摘" 要:建水縣133個圖斑生態修復是哀牢山示范項目瀘江子項目的重要組成,基于廢棄礦山基本特征和地質環境問題,創新運用“4R”和基于自然的解決方案的生態修復理念,建立礦山生態修復參照生態系統,取得良好的社會、經濟和生態效益,十分有利于加快推進礦山生態修復。
關鍵詞:歷史遺留礦山;示范工程;生態修復;修復理念;地質環境問題
中圖分類號:P66" " " 文獻標志碼:A" " " " " 文章編號:2095-2945(2025)02-0135-05
Abstract: The ecological restoration of 133 map spots in Jianshui County is an important part of the Lujiang Sub-project of the Ailao Mountain Demonstration Project. Based on the basic characteristics of abandoned mines and geological environment problems, the ecological restoration concept of \"4Rs\" and nature-based solutions has been innovatively used to establish a reference ecosystem for mine ecological restoration, which has achieved good social, economic and ecological benefits, which is very conducive to accelerating the ecological restoration of mines.
Keywords: historical mines; demonstration projects; ecological restoration; restoration concept; geological environment issues
2023年5月24日至30日,國家財政部公示《2023年歷史遺留廢棄礦山生態修復示范工程項目名單》,云南省“紅河哀牢山與巖溶斷陷盆地區歷史遺留廢棄礦山生態修復示范工程項目”“云南金沙江流域昆明片區歷史遺留廢棄礦山生態修復示范工程項目”入選,預期將獲中央財政補助資金6億元。
其中,紅河哀牢山與巖溶斷陷盆地區歷史遺留廢棄礦山生態修復示范工程項目主要有4個子項目組成:甸溪河巖溶高原斷陷盆地礦山生態修復工程、瀘江巖溶高原斷陷盆地礦山生態修復工程、哈尼梯田保護區礦山生態修復工程和南部濕潤雨林屏障區礦山生態修復工程,實施周期為2023年5月—2025年12月,項目總投資5.60億元,其中中央資金3億元、地方投入資金2.60億元,共涉及歷史遺留廢棄礦山(礦點)547個,共763個圖斑1 164.48 hm2,計劃修復廢棄礦山面積1 102.44 hm2[1]。
1" 項目組成概況
1.1" 甸溪河巖溶高原斷陷盆地礦山生態修復工程
該工程位于彌勒市和瀘西縣,修復治理區域面積362.49 hm2,概算22 118.03萬元,其中中央財政11 586.58萬元、地方財政6 331.45萬元、社會資金4 200.00萬元,建設內容:消除地質安全隱患33處,治理面積6.36 hm2;復墾利用為耕地、建設用地121.74 hm2,恢復植被(含經果林)215.82 hm2;費用構成:工程費19 873.21萬元,其他費1 600.61萬元,不可預見費644.21萬元。
1.2" 瀘江巖溶高原斷陷盆地礦山生態修復工程
該工程位于蒙自市、個舊市、開遠市、建水縣和石屏縣,修復治理區域面積602.98 hm2,概算25 664.03萬元,其中中央財政13 153.81萬元、地方財政11 320.22萬元、社會資金1 190.00萬元,建設內容:消除地質安全隱患97處,治理面積35.21 hm2,復墾利用為耕地、建設用地174.83 hm2,恢復植被(含經果林)357.12 hm2;費用構成:工程費23 010.18萬元,其他費1 906.35萬元,不可預見費747.50萬元。
1.3" 哈尼梯田保護區礦山生態修復工程
該工程位于紅河縣、元陽縣、綠春縣,修復治理區域面積80.63 hm2,概算3 993.14萬元,其中中央財政2 557.51萬元、地方財政1 435.63萬元,建設內容:消除地質安全隱患8處,治理面積3.03 hm2,恢復植被(含經果林)50.78 hm2,復墾利用為耕地、建設用地17.44 hm2;費用構成:工程費3 511.20萬元,其他費365.64萬元,不可預見費116.31萬元。
1.4" 南部濕潤雨林屏障區礦山生態修復工程
該工程位于元陽縣、金平縣、屏邊縣和河口縣,修復治理區域面積118.38 hm2,概算4 273.44萬元,其中中央財政2 702.10萬元、地方財政1 571.34萬元,建設內容:消除地質安全隱患16處,治理面積7.24 hm2,恢復植被77.85 hm2,修補森林創面、連通38個生態廊道節點,復墾利用耕地、建設用地20.61 hm2;費用構成:工程費3 750.75萬元,其他費398.22萬元,不可預見費124.47萬元。
2" 建水縣項目特征
2.1" 項目基本特征
紅河州建水縣屬于4個子項目之一“瀘江巖溶高原斷陷盆地礦山生態修復工程”,位于項目區中部,是滇南中心城市的核心區,為珠江流域上游瀘江流域,瀘江子項目主要涉及建水、石屏、蒙自、個舊和開遠5個縣(市)。建水縣位于我國“三區四帶”生態安全格局中的長江重點生態區,屬《全國重要生態系統保護和修復重大工程總體規劃(2021—2035年)》之長江重點生態區(含川滇生態屏障),是《云南省重要生態系統保護和修復重大工程總體規劃(2021—2035年)》之滇東滇東南石漠化帶生態保護和修復重大工程的重要組成,分屬滇東南石漠化防治與生物多樣性保護范圍。建水縣是“十四五”期間重點推進生態修復工程的核心區,本次涉及圖斑個數133個,修復面積169.20 hm2,總投資5 026.45萬元,中央資金2 741.25萬元、地方配套資金2 285.2萬元。
2.2" 地質基本特征
2.2.1" 地形地貌
建水地處滇東高原南緣,地勢南高北低,并由西南向東北傾斜,平均海拔1 300 m。境內東西走向的山脈分南北兩支,將建水和曲江2個壩子隔開。南支山脈一般海拔在2 200 m上下,組成一級分水嶺;北支山脈一般海拔在1 800 m上下,最高點暮陽山巔、海拔2 296 m。建水南緣為深切割的中低山地帶,地勢高差顯著,最南端位于紅河岸邊阿土寨、海拔230 m,為全縣最低點。全縣地貌劃分為構造侵蝕、構造剝蝕、溶蝕及湖泊堆積地貌4大類型。
2.2.2" 地層巖性
建水縣境內出露地層較全,中生界缺失侏羅系和白堊系,從新生界第四系至元古界均有出露。元古界昆陽群出露東北部、中部和南部地區,為厚逾萬米的板巖、片巖及碳酸鹽巖類淺變質巖系。自晉寧運動以后,沉積了厚達一萬余米的巨厚沉積物,尤以上古生界和三疊系地層發育厚度最大,且出露地表最廣。
2.2.3" 地質構造
建水縣區域在大地構造分區圖上主要屬于揚子準地臺南部,揚子準地臺分為滇東北拗褶帶和康滇古隆起及鹽源麗江臺緣拗褶帶3個二級構造單元,臨安鎮主要處于康滇古隆起南部昆明建水褶斷區之南西緣與師宗廣南拗斷區西南部師宗凹陷區之西南緣。
2.3" 地質環境問題
本次建水縣133個圖斑地質安全隱患以采區遺留高陡邊幫發育不穩定斜坡和棄渣不穩定斜坡為主,巖質邊坡變形以局部邊坡零星掉塊、垮塌為主,土質邊坡以水流侵蝕、沖刷變形、局部坍滑為主,各圖斑未發現大規模滑坡、崩塌、泥石流,未見強烈地裂縫、采區塌陷、地面沉降破壞等。目前,各修復區發生整體強烈變形破壞的易發性和危險性、危害性不大。
3" 主要修復工作
3.1" 修復理念
3.1.1" “4R”生態修復理念
紅河州哀牢山示范項目申報時創新性地提出了“4R”生態修復理念,并實踐取得了良好成效。創新“4R”生態修復理念:一個總目標(Recycle,構建三大循環)、三大手段(3R,Redue、Re-optimize、Reuse)。其中,構建三大循環是指經濟循環、生態系統良性循環、碳循環,3R是指減量化(Redue):歷史遺留廢棄礦山圖斑清零、消除地質安全隱患;再優化(Re-optimize):“生態+鄉村振興”“生態+綠色低碳”“生態+城市發展”;資源化(Reuse):實現示范意義、生態效益、社會效益和經濟效益的路徑探索與實施。
3.1.2" 基于自然的解決方案(Nature-basedSolutions,NbS)
2022年11月自然資源部發布了國家土地管理行業標準:TD/T 1070.1—2022《礦山生態修復技術規范第1部分:通則》,在第3.8一條規定了“參照生態系統”的含義:指能夠作為生態修復基準的本地生態系統,常代表生態系統的非退化狀態,包括其植物群、動物群(和其他生物群)、非生物成分、功能、過程和演替狀態(未發生退化前的演替狀態);在第5.2.1一條規定了“建立礦山生態修復參照生態系統”的含義:采取與歷史資料對比分析或礦山周圍同類型地區綜合調查等方法,建立礦山生態修復參照生態系統。可見,礦山生態修復基于自然的解決方案的內核就是建立礦山生態修復參照生態系統,建立礦山生態修復參照生態系統就是基于自然的解決方案的實踐。
因此,紅河州建水縣科學運用“4R”生態修復理念和基于自然的解決方案(Nature-basedSolutions,NbS)的修復理念開展廢棄礦山生態修復設計,采取輔助再生為主、生態重建為輔的修復思路,根據主要生態問題制定目標任務清單,確定修復設計布局與分部分項工程措施,最終實現建水縣生態環境與社會環境“自我造血、自我循環”的空間修復目標。
3.2" 建立礦山生態修復參照生態系統
建水縣本次133個圖斑修復為耕地需提前對周邊耕地種類、走向坡度、幾何尺寸、外觀形態、土壤厚度和農作物特征等進行了調繪與歸納,并以此作為設計參考標準之一,以使得擬設耕地結構與周邊耕地環境相協調。修復為林地需提前對周圍同類型林地生態系統(海拔、氣溫、降雨及水源、土壤結構、郁閉度和植被類型等)詳細調繪,并以此建立參照生態系統,以作為造林作業設計(土壤類型、喬灌草種類、初植株行距和管護制度等)的主要依據。修復為草地的地塊,主要調查草本種類、生長狀況、草本蓋度和復綠效果等,以作為草本作業設計(土壤類型、覆土厚度、播種草類、播種密度和管護制度等)的主要依據。
3.3" 修復設計
3.3.1" 適宜性評價
根據生態修復區實際情況,采用指數和法、極限條件法相結合的方法進行可行性評價,評定土地復墾可行性等級。若得分小于60,則判斷該單元不適宜修復為該方向;若得分大于等于60且小于80,判斷該單元較適宜修復為該方向;若得分大于等于80,則判斷為該單元適宜修復為該方向。同時,若某評價單元總分達到60分,但是因某單項因子的評分小于60分,則結果同樣為不適宜。
按照優先修復為農用地原則,評價單元首先參與“耕地復墾方向”評價,若不適宜則進入下一級“林地復墾方向”評價,若不適宜修復為林地則降級修復為草地。
3.3.2" 水土平衡
擬修復為耕地的水源問題主要涉及農作物種植及管護,大春作物種植后保苗用水使用蓄水池配合周邊既有水源等進行人工澆水,生長期一般處于雨季,主要依靠自然降雨維持農作物發育,成熟收割期一般處于秋季,可以蓄水池為主配合部分自來水灌溉。擬修復為林草地的地塊,水源使用主要是前期植樹造林植苗及幼林管護用水,選擇雨季前植樹造林,利用雨季自然降雨澆灌新植幼苗,可較好地解決造林及幼林管護水源問題。
修復區擬修復為耕地(旱地)及林地的土源問題主要是地表面狀客土或穴狀覆土以滿足農林業作業需要。修復區屬于西南地區半山區,旱地覆土厚度不得小于0.4 m,耕作層不得小于0.25 m;擬修復為林草地的地塊土源主要涉及種植穴位客土滿足喬木及灌木生長,以及地表覆土滿足草本發育,林地覆土厚度不得小于0.3 m,草地在滿足蓋度要求下可適當降低土壤厚度至0.1 m。結合土源需求落實取土位置及單價、數量、質量,進行土壤質量檢測并需符合相關規定。
3.3.3" 苗木使用標準
項目所需林木種苗必須堅持適地、適樹、適種源和就近解決的原則,優先使用本地優良鄉土樹種和現有苗木生產基地生產的繁殖材料。為確保造林工程的順利實施,必須在做好種苗預測的基礎上,組織好種苗的生產與供應,加強種苗的質量管理,造林苗木為具有“三證一簽”的優質壯苗。項目所需種苗堅持就近供苗、避免遠距離調苗的原則,優先從本地及周邊進行采購,向當地有生產經營資質的單位、苗圃基地購買,苗木出圃時要具備“三證一簽”的合格苗木方可用于造林。使用良種造林的還應具備良種銷售憑證。
3.3.4" 苗木用前處理
1)樹苗處理方法。①對于常綠闊葉樹種的苗木,或帶葉栽植的落葉闊葉樹種苗木,可適當采用去梢、剪枝或去葉等措施。②在干旱多風地區,或者造林時間延誤時,對于萌芽能力強的樹種,可進行截干處理,留干高度為地上部分5~10 cm,不超過15 cm。③采用藥劑或抗蒸騰劑進行噴灑處理。
2)苗木根系處理。①對受傷的根系、發育不正常的偏根、短截過長主根和側根,可進行適當修剪。②對闊葉樹種、毛竹,可在栽植前將根系蘸上稀稠適當的泥漿。③對越冬過程中容易失水的苗木,栽植前可用清水或流水浸泡。④在病蟲害危害嚴重的地段造林,可以采用化學藥劑蘸根。⑤對栽植后恢復期較長樹種的苗木,或不易生根的苗木,據不同種植品種可采用促生根材料處理。⑥在干旱、半干旱地區,黃土高原、荒漠化嚴重、巖溶發育帶等水土流失嚴重地區,可施用保水材料并采取覆膜措施。
3)種子消毒和催芽。①在病蟲害比較嚴重的地區,特別是對于針葉樹種子,在播種前可利用藥劑進行拌種處理,或用藥液進行浸種或悶種,對于皮厚和小粒種子還可用適度熱水浸種;②在可能發生鳥獸害的地區,可用藥劑拌種;③春季播種時,對于深休眠種子、強迫休眠種子要進行催芽處理,秋季播種時則不宜進行催芽。
3.3.5" 主要技術措施
1)輔助再生。首先,主要采取坡面危巖清理、采坑回填、廢棄土石方清理等措施,消除地質安全隱患。其次,采取坡面修整、土壤改良或覆土、截排水等措施,為植被恢復提供條件。最后,采取補植、補播、撫育、清除雜草等措施,加快生態系統結構和功能的恢復。
2)生態重建。首先,主要采取危巖體清除、危巖體加固、邊坡防護等進行地質安全隱患消除。其次,采取削坡卸荷、臺階再造、坡腳續坡、填筑臺階、坡面整形和積水區整形等進行地貌重塑。最后,采取集排水(截排水、集蓄水)、土壤重構(場地整理、剝土回覆、客土覆土)和植被重建,并采取灌溉工程、道路工程、警示工程等配套工程措施。
3.4" 跟蹤監測
采取衛片遙感、無人機航拍、人工巡視、INSAR雷達和人工樣地等綜合監測手段,重點對地質環境穩定性、植被生長狀況、復耕復建情況、地表環境視覺改善情況、攔擋工程運行使用情況和碳匯6個方面開展實施過程和實施后跟蹤監測。監測數據將成果用于支撐驗收、經驗總結及績效評價,構建產學研合作教育模式,加強監測成果應用。
3.4.1" 地質環境穩定性
對生態修復區地質環境穩定性監測主要針對邊坡穩定性開展監測,參考DZ/T 0287—2015《礦山地質環境監測技術規程》,根據不穩定邊坡體組成巖土特征、工程地質條件以及其范圍、形狀、地形地貌類型和通視條件合理布設監測點。
3.4.2" 植被生長狀況
重點針對輔助再生、生態重建修復方式,區分北部南部、山區壩區,通過人工樣地監測修復區內植物生長勢、高度、種植密度、成活率、郁閉度、生長量和整體綠化效果等。
3.4.3" 復耕復建情況
重點針對復耕復建修復方式,在北部壩區和邊緣,南部城鎮和村寨周邊,通過定期航拍監測復墾耕地的圖斑是否平整覆土、出現撂荒,恢復建設用地的圖斑是否場地平整或轉型使用。
3.4.4" 地表環境視覺改善情況
通過衛片監測項目區地形地貌修復的情況、與周邊環境相協調的情況及對周圍人居環境改善情況。
3.4.5" 攔擋工程運行使用情況
通過監測點的巡視,監測其擋土墻、截排水溝、邊坡防護等土石方工程是否出現裂縫、位移等。
3.4.6" 碳匯監測
通過樣地布設監測喬木層碳儲量、林下灌木層碳儲量、草本層碳儲量、枯落物碳儲量和土壤碳儲量。
4" 項目效益分析
堅持“4R”和基于自然的解決方案礦山生態修復理念,以促進經濟循環、生態系統良性循環、碳循環為目標。針對突出生態問題制定技術路線,明確修復方向,通過“減量化、再優化、資源化”,消除安全隱患,修復地形地貌,重構土壤、重建植被,注重與周邊景觀相協調,與特色農業發展相適宜,避免單一的復綠修復模式,堅持因地制宜支撐自然資源要素保障,實現社會效益、經濟效益、生態效益相統一,筑牢邊境生態安全屏障。
4.1" 社會效益
一是助力鄉村振興。建水縣通過項目實施整體提高土地利用價值,農林生產環境質量改善,產量和質量不斷提升,可帶動鄉村振興鞏固拓展脫貧攻堅成果。二是人居環境顯著改善。通過廢棄礦山的生態修復消除地質安全隱患不低于34處,邊坡治理面積不低于10.4" hm2,有力保障礦區周邊人員和基礎設施安全,改善人居生產、生活、生態環境,全面體現礦山生態修復公益性和社會性。三是增強社會生態保護意識。依托示范工程項目開展自然資源警示教育,形成生態環境與生態價值產品轉換的理念,有利于營造關心生態、支持生態的良好氛圍。
4.2" 經濟效益
一是根據2021年紅河州農業農村局《關于紅河州農業農村工作情況的調研報告》,紅河州耕地畝均產值約3 800元/a、園地畝均產值約20 000元/a,通過項目實施,建水縣預計復墾耕地約800畝(1畝約等于667 m2,下同),可新增產值304萬元/a,恢復園地約70畝,可新增產值140萬元/a。二是項目實施預計恢復建設用地約570畝,可補充地方用地指標,緩解用地供需不平衡的難題。經初步測算,本項目預計產生直接經濟效益約6" 144萬元。
4.3" 生態效益
項目區是中國大陸唯一的紅河濕潤雨林分布區,礦山的開采使得南部邊境森林開天窗,生境破碎、生態廊道不連通,生態系統的穩定受到威脅。建水縣通過對項目區廢棄礦山林草植被修復,新增林地面積不低于59 hm2,新增草地面積不低于7 hm2,礦區增加的植被覆蓋率不低于40%,改善動植物棲息環境與生存空間,十分有益筑牢西南生態安全屏障。
據現有研究模型測算,林木每增加蓄積量1 m3,平均可吸收二氧化碳1.83 t,同時釋放氧氣1.62 t[1-2]。碳庫儲量根據樹種、蓄積等進行測算,建水縣預計可新增林地不低于59 hm2,按每公頃達到100 m3蓄積估算,吸收二氧化碳1.07萬t,釋放氧氣0.95萬t。
建水縣屬于典型的喀斯特斷陷盆地石漠化類型區,生態修復能提高林草覆蓋率,降低土壤侵蝕,增強地區水土保持和抗旱能力,改善土壤環境和農業生產條件。優化項目區石漠化治理模式與方法,提高生態治理措施的科學性和可靠性,為改善喀斯特地區生態環境提供科學依據,促進巖溶地區脆弱生態石漠化地區生態恢復與區域經濟可持續統一發展。
參考文獻:
[1] 紅河州人民政府.云南紅河哀牢山與巖溶斷陷盆地區歷史遺留廢棄礦山生態修復示范工程項目實施方案[R].2023.
[2] 李明和,錢衛明,閆曉波,等.歷史遺留礦山地質災害隱患防治與生態修復研究——以大理鶴慶馬廠片區關停煤礦為例[J].工程技術研究,2022,7(10):34-36.
第一作者簡介:李明和(1988-),男,碩士,高級工程師。研究方向為地質災害防治及礦山生態修復。