資源型城市環城礦山排土場生態綜合治理模式研究

鐘鐵等

摘 要：針對資源型城市環城礦山排土場存在嚴重生態破壞、揚塵污染、水土流失等問題，以安徽省馬鞍山市姑山鐵礦鐘山排土場為例，研究形成了生態環境綜合治理鐘山排土場模式，該模式由生態用材林（防風林）區、水土保持林區、生態農業區和生態經濟林區等構成。經過治理，鐘山排土場的水土流失嚴重等問題得到了徹底解決，并取得了顯著的生態、社會和經濟效益，該模式可為長江流域環城礦山排土場等廢棄地的生態環境綜合治理提供參考借鑒。

關鍵詞：資源型城市；礦山；排土場；生態環境；綜合整治

中圖分類號 S157.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）05-85-03

Abstract：In view of the serious problems in mine waste dump around resource-based city in Yangtze River Basin，such as serious ecological damage，dust pollution，soil erosion etc，and taking Zhongshan waste dump under Maanshan Gushan iron mine，as a case，the comprehensive treatment mode for ecological environment has been investigated and formed. This mode consists of the ecological timber（wind breaks）area，forest area of soil and water conservation，ecological agriculture area and other economic forest area. After treatment，the issues including the soil erosion and other damage in Zhongshan waste dump have been completely solved with significant ecological，social and economic benefits. This mode provides a reference for the scheme of ecological environment of the mine waste dump around the city in the Yangtze River Basin.

Key words：Resource-based city；Mine；Waste dump；Ecological environment；Comprehensive treatment

資源型城市環城礦山，尤其是環城露天礦山大量固體廢棄物被排棄在排土場，容易引起嚴重的水土流失，導致周圍大氣和水體被污染，并嚴重破壞礦山周圍的自然景觀，威脅周圍居民的生活與身體健康。與此同時，礦山企業，特別是國有老礦山企業的礦山廢棄地的綜合治理，普遍存在前期投入大，生態效益、社會效益顯著，而經濟效益低下的問題，治理維護費用的投入給企業造成較大的經濟負擔，不利于治理的可持續發展。針對以上問題，筆者對安徽省馬鞍山市姑山鐵礦的鐘山排土場的水土流失綜合治理模式進行了研究及示范，通過示范治理控制水土流失，徹底解決了排土場生態環境破壞對居民生活、身體健康帶來的威脅和危害，同時通過農、林、副產品收入，提高了生態環境綜合治理的經濟效益，改變了綜合治理“投入大、產出小”的局面，減輕了國有老礦山企業的經濟負擔，為長江流域乃至全國類似資源型城市環城礦山廢棄地的生態環境綜合治理提供參考借鑒。

1 研究區概況

1.1 研究區簡介 姑山鐵礦位于長江下游南岸的安徽省馬鞍山市，礦山采用露天開采，開采規模為150萬t/a。鐘山排土場主要排棄姑山鐵礦露天開采剝離的巖土，已于2008年停止排土，排土場南北長約550m，東西寬約350m，共形成5個排土平臺，標高分別為20m（1平臺）、30m（2平臺）、40m（3平臺）、50m（4平臺）及60m（5平臺）。排土場總占地面積約22.8hm2，其中4平臺是面積最大的平臺，面積約5hm2。鐘山排土場區域多年平均降雨量1 053mm，最大年降雨量1 895.5mm，最大1d降雨量316.1mm。梅雨期最長達43d，梅雨量最多達530.9mm，約占全年降雨量的45%。降水季節性強，5～9月份降雨量約占全年的60%以上。所在地區年平均風速2.46m/s，最大風速39.9m/s，年主導風向及頻率分別是ENE和10.75%，年次導風向及頻率分別是E和8.98%。

1.2 治理問題的提出 鐘山排土場位于馬鞍山市規劃城區，其東側緊靠寧蕪高速公路（G4211），毗鄰青山河，北部、西部和南部3面緊鄰居民區，西側有當涂至查灣縣級公路沿排土場而過。目前排土場主要存在以下問題：（1）排土場平臺土壤貧瘠，土體石礫含量高、壓實嚴重，滲透系數低，遇到大雨，容易形成較大匯水，造成嚴重水土流失；（2）排土場棄土質地松散，遇到大風天氣極易形成揚塵，遇暴雨極易形成嚴重的水土流失，誘發滑坡等地質災害；（3）排土場緊鄰馬蕪高速公路及青山河，嚴重破壞了青山河兩岸的自然景觀，造成了高速公路的視覺污染。

2 生態環境綜合治理模式研究

2.1 綜合治理目標 通過治理，徹底解決鐘山排土場生態破壞、揚塵及水土流失嚴重等問題，同時通過農、林、副產品的收入提供較好的經濟效益，實現生態環境綜合治理的可持續發展。

2.2 土地適宜性評價 鐘山排土場已于2008年停止生產，筆者首先根據鐘山排土場氣候、地形地貌、土壤性質等實際情況，并參考馬鋼姑山鐵礦土地利用規劃和鐘山排土場附近居民的意愿，對鐘山排土場土地適宜性進行了評價，初步確定了排土場土地的擬利用方向。

2.3 綜合治理模式研究 根據排土場生態環境綜合治理目標，參考馬鞍山市土地利用總體規劃[1]及姑山鐵礦相關規劃等，并征求排土場附近居民的意見，將鐘山排土場劃分為4個功能區進行綜合治理。

2.3.1 生態農業區（4平臺） 該功能區主要位于排土場4平臺，該平臺位于排土場的中間位置，為排土場面積最大的平臺，面積達5hm2。該功能區的綜合治理目標為控制匯水，并通過農副產品收入提供一定的經濟效益，實現生態環境綜合治理的可持續發展。（1）設計在鐘山排土場4平臺修建排灌系統及集水池，收集平臺匯水，一方面可以為綜合治理提供水源，另一方面可以將4平臺集水池建設為漁塘，在外圍飼養鵝、鴨等家禽；（2）設計將排土場4平臺其余土地建設為農田，種植花生等經濟作物。

2.3.2 生態用材林、防風林區（1～3平臺迎風坡及5平臺） 該功能區包括鐘山排土場1～3平臺迎風坡及5平臺，該功能區的主要綜合治理目標為控制匯水、防風固土、并適當考慮環境綠化。在平臺內側修建排水渠系，排除匯水；在平臺營造生態用材林及防風林，一方面可以防治風害，為4平臺生態農業區的建設提供保護，另一方面可以通過林木蓄積產生一定的經濟效益；在高速公路旁栽植雪松、棕櫚、紫葉李等觀賞樹種，營造一條亮麗的風景線，消除視覺污染。

2.3.3 生態經濟林區（1～3平臺背風坡） 該功能區包括鐘山排土場1～3平臺背風坡，該功能區的綜合治理目標為控制匯水，防治水土流失，同時考慮經濟效益和社會效益。在平臺內側修建排水渠系，排除匯水；在平臺營造經濟林，種植油桃等，通過經濟林產品收入提供一定的經濟效益；由于1～3平臺背風坡緊鄰居民區，設計同時在林間開辟道路，修建一些休閑娛樂設施，提高社會效益。

2.3.4 水土保持林區（排土場邊坡） 鐘山排土場邊坡坡度較大，且流沙和石渣混排，質地松散，是水土流失和粉塵污染的主要源頭，該功能區治理方向為建設水土保持林，水土保持林采用喬灌草綜合配置。

3 示范區建設及運行

3.1 生態農業區建設及運行 根據設計，將鐘山排土場4平臺建設為生態農業區，分為經濟作物種植區，魚塘及家禽飼養區2部分。截至2013年底，姑山鐵礦在4平臺開挖魚塘（集水池）2口，在外圍建立圍網飼養鴨、鵝等家禽，魚塘和家禽飼養區面積約0.5hm2，其中水面面積0.3hm2。利用姑山鐵礦剝離的第四系粘土作為客土[2-3]，覆蓋厚度80cm，建造了約4hm2農田，鐘山排土場排棄的混合巖土及客土已經過檢測，符合土壤環境質量標準二級標準值。集水池（魚塘）現處于蓄水階段，并已在魚塘外圍飼養了少量的鵝和鴨等家禽，主要供應姑山鐵礦食堂；在建造的農田上種植了芝麻、花生等經濟作物，2013年芝麻產量約70kg/667m2，花生產量約300kg/667m2，基本達到附近農田的平均產量，經濟效益顯著。

3.2 生態用材林、防風林區建設及運行 根據設計，在鐘山排土場1～3平臺迎風坡及5平臺建設生態用材林、防風林區。選用楊樹作為生態用材林、防風林的主要樹種[4]，采用穴狀整地回填客土的方式進行土地整治，楊樹栽植株行距2m×2m，林下撒播草籽。在寧蕪高速公路（G4211）旁栽植雪松、棕櫚、紫葉李等綠化樹種。經過多年的建設，已經完成了生態用材林、防風林區的建設，營造了一條長約1 000m的生態用材林、防風林帶，既起到防風及水土流失，為生態農業區提供了天然屏障的作用，又通過林木蓄積增加了經濟效益，更改善了寧蕪高速公路（G4211）的自然景觀，消除了視覺污染。

3.3 生態經濟林區建設 根據設計，姑山鐵礦在鐘山排土場背風坡的各個平臺建設生態經濟林區，選擇油桃、葡萄及梨作為生態經濟林的主要樹種，建設形成了油桃園、梨園、葡萄園等。油桃及梨樹栽植株行距為2.5m×3m，葡萄株行距為1.5m×2m，同時在生態經濟林地面種植了紫花苜蓿，以改良土壤。由于生態經濟林區緊鄰居民區，為了給居民提供休閑場所，同時為發展觀光農業奠定基礎，進一步提高經濟效益，在生態經濟林區修建人行道路。截至2013年底，生態經濟林區共修建休閑觀光道路1 400m，栽植油桃約200株，梨樹約700株，葡萄約300株，2013年共出產油桃約2 950kg，葡萄約1 900kg，梨15 000kg，所產水果全部供應馬鞍山及附近市場，經濟效益顯著。

3.4 水土保持林區 根據設計，2009年起姑山鐵礦對鐘山排土場斜坡逐步進行了治理，水土保持林區采用喬灌草綜合配置，選擇構樹、楊樹作為水土保持林的主要喬木樹種，紫穗槐作為灌木樹種，綜合考慮覆蓋地表速度、根系深度和冷暖季交替的問題，草種選擇百喜草、黑麥草、紫花苜蓿、狗牙根混合草籽[4]。截至2013年底，已完成了水土保持林區的建設，構樹、楊樹的成活率達95%以上，長勢良好，3年生的楊樹胸徑已達近20cm，鐘山排土場斜坡部分的揚塵污染及水土流失得到根本治理。

4 結論

通過研究，構建了包括生態農業區、生態用材林及防風林區，生態經濟林區及水土保持林區等功能區的生態環境綜合治理鐘山排土場模式，通過治理，不僅控制了水土流失，同時還通過農、林、副產品的收入提供了較好的經濟效益，實現了生態環境綜合治理的可持續發展。鐘山排土場模式可以為長江流域乃至國內資源型城市類似礦山排土場的生態環境綜合治理提供借鑒的經驗。

參考文獻

[1]安徽省馬鞍山市工礦廢棄地復墾利用專項規劃（2012-2015年）[Z].馬鞍山市人民政府，2012.

[2]李香梅，趙艷，蔡桂香，等.冶金礦山排土場土壤改良及植被恢復技術[J].現代礦業，2011（7）：124-126.

[3]譚輝，鐘鐵，白懷良，等.馬鋼姑山鐵礦排土場復墾物種選擇與土壤的關系[J].科技資訊，2009（26）：150-152.

[4]王飛，鐘鐵，李書欽，等.排土場生態復墾植被優選試驗研究[J].現代礦業，2010（7）：70-73. （責編：張宏民）