淺談礦區的植被恢復與水土保持

摘要:隨著我國社會主義市場經濟的高速發展，人們對能源及礦產資源的需求不斷增加，引發了一系列環境污染和生態破壞問題。其中，露天的開采方式給生態環境帶來的傷害幾乎是毀滅性的。這嚴重影響著人類的生活，破壞了經濟的可持續發展。本文闡述了當前露天礦生產造成的植被破壞和水土流失問題，討論露天開采后的土地復墾、植被恢復及水土保持。

關鍵詞:礦區 復墾 植被恢復 水土保持

0 引言

由于我國經濟的高速發展，對能源的需求量日益增加，合理地開采礦山資源對振興經濟起著重要作用。但礦業開采過程又是一個破壞生態環境的過程，伴隨這個過程而產生的地貌變遷、土壤侵蝕、大氣和水體污染、生態失衡、農業生產受損等問題，已嚴重影響了人們的生活，從而引起了人們的高度關注。因此，開展礦區生態環境綜合治理，加強開采后的生態恢復和保護已刻不容緩、勢在必行。

1 露天礦開采破壞生態平衡，造成了嚴重的水土流失

露天礦開采與地層結構密切相關。露天礦開采時，不可避免地對地層和地表(地形、地貌)及其依附的生態系統、相關的社會環境帶來影響，產生污染和破壞。從環境結構和生態系統角度分析，礦產資源開采產生的效應，自巖石圈向上傳遞，波及到大氣圈、水圈和生物圈，繼而影響整個生態平衡。

同時，礦業生產過程也是不斷產生棄土廢渣的過程。隨著礦山開采工作的不斷推進，巖石邊坡、排土場和尾礦場不斷擴大，造成土地大量荒蕪，自然植被毀滅。另外，大量的棄土棄渣堆積形成的礦渣堆積場和廢棄的尾礦是裸露、松散的堆積體，極易被雨水沖刷，一旦發生壩體泄漏、坍塌，礦砂傾瀉而下，將會造成江河淤塞、交通阻斷、污染環境的嚴重后果，給人民生命財產帶來巨大損失，嚴重威脅著人類的生存環境。

2 土地復墾是解決礦山環境保護和綜合治理的最有效途徑

資源的開發利用必須與環境的治理和保護緊密結合。恢復并保持生態系統良性循環的主要目的在于提高可更新資源的再生能力，使人類能夠永續利用。

早在20世紀40年代，國外煤礦開采就開始致力于土地復整和生態恢復方面的研究。1942年英國煤礦正規化開采以來，就恢復了土地2.4萬hm2，其中90%用于農業。1987年莫色維提煤礦開采與土地恢復聯合設計書被通過，此后10年內開采了700萬t煤，同時恢復了大量土地，該項目是西歐最宏偉的恢復工程之一。1971年美國礦山土地面積8.3萬hm2，其中恢復土地面積6.6萬hm2，復地率79.5%。西德萊菌褐煤礦區被破壞土地面積1.5萬hm2，恢復0.83萬hm2，復地率55%。

進入21世紀以來，人們對環境質量的要求越來越高，礦山土地規劃制度更加嚴格，永續性發展的理論也推進了對露天礦土地復墾的研究。森林植被是山地和丘陵地區保護生態環境的天然屏障，治理已惡化的生態環境必須迅速恢復森林植被。近年來，我國在土地復墾方面也有了長足的發展。以黑岱溝露天煤礦為例，這個地處鄂爾多斯高原的露天煤礦，具有典型的喀什地貌——溝壑縱橫，土壤貧瘠，原有植被覆蓋率不足30%，植物種類以土生的灌叢為主。在近20年的生產過程中，復墾土地688.6412萬平方米，植被覆蓋率超過40%，有效控制了水土流失，改善了原有的自然條件。

國內外的研究實踐證明，土地復墾是解決礦山環境保護和綜合治理的最有效途徑。

3 土地復墾的具體措施

土地復墾是指對在生產建設過程中，因挖損、塌陷、壓占等原因造成的土地破壞，采取整治措施，使其恢復到可供利用狀態的活動。其廣義定義是指對被破壞或退化土地的再生利用極其生態系統恢復的綜合性技術過程;狹義定義是專指對工礦業用地的再生利用和生態系統的恢復。植被恢復對于礦山開采水土保持作用效果是十分顯著的，但這種生物措施必須與工程措施相結合，才能早日見效，即以生物措施為主，輔以必要的工程措施。

3.1 礦區水土保持與工程措施

3.1.1 開采前嚴格規劃實施棄土場 首先，要根據礦場范圍內地形特點以及礦種、蘊藏量、開采方式等規劃棄土場。棄土場要求選擇山壟肚大，出口窄，排土量多但穩定的地方，有效容積要比采礦棄土量高40%左右。

另外，棄土場必須先設置擋土墻，以控制植被恢復前期水土流失。工程擋土墻是穩定棄土的關鍵，應根據棄土場地形以及每年棄土量而逐年加固加高。同時，棄土場周圍要修防洪溝。以此減少水土流失給生產和群眾生活帶來的危害。

為了使棄土堆積更加穩定，排土場應設計為臺階式塔狀實體。將碎石等廢棄物回填在底層，種植土壤覆蓋于表層，等待實施生物措施。

3.1.2 護坡護岸工程 礦區采場臺階、邊坡以及公路等附屬工程的邊坡，均應規劃護坡工程，以防止出現滑坡、崩塌。同時，礦區下游河道的河壩、河堤等也要進行加固、加高，并且及時清理河床淤積的泥沙石，以防洪水沖毀堤壩、農田、交通公路、橋梁、房屋等.

近年來，國內對各礦區的尾礦場和排土場采取了不同工程措施，在減少礦區水土流失上產生了一定作用。例如黑岱溝露天煤礦東擋一號壩與楊樹林的結合，有效地解決了東排土場水土流失的問題。

3.1.3 覆土工藝與土地整理 為了使表層覆土疏松達到栽植要求，礦區采用倒退式覆土工藝，將表土用自卸式車輛或輪斗皮帶直接傾倒在墊層上。最后，用小型推土機將土壤按一定標高整平。

3.2 生物措施 生物措施是通過植樹、種草的辦法來恢復并建立各種類型的植被，借助植被的覆蓋、固土作用以及合理更新，獲得良好的防護生態、社會和經濟效益，這也是土地復墾最主要的措施。

首先，要根據當地的地理位置、氣候條件、土壤類型，以及原有自然植被狀況等因素，選擇適宜的先鋒樹種:在以第四紀綿黃土為主的黑岱溝露天煤礦，由于其干燥少雨，春季多風，晝夜溫差大，土壤貧瘠等原因，選擇了新疆楊、檸條、沙棘、油松、紫穗槐、山杏等鄉土樹種作為先鋒樹種，輔以紫花苜蓿等草本植物組成先鋒的植物群落;在地處干旱草原地區的勝利露天礦，土壤類型主要由栗鈣土、草甸栗鈣土、草甸土等組成，由于草場退化，以形成沙化、礫石化栗鈣土，土壤有機質含量低，土壤肥力差，加上光照豐富，降水量少，有效積溫低，極端低溫過低等因素，選擇檸條、沙棘、山杏、榆樹、黃柳、草木棲、沙打旺、苜蓿、羊草、披堿草等植物作為先鋒植物種群。

在此基礎上，根據所選擇植物種類的植物學特征、生物學特性和礦區的地貌特點及水土保持要求，對植物群落結構進行設計，并按照未來植物群落層次結構各層優勢度大小由上層到下層依次確定最初植物種群組合。同時，水平設計要便于管理，能有效預防和控制病蟲害的發生和蔓延。因此，植被營造時要盡量縮小純林的面積，采用網格式規劃種植，形成林果結合、喬灌結合、喬草結合、灌草結合、牧草覆蓋等墾植模式，實行“草木結合”、“高矮搭配”、“長短結合”、“常綠落葉搭配”，對植物群落結構進行合理配置和優化布局。

復墾區的栽植條件差，裸根苗木在栽植前必須要修剪枝條及根部，若及時栽植不完，需假植。新疆楊等喬木一株栽一坑，容器油松、山杏、紫穗槐、檸條、沙棘等為2株栽一坑，牧草進行撒播。復墾區土壤墑情差，栽植后必須立即澆一次水。當年栽植的樹木在覆土圍坑后，7、8月份各澆水一次并在11月20日前完成冬灌。

3.3 后期養護 俗話說:“三分栽植，七分養護”。復墾區域的土壤肥力差，水資源短缺，苗木成長困難，雜草侵蝕嚴重，后期的養護工作是十分重要的。除了當年要及時灌水外，之后每年要進行一次鋤草、澆水、打藥等工作。同時，要嚴密監控病蟲害的發生，一旦發現要立即進行防治，阻止其繼續擴大蔓延，保證林木正常生長。

4 生物群落的復蘇

經過一系列的復墾措施，礦山的地表植物生長和植被覆蓋率提高了，同時帶來生物群落的復生，加速了生態環境改造的進程。多種野生植物種類自然侵入，成功定植并逐步旺盛。這些也為野生動物的生存提供了適宜的環境，野兔、蛇類、鳥類、蛙類、鼠類及各種昆蟲相繼出現。植被恢復、動植物生長產生了大量凋落物和動植物殘體，為土壤微生物生長、繁殖提供了豐富的物質和能源，增強了微生物的代謝活動，促進了土壤腐殖質形成和有機質分解，并加強生物固氮作用，提高土壤肥力和植物營養水平。此外，植被恢復和生物群落復生還促進了土壤礦物質分解、腐殖質形成和養分富集，改善了土壤理化性質、提高了土壤肥力，植被恢復對于排土場及工業廣場表層土壤起到明顯的保水作用，同時改善了礦區的地溫條件，有效地控制了水土流失，生態環境明顯改善。