錦州地區閉坑礦山植被修復創新途徑

李晟銳，楊 萍

(錦州市自然資源服務中心，遼寧 錦州 121000)

1 錦州地區氣候地質及閉坑礦山概況

錦州市共有閉坑礦山99座，合計面積達8511.3畝，共涉及4縣(市)4區(表1)。錦州市于2012 年、2014 年和2015年進行了閉坑礦山生態治理工作。3 年時間共完成閉坑礦山治理工程66 座，治理面積達6786畝。2018年起，錦州市開展礦山地質環境恢復治理專項行動，從重點區域、重點礦山抓起，以點帶面，統籌治理，計劃2020年底，治理閉坑礦山1669.33畝；到2022年底，“三區兩線”的礦山地質環境問題將基本得到整治，非“三區兩線”范圍及敏感部位、易災部位的閉坑礦山將按照“隔絕人為再次破壞，提供自然恢復基礎條件”的原則，采取人工促進天然更新的方式全部進行植被恢復[1]。

表1 錦州市閉坑礦山基本情況明細

2 錦州地區閉坑礦山生態環境問題

2.1 無序開采，亂堆亂放，造成潛在地質災害

錦州地區閉坑礦山由于無序開采，亂堆亂放，各種廢石和廢土散堆于場區周邊，造成現場極為凌亂。碎石堆通常沿廢棄采坑的坡頂邊緣無序堆放，沒有經過任何規劃，更未壓實，極易形成泥石流。多數廢石和廢土所處位置地勢較為傾斜，且非常容易匯水，在降雨條件下，相關區域非常容易形成泥石流等地質災害，并進一步導致該地區水土流失，不但破壞周邊耕地，對下游居民生命財產也會造成嚴重威脅[2]。此外，閉坑礦山內存在諸多面積與深度各異的深坑，極易至使居民及生畜跌落，是不容忽視的安全隱患。

2.2 水土流失、土地資源嚴重浪費

錦州地區礦產資源開發過程當中，各個礦山均存在礦體表層土壤嚴重剝除的狀況，進而導致植被賴以生存的環境被破壞，生態系統失衡，水土嚴重流失。同時，由于密集的施工挖掘，使得礦區內林草殘落物的積累被阻斷，生物與土壤間的物質交換頻度明顯下降，進而導致礦區土壤有機質含量明顯不足，土壤板結，肥力降低。并且修復主體的邊坡也缺乏植物生長的條件，因此在工程建設過程中，需要從其他地區運輸大量適合植被生長的土壤，這就增加了工程的成本。同時土壤的來源和質量也是不容忽視的問題，項目所在地周圍大部分都是耕地，要想找到質量較好的土壤必須遠離項目所在地，從而增加了工程運輸成本。

2.3 生態環境污染

錦州地區閉坑礦山的主要污染物包括礦山固體廢物、廢水和廢氣。其中固體廢物主要指的是礦山開采和洗選礦石過程中產生的廢石、碎屑及尾礦。這些固體礦業廢物的存在，不但給土壤造成巨大污染，還極易被沖刷進入水體或滲透入地下水，破壞礦區水質[3]。此外，固體廢物中的砷、鎘等劇毒元素、放射性元素和重金屬元素也會對礦區周邊居民的健康造成一定的危害。礦區產生的大氣污染主要表現在殘留煤柱、礦石山殘煤等氧化自燃排放CO、SO2、甲烷等有害氣體所造成的大氣污染。

2.4 景觀視覺破壞

在礦產資源開采過程中，大規模的機械性挖損通常會造成不容忽視的風景景觀和地質景觀的破壞，滿目蒼夷的閉坑礦山，嚴重破壞了當地的生態環境和視覺效應。例如義縣留龍溝鄉金礦項目，露天采場、井口區、辦公生活區、運輸道路對礦山原始地貌形成了一定程度的破壞，該地區原本擁有較為茂密的喬木及灌木植被群落，但由于大規模的機械挖采，使得原地表標高最大已被抬升近10 m，植被也被嚴重破壞，原有的地形地貌景觀早已面目全非。

2.5 危及當地生物多樣性

礦山的開采不但會產生各種廢氣、廢水、廢渣，危害礦區原生動物的健康，同時，其施工過程當中所產生的噪聲也在一定程度上危害著動物賴以生存的環境，使其不得不遷移至其他地區[4]。如錦州地區富有礦山的開采，損毀的植物包括刺槐、燈心草、貓尾草、茅草等；危害的野生動物主要有山雞、兔、鼠、蛇等。礦產資源的開采，不可避免地破壞了本地的自然生態系統和生物多樣性，迫使一些動物逃離礦區，野生動物種類和數量下降甚至消失，造成礦區生態環境嚴重失衡，對當地生物多樣性造成巨大的負面影響。

3 錦州地區閉坑礦山植被修復治理成果

3.1 有效防止水土流失

良好的水土條件是植被健康生長的重要前提。而水土流失是錦州地區閉坑礦山存在的主要生態問題，根據其地質特點，錦州地區閉坑礦山治理項目主要采用建造擋渣墻和攔渣壩、修建坡面排水工程及邊坡防護等措施治理水土流失問題。例如濱海新區閉坑礦山生態治理工作開展過程中，擋渣墻通常修建至5～6 m，為增加其穩定性，還將其深埋至土中2.25 m處左右，擋渣墻厚度為20 cm。排水工程主要是墻體頂部4%的排水坡，和孔徑為100 mm的PVC管做成的泄水孔。坡面排水工程則根據坡面的長度進行具體設計，主要形式為排洪渠和截流溝。同時還于施工坡面處加大了植被種植范圍，以便減緩水流對相關區域土層的沖刷。此外值得注意的是，邊坡的穩定性是治理水土流失問題的重點[5]。錦州地區閉坑礦山區域邊坡多數較大，大多數在60～85°之間，因此多采用石砌的方法進行邊坡保護，同時還種植了植被以保護邊坡土壤，并且在邊坡下面建造土墻，在土墻上種植了固土作用明顯的豆科植物。

3.2 削坡整形，開展景觀式梯田建設

錦州地區閉坑礦山普遍存在坡度起伏大的特點，可在削坡整形的前提下，修建景觀式的小梯田，并且在梯田上種植適宜植被，獲得生態治理與景觀美化的雙重收益。具體舉例來說，如面積為300畝的濱海新區安子山采石場，治理模式削坡整形，采用多種削坡類型相結合，大平臺形邊坡：大平臺沿坡向10 ～15 m間距開設，平臺寬度一般3～4 m，階梯形邊坡小平臺寬1.5～3.0 m，臺間距6～12 m；折線形邊坡：邊坡高度小于20 m，采取上部緩下部陡的折線形削坡；直線形邊坡：邊坡高度小于15 m，結構緊密均質邊坡采取直線形削坡。從上而下，削成同一坡度，達到穩定坡度；對有松散夾層地段，采取加固措施。臺階修建：將破損山坡削坡后修整為階梯狀地勢，防止崩塌、滑坡、泥石流等災害發生，減小災害損失。在山體邊坡坡腳復土，迎道路面栽植10行高大喬木，造林密度2 m×2 m，胸徑8 cm以上，樹高6 m以上，冠幅2 m以上，全冠。此外，濱海新區崔莊子閉坑礦也采取了景觀式梯田建設進行礦山生態治理和植被修復工作，治理面積達61.7畝，共栽植火炬樹0.4萬株左右、刺槐0.8萬株左右，成活率達到90%以上[6]。有效地應對了當地水土流失、土壤沙化、山石滑落等生態環境問題。在恢復土地的使用價值的同時，也使當地居民的生活環境得以改善。

3.3 因地制宜，合理選擇經濟樹種

錦州地區閉坑礦山植被樹種選擇和栽植規劃設計必須滿足因地制宜、適地適樹的總體原則，在樹種的選擇方面，盡可能選取壽命較長的耐寒及耐旱樹種，在某些土壤及地形改良工作不到位的區域，還應考慮內澇、土地鹽堿化等問題。在以上基礎上，再考慮經濟效益及花果、葉片色澤等美觀問題。錦州地區閉坑礦山適宜栽植的樹種包括平核桃樹、板栗樹、杏樹、火炬、紫穗槐、紅松樹、蘋果樹、梨樹、桃樹、刺槐、葡萄樹、側柏、李子樹、刺五加、沙棘樹、樹莓、刺龍芽等等，可供選擇樹種較為豐富，基本上可以滿足閉坑礦山植被修復需要，并且也能夠產生一定的經濟效益。進一步具體來說，如白臺子山閉坑礦在進行植被修復過程當中，針對礦區地形、面積、土壤等情況，堅持適地適樹，因地制宜的原則，在治理后立地條件較好的地方栽植速火炬、刺槐、側柏、紫穗槐、三葉地錦等，共栽植火炬樹0.6萬株左右、側柏0.3萬株左右、三葉地錦1.2萬株左右，成活率達90%以上。黑山縣薛屯鄉羅屯采石場結合當地氣候和地質條件，選用刺槐(地徑1～2 cm)作為修復植物，刺槐株行距為2.0 m×2.0 m，坑穴規格為0.5 m×0.5 m×0.5 m，共計栽植刺槐10700株。此外，還有一點值得注意的是，在實際工作開展過程當中，也可結合當地具體經濟情況和立體條件進行新、奇、特樹種點綴，此方案必須以高存活率為前提條件，以幼苗種植為主，密度不宜過大。

3.4 加強植被后期管護

為鞏固礦山生態治理成果，確保錦州地區閉坑礦山植被恢復工作的生態、經濟、社會三大效益得以充分發揮，在植被栽植工作完成后，還應加強植被后期管護。具體管護措施包括以下幾個方面：①加強撫育管理工作。植被恢復后及時進行松土除草，松土除草要與扶苗、除蔓等相結合。連續進行3～5年，每年1～3次。②禁止任何單位和個人在管護范圍內放牧，禁止移動或者毀壞標志、標牌。③禁止任何單位和個人在管護范圍內進行亂砍濫伐、亂征濫占、亂采濫挖、亂捕濫獵、毀林開墾、修建墳墓、排污排廢等行為。④加強森林防火工作，重要區域應當配置必要的森林火災預防和撲救設備，嚴防森林火災的發生。⑤加強有害生物的防治和檢疫工作，禁止使用攜帶有害生物的林木種子和苗木進行育苗、造林。

4 錦州地區閉坑礦山植被修復新途徑

4.1 開展閉坑礦山果樹園區規劃

錦州地區諸多閉坑礦山在進行基礎修復后，普遍已經具有地勢平坦、土地肥沃等優勢，適宜本地植物生長，但在一定程度尚仍缺乏依山造景，打造礦山特色旅游區的充分條件，不過與此同時，卻較為適宜進行生態果樹園區開發。錦州屬于渤海灣蘋果產區，氣候非常適宜蘋果、杏、梨、桃等雜果生長，可結合閉坑礦山具體地質、土壤等情況，進行科學化、立體化果樹栽植。黑山縣八道壕鎮紅槽采石場治理項目已進行此措施初步嘗試，該閉坑礦山占地面積106畝，生態治理以覆土后栽植苗木為主。在平整覆土的平臺1、2處栽植3年生蘋果梨樹，行間距3 m×3 m，每穴1株，共栽植2484株，造林成活率為95%。值得注意的是，為保證植被恢復的成效，選種宜選擇根系發達、耐旱、成活率高的果樹種類。在實際種植時，還要考慮不同類型和品種植物的搭配，以形成具有多層次美感的立體式植物生態景觀。在進行閉坑礦山果樹園區建設過程當中，還可靈活采取果品采摘、科研合作、生態示范園區展示等模式打造多功能的礦山果園生態鏈，帶動周邊經濟穩步發展。

4.2 閉坑礦山林地間作植物

間作是一種復合型的科學種植手段，即于同一區域分行或分帶相間種植2種或2種以上植物，并且這些植物均處于同一生長時期。在閉坑礦山果樹林地間作其他植物，可有效提升相關區域的土地利用率，在打造閉坑礦山生態系統多樣性的同時，為周邊地區帶來一定的經濟和社會效益。閉坑礦山修復多栽植幼樹苗木，而果菜間作這種間作手段十分適宜幼林和仍存在行間空隙的成林。較為適宜該地區閉坑礦山林地間作的植物包括韭菜、大蔥、茄子、蘿卜等經濟植物，但大白菜并不一適宜作為間作植物，這主要是由于該作物秋季需水量較大，容易令周邊果樹出現越冬抽條、根系腐爛的問題。在澆水比較困難的旱地，可主要間作蘿卜、茄子等對水分要求較低的作物。在梯田區域，可全方位有效利用地堰空間，間作黃瓜、豆角等藤蔓植物，但與此同時值得注意的是，應確保不令其爬至樹上遮擋陽光。此外，間作植物在一定條件下還可產生互補作用，如豆科植物和禾本科植物的間作可有效補充土壤當中的氮元素。此外，在林地適當間作薄荷、藿香薊、孔雀草和羅勒等芳香植物，可通過其分泌的化學物質改善果樹害蟲與其天敵的相互作用關系,進而使以植食性節肢動物為主的節肢動物群落向以捕食性節肢動物為主的群落轉變,與此同時，芳香植物間作區土壤中的銨態氮、有效磷和速效鉀的含量也較自然生草區明顯提升，對土壤的改良有較為明顯的作用。

4.3 根據閉坑礦山土壤性質設計植物源有機肥

若想令修復礦區果樹及果林間作植物得以健康生長，就必須給予其充足的養分。傳統的果樹綠肥施用措施主要是以刈割壓青為手段，但是此方法在用于果樹幼樹時，極可能由于綠肥材料未腐熟而破壞果樹林地土壤結構和微生物生態系統，甚至間接促使土壤病原菌和有害節肢動物數量的上升，進而影響果樹的生長發育。而植物源有機肥的引入，可以有效地解決此類問題，此類肥料以林區間作植物、果樹落花、落果、剪下的枝條等為原材料，通過快速腐熟、活化處理等手段制作成具有提高果品產量及品質、抑制病蟲害發生的高效有機肥，在改良礦區土壤方面可發揮令人眼前一亮的作用。錦州地區植物秸稈資源豐富，在實際工作開展過程中，還可利用玉米秸、豆秸、麥秸等材料和黃芪、當歸等中草藥植物進行配比和快速腐熟、活化處理，再加入草木灰、百草霜等物質進行充分混合，經過烘干等工序制得可儲藏較長周期的植物源有機肥料，此肥料不僅可以有效改良土壤，及時供給植物所需的養分，還可提升植物免疫力，促進枝葉生長和光合作用，加快其生長速度。

5 結語

礦山開采在產生巨大經濟效益的同時，也帶來了一系列的生態問題。如果不加以重視，不僅會響到礦業生產安全，還會造成嚴重的生態環境問題，因此，礦山恢復是一項非常緊迫的任務。若想從根本上改善錦州地區閉坑礦山生態環境，就必須結合當地實際需求，提出行之有效的閉坑礦山植被修復新途徑，并且不斷開拓思想、大力創新，走健康、穩健的可持續發展之路。經過7年努力，錦州地區已在閉坑礦山植被修復工作以初見成效，本研究以錦州地區閉坑礦山生態環境問題為切入點，系統介紹了該地區閉坑礦山植被修復治理成果，提出了一系列可行性較強的閉坑礦山植被修復新途徑，為我國閉坑礦山生態治理工作中的準備修復環節提出了極具參考價值的建設性建議。