矿山土地复垦生态重建涵义及技术措施

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摘要:矿山是我国经济建设的重要基础及各项事业发展的支柱，挖矿及矿物开采后极易引发生态环境问题，若不及时复垦，会造成更大的后果和经济损失。鉴于矿山土地复垦、生态重建对生态环境治理起到的积极作用，本文简要介绍了国内外矿山土地复垦的研究进展，初步探讨了矿山土地复垦与生态重建的涵义、复垦工艺选择的影响因素及相关技术措施，以期为建立健全土地复垦法规、制定更加合理的政策措施，开展更加深入的科学技术研究提供理论依据。

关键词:矿山;土地复垦;生态重建;矿区

矿业是我国国民经济建设的重要支柱产业，采矿和矿业生产为我国经济社会发展、工农业生产和人民生活提供了丰富的原材料和能源。然而，矿山经前期无序大规模开采后，采矿废物堆积如山、杂乱不堪，部分有害物质还可通过雨水淋溶至地下，严重破坏了矿区周边的生态环境，扰乱了矿区的生态平衡。因此，对矿区土地进行修复，制定科学合理的土地复垦和生态重建规划具有重要意义，同时也是可持续发展采矿业和避免生态破坏发生的必然选择。近年来，我国矿山土地复垦及生态重建工作虽取得一定进展，但也暴露出许多问题，如土地复垦法律法规尚不完善、土地复垦技术水平相对薄弱、投入资金相对较低、企业复垦土地的积极性不高等，这就要求国家制定更加科学的政策加以引导，用机制去约束，同时还要扩大宣传，提高公众对土地复垦工作的认知，让百姓自觉主动地参与到土地复垦的监督工作中来。

1国内外土地复垦的研究进展

早在19世纪末20世纪初，美国、荷兰、德国和澳大利亚等国家就相继开展了矿山土地的复垦工作，且在矿区土地修复和矿山废弃物填充等方面取得了显著进展。关于矿区土地复垦理论及应用技术研究可追溯到20世纪80年代末—90年代，在此期间，在现场施工、土壤修复、政策法规及技术研发等诸多方面均积累了宝贵经验，形成了体系庞大且完整有序的技术产业。上述发达国家不仅在矿山开采后的生态重建中有着丰富经验，而且在采矿对土地生态环境的影响机制、地理信息系统与遥感在土地复垦中的应用、矿山土地污染的植物修复等多个方面也取得了卓越成效。相比之下，我国矿区土地复垦工作起步较晚，始于20世纪70年代末，当时政策不完善且技术落后，导致相关领域的研发滞后，矿区生态重建工作更是表现为零星分散、规模小且水平低的特点。1988年，我国第一部与矿山土地复垦相关的规范性文件《土地复垦规定》，使我国矿区土地复垦工作正式步入法制化［1］。至此，我国土地复垦工作迎来了新的发展机遇，从原来自发性、零星单一、无组织、无法可依的阶段过渡到现在自觉性、有计划、多形式、有组织、有法可据的复垦阶段。尽管如此，我国拥有广阔的领土且地理环境差异极大，不同矿种与矿区之间存在较大差异。通常，铅锌矿、煤矿和铁矿的土地恢复率较高，但小型矿山对土地破坏较重且不易恢复。从土地复垦的效果来看，煤矿复垦效果最好，甚至可以实现地貌重塑、土壤重构、耕地总量占补平衡的效果，其次是非金属矿，金属矿最差。现阶段，我国矿区土地复垦、土壤重构工作正朝着生态修复的方向发展，陆续出现微生物改良法、植物修复法、重构土壤剖面及植被恢复技术［2］，对修复后土壤肥力的各项指标也做出了明确的量化要求，这足以证明，我国矿区废弃地复垦工作已逐步规范和系统。

2矿山土地复垦与生态重建的涵义

采矿过程中因破坏和剥离土壤原有剖面，易造成土地生产力下降，而土地复垦就是将采矿后的土地修复为符合生态效益要求，与周边环境保持协调的行为活动。土地复垦研究的基础在于适宜性评价，这主要依赖于地理信息系统(GIS)和人工神经网络(ANN)两大重要技术支撑。此外，联合国粮农组织(FAO)的土地适宜性评价方法还能测算土地复垦的潜力。生态重建是指借助人工支持和诱导，对采矿导致的土地结构缺损、功能退化的生态系统进行前瞻性地谋划，重建并使之成为一个符合国际需求和价值取向的可持续发展的生态系统。在生态重建原理中，最重要的当属生态演替原理，即一种生态系统有序地被另一种生态系统所取代。在矿山生态重建过程中，还要注意生物之间的相互制约原理，实现新生态系统中物质和能量的守恒。生态重建在某种意义上讲也是植被重建，在采矿之前有必要对土壤质量及原有植被生长情况进行全方位调研，以选择适生的植物，同时要考虑到矿区水土保持现状以及适生植物在当地的生态适应能力。如，在一些干旱和半干旱的气候地区，要重点选择耐旱的灌木或禾本科草种，如果有造林条件，应预先设计造林密度，确保在生态重建的同时获得预期的收益。此外，还要考虑到植物种类，在选择上应遵循:所选植物为超富集植物，其易于从土壤中吸收重金属以实现土壤的植物修复;在复垦区收获的粮食作物必须经过检测，合格后方可流入市场;所选植物种类要合理、合法［3］。如果土地复垦强调的是矿区土地可利用能力的恢复，那么生态重建就是在此基础上建立一个协调环境、稳定生物群落的人工生态系统。土地复垦是生态重建的基础，而生态重建则是土地复垦的目标，这句话能够准确描述两者间的关系。

3复垦工艺选择的影响因素

矿区的土地复垦要充分考虑矿区的属性，不同的矿区具有不同的属性。要做好前期调研，对矿区地形、地貌、水系和植被等地表特征、采矿前后环境污染变化及气候气象条件差异、矿区地表土壤肥力、pH和盐渍度等理化特性、采矿手段、废石及尾矿填充方法、采矿与复垦设备的通用性、复垦区植被种植及综合利用的可能性、复垦周期与复垦后的经济效益等影响因素做综合分析。由于各矿床的赋存条件不同，因此采用的复垦工艺也不同，应根据矿体的赋存情况及开采方法制定周密的复垦计划，并力争做到边开采边复垦。在复垦时充分利用现有的采矿设备，能够提高设备的使用效率、降低复垦成本、缩短复垦周期。以东衡村矿区水田复垦项目为例，为节约资金，用回收市政河道淤泥填充，利用现有设备在表土运输过程中一车表土“来”，一车矿渣“走”，随时平整场地，力争不跑空车，取得了较好复垦效果［4］。

4矿山土地复垦及生态重建的技术措施

目前，我国矿区最常见的土地复垦方式依然是农业复垦和林业复垦［5］。众所周知，我国人口众多、人均耕地面积不足，新的土地管理法更是加大了耕地保护力度，并规定复垦土地应优先在农业和林业领域使用，更侧重于复垦土地补充农耕地。农业复垦通过种植农作物或绿色植物，以植被恢复的手段来稳固土壤、抑制水土流失，充分发挥植被涵养水源的作用，不断提升矿区土壤肥力。传统的土地复垦技术有工程复垦和生物复垦，工程复垦是对因采矿造成破坏的矿区土地进行回填和平整，一般用粉煤灰或矸石填充，重塑矿区地形地貌，必要时做好防洪排涝工作，核心在于造地，为后者奠定基础;生物复垦主要是在复垦土地上种植合适的植物，以增加绿化面积并逐步恢复生态平衡，施工过程要全程实现环保，保障资源的合理规划和使用。与传统复垦技术相比，复垦新技术主要包括充填技术、矿山尾矿的多层覆盖技术以及人造表土技术。利用矿区尾矿、尾砂及其它废弃物进行回填复垦，不仅减少了尾砂排放，而且有效控制了地面沉降、矿坑塌陷等地质灾害。为了避免填充物层间的交叉污染，可以在各层之间设置隔离滤网加以阻隔，此后再进行客土回填。客土回填前要对客来的土壤(或淤泥)理化性质进行系统检测，尤其是重金属及有机污染物等各项指标的背景值，否则一旦盲目填充将付出更大修复成本;多层覆盖技术是在矿山废弃物上加3层覆盖材料，由上而下分别是厚土壤、石块覆盖层以及有机材料，层间夹隔地质滤网，该技术可有效控制尾矿酸化和污染迁移。矿区土壤通常肥力贫瘠，缺少熟化的表土，在草炭等各类基质中加入营养物质和矿物质(膨润土、珍珠岩和沸石等)制备人造土壤，可作为自然表土的改良剂或直接作为表土使用，其不仅可用于已破坏土地的复垦，也可作为复垦表土的改良剂。在矿区土壤修复中，微生物复垦技术也是国内外研究的热点，利用丛枝菌根活化土壤潜在养分，充分挖掘土壤潜能，实现低耗资下的快速恢复土壤肥力的技术手段。综上，为了更好地开展矿山土地复垦和生态重建，有必要加强各种新技术的研究开发，合理运用高科技手段提高土地复垦施工的质量和效率，制定复垦技术标准，加强监督管理，建立更完善的土地复垦监督管理体系，有效开展土地复垦工作［6］。

参考文献

［1］郭启明．矿山废弃土地复垦研究现状及生态重建构想［J］．南方农机，2019，50(13):85，87．

［2］杜建平，邵景安，谭少军，等．煤矿区土地复垦研究:前景与进展［J］．重庆师范大学学报(自然科学版)，2018，35(01):131－140．

［3］张冰杰．金属矿山复垦及生态恢复重建模式的实验研究［J］．节能与环保，2020(05):64－65．

［4］吴家龙，苏梦园，苏少青．矿区土地复垦的新模式探析———以浙江省德清县洛舍镇东衡村实践为例［J］．广东土地科学，2019，18(04):40－43．

［5］曾小星，廖翔．矿山土地复垦和生态重建工作探析［J］．科技资讯，2019，17(28):59－60．

［6］朱岩．我国矿山土地复垦现状及对策研究［J］．国土资源，2019(06):48－49．

作者：杨辉 李春阳 杨德亮 单位：吉林省水利水电勘测设计研究院