礦山開采環境保護與恢復治理措施

王 巖 程 浩 張 渝 王鵬飛

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

0 前言

我國95%以上的一次能源，80%以上的工業原料，70%以上的農業生產資料都來自礦產資源。據統計,截止2010年全國共有金屬非金屬礦山74 590余座,其中地下礦山8 032座，露天礦山67 862座,礦產資源的開采在國民經濟發展中有舉足輕重的地位。但是，礦產資源的開采給人類提供財富的同時，也給礦區及周邊地區帶來了一系列的生態環境問題。

據相關統計，我國因采礦直接破壞的森林面積累計達106萬hm2，破壞草地面積為26.3萬hm2，因采礦、尾礦、廢石堆積直接破壞和占用土地140～200萬hm2，并以每年2萬hm2的速度增加。礦業是除農業外擾動土地最多的行業。如果用級別定量表示各行業對生態施加的綜合影響程度，則礦業對環境的影響居于首位。

我國的礦山廢棄地復墾率還不到12%，遠遠低于國外的廢棄地復墾率，因此，礦區貫徹“十分珍惜和合理利用每一寸土地”國策是一項有效措施。它對緩解我國尖銳的人地矛盾和改善礦山土地破壞區的生態環境都將起到現實和長遠的作用，并將產生巨大的經濟、社會和生態效益，對礦山廢棄地進行復墾勢在必行。

1 礦山開采對生態環境影響分析

礦山開采對礦區的生態影響可以從對地形的影響、土地的影響、建（構）筑物的影響等三個方面來考慮，其中對土地的影響最為顯著。

1）礦山開采對耕地破壞嚴重，導致耕地面積銳減。

礦山生產使得土地征用面積與采礦塌陷地面積不斷增加，造成耕地面積不斷減少，人均占有耕地面積逐年下降。采礦塌陷地因常年積水或季節性積水，造成大量優質農田淹沒、鹽漬化，變成荒灘絕地，絕產絕收等。在積水塌陷盆地外邊緣區，原來平整的土地變成了坡地，并產生大量的裂縫，農業灌溉困難，水分和養分流失嚴重，土壤肥力和農作物產量下降。

2）礦山開采對土壤的破壞。

采礦塌陷對土壤的破壞主要表現為土壤水漬（積水）、土壤鹽漬化和土壤侵蝕等三個方面。水漬是指由于地下水開采造成的地表塌陷引起的地表積水,或土壤含水量長時間超過正常范圍，從而使土壤生產力喪失或降低。水漬面積占塌陷地總面積的30%。在塌陷積水區的邊緣，坡地的下部，地下水位高，有充足的水分供應，地下水分不斷的沿毛細管上升至地表蒸發掉，很容易造成土壤表層的鹽分積累，導致土壤的鹽漬化。土壤的鹽漬化嚴重影響了植物的正常生長環境,構成了對土壤的破壞。

由于塌陷地呈盆地狀，原先平整的地表大部分變成坡地，徑流挾帶土壤顆粒及溶解物質向盆地中心運移，從而產生了土壤侵蝕問題。同時，由于盆地邊緣存在裂隙，裂隙邊緣及其周圍的土壤也在水力和重力的作用下進入裂隙深處，形成土壤侵蝕。由于土壤侵蝕,土壤固體物質和其中養分大量流失，土壤生產力降低，農田投入增大。

3）造成大規模村莊搬遷，地面建（構）筑物及設施被毀。

礦山開采及爆破會引起地表不均勻的沉降，使地面房屋坍塌或產生裂縫。對此，企業只好組織居民進行搬遷。這不僅給當地居民的生活帶來不便，也給企業帶來了沉重的負擔。尤其是采礦區上方地表的不均勻沉降，造成地面房屋、水塔、煙囪、高壓線塔等地面建筑物傾斜、開裂，甚至倒塌，危及居民的生命安全；塌陷還引起橋梁的斷裂，鐵路、地下管線的折斷，通訊和輸電線路的損毀；并使道路和各種水利設施也遭受不同程度的損壞，部分地區造成溝渠、河水倒流現象，影響農業灌溉；而河堤則隨著堤高的降低無法實現原有的排泄能力，使河流名存實亡，一旦汛情發生，將直接威脅到礦區和當地村民的安全。

4）對礦區周圍水資源的破壞。

一方面，受地表塌陷影響，塌陷區周圍潛水位降低，地表被疏干，河流改道，農業澆灌和用水困難。另一方面，盆地中央水體養分積累，也容易產生水體的富營養化，破壞水質。

5）對地方居民生活和社會安定的影響。

開采引起的地表塌陷，使區內昔日農民賴以生存的良田,變成了一片汪洋或雜草叢生的荒蕪地帶，農民失去了部分或全部土地，失去了賴以生存的基礎。地方政府和礦山企業沒有足夠的能力安置這么多的剩余勞動力，給社會帶來了不安定因素。另外，由于在補償及安置費的管理、使用上還存在許多缺陷,被征地農民的生活水平仍不能保持原有水平時，農民的抱怨情緒增多，人地矛盾和工農矛盾越來越突出，隨時都有可能產生影響經濟、危及社會穩定的各種問題，并直接影響到區域的經濟發展。

總之，礦山開采對環境尤其是生態環境的影響尤甚,在礦山開發的過程中要及時對土地進行復墾。

2 礦山土地復墾中的生態學原理

1979年，我國著名生態學家馬世駿、顏京松首次提出了生態系統工程的概念：生態工程是為自然環境生產與管理的共同利益所特殊設計與操作的系統。在生態系統的動態變化中，有兩個功能在起作用:1）通過系統中生物種的協調作用形成生態系統在結構和功能上的動態平衡；2）系統中的物質循環再生功能，就是以多層營養結構為基礎的物質轉化、分解、富集和再生。從經濟學觀點來看，自然生態系統中的生物成員能合理、高效地利用環境中的資源，達到結構和功能最優化，對礦區廢棄土地的復墾就是應用了此基本原理。目前，礦山土地復墾的生態學原理主要有:生態位原理、生物與環境的協同進化原理、結構穩定性與功能協調性原理和生態效益與經濟效益統一原理等。

3 礦山土地復墾基本模式

礦山土地復墾需應用各種知識，具有明顯的多學科性，涉及自然科學、技術科學和社會科學等，是一項復雜的系統工程，因此，決定了礦區土地復墾技術的復雜性、廣泛性、多樣性。科學的礦山土地復墾技術就是要很好地將各學科中先進、成熟和在推廣中的新技術融為一體，從長遠的角度進行土地利用和生態環境的優化。

3.1 工程復墾

從復墾的形式分，礦山的工程復墾技術分為充填和非充填復墾兩種形式。結合復墾土地的利用方向和土地破壞的形式、程度，常用的工程復墾技術有:就地整平復墾、梯田式整平復墾、挖深墊淺式復墾和充填法復墾技術等。

3.2 生物復墾

3.2.1 土壤培肥

新造復墾地的土壤經過大型設備的挖掘、搬運和碾壓等人為活動的擾動，在很大程度上承襲了母質的特性，其通氣透水性、蓄水保水性、保肥供肥性經常發生矛盾，嚴重影響植物的生長，土壤培肥顯得十分必要。礦區土壤培肥就是通過采取各種培肥措施，加速復墾地的生土熟化的過程。

地表有土性的土壤培肥,主要是通過施有機肥、無機肥和種植綠色植物等措施，來迅速建立土壤的有機庫和氮庫，實現土壤培肥；地表無土型培肥，一般用易風化的泥巖和砂巖混合的碎礫作為土體，調整其比例，在空氣中進行物理和化學風化，同時種植一些特殊的耐性植物進行生物風化，以達到土壤熟化的目的。

微生物培肥技術，是利用微生物和化學藥劑或微生物和有機物的混合劑，對貧瘠土地進行熟化和改良，恢復其土壤肥力的方法。其中菌根技術是現代微生物的高新技術，張文敏等進行的VA菌用于礦山復墾的基礎研究，證明了此種技術對挖掘土壤潛在肥力和迅速培肥土壤，縮短礦山復墾周期具有突出作用，具有經濟、高效、持久、無污染的優點。在國外，微生物肥料，如固氮菌、磷細菌、鉀細菌肥料等，已在復墾土壤培肥中得到工業化應用，我國正在加快此項目的研究。

3.2.2 植被重建

植被的恢復大體可通過兩種途徑實現:1）選樹選草適地，即根據當地的立地條件選擇或引進各種限制因子較少的先鋒植物定居,隨著植物的生長、繁殖，環境逐漸得到改善，同時其它植物物種入侵，最終演替為頂極群落；2）改地適樹適草，即通過人為地改善立地條件，使其基本適應植物的生長。

植被品種的篩選一般應遵循以下程序:1）廣泛進行適宜的植被品種資源調查，選擇可行性好的品種，在實驗室進行抗逆性能篩選；2）中選者參加田間小區模擬試驗，表現最好的進入生物復墾工業試驗。選出的植物品種應具有較強的固氮能力、根系發達、生產快、產量高、適應性強、抗逆性好、耐貧瘠等特點。

植被重建,應加強新建植被的維護和管理工作，如禁止放牧、亂砍濫伐，加強病蟲害防治等。

4 結語

我國土地復墾工作起步較晚，近幾年雖取得了一定的成績，但也暴露出了不少問題，如有些地區的地方政府和企業對土地復墾工作仍不夠重視，國家有關土地復墾的政策并沒有得到很好的貫徹執行;一些地方因征地而導致土地使用權權屬不清，使土地復墾中“誰復墾，誰受益”的原則不能得到充分體現，嚴重挫傷了企業土地復墾的積極性；許多企業由于經濟效益差，很難籌集到多余的資金用于土地復墾工作；土地復墾多采用工程性土地復墾技術，缺乏對生物性土地復墾技術的研究等。

建議加大環境保護和礦山土地復墾工作宣傳力度，使各級人員充分認識其重要性，增強復墾意識，將其作為企業工作的一部分；制定詳細的土地復墾規劃，在減少復墾土地增量的同時，加快對礦區存量土地復墾的步伐,提高礦山土地復墾率；通過鼓勵企業和私人基金注入、吸引社會及外部資金等手段建立礦山土地復墾的專項基金，保證土地復墾工作的順利開展。建立“參與型”土地復墾示范區，推動其土地復墾模式在全國的推廣應用，實現礦山土地復墾的可持續發展。建立監督檢查管理體系，保證土地復墾的有效執行。對不履行土地復墾責任或不按期完成復墾任務應視為違法行為，要承擔法律責任。礦山土地復墾是一項復雜的系統工程，應加強各部門的協同合作,加強國內外的技術交流，建立一支穩固的復墾技術隊伍。

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