小送歸鉛鋅礦礦區土地復墾和生態重建研究

張月峰，李 俊*，孫明書，張寶強，趙 發，馬夢玲

(1.昆明理工大學國土資源工程學院，云南昆明 650051；2.云南永昌鉛鋅永德有色金屬有限責任公司，云南臨滄 677600；3.河北省區域地質礦產調查研究所，河北廊坊 065000)

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小送歸鉛鋅礦礦區土地復墾和生態重建研究

張月峰1，李 俊1*，孫明書1，張寶強1，趙 發2，馬夢玲3

(1.昆明理工大學國土資源工程學院，云南昆明 650051；2.云南永昌鉛鋅永德有色金屬有限責任公司，云南臨滄 677600；3.河北省區域地質礦產調查研究所，河北廊坊 065000)

摘要以云南省永德縣小送歸鉛鋅礦為例，從礦山的土地復墾和生態重建出發，根據礦區的地質、土壤及氣候條件制定出一套礦上土地復墾與生態重建的措施。結果表明，礦區生態環境的重建既可增加生態效益又可增加經濟效益，礦區環境的恢復促進了礦區的可持續發展，具有巨大的潛在社會效益。

關鍵詞土地復墾；生態重建；地質環境；社會效益

礦山在開采過程中對礦山生態環境的破壞是礦山生產所要面對的一個嚴峻問題。由于礦山的建設使得大量沃土良田被占用，而且隨著開采深度的增加這種破壞表現越為明顯[1]。因此礦山土地復墾是合理運用土地、提高土地利用率的有效方法；土地復墾既改善了礦區的生態環境又保證了周圍村民的生命財產安全；礦山土地復墾也是實現礦山綠色和諧生產的一個重要環節[2]。國內針對礦山環境的恢復治理研究總體要落后于西方發達國家。我國最早的有關礦山環境方面的研究始于20世紀80年代中后期，但是由于近幾十年經濟發展對礦產資源需求的增加，不少企業將目光集中到對資源的掠取上，而忽略對礦山環境惡化的思考和研究[2-3]。近幾年對礦山環境恢復治理的研究逐漸受到國家和研究學者的重視，黨和國家也相繼出臺了相應的法律法規。其中土地復墾采取農業復墾和林業復墾是最普遍的[4]，效果也較為突出。基于此，筆者選取云南省永德縣小送歸鉛鋅礦為研究區，根據礦區的地質、土壤、氣候條件制定出一套礦上土地復墾與生態重建的措施，旨在有效地減輕在礦山開

采過程中對周圍環境的破壞，促進礦業經濟的可持續發展，實現社會經濟與環境保護的統一。

1土地損毀情況及復墾對象

礦區范圍為30.850 1 hm2，礦山運行期損毀土地面積11.785 9 hm2，損毀土地類型有旱地、有林地、灌木林地、其他草地、裸地，損毀土地的方式為挖損、壓占。損毀的耕地有3.595 4 hm2屬于基本農田，礦山復墾區面積及復墾責任范圍面積均為11.785 9 hm2。復墾區面積由礦山建設及生產損毀土地面積和永久性建設用地面積構成，復墾責任范圍面積由復墾區中損毀土地面積和不再留續使用的永久性建設用地面積構成[5]。

2復墾區土地利用分析

根據收集的礦區土地利用現狀圖并結合該礦山復墾區分布情況對其對應的土地類型及面積進行統計，復墾區及復墾責任范圍土地利用類型有旱地、有林地、灌木林地、其他草地及裸地(表1)。

表1　復墾責任范圍土地利用現狀面積統計

復墾區及責任范圍內的旱地面積為3.595 5 hm2，土壤類型主要為紅壤，土層厚度為1.5～5.0 m，耕作層厚度為0.4～0.5 m，土壤pH為5.5～6.2，有機質含量適中，約1.0%～1.2%。現狀旱地主要種植玉米、小麥等旱作物，單位產量低。此次恢復擬將原廢石場、原礦山道路占用基本農田部分復墾為高標準基本農田，并對廢石場、礦山道路進行重新選址，避免占用基本農田；而項目塌陷影響范圍不可避讓的農田，待項目開采結束，穩沉期結束后，將其復墾為高標準基本農田。復墾區及責任范圍內的有林地面積為4.325 2 hm2，占總面積的36.70%，土壤類型主要為紅壤，地形坡度為25°～30°，土層厚度為1.5～3.0 m，腐殖層厚度為0.1～0.2 m，土壤pH為5.0～6.5，有機質含量約2.0%，樹種主要有云南松、栗樹、旱冬瓜等。復墾區及責任范圍內的灌木林地面積為3.319 3 hm2，占總面積的28.16%，土壤類型主要為紅壤，地形坡度為25°～35°，土層厚度為1.0～2.0 m，腐殖層厚度為0.1～0.2 m，土壤pH為5.0～6.5，有機質含量約2.0%，樹種主要有火棘、小灌木等。復墾區及責任范圍內的草地面積為0.446 0 hm2，占總面積的3.78%，全部為其他草地，土壤類型主要為紅壤，地形坡度為20°～30°，土壤pH為5.0～6.5，有機質含量約1.6%，草種主要有黑麥草、狗牙根、白三葉等。

3生態環境影響分析

3.1土壤資源的影響礦山排出的固體廢棄物主要是廢土、廢石。該礦山產生固體廢棄物和尾礦屬于Ⅰ類一般工業固體廢物，通過完整的自流水力運輸系統集中堆放，不會造成廢土流失、污染環境[6]。礦山生產過程中，現有辦公生活區、工業場地、排土場、礦山道路建設等活動嚴重損毀了原地貌和地表植被，形成人工邊坡，將加劇復墾區水土流失。生產損毀土地引發的水土流失將導致復墾區土壤有機質和土壤養分流失，降低了土壤保肥、保水性及灌溉能力，增加了水土向地下流失的風險，造成地表土壤生產能力下降，影響植被生長。在復墾過程中，通過生物化學措施，土壤培肥，經過1～2年后，可使土壤達到或超過損毀前土壤肥力。

3.2水資源的影響礦區地形高差相對較大，礦區地形坡度較陡，地表流水通暢，對礦體補充水量極為有限，雨季大氣降水多以山洪形式自然排泄，還有少量可以補給基巖風化裂隙帶潛水，或沿采空區裂縫充入礦井，因大氣降水具有明顯季節性，故而其對礦床充水影響有限。礦區地處斜坡地帶，設計最低開采標高均高于當地最低侵蝕基準面1 300 m，礦區內沖溝平時無水流，只有雨季雨后有少量洪量，且行洪時間較短，因此礦床開采對地表河流水體基本無影響；綜合分析認為，未來礦山地下開采破壞含水層對地表水的影響較輕。根據實際情況，V1、V2礦體開采，含水層破壞范圍僅限于上三疊統大水溏組下段中的厚層狀灰巖、硅質灰巖巖性段。該巖性段夾層厚度一般為200～250 m；該巖性段成窄條帶狀分布，范圍較小。同時，礦區及其附近無居民區，因此，礦山含水層破壞對居民用水無影響。礦山廢水主要是生產、生活用水，采用石灰乳中和、沉淀池澄清等工藝進行處理，經取樣監測相關指標達標后排放。區內礦石中不含放射性元素。礦井涌水有害成分含量不高，排放到地表對地表水體的影響小。

3.3生物資源的影響礦山在開采過程中清除地表植被、開挖土地造成礦區辦公生活區、工業場地、廢石場、礦區道路、輔助設施區等地表植被的完全損毀影響了礦區內的植被群落種類組成和數量分布，降低了礦區內植被覆蓋度和生物多樣性指數。因而在礦山生態環境恢復過程中需注意保護植被，減少植被損毀面積，并在開采結束后盡快進行土地復墾。礦山開采過程中將損毀地表植被，這必將對野生動物的生存與繁衍產生不利影響，導致其群落組成和數量發生變化。因此在開采結束后應盡快進行土地復墾，人工誘導自然恢復發生作用后，生態環境的改善將減緩這種負面影響。

4土地復墾措施

土地復墾工程主要包括土壤的重構工程、植被的重建工程以及后期的檢測管理工程。快速恢復植被可有效控制水土流失并改善礦區生態環境，是實現土地復墾的關鍵環節，而植被的發育關鍵在于土壤改良和品種的篩選[7]。

4.1土壤培肥礦區覆蓋土或平整后的土地肥力低下，且伴有土壤酸化的危害，存在一些植物生長的限制因子。因此，應著重消除“危害物質”并圍繞水、肥、氣、熱四大肥力要素進行土壤改良和培肥。根據該礦山復墾區情況，研究區選用施肥法進行土壤培肥，施肥標準為7 500 kg/hm2。

4.2復墾區種植物種的選擇選擇適宜的種植物種是生態重建的關鍵，根據礦區的地理位置和當地的氣候條件[5-6]，總結所種植物應具有以下特征：①適應復墾區氣候，具有耐旱、喜陽等特性。②生長、繁殖能力強，最好具有固氮能力，提高土壤中氮元素含量，要求實現短期內大面積覆蓋。③根系發達，萌芽能力強，能夠有效固結土壤，防止水土流失。這在復墾工程的早期階段尤其重要。④播種、栽植容易，成活率高。⑤所選草本植物要求具有越冬能力，以節約成本。

依據上述原則對當地植物種類進行調查，最終確定適宜復墾的喬木、灌木、草本及藤本植物。研究區選擇當地適宜性較強的樹木，喬木主要選擇旱冬瓜，灌木主要選擇火棘，草本選擇白三葉。

4.2.1旱冬瓜。旱冬瓜屬樺木科，礦區長勢良好，為鄉土樹種，落葉喬木，生長迅速，適應性強，木質較好，枝條紫褐色，心材、邊材界線不明顯，有光澤，無特殊氣味；紋理直，結構細至中等，材質輕軟；木材不易開裂變形，干燥快，易加工，切面光滑，油漆及粘膠性能好[4]；葉為優質綠肥，皮含單寧可提取栲膠；是較好的家具、木模、農具、建筑、栲膠原料等用材；屬于喜光樹種，幼樹稍耐庇蔭；對土壤要求不嚴，中性或酸性土壤均能生長，喜疏松、濕潤、肥沃的土壤，稍耐干旱、瘠薄；抗寒能力強，天然更新能力較強，可萌芽更新。旱冬瓜適生區年均氣溫12～18 ℃，年降雨量800 mm以上，相對濕度在70%以上。旱冬瓜廣泛分布于全省各地，生于海拔500～3 600 m的濕潤坡地或溝谷臺地林中，西藏東南部、四川西南部、貴州亦有分布。對于人工造林來說，其可適用的造林范圍廣，宜于發展的地區較多。旱冬瓜為當地鄉土樹種，較適宜當地生長。

4.2.2火棘。火棘屬薔薇科，為常綠灌木；分布較廣，產于秦嶺以南，南至南嶺，西至四川和云南，東達沿海地區；東部在海拔1 000 m以下有分布，西部在海拔2 800 m以下有分布；喜光，耐干旱瘠薄，常形成大面積石灰巖灌叢；花期3～5月，果期8～11月，果實含淀粉和糖，可食用或作飼料，還可釀酒；根皮含鞣質，可提制栲膠；藥用治消化不良、腸炎等；栽培常作綠籬。火棘在云南省內分布較廣，在海拔500～3 000 m范圍內均有生長，為當地鄉土樹種，較適宜當地生長。

4.2.3白三葉。白三葉屬豆科，耐寒性強，綠期很長；對土壤要求不嚴，可適應各種土壤類型，在偏酸性土壤上生長良好；喜溫暖、向陽、排水良好的環境條件。

植被配置模式需適應當地的自然條件和立地條件，符合復墾要求，適合植物生理生態習性，要求管理簡單易行、投資少、見效快，應遵循植被生長的自然演替規律，以保證植被的穩定和可持續發展。

5管護措施

根據各個復墾單元的特點，確定各自的復墾植物，針對這些復墾植物的特性，主要有以下的管護措施：培壟、定株、修枝、施肥、澆水、噴藥、病蟲害防治。管護期為種植當年及后1年(管護期2年)。針對廢石場平臺、部分原礦山道路以及部分塌陷影響范圍區擬復墾為水澆地，所種植物為當地農作物，其管護措施為施肥、澆水、噴藥等；而辦公生活區、工業場地區、廢石場邊坡、剩余原礦山道路及余下塌陷影響范圍區擬復墾為林地，其復墾植物以旱冬瓜、火棘、白三葉為主，主要管護措施包括施肥、澆水、噴藥、防凍、防人為損害等。

6社會效益

土地復墾不僅對生態環境和項目建設具有重要意義，而且是保證礦區可持續發展的重要組成部分，有利于企業安全生產，實現當地經濟、生態的可持續發展，保障社會、企業獲得最大利益[8-9]。首先，礦區道路作為鄉村道路使用，一方面可以提升當地農民的交通狀況，另一方面也為復墾區提供良好的交通條件；其次，復墾后的土地調整了土地利用結構，發揮了生態系統的功能，合理利用了土地，提高了環境容量，促進了生態良性循環，維持了生態平衡；最后，隨著復墾工程的實施可以聘用當地剩余勞動力，從而解決當地社會剩余勞動力問題，為社會安定做出貢獻的同時也增加了當地居民的收入。另外，該礦山復墾前原土地利用類型為旱地、有林地、灌木林地、其他草地、裸地，復墾后土地利用類型為水澆地、有林地、灌木林地。復墾后耕地增加了0.981 0 hm2，且復墾后的旱地被改造為水澆地(4.476 5 hm2)，這樣在一定程度上增加了礦區的耕地質量，提高土地利用率對礦區周邊經濟發展具有一定的積極作用。

6.1生態效益研究區土地復墾方式按照“邊生產邊復墾”思路實施，首先將不再繼續利用的區域進行土地復墾，再根據開采進度情況將可復墾的區域及時進行土地復墾，土地復墾率為80.05%。復墾為水澆地的區域復墾時需進行土地平整，地表坡度變緩，一定程度上減少了復墾區域內的水土流失，起到了保水的作用。另外，土壤改良增加了土地的有效土層厚度和土壤有機質，從而改善了復墾區原有的土壤結構，增加了土壤水分入滲，減輕了土壤侵蝕，也能起到保水保土作用，一定程度上可改善復墾區農業生態系統[10]。復墾為林地的區域其地形坡度也得到一定程度的減緩，但復墾后的郁閉度由原來的0.15增加到0.25，且采用喬木、灌木、草本結合的方式進行復墾，說明復墾后的植被情況優于復墾前，植被的枯枝落葉可以一定程度上改善土壤結構，這樣更有利于植物生長及微生物、動物棲息，一定程度上可改善復墾區的森林生態系統。

6.2經濟效益復墾后耕地面積增加了0.981 0 hm2，根據調查，原來的耕地主要為旱地，種植作物主要以玉米、小麥為主，無灌溉設施，作物灌溉主要依靠天然降雨，玉米產量約為6 300 kg/hm2、小麥產量約為2 100 kg/hm2，復墾后的耕地為水澆地，復墾后水澆地的種植作物以玉米、小麥為例進行計算分析，4年后的玉米、小麥產量分別為6 950、2 550 kg/hm2，分析結果顯示，復墾前耕地帶來的年經濟效益約為8.66萬元，復墾后的年經濟效益約為12.53萬元，說明復墾后耕地的經濟效益大于復墾前。

7結語

礦產資源的開發和利用往往伴有環境和生態的破壞，礦山企業應在關心經濟利益的同時做到綠色開采，最大限度減小礦山開發對環境的影響。礦山土地復墾可以使礦區的生態環境得到改善，使破損的山地、土地綠樹環繞，空氣清新，甚至可以使礦區成為不可多得的生態旅游景點。土地復墾技術可保證礦區生態環境的協調發展，具有潛在的社會經濟效益，因此其將會得到更為廣泛地應用。礦山植被重建方案的設計需根據礦山的具體情況選擇合適的植被進行生態恢復，既要考慮生態效益又要兼顧經濟效益，爭取達到多方效益的最大化。在礦區地質條件應許的條件下盡量將土地復墾為農業耕地，以取得顯著的經濟效應。

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作者簡介張月峰(1987-)，男，河北張家口人，碩士研究生，研究方向：地質災害與環境地質。*通訊作者，副教授，博士，從事礦產地質和工程地質的研究。

收稿日期2016-04-08

中圖分類號S 181

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)14-087-03

Land Reclamation and Ecological Reconstruction of Xiaosonggui Lead-zinc Mine

ZHANG Yue-feng, LI Jun*, SUN Ming-shu et al

(College of Land and Resource Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming, Yunnan 650051)

AbstractWith Xiaosonggui Lead-zinc Mine in Yongde County of Yunnan Province as a case, a set of measures for mine land reclamation and ecological reconstruction were established according to the geology, soil and climate condition. Results showed that reconstruction of ecological environment in mining area enhanced both ecological benefit and economic benefit. Restoration of ecological environment in mining area promoted its sustainable development and had huge potential social benefit.

Key wordsLand reclamation; Ecological reconstruction; Geological environment; Social benefits