甘肅祁連山國家級自然保護區礦山生態修復技術研究*

甘肅省科學院地質自然災害防治研究所，甘肅 蘭州 730000

近年來，我國大量開采礦產資源給生態環境造成了巨大危害，而開采結束后廢棄的礦山成為我國生態環境保護的重要任務，政府部門高度重視礦山環境修復治理工作的開展，多年來投入了巨大的人力和財力[1]。祁連山國家級自然保護區是我國重要的生態功能區和西北地區最重要的生態安全屏障及水源涵養地。長期以來，采礦、水電資源開發等活動對祁連山國家級自然保護區的生態環境造成了嚴重的破壞，尤其是局部生態破壞問題突出，引起了黨和國家領導人及社會各界的高度重視。

1 甘肅祁連山自然保護區概況

甘肅省祁連山國家級自然保護區于1988年由國務院批準建立，位于祁連山北坡中、東段，地跨涼州、天祝藏族自治縣、古浪、永昌、甘州、山丹、民樂、肅南裕固族自治縣這8個縣（區），如圖1所示。其地理位置位于東經97°23′34″～103°45′49″，北緯36°29′57″～39°43′39″，平均海拔為4000～4500m，甘肅省面積為18279.07km2。祁連山國家級自然保護區為大陸性高寒半濕潤山地氣候，年平均降水量為257.2～389.9mm，集中在5—9月，年均溫度為1.0～4.0℃[2]。祁連山國家級自然保護區內有國家一級保護動物14種、國家二級保護動物39種以及國家二級保護植物4種，具有重要的生命科學研究價值。

圖1 甘肅祁連山自然保護區位置圖

祁連山地區，作為整個西部地區賴以生存的生態安全屏障，是黑河、石羊河、疏勒河三大河流的發源地，也是西北地區的生態水源區，因此被譽為河西走廊“生命線”和“母親山”[3-4]。由于過去數十年甚至更長的時間里，人類的采礦、探礦活動使甘肅省祁連山國家級自然保護區的生態環境不斷惡化，這種對大自然的無限索取演化成祁連山國家級自然保護區的生態危機。

2 礦區生態修復技術及措施

祁連山國家級自然保護區內露天開采礦山對原生地形地貌景觀的破壞主要是通過開挖、壓占、渣堆壓占以及塌陷等形式。

2.1 礦山地形地質環境修復

（1）地形地貌修復。①工業場地拆除平整。拆除工業場區及生活住宅區所有的廢棄房屋和地坪等構筑物，拆除物就近回填采洞、塌陷坑，如果仍然有剩余可與渣堆統一處理，并對所有場地進行平整，表層覆土處理，覆土厚度為30cm。②采洞封填。豎直井口、巷井、入斜井及回風井的井筒運用廢棄礦渣進行回填處理，應輔以人力夯實或小型夯實機具夯實，其上掩埋20cm厚的砂石土，再覆土綠化，覆土厚度為30cm。③塌陷坑回填。底部采用礦渣回填，夯實，上覆20cm厚的沙土，表層覆土綠化，覆土厚度為30cm，恢復植被。④廢棄渣堆整理。在盡量減小工程量的基礎上，對其進行整理，平均推平深度為0.5～1.5m，表層覆土處理，覆土厚度為30cm。

（2）地質邊坡修復。①礦區邊坡坡面整理。對采礦形成的采礦邊坡表層的棄渣進行人工或者機械清理。坡度較高的邊坡和不穩定巖體邊坡必須進行削坡工作。②抗滑樁工程。混凝土抗滑樁可以很大程度上控制邊坡向下的滑動力，能針對性地加固工程，增強邊坡的穩定性，起一部分支撐作用。礦區采礦引起的破碎邊坡運用抗滑樁工程可實現穩固邊坡的功能。③擋墻工程。在廢棄渣堆整理前緣設置攔渣墻，以穩固渣堆，同時消除地質災害隱患；對于邊坡上巖石風化相對嚴重的部位，設置擋土墻以增強邊坡的穩定性。④排水工程。整理堆積在溝道的渣堆后，在堆渣整治外圍設置排水渠工程，將降水形成的地表匯流引導排泄于坡外，減少沖刷坡面，避免影響坡體穩定性，確保治理后斜坡體的安全。

2.2 礦山植被生態修復

生態修復技術實施的基礎是生態學，當進行生態修復時，一般采取生物措施和人工措施相結合的方式，確保礦山開采造成的地表損傷和水土流失等危害得到相應的修護和恢復。

（1）覆土綠化。鑒于礦區露天開采點數量多、面積大，而采礦區、選礦區及其周邊堆積了大量的廢石棄渣，嚴重影響了礦區地形地貌和自然生態景觀，壓占土地資源。因此，對渣堆、露天采場、辦公生活區、采礦工業場地、礦石堆場、廢石場和取土場整治后，根據地形條件，分級整理，并覆蓋30cm厚的黃土。植草設計覆土厚度為30cm，植林設計覆土厚度為60cm。該礦區采取機械平整場地、回填黃土、澆水沉降等措施，每畝地施羊糞1000kg，并進行深翻20cm、人工細致平整后即可進行種草。坡度大于15°的坡面表層加入10%的纖維素材料，增強抗水蝕能力。草地種植時間建議選在6—7月，溫度最高時進行草地種植，同時要注重后期養護，養護周期為2年，并且派專人進行管護管理、淋水、施肥、病蟲害防治等。

（2）噴混綠化。目前礦山生態修復比較常用的技術就是噴混綠化，也是礦山邊坡工程防護與邊坡生態綠化同時作用的措施之一，植被可以短時間內快速生長至覆蓋邊坡表面[3]。噴混綠化被主要應用于礦區陡峭的巖石坡面，噴播基質主要由復合基質、土壤調節材料、黏結材料、肥料、纖維以及植物種子等組成。首先，用錨桿將三維植生網固定在坡面上，錨桿的彎頭長4cm，呈倒三角形或者倒“U”形。其次，用噴射機噴播基質，厚度為10～12cm，而且噴槍口距離坡面1～1.5m，垂直于坡面，使物料有足夠的壓力可以緊緊地附著于坡面。最后，在基質層噴好后，盡快噴播種子層，厚度為3～4cm，種子層噴播完成后覆蓋草簾、遮陽網或無紡布等保墑，一年后形成綠化。

（3）植生袋綠化。植生袋綠化是把生長基材與纖維網、生態布三者整體黏合在一起，在土壤或風化巖石邊坡表面用專用大頭釘固定。按使用目的，分為喬木林型、灌木林型、草本型，主要通過纖維網、生態布達到防止水土流失的目的，隨著植物在坡體上扎根生長，植被逐漸可以起到防止邊坡雨水沖刷、控制水土流失和美化環境的多重作用[4]。植生袋綠化主要應用于坡度小于1∶1.5的邊坡以及礦區巖石邊坡、道路邊坡和采礦道路。植生袋堆積一方面可以穩固邊坡，另一方面可以恢復植被。生長基質與纖維網、生態布用無毒膠水黏合起來，內含改良劑和保水劑，防止水土流失。

（4）環保草毯綠化。環保草毯是以稻秸、麥秸等各種植物纖維為原料，集合多種灌草植物種子，再添加保水劑、營養基質，經過天然纖維預處理以及纖維混合和原料鋪設、復合、裁剪、打捆加工而成[5]。環保草毯主要用于礦山坡面的綠化，根據當地生態氣候條件與施工環境相結合以及植物生長特性選擇適宜性強的植物種類，并增加植被種植，使人工種植植被逐漸與自然生態融合。草毯鋪設時需要保證草毯與坡面保持充分接觸(可經過輕微鎮壓處理)，然后用“T”形釘或木楔等固定緊實，每平方米固定物不少于1個。草毯鋪設要保持整齊一致，草毯宜順坡度方向從上往下鋪設，搭接寬度不小于10cm。

（5）巖面垂直綠化技術。巖石邊坡的坡腳、凹面區域位置，在高強度砂漿砌石筑成的槽穴內，通過種植土壤的回填。合理選取灌草種子及藤本植物進行種植，藤本植物沿著邊坡向上生長逐漸實現裸巖面的植被覆蓋，其種植綠化主要用在坡度大于75°的坡體面[6-7]。

3 結束語

基于甘肅祁連山國家級自然保護區生態安全屏障的重要性，祁連山礦山生態修復取得了一定成效，但仍然存在較多不足。為了解決遺留下的污染問題，要不斷完善礦山環境保護法規條例、提高礦山修復的技術技能、加強礦山開采的監管、加強土地復墾資金保障等方面，踐行綠水青山就是金山銀山的理念，從而治理好礦山地質和生態條件，恢復祁連山國家級自然保護區的綠色生態環境，使人與自然和諧共處。