全的生態(tài)系統(tǒng)，使礦區(qū)及周圍環(huán)境的社會、經(jīng)濟和生態(tài)效益有所提高。

三、結論

我國人多地少，耕地環(huán)境面臨著更大的壓力，這也使得礦區(qū)的土地復墾和生態(tài)恢復工作面臨著更大的機遇和挑戰(zhàn)。我國應加快制定和完善相應的法律法規(guī)，加強科技創(chuàng)新和人才隊伍建設，加大對礦山開采及治理的監(jiān)管力度，充分利用先進的技術方法，合理進行礦區(qū)的土地復墾和生態(tài)恢復，恢復當前被破壞的土地和生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)土地資源的高效利用和可持續(xù)發(fā)展。